RU193859U1

RU193859U1 - Cargo tensioner N.I. Habrat

Info

Publication number: RU193859U1
Application number: RU2019128502U
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Хабрат
Original assignee: Николай Иванович Хабрат
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2019-11-19

Abstract

Полезная модель относится к изделиям машиностроения и может быть использована для создания и автоматического поддержания постоянства натяжения в гибких элементах транспортирующих лент, линий электропередач на железнодорожном транспорте, в приводах механических передач с гибкой связью и т.п.Натяжное устройство содержит оси, подвижную с блоком на ней, кинематически соединенную с рабочим элементом, и неподвижную в подшипниковых опорах станины с размещенными на ней неподвижно с различными рабочими диаметральными размерами малого барабана и большего неподвижного блока, кинематически соединенных между собой посредством гибкого органа, закрепленного одним концом на малом барабане, а на втором конце свисающего с неподвижного блока, закреплен натяжной груз.При этом рабочая поверхность неподвижного блока, контактирующая с гибким органом, выполнена клинообразной формы с углом, превышающим двойной угол трения контактирующих поверхностей неподвижного блока и гибкого органа.Технический результат - способность создавать и надежно поддерживать постоянное натяжение в рабочих гибких элементах при меньших габаритах неподвижного блока и значительно уменьшенных натяжных грузах. 2 ил.The utility model relates to mechanical engineering products and can be used to create and automatically maintain a constant tension in flexible elements of conveyor belts, power lines in railway transport, in mechanical transmission drives with flexible coupling, etc. The tension device contains axes movable with the block on kinematically connected to the working element, and motionless in the bearing supports of the bed with motionless placed on it with different working diameters on and the larger fixed block, kinematically connected to each other by means of a flexible organ fixed at one end on the snare drum, and a tension load is fixed at the second end of the unit hanging from the fixed block. angle exceeding the double friction angle of the contacting surfaces of the fixed block and flexible organ. Technical result - the ability to create and reliably maintain a constant tension in the working flexible elements with smaller dimensions of the fixed block and significantly reduced tension loads. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, главным образом к транспортирующим машинам с гибким рабочим органом для создания и автоматического поддержания постоянного натяжения в гибком рабочем элементе и может быть использовано для натяжения линий электропередач в железнодорожном транспорте, в приводах механических передач с гибкой связью и т.п.The utility model relates to the field of mechanical engineering, mainly to transporting machines with a flexible working body for creating and automatically maintaining constant tension in a flexible working element and can be used to tension power lines in railway transport, in mechanical transmission drives with flexible coupling, etc. .

Известно техническое решение, содержащее две неподвижных оси в вертикальной плоскости в опорах станины с установленными на них блоками и огибающий их гибкий орган, кинематически соединенный одним концом с подвижным рабочим органом, другим с натяжным грузом (Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. - М.: Высшая школа, 1972, с. 403, рис. 233б. Аналог).A technical solution is known that contains two fixed axes in a vertical plane in the bed supports with blocks mounted on them and a flexible body enveloping them, kinematically connected at one end with a movable working body, the other with a tension load (MP Alexandrov Lifting and transporting machines. - M .: Higher School, 1972, p. 403, Fig. 233b. Analog).

Основные недостатки аналога - значительные габариты натяжного устройства и большие тяжести натяжного груза.The main disadvantages of the analogue are the significant dimensions of the tensioning device and the great gravity of the tensioning load.

В качестве прототипа принято техническое решение (Патент на полезную модель РФ №189151 МПК B65G 23/44. Бюл. 14, 2019. Прототип), содержащее неподвижную ось в подшипниковых опорах станины, на которой размещены неподвижно с различными расчетными диаметральными размерами малый барабан с навитым на него и закрепленным на нем одним концом гибкого органа и неподвижного блока с большим рабочим расчетным диаметром, рабочая поверхность которого на некотором угле огибается гибким органом, свисающим с него, на конце которого закреплен натяжной груз, и дополнительно снабженное подвижной осью с подвижным блоком на ней, кинематически соединенной с рабочим элементом, а гибкий орган, обогнув подвижный блок, направлен одной своей ветвью на рабочую поверхность неподвижного блока, а другой ветвью гибкий орган направлен в сторону рабочей поверхности барабана и навившись на него некоторым количеством витков, в ту же сторону, что и на неподвижном блоке, закреплен вторым концом на нем.As a prototype, a technical solution was made (Patent for a utility model of the Russian Federation No. 189151 IPC B65G 23/44. Bull. 14, 2019. Prototype), containing a fixed axis in the bearing bearings of the bed, on which a snare drum with a wound, which is fixed with different design diameters, on it and fixed on it by one end of a flexible body and a fixed unit with a large working design diameter, the working surface of which is bent at a certain angle by a flexible body hanging from it, at the end of which a tension load is fixed, and add It is equipped with a movable axis with a movable block on it kinematically connected to the working element, while the flexible body, rounding the movable block, is directed by one of its branches to the working surface of the fixed block, and the other branch is directed towards the working surface of the drum and winding on it with some the number of turns, in the same direction as on the fixed block, is fixed by the second end on it.

В материалах этого технического решения нет указания на конструктивное исполнение неподвижного блока на неподвижной оси, в частности его рабочей поверхности, контактирующей с гибким органом. По этой причине рабочая поверхность неподвижного блока принимается как известной желобчатой с закругленным основанием по месту контакта с гибким органом, как это выполняется в механизмах грузоподъемных машин (см. Справочник по кранам. Под ред. М.М. Гохберга. Л.: Машиностроение, Т. 2, 1988. стр. 258, табл. V.2.10). Назначение этих блоков - создание опоры и направления движения гибкому органу без передачи усилия трением. Эту скругленную опорную поверхность желоба блока с некоторым допущением можно представить плоскоцилиндрической.In the materials of this technical solution there is no indication of the design of the fixed block on the fixed axis, in particular its working surface in contact with a flexible body. For this reason, the working surface of the fixed block is accepted as a well-known grooved with a rounded base at the place of contact with a flexible body, as is done in the mechanisms of hoisting machines (see the Handbook on cranes. Edited by M. M. Gokhberg. L .: Engineering, T 2, 1988. p. 258, table V.2.10). The purpose of these blocks is to create support and direction of movement for a flexible body without transferring friction. With a certain assumption, this rounded abutment surface of the block trough can be represented as plane-cylindrical.

Рассмотрим силовой механизм работы этого натяжного устройства в установившемся режиме. Из условия силового равновесия барабана с неподвижным блоком относительно неподвижной оси следует, что сумма крутящих моментов сил F⋅d/2+G⋅D/2 равна F⋅D/2, где F - усилие в гибком органе огибающем подвижный блок (наматываемом на барабан); G - усилие в гибком органе свисающем с неподвижного блока; d, D - соответственно рабочие диаметральные размеры барабана и подвижного блока.Consider the power mechanism of this tensioner in steady state. From the condition of force equilibrium of a drum with a fixed block relative to the fixed axis, it follows that the sum of the torques of the forces F⋅d / 2 + G⋅D / 2 is F⋅D / 2, where F is the force in the flexible body enveloping the movable block (wound on the drum ); G - effort in a flexible organ hanging from a fixed block; d, D - respectively, the working diametrical dimensions of the drum and the movable block.

В приведенном выше условии приведены внешние силы воздействующие на барабан и неподвижный блок.In the above condition, external forces acting on the drum and the stationary unit are given.

Из приведенного выше соотношения и кинематики механизма следует, что натяжения гибкого органа при набегании на неподвижный блок и сбегании с него различны по величине. Это различие в силах уравновешивается силой трения гибкого органа о рабочую поверхность неподвижного блока, определяемая известным соотношением передач с гибкой связью (Решетов Д.Н. Детали машин. М.: Машиностроение, 1989, с. 288-291). В этом случае сила трения направлена по гибкому органу в ту же сторону, что и сила тяжести G, от натяжного груза и ее величина зависит от коэффициента трения по поверхности контакта неподвижного блока с гибким органом и угла их обхвата.From the above correlation and kinematics of the mechanism, it follows that the tension of a flexible organ when running onto a fixed block and running away from it is different in magnitude. This difference in forces is balanced by the friction force of the flexible organ on the working surface of the fixed unit, determined by the known ratio of gears with flexible coupling (Reshetov D.N. Machine details. M .: Mashinostroenie, 1989, p. 288-291). In this case, the friction force is directed along the flexible body in the same direction as the gravity G, from the tensile load and its magnitude depends on the coefficient of friction along the contact surface of the stationary unit with the flexible body and the angle of their girth.

Естественно, что чем больше будет сила трения по поверхности контакта этих элементов, тем меньше потребуется сила тяжести натяжного груза для создания требуемого рабочего натяжения в гибком органе при всех прочих равных условиях.Naturally, the greater the friction force along the contact surface of these elements, the less the gravity of the tension load will be required to create the required working tension in a flexible body, all other things being equal.

При плоско-цилиндрической опорной поверхности неподвижного блока в контакте с гибким органом возникают небольшие силы трения и для обеспечения создания рабочего усилия рабочему органу требуется груз повышенной силы тяжести. В этом состоит недостаток прототипа.With a plane-cylindrical supporting surface of a fixed unit in contact with a flexible body, small friction forces arise and to ensure the creation of a working force, the working body requires a load of increased gravity. This is the disadvantage of the prototype.

Задачей изобретения полезной модели является создание конструктивных элементов по поверхности контакта гибкого органа с рабочей поверхностью неподвижного блока создающего условие создания повышенного трения, приводящее к снижению силы тяжести натяжного груза, обеспечивая создание требуемого рабочего усилия натяжения рабочего органа.The objective of the invention is a utility model is the creation of structural elements on the contact surface of a flexible body with the working surface of the fixed block creating the condition for creating increased friction, which leads to a decrease in the gravity of the tension load, ensuring the creation of the required working force of tension of the working body.

Поставленная задача решается путем выполнения рабочей поверхности контакта неподвижного блока с гибким органом клинообразной формы с величиной угла превышающей двойной угол трения контактирующих поверхностей неподвижного блока и гибкого органа.The problem is solved by performing a working contact surface of the fixed unit with a wedge-shaped flexible organ with an angle greater than the double friction angle of the contacting surfaces of the fixed unit and the flexible organ.

На фиг. 1 представлен эскиз грузового натяжного устройства на виде сбоку, на фиг. 2 повернутое сечение неподвижного блока с гибким органом по сечению А-А фиг. 1.In FIG. 1 shows a sketch of a cargo tensioner in a side view, FIG. 2 a rotated section of a fixed unit with a flexible body along section AA of FIG. one.

Грузовое натяжное устройство по фиг. 1 содержит ось 1, установленную подвижно в подшипниковых опорах 2, станины 3 и подвижную ось 4 с установленным на ней подвижным блоком 5, которая кинематически соединена посредством гибкого элемента 6 с подвижным рабочим элементом 7.The load tensioner of FIG. 1 contains an axis 1 mounted movably in bearing bearings 2, a bed 3 and a movable axis 4 with a movable unit 5 mounted on it, which is kinematically connected by means of a flexible element 6 to a movable working element 7.

При этом на оси 1 размещены неподвижно с различными рабочими диаметральными размерами малый барабан 8 и большой неподвижный блок 9.Moreover, on the axis 1 are placed motionless with different working diametrical dimensions of the snare drum 8 and the large fixed block 9.

Гибкий орган 10 закреплен и навит некоторым количеством витков на барабане 8, затем огибает подвижный блок 5, неподвижный блок 9 в том же направлении что и на барабане 8 и далее вертикально свисает ветвью 11, на конце которой закреплен натяжной груз 12.The flexible body 10 is fixed and wound with a certain number of turns on the drum 8, then it bends around the movable block 5, the stationary block 9 in the same direction as on the drum 8 and then hangs vertically by a branch 11, at the end of which a tension load 12 is fixed.

Навивка гибкого органа 10 на некоторое количество витков при предварительной сборке натяжного устройства определяется расстоянием на которое смещается рабочий элемент 7 при первоначальной установке натяжного устройства и с учетом дополнительного смещения рабочего элемента в процессе его эксплуатации.The winding of the flexible organ 10 over a number of turns during the preliminary assembly of the tensioner is determined by the distance by which the working element 7 is displaced during the initial installation of the tensioner and taking into account the additional displacement of the working element during its operation.

На фиг. 2 представлено клинообразное сечение неподвижного блока 9 в его контакте с гибким органом 10. При этом угол клинообразной поверхности неподвижного блока превышает двойной угол трения поверхностей контакта гибкого органа и рабочей поверхности неподвижного блока.In FIG. 2 shows a wedge-shaped cross-section of the fixed block 9 in contact with the flexible body 10. The angle of the wedge-shaped surface of the fixed block exceeds the double friction angle of the contact surfaces of the flexible organ and the working surface of the fixed block.

Наличие клинообразной формы неподвижного блока способствует повышению нормального давления между поверхностями контактируемых поверхностей, способствуюя увеличению трения между этими поверхностями.The presence of a wedge-shaped form of the fixed block helps to increase the normal pressure between the surfaces of the contacted surfaces, contributing to an increase in friction between these surfaces.

Работает грузовое натяжное устройство следующим образом. При подвешивании груза 12 на свисающую ветвь 11, усилие от последнего передается ветвям гибкого органа 10, привода в движение вращательное неподвижного блока 9 и барабана 8. Вертикальное смещение натяжного груза 12 приводит к смещению подвижного блока 5 с подвижной осью 4 и далее через гибкий элемент подвижному рабочему элементу 7. При этом гибкий орган 10 свивается с барабана 8 меньшей длиной, чем с неподвижного блока 9.Works cargo tensioner as follows. When the load 12 is suspended on the hanging branch 11, the force from the latter is transmitted to the branches of the flexible body 10, which rotates the stationary block 9 and the drum 8. The vertical displacement of the tension load 12 leads to the displacement of the movable block 5 with the movable axis 4 and then through the flexible element to the movable the working element 7. In this case, the flexible organ 10 is twisted from the drum 8 with a shorter length than from the fixed block 9.

Смещение подвижного блока 5 и соответственно подвижного рабочего элемента 7 в этом случае составляет полуразность длин гибкого органа 10 свитого с неподвижного блока 9 и барабана 8.The offset of the movable block 5 and, accordingly, the movable working element 7 in this case is the half-difference of the lengths of the flexible organ 10 twisted from the stationary block 9 and the drum 8.

Опускание натяжного груза 12 продолжается до тех пор пока не наступит силовое равновесное состояние внешних сил воздействующих на неподвижный блок 9, барабан 8 и равновесное силовое состояние участка гибкого органа 10 на дуге обхвата неподвижного блока 9, то есть сила F равна суммарной силе силы тяжести груза и силы трения гибкого органа в месте контакта с неподвижным блоком.The lowering of the tension load 12 continues until the force equilibrium state of the external forces acting on the stationary block 9, the drum 8 and the equilibrium power state of the flexible organ section 10 on the arc of grasp of the stationary block 9, that is, the force F is equal to the total force of gravity of the load and the friction force of a flexible organ in contact with a fixed unit.

Расчетами установлено, что при угле обхвата гибким органом неподвижного блока равным 90° и коэффициенте трения в контакте между ними равном 0,15, максимально достигаемые отношения силы в гибком элементе 6 к силе тяжести натяжного груза и при этом отношение расчетных диаметров неподвижного блока к диаметру барабана составляют соответственно при:The calculations found that when the angle of coverage by the flexible body of the stationary unit is 90 ° and the coefficient of friction in the contact between them is 0.15, the maximum ratio of force in the flexible element 6 to the gravity of the tension load and the ratio of the calculated diameters of the stationary unit to the diameter of the drum are respectively at:

- плоско-цилиндрической поверхности контакта неподвижного блока с гибким органом 2,53 и 9,53;.- a flat-cylindrical contact surface of a fixed unit with a flexible body of 2.53 and 9.53 ;.

- клинообразной рабочей поверхности контакта неподвижного блока с гибким органом 9,84 и 1,255 и угле клинообразного желоба 17°.- a wedge-shaped working surface of the contact of the stationary block with a flexible organ 9.84 and 1.255 and the angle of the wedge-shaped trough 17 °.

Анализ этих сравнительных данных показывает, что для конкретного случая параметров клинообразной рабочей поверхности неподвижного блока при создании одного и того же усилия подвижному рабочему элементу потребуется усилие натяжного груза в 3,9 раза меньше, а также расчетный диаметр неподвижного блока в 7,6 раза меньше при одинаковых расчетных диаметрах барабанов. Сравнительный анализ явно в пользу предлагаемой конструкции.An analysis of these comparative data shows that for a particular case of the parameters of the wedge-shaped working surface of the fixed block when creating the same effort, the moving working element will require a tensile load force of 3.9 times less, and the estimated diameter of the fixed block is 7.6 times less when identical design diameters of the drums. A comparative analysis is clearly in favor of the proposed design.

Claims

A cargo tensioner containing axes: stationary in the bearing supports of the bed, on which a small drum is placed motionless with different design diameters and wound on it and fastened to it by one end of a flexible body and a fixed unit with a large working design diameter, the working surface of which is at some around a flexible organ; hanging from it, at the end of which a tension load is fixed; movable with a movable block on it, kinematically connected to the working element, and the flexible body, rounding the movable block, is directed by one of its branches to the working surface of the fixed block, and the other branch of the flexible organ is directed towards the working surface of the drum and winding on it with a number of turns, in the same direction as on the fixed block, fixed by the second end on it, characterized in that in it the working contact surface of the fixed block with a flexible body is made wedge-shaped with an angle value, pr increasing the double friction angle of the contacting surfaces of the fixed unit and the flexible organ.