RU2254288C2

RU2254288C2 - Power crane load trolley drive winch drum

Info

Publication number: RU2254288C2
Application number: RU2003124963/11A
Authority: RU
Inventors: Б.К. Марысаев (RU); Б.К. Марысаев
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Машстройиндустрия"
Priority date: 2003-08-13
Filing date: 2003-08-13
Publication date: 2005-06-20
Also published as: RU2003124963A

Abstract

FIELD: materials handling facilities.

SUBSTANCE: invention relates to drum of multifunctional wire winches. Proposed drum contains sections installed on drive shaft with clearance between adjacent end faces and provided with screw grooves of one direction on working surfaces made over radius of solid of revolution for winch wire ropes. Sections are made of equal diameter, and adjacent outer working surfaces of sections are provided with smooth parts. One of sections of rigidly coupled with shaft and the other is installed on shaft with possibility of fixing. Ridge of screw groove of each section from side of corresponding smooth part is made smoothly decreasing from maximum height to level of said section, and clearance between end faces of drum sections is equal to (0.002-0.1)R where R is radius of screw groove of section working surfaces, and length L of each smooth part of drum section is equal to (2-4)R.

EFFECT: improved reliability of drum owing to prevention of kinking of wire ropes.

6 dwg

Description

Данное техническое решение относится к грузоподъемной технике, в частности к барабанам канатных лебедок многофункционального назначения, которые имеют дополнительные барабаны, а также накопительные барабаны.This technical solution relates to lifting equipment, in particular to the drums of multi-purpose cable hoists, which have additional drums, as well as storage drums.

Известен канатный барабан, содержащий заклиненную и переставную части, выполненные с нарезкой под канат, поверхность переставной части барабана имеет винтовую нарезку под канат, поверхность заклиненной части возле разреза частей барабана имеет кольцевую проточку и винтовую нарезку [1].Known rope drum containing jammed and interchangeable parts made with cutting under the rope, the surface of the interchangeable part of the drum has a screw thread for the rope, the surface of the jammed part near the cut of the drum parts has an annular groove and screw thread [1].

Канат переставной части при навивке пересекает разрез барабана, а канат заклиненной части может наматываться лишь до разреза.When winding, the rope of the interchangeable part crosses the cut of the drum, and the rope of the jammed part can be wound only up to the cut.

В этой конструкции барабан используется не полностью, так как между канатами остается незаполненный участок барабана по ширине, равной или большей расстояния от начала навивки каната переставной части до разреза барабана, что ограничивает емкость барабана.In this design, the drum is not fully used, since between the ropes there remains an unfilled section of the drum with a width equal to or greater than the distance from the beginning of the winding of the rope of the rear part to the cut of the drum, which limits the capacity of the drum.

В другом известном канатном барабане подъемной машины канатный барабан включает заклиненную и переставную части, выполненные с нарезкой под канат, причем с целью увеличения емкости барабана без увеличения его габаритов каждая часть барабана снабжена направляющим выступом, один конец которого расположен в плоскости разреза, а другой сопряжен с гребнем нарезки, причем высота направляющего гребня превышает высоту сопряженного с ним гребня нарезки [2].In another known rope drum of a hoisting machine, the rope drum includes jammed and interchangeable parts made with cutting under the rope, and in order to increase the capacity of the drum without increasing its dimensions, each part of the drum is equipped with a guide protrusion, one end of which is located in the cutting plane and the other is paired with cutting ridge, and the height of the guide ridge exceeds the height of the cutting ridge associated with it [2].

В этом барабане на его рядом расположенных смежных упомянутых частях в местах сопряжения на поверхностях частей барабана выполнены выступы, обеспечивающие направление движения каната. При этом канат при взаимодействии с выступами частей барабана изгибается в продольном направлении барабана, что отрицательно влияет на работу каната и барабана.In this drum, on its adjacent adjacent said parts located at the mating points on the surfaces of the parts of the drum, protrusions are made to ensure the direction of movement of the rope. In this case, the rope, when interacting with the protrusions of the drum parts, bends in the longitudinal direction of the drum, which negatively affects the operation of the rope and drum.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению по сущности и достигаемому эффекту является барабан лебедки, включающий установленную на приводном валу обечайку, на рабочей поверхности которой выполнена винтовая канавка по радиусу тела вращения под канат лебедки, при этом обечайка выполнена из по крайней мере двух секций одинакового диаметра, которые расположены на валу с зазором между собой и одна секция жестко связана с валом, а вторая секция установлена на нем с возможностью фиксации и вращения [3].The closest technical solution to this invention in essence and the achieved effect is a winch drum, including a shell mounted on the drive shaft, on the working surface of which is made a helical groove along the radius of the body of rotation under the winch rope, while the shell is made of at least two sections of the same diameter which are located on the shaft with a gap between each other and one section is rigidly connected to the shaft, and the second section is mounted on it with the possibility of fixing and rotation [3].

В этом барабане обе секции в местах сопряжения имеют дополнительные гребни, выполненные на уровне гребней винтовых канавок. Барабан является составной частью устройства для выравнивания натяжения канатов механизмов привода и решает задачу уменьшения габаритов устройства.In this drum, both sections at the interface have additional ridges made at the level of the ridges of the helical grooves. The drum is an integral part of the device for aligning the tension of the ropes of the drive mechanisms and solves the problem of reducing the dimensions of the device.

Решаемой и достигаемой технической задачей заявленного изобретения является расширение функциональных возможностей лебедок путем использования каната одной лебедки для канатных приводов машин вообще и для приводов монтажных и подъемных механизмов.The solved and achievable technical task of the claimed invention is to expand the functionality of winches by using a rope of one winch for cable drives of machines in general and for drives of mounting and lifting mechanisms.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в барабане лебедки, включающем установленную на приводном валу обечайку, на рабочей поверхности которой выполнена винтовая канавка по радиусу тела вращения под канат лебедки, причем обечайка выполнена из по крайней мере двух секций одинакового диаметра, которые расположены на валу с зазором между собой и одна секция жестко связана с валом, а вторая секция установлена на нем с возможностью фиксации и вращения, - обечайки выполнены с идентичными винтовыми канавками, которые расположены на одной геометрической винтовой линии с постоянным шагом, зазор образован смежными торцами секций обечайки и его величина меньше радиуса R винтовой канавки секций обечаек, при этом смежные наружные рабочие поверхности секций, которые расположены на концах последних в местах их сопряжения, выполнены с гладкими участками, расположенными на одной прямой линии, проходящей через нижние крайние точки, расположенные во впадинах винтовой канавки на винтовой линии.The technical task is achieved by the fact that in the winch drum, including a shell mounted on the drive shaft, on the working surface of which a helical groove is made along the radius of the body of revolution under the winch rope, and the shell is made of at least two sections of the same diameter, which are located on the shaft with with a gap between each other and one section is rigidly connected to the shaft, and the second section is mounted on it with the possibility of fixation and rotation - shells are made with identical helical grooves, which are located on one geometrical helical line with a constant step, the gap is formed by the adjacent ends of the shell sections and its size is less than the radius R of the helical groove of the shell sections, while the adjacent outer working surfaces of the sections, which are located at the ends of the sections at their interfaces, are made with smooth sections located on one straight line passing through the lower extreme points located in the hollows of the helical groove on the helix.

Зазор между торцами секций обечаек равен (0,002÷0,1)R, где R - радиус винтовой канавки, а длина L каждого гладкого участка секции барабана равна (2÷4)R. Гребень винтовой канавки каждой секции барабана со стороны соответствующего гладкого участка секции выполнен плавно понижающимся от его предельной высоты до уровня гладкого участка.The gap between the ends of the shell sections is (0.002 ÷ 0.1) R, where R is the radius of the helical groove, and the length L of each smooth section of the drum section is (2 ÷ 4) R. The crest of the helical groove of each section of the drum from the side of the corresponding smooth section of the section is made smoothly lowering from its maximum height to the level of the smooth section.

На фиг.1 показан барабан лебедки, кинематическая схема; на фиг.2 - фрагмент барабана в продольном разрезе; на фиг.3 - барабан лебедки, в одном из вариантов его использования для выполнения монтажных работ; на фиг.4 - вид А на фиг 3; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.2.Figure 1 shows the winch drum, kinematic diagram; figure 2 is a fragment of a drum in longitudinal section; figure 3 - drum winch, in one of the variants of its use for installation work; figure 4 is a view a in figure 3; figure 5 is a section bB in figure 2; figure 6 - section bb in figure 2.

Барабан лебедки (фиг.1) включает установленные на приводном валу 1 секции 2 и 3, на рабочей поверхности которых выполнены одинаковые винтовые канавки 4 по радиусу R тела вращения под канаты 5 и 6 секций 2 и 3 барабана. Секции выполнены одинакового диаметра, секция 2 жестко связана с валом 1, а секция 3 установлена на валу 1 в опорах 7 с возможностью ее фиксации на валу 1 и вращения относительно вала. Винтовые канавки 4 имеют постоянный шаг на обеих секциях барабана. Между смежными торцами 8 и 9 секций 2 и 3 образован зазор 10 (фиг.2). Величина последнего меньше радиуса R винтовой канавки 4 секций. Смежные наружные рабочие поверхности, расположенные на концах секций 2 и 3 в местах их сопряжения, выполнены с гладкими участками 11 и 12, расположенными на одной прямой линии 13, проходящей через нижние крайние точки 14, расположенные во впадинах винтовых канавок 4. Каждый упомянутый гладкий участок имеет длину L и не имеет винтовых канавок.The winch drum (Fig. 1) includes sections 2 and 3 mounted on the drive shaft 1, on the working surface of which are made the same helical grooves 4 along the radius R of the body of revolution for the ropes 5 and 6 of the sections 2 and 3 of the drum. The sections are made of the same diameter, section 2 is rigidly connected to the shaft 1, and section 3 is mounted on the shaft 1 in the supports 7 with the possibility of its fixation on the shaft 1 and rotation relative to the shaft. The helical grooves 4 have a constant pitch on both sections of the drum. Between adjacent ends 8 and 9 of sections 2 and 3, a gap 10 is formed (Fig. 2). The value of the latter is less than the radius R of the helical groove of 4 sections. Adjacent outer working surfaces located at the ends of sections 2 and 3 at their interfaces are made with smooth sections 11 and 12 located on one straight line 13 passing through the lower extreme points 14 located in the hollows of the helical grooves 4. Each of these smooth sections has a length L and has no helical grooves.

Зазор 10 между торцами секций обечаек равен (0,002÷0,1)R, где R - радиус винтовой канавки, а длина L каждого гладкого участка секции обечайки барабана равна (2÷4)R.The gap 10 between the ends of the sections of the shells is (0.002 ÷ 0.1) R, where R is the radius of the helical groove, and the length L of each smooth section of the section of the shell of the drum is (2 ÷ 4) R.

На фиг.1 и 3 показана также накопительная секция 15 барабана, служащая для хранения запасных витков каната, обеспечения возможности удлинения ветвей каната канатного привода, для наматывания излишней длины каната, а также для обеспечения возможности отсоединения секции 3 от секции 2 барабана, когда секция 2 барабана свободна от каната 5. На валу 1 установлена зубчатая муфта 16 с храповым колесом 17, которые упомянуты в данном описании с целью пояснения работы барабана.1 and 3 also shows the accumulation section 15 of the drum, which serves to store spare turns of the rope, to allow the extension of the branches of the rope of the cable drive, to wind the excess length of the rope, and also to enable disconnection of section 3 from section 2 of the drum when section 2 the drum is free of rope 5. On the shaft 1 is mounted a gear clutch 16 with a ratchet wheel 17, which are mentioned in this description to explain the operation of the drum.

Один конец каната 5 (фиг.1) закреплен на секции 2 барабана, а один конец другого каната 6 закреплен на секции 3 барабана. Другие концы канатов 5 и 6 (например, при использовании данного барабана в приводе грузовой тележки башенного крана) связаны с грузовой тележкой. Конец гребня 18 (фиг.5 и 6) винтовой канавки секции 2 барабана и начало гребня 19 винтовой канавки секции 3 выполнены плавно повышающимися от прямой линии 13 до предельных высот гребней 18 и 19. В реборде 20 (фиг.4) секции 3 барабана выполнен Т-образный паз 21 под канат 6.One end of the rope 5 (Fig. 1) is fixed to the drum section 2, and one end of the other rope 6 is fixed to the drum section 3. The other ends of the ropes 5 and 6 (for example, when using this drum in the drive of a cargo truck of a tower crane) are connected with a cargo truck. The end of the ridge 18 (FIGS. 5 and 6) of the helical groove of the drum section 2 and the beginning of the ridge 19 of the helical groove of the section 3 are smoothly rising from a straight line 13 to the maximum heights of the ridges 18 and 19. In the flange 20 (FIG. 4) of the drum section 3 T-groove 21 for rope 6.

Работает барабан лебедки следующим образом. В обычном режиме работы лебедки на секциях 2 и 3 барабана намотаны витки канатов 5 и 6. При вращении барабана, в случае применения данного барабана в канатном приводе, канат 5 наматывается на барабан, а канат 6 сматывается с барабана или наоборот. В этом упомянутом случае секции 2 и 3 барабана жестко соединены с валом 1 и представляют собой один барабан.The winch drum operates as follows. In the normal operation of the winch in sections 2 and 3 of the drum, coils of ropes 5 and 6 are wound. When the drum rotates, in the case of using this drum in a rope drive, rope 5 is wound on the drum, and rope 6 is wound from the drum or vice versa. In this case, the drum sections 2 and 3 are rigidly connected to the shaft 1 and comprise one drum.

Для выполнения различных технологических операций, связанных с перемещением каната (например в случае натяжения вытянувшихся в процессе эксплуатации канатов 5 и 6 лебедки канатного привода или в случае перемещения частей машины при ее монтаже или демонтаже с использованием для этой цели каната лебедки), вращают вал 1 барабана в соответствующую сторону и перематывают канат 5 с секции 2 на секцию 3 в положение, показанное на фиг 3.To perform various technological operations related to the movement of the rope (for example, in the case of tension of the rope winch ropes 5 and 6, stretched during operation, or in the case of moving machine parts during its installation or dismantling using the winch rope for this purpose), rotate the shaft 1 of the drum in the corresponding direction and rewind the rope 5 from section 2 to section 3 to the position shown in Fig 3.

При перематывании каната 5 в указанном направлении (фиг.2) его витки проходят через гладкий участок 11 секции 2, затем через гладкий участок 12 секции 3 барабана до положения витков каната 6, показанного на фиг.3. При этом основная часть витков каната 5 перейдет в накопительную секцию 15 барабана. (Процесс перехода каната в накопительную секцию в настоящем описании не раскрывается). При вращении вала 1 в обратном направлении витки каната 6 из положения, показанного на фиг.3, перейдут в положение, показанное на фиг.1.When rewinding the rope 5 in the indicated direction (FIG. 2), its turns pass through the smooth section 11 of section 2, then through the smooth section 12 of section 3 of the drum to the position of the turns of the rope 6 shown in FIG. 3. In this case, the main part of the turns of the rope 5 will go into the storage section 15 of the drum. (The process of transition of the rope into the storage section is not disclosed in the present description). When the shaft 1 is rotated in the opposite direction, the turns of the rope 6 from the position shown in FIG. 3 will go over to the position shown in FIG. 1.

При прохождении каната 6 (фиг.2) по поверхностям гладких участков 11 и 12 с одной секции на другую секцию барабана и обратно витки каната 6 контактируют с поверхностями винтовых канавок 4 секций 2 и 3, при этом канат 6 переходит с одной секции на другую секцию.When passing the rope 6 (figure 2) on the surfaces of smooth sections 11 and 12 from one section to another section of the drum and back, the turns of the rope 6 are in contact with the surfaces of the screw grooves 4 of sections 2 and 3, while the rope 6 passes from one section to another section .

Вследствие выбора соотношения размера зазора 10 между торцами секций 2 и 3 барабана и радиусом R винтовой канавки или радиусом каната перемещение последнего через зазор 10 происходит без изгиба и защемления прядей в зазоре. Это происходит также благодаря тому, что канат на гладких участках 11 и 12 секций пересекает зазор 10 под углом к плоскости зазора, который соответствует углу направления винтовых канавок 4. Таким образом, перемещение каната с одной секции барабана на другую его секцию происходит без сопротивления в месте перехода.Due to the choice of the ratio of the size of the gap 10 between the ends of the sections 2 and 3 of the drum and the radius R of the helical groove or the radius of the rope, the movement of the latter through the gap 10 occurs without bending and pinching the strands in the gap. This is also due to the fact that the rope in smooth sections 11 and 12 of the sections intersects the gap 10 at an angle to the plane of the gap, which corresponds to the angle of the direction of the screw grooves 4. Thus, the rope moves from one section of the drum to another section without resistance in place transition.

Для натяжения канатов 5 и 6 в случае их вытяжки канат 6 перемещают на секцию 3 барабана, затем стопорят секцию 3 известным способом и вращают секцию 2 барабана приводом лебедки в сторону намотки каната 5 на секцию 2 барабана. В связи с тем, что канат 6 секции 3 при вращении секции 2 не сматывается с секции 3, происходит натяжение обоих канатов 5 и 6. Собачки храпового механизма при этом проскакивают по зубьям храпового колеса и предотвращают обратный ход каната 6.To tension the ropes 5 and 6, if they are drawn, the rope 6 is moved to the drum section 3, then the section 3 is locked in a known manner and the drum section 2 is rotated by the winch drive towards winding the rope 5 onto the drum section 2. Due to the fact that the rope 6 of section 3 during the rotation of section 2 is not wound off from section 3, both ropes 5 and 6 are tensioned. The ratchet dogs slip along the teeth of the ratchet wheel and prevent the rope 6 from returning.

В случае необходимости изменения длины каната 6 канатного привода, например при увеличении длины стрелы башенного крана и хода перемещающейся по стреле грузовой тележки, канат 6 сматывают с секции 3 барабана, вынимают его из Т-образного паза 21 реборды 20 секции 3, сматывают необходимую длину каната 6 с накопительной части 15 секции 3, вставляют канат 6 в Т-образный паз 21 реборды 20 и затем наматывают его на секцию 3 барабана. Уменьшение длины каната 6 производят в обратной последовательности. После увеличения длины каната 6 производят натяжение обоих канатов вышеописанным способом.If it is necessary to change the length of the rope 6 of the rope drive, for example, when the length of the boom of the tower crane increases and the load of the truck moving along the arrow, the rope 6 is unwound from the drum section 3, removed from the T-groove 21 of the flange 20 of section 3, the necessary rope length is unwound 6 from the storage part 15 of section 3, insert the rope 6 into the T-groove 21 of the flange 20 and then wind it onto the drum section 3. The reduction in the length of the rope 6 is carried out in the reverse order. After increasing the length of the rope 6, both ropes are tensioned in the manner described above.

В процессе работы барабана включают и выключают зубчатую муфту 16 и храповое колесо 17, которые соединяют или разъединяют секцию 3 с секцией 2 барабана. При отключенной муфте связь секции 3 с секцией 2 барабана отсутствует и секция 3 барабана вместе с накопительной секцией 15 может вращаться на валу 1 в подшипниках независимо от секции 2 барабана. При отключенной муфте 16 и включенном храповом колесе 17 данный барабан лебедки позволяет вращать на валу 1 секцию 3 барабана с навитым на ней находящимся под нагрузкой канатом.In the process of the drum, the gear clutch 16 and the ratchet wheel 17 are turned on and off, which connect or disconnect the section 3 with the section 2 of the drum. When the clutch is disconnected, the connection of section 3 with section 2 of the drum is absent and section 3 of the drum together with the accumulating section 15 can rotate on the shaft 1 in bearings, regardless of section 2 of the drum. When the clutch 16 is turned off and the ratchet wheel 17 is turned on, this winch drum allows you to rotate on the shaft 1 section 3 of the drum with a rope wound on it under load.

Поскольку конец гребня 18 винтовой канавки 4 (фиг.5 и 6) секции 2 и начало гребня 19 винтовой канавки секции 3 плавно срезаны до линии 13 или до внутреннего диаметра винтовой канавки 4, то в процессе работы барабана происходит надежный заход канатов 5 и 6 с секции 2 на секцию 3 и в обратном направлении.Since the end of the ridge 18 of the helical groove 4 (FIGS. 5 and 6) of section 2 and the beginning of the ridge 19 of the helical groove of section 3 are smoothly cut to line 13 or to the inner diameter of the helical groove 4, ropes 5 and 6 sec section 2 to section 3 and in the opposite direction.

Источники информации. Information sources.

1. Сборник «Горнорудное и сталеплавильное оборудование», ЦИНТИМАШ, М., 1959, с.34; 1. The collection "Mining and steelmaking equipment", TSINTIMASH, M., 1959, p. 34;

2. SU 740678 (И.П.Ковалевский, В.А.Кравцов и М.А.Белоусов), 10.05.1978; 2. SU 740678 (I.P. Kovalevsky, V.A. Kravtsov and M.A. Belousov), 05/10/1978;

3. SU 422682 (Л.В.Сватковский, Е.П.Дороненко, В.Н.Цветков, Н.Г.Казаков, В.П.Родионов и Г.А.Сычев), 04.04.1972 - прототип.3. SU 422682 (L.V. Svatkovsky, E.P. Doronenko, V.N. Tsvetkov, N.G. Kazakov, V.P. Rodionov and G.A.Sychev), 04.04.1972 - prototype.

Claims

A winch drum containing sections mounted on the drive shaft with a gap between their adjacent ends and having screw grooves of the same direction on the working surfaces, made along the radius of the body of rotation under the winch ropes, while the sections are made of the same diameter, the adjacent outer working surfaces of the sections are made with smooth sections, and one of the sections is rigidly connected to the shaft, and the second is mounted on it with the possibility of fixation, characterized in that the ridge of the helical groove of each section from the side corresponding of the smooth section is made smoothly decreasing from its maximum height to the level of this section, the gap between the ends of the drum sections is (0.002 ÷ 0.1) R, where R is the radius of the helical groove of the working surfaces of the sections, and the length L of each smooth section of the drum section is ( 2 ÷ 4) R.