RU2046089C1

RU2046089C1 - Cable winding/unwinding device

Info

Publication number: RU2046089C1
Authority: RU
Inventors: Геннадий Степанович Горин; Леонид Степанович Герасимович; Дмитрий Семенович Стребков
Original assignee: Геннадий Степанович Горин; Леонид Степанович Герасимович
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1995-10-20

Abstract

FIELD: agricultural and transport engineering. SUBSTANCE: device for winding and unwinding of cables has cable drum with live axle, hub and carrier and traction motor whose housing is installed on bearings. Cable drum with live axle hub, carrier, traction motor shaft and bearings are coaxial. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 dwg

Description

Изобретение относится к сельскохозяйственному и транспортному машиностроению и касается устройств для питания энергией минитракторов либо самодвижущихся тележек с централизованным электрическим питанием. К последним относятся устройства для уборки вокзальных помещений, залов, а также всевозможные электрогазонокосилки, электробуры и т.д. The invention relates to agricultural and transport engineering and relates to devices for powering mini tractors or self-propelled carts with centralized electrical power. The latter include devices for cleaning station rooms, halls, as well as all kinds of electric lawn mowers, electric drills, etc.

Особенностью работы данных устройств является то, что они перемещаются вперед-назад в основном с плоскопараллельными траекториями. Длина гона при движении в одном направлении достигает 100.200 м. A feature of the operation of these devices is that they move back and forth mainly with plane-parallel trajectories. The length of the head when moving in one direction reaches 100.200 m.

В процессе работы таких устройств необходимо поддерживать постоянное натяжение кабеля. Это позволит избежать излишнего износа кабеля в результате протягивания его по земле, а также повреждений при наезде на него колесами и обрывов, вызванных резкими бросками скорости при неустановившихся режимах движения (разгон-торможение). During the operation of such devices it is necessary to maintain a constant cable tension. This will avoid excessive wear of the cable as a result of pulling it on the ground, as well as damage when the wheels hit it and breaks caused by sharp speed surges during unsteady driving conditions (acceleration-braking).

К устройствам для поддержания постоянного натяжения кабеля, используемым на относительно несложных и недорогих машинах, предъявляются требования высокой надежности и простоты. Известные устройства комплексу этих требований не отвечают. The devices for maintaining constant cable tension, used on relatively simple and inexpensive machines, have high reliability and simplicity requirements. Known devices do not meet these requirements.

По технической сути наиболее близко поставленным задачам отвечает устройство для сматывания и наматывания кабеля, предназначенное для подвода электроэнергии к мобильному погрузчику. Данное устройство содержит расположенный на электропогрузчике корпус с установленной внутри вертикальной осью, на которую насажены ступица кабельного барабана, ступица водила и пружинный привод, причем один конец спиральной пружины привода прикреплен к ступице водила, а другой к кабельному барабану. In technical essence, the device for winding and winding the cable, designed to supply electricity to a mobile loader, meets the most closely posed tasks. This device comprises a housing located on the electric forklift with a vertical axis mounted inside, on which the hub of the cable drum, the hub of the carrier and the spring drive are mounted, with one end of the coil spring of the drive attached to the hub of the carrier and the other to the cable drum.

Недостатком известного устройства является то, что по мере разматывания кабеля возрастает усилие закрутки спиральной пружины, а следовательно, усилие натяжения кабеля. Это может существенно повысить сопротивление передвижению, а следовательно, уменьшить КПД таких средств, как тяговые блоки, развивающих относительно небольшое тяговое усилие. Особенно существенно снижается тяговый КПД при наматывании длинных кабелей, которые используют для подвода электроэнергии к сельскохозяйственным тракторам и другим транспортным средствам. A disadvantage of the known device is that as the cable is unwound, the twist force of the spiral spring increases, and therefore, the tension of the cable. This can significantly increase the resistance to movement, and therefore, reduce the efficiency of such means as traction blocks, developing a relatively small traction force. The traction efficiency is especially significantly reduced when winding long cables that are used to supply electricity to agricultural tractors and other vehicles.

Существенным недостатком данного устройства является также наличие токосъемника, предназначенного для подвода электроэнергии от вращающегося барабана к неподвижному электродвигателю. Это приводит к усложнению устройства и снижению его надежности. A significant disadvantage of this device is the presence of a current collector designed to supply electricity from a rotating drum to a stationary electric motor. This leads to a complication of the device and a decrease in its reliability.

Целью изобретения является снижение тягового сопротивления путем поддержания путем поддержания постоянным усилия намотки кабеля, а также упрощение устройства для подвода электроэнергии и повышение его надежности. The aim of the invention is to reduce traction resistance by maintaining by constantly maintaining the efforts of the cable winding, as well as simplifying the device for supplying electricity and increasing its reliability.

Цель достигается тем, что в устройстве для сматывания и наматывания кабеля, имеющем кабельный барабан с осью вращения, ступицей и водилом, корпус тягового электродвигателя установлен на подшипниках, причем кабельный барабан, вал тягового электродвигателя и подшипники выполнены соосными. The goal is achieved in that in a device for winding and winding a cable having a cable drum with an axis of rotation, a hub and a carrier, the body of the traction motor is mounted on bearings, the cable drum, the shaft of the traction motor and bearings being made coaxial.

На фиг.1 показана кинематическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 и 3 кинематическая схема кабельного барабана при движении в прямом (с наматыванием кабеля) и обратном (разматывание кабеля) направлениях. Figure 1 shows the kinematic diagram of the proposed device; in FIG. 2 and 3, the kinematic diagram of the cable drum when driving in the forward (with cable winding) and reverse (cable unwinding) directions.

Устройство для сматывания и наматывания кабеля включает тяговый электродвигатель 1 с горизонтальной осью вращения, корпус которого установлен на подшипниках 2. Наружные обоймы подшипников 2 размещены в гнездах опор 3, выполненных соосно. Электродвигатель 1 имеет два выходных конца вала, на которых расположены ведущие шкивы 4 клиноременной передачи 5. Ведомые шкивы 6 клиноременной передачи вращают ведущие валы 7 бортовых передач. Последние вращаются на подшипниках 8 и 9. Бортовые редукторы могут быть выполнены в виде рядной или эпициклической передачи. На фиг.1 представлены бортовые передачи, выполненные в виде волновых редукторов, включающих опорные звенья, выполненные в виде гибких колес 10, и ведомые звенья, выполненные в виде жестких колес 11. Ведущие звенья бортовой передачи включают эксцентриковые валы 7 и диски 12 волнообразователя. The device for winding and winding the cable includes a traction motor 1 with a horizontal axis of rotation, the housing of which is mounted on bearings 2. The outer race of the bearings 2 are placed in the bearings 3, made coaxially. The electric motor 1 has two output shaft ends, on which the driving pulleys 4 of the V-belt drive are located 5. The driven pulleys 6 of the V-belt drive rotate the drive shafts 7 of the final drives. The latter rotate on bearings 8 and 9. The final drives can be made in the form of in-line or epicyclic gears. Figure 1 shows the final drives made in the form of wave reducers, including support links made in the form of flexible wheels 10, and driven links made in the form of hard wheels 11. The driving links of the final drive include eccentric shafts 7 and disks 12 of the wave former.

Устройство включает также кабельный барабан 13, установленный на корпусе тягового электродвигателя 1, и связанное с ним тормозное устройство 14, управляемое органом 15. Кроме того, устройство включает кабелеприемное устройство 16 с вертикальной осью вращения. Возможен и второй вариант, когда кабельный барабан расположен соосно рядом с электродвигателем. The device also includes a cable drum 13 mounted on the housing of the traction motor 1, and the associated brake device 14, controlled by the body 15. In addition, the device includes a cable receiver 16 with a vertical axis of rotation. A second option is also possible when the cable drum is located coaxially next to the electric motor.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

При включении тягового электродвигателя 1 ведущий момент приложен к валу электродвигателя, а равный ему и противоположный по знаку реактивный момент к корпусу электродвигателя. Ведущий момент электродвигателя 1 подводится к ведущим шкивам 4 клиноременной передачи 5 и далее к ведомым шкивам 6, эксцентриковым валам 7, жестким колесам 11 и колесам транспортного средства. When you turn on the traction motor 1, the leading moment is applied to the shaft of the electric motor, and the reactive moment equal in sign to the motor housing. The driving moment of the electric motor 1 is supplied to the driving pulleys 4 of the V-belt transmission 5 and further to the driven pulleys 6, the eccentric shafts 7, the hard wheels 11 and the wheels of the vehicle.

Величина передаваемого корпусом электродвигателя реактивного момента зависит от тягового сопротивления, преодолеваемого транспортным средством. Если в результате движения появляется слабина в натяжении кабеля, то корпус тягового двигателя вместе с барабаном 13 начинает вращаться, вызывая подмотку кабеля. Последний поступает через кабелеприемное устройство 16. При движении транспортного средства поддерживается постоянное усилие натяжения кабеля, величина которого зависит от передаваемого крутящего момента и радиуса барабана 13. Величину диаметра барабана 13 выбирают так, чтобы при изменении крутящего момента двигателя и радиуса намотки кабеля усилие натяжения не превышало допустимого. При этом усилие натяжения кабеля способствует увеличению тягового усилия, развиваемого колесами транспортного средства. Если усилие натяжения кабеля недостаточное, диаметр кабельного барабана 13 необходимо сделать меньшим, чем диаметр корпуса электродвигателя 1, разместив кабельный барабан 13 рядом с последним. Величину усилия натяжения можно регулировать также с помощью тормозного устройства, включающего, например, ленточный тормоз 14 и орган 15 управления. The magnitude of the reactive moment transmitted by the motor housing depends on the traction resistance overcome by the vehicle. If, as a result of the movement, slack appears in the cable tension, the housing of the traction motor together with the drum 13 starts to rotate, causing the cable to be rewound. The latter enters through the cable receiving device 16. When the vehicle is moving, a constant cable tension is maintained, the magnitude of which depends on the transmitted torque and the radius of the drum 13. The diameter of the drum 13 is chosen so that when the engine torque and the radius of the cable are changed, the tension does not exceed permissible. In this case, the cable tension force contributes to an increase in the tractive effort developed by the vehicle wheels. If the cable tension is insufficient, the diameter of the cable reel 13 must be made smaller than the diameter of the motor housing 1 by placing the cable reel 13 next to the last. The magnitude of the tension force can also be adjusted using a braking device, including, for example, a belt brake 14 and a control member 15.

После завершения движения в прямом направлении на барабане 13 намотано максимальное количество кабеля. Если после поворота транспортного средства электродвигатель 1 продолжает вращаться в прежнем направлении, то реактивный момент электродвигателя по-прежнему наматывает кабель на барабан. При этом кабелеприемное устройство 16 поворачивается вокруг вертикальной оси на 18^о, а кабель переходит с верхней ветки на нижнюю. В данном случае усилие натяжения кабеля противоположно по знаку с тяговым усилием, развиваемым ведущими колесами. Однако величина результирующего тягового усилия снижается на небольшую величину, так как ведущий момент колеса значительно больше, чем ведущий момент электродвигателя 1 (примерно в 100 раз для волнового редуктора). При этом величина натяжения поддерживается постоянной и не зависит от длины кабеля.After the forward movement is completed, the maximum amount of cable is wound on the drum 13. If, after turning the vehicle, the electric motor 1 continues to rotate in the same direction, then the reactive moment of the electric motor still winds the cable onto the drum. In this case, the cable receiving device 16 rotates about a vertical axis by 18 ^° , and the cable moves from the upper branch to the lower one. In this case, the cable tension is opposite in sign with the pulling force developed by the drive wheels. However, the magnitude of the resulting traction is reduced by a small amount, since the driving moment of the wheel is much larger than the driving moment of the electric motor 1 (about 100 times for the wave gear). The magnitude of the tension is kept constant and does not depend on the length of the cable.

В предложенном устройстве электродвигатель 1 и барабан 13 вращаются вместе. Поэтому необходимость в токосъемнике для подвода электроэнергии к электродвигателю отпадает. Помимо того, в предложенном устройстве отсутствуют спиральная пружина и дополнительный барабан. Тем самым достигается упрощение устройства по сравнению с прототипом, а следовательно, и повышение его надежности. In the proposed device, the electric motor 1 and the drum 13 rotate together. Therefore, the need for a current collector for supplying electricity to the electric motor is no longer needed. In addition, the proposed device does not have a coil spring and an additional drum. This simplifies the device compared with the prototype, and therefore, increase its reliability.

Таким образом, установка корпуса электродвигателя 1 на подшипниках, соосных с валом и кабельным барабаном 13, позволяет достичь существенного повышения эксплуатационных свойств устройства для сматывания и наматывания кабеля. Поэтому предложенное устройство отвечает требованию существенной новизны. Thus, the installation of the motor housing 1 on bearings, coaxial with the shaft and the cable drum 13, can achieve a significant increase in the operational properties of the device for winding and winding the cable. Therefore, the proposed device meets the requirement of significant novelty.

Claims

A device for winding and winding a cable, including a cable drum and a traction motor, characterized in that the cable drum is mounted on the housing of the traction motor, the housing is mounted on bearings located in the bearings, and the axes of the bearings, the motor shaft and the cable drum are mounted coaxially.