RU2301194C1

RU2301194C1 - Pulling reversible winch

Info

Publication number: RU2301194C1
Application number: RU2006102627/11A
Authority: RU
Inventors: Владимир Яковлевич Кузнецов (RU); Владимир Яковлевич Кузнецов; Александр Иванович Козадаев (RU); Александр Иванович Козадаев
Original assignee: Открытое акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2007-06-20

Abstract

FIELD: transportation engineering, in particular, technique used in handling and pulling mechanisms.

SUBSTANCE: pulling reversible winch has planetary reducer 1, drive mechanism 2 (hydraulic or electric engine), drum 3 with cable, shafts 4 and 5, stem 6 with lever 7, and column 8. Planetary reducer 1 is located within casing 9, is designed on the basis of gear wheel pattern and comprises central gear 10 equipped with outer teeth and connected to input shaft 11, carrier 12 with satellites 13 located in supports of carrier 12, and two central wheels 14 and 15 with inner teeth. Teeth of central wheels 14 and 15 are meshed with elongated teeth of one-crown gear satellites 13. Central wheels 14, 15 are not permanently joined to either of casing and drum. For connecting to said links, central wheel 14 has splined bushing 18 and central wheel 15 has splined bushing 19. Shafts 4 and 5 are equipped with toothed members 21, 22, 23 and 24. Upon movement of shafts, said toothed members come into engagement with mated toothed members provided on drum and winch casing, respectively, to thereby kinematically join outer meshing central wheels alternatively with winch casing or drum and change direction of rotation of drum.

EFFECT: increased efficiency by providing rotation of winch drum in both directions and simplified construction.

3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в грузоподъемных и тяговых механизмах, а также для самовытаскивания транспортной техники.The invention relates to the field of transport engineering and can be used in hoisting and traction mechanisms, as well as for self-extraction of transport equipment.

Известна тяговая лебедка, содержащая канатный барабан, планетарный редуктор, включающий в себя центральное колесо с наружными зубьями, связанное с входным валом, два центральных колеса с внутренними зубьями, одно из которых связано с барабаном, водило с сателлитами, планетарный редуктор которой выполнен в виде отдельного модуля, заключенного в корпусе с крышкой, барабан установлен на подшипниковых опорах на корпусе редуктора, а второе центральное колесо с внутренними зубьями закреплено неподвижно между крышкой и корпусом редуктора и выполнено с числом зубьев, меньшим числа зубьев первого центрального колеса с внутренними зубьями на величину, кратную числу сателлитов, кроме того, водило установлено в крышке редуктора на подшипниках (патент РФ на полезную модель №37708, МПК 7 B66D 1/22, опубл. 10.05.04 г.).Known traction winch containing a cable drum, a planetary gear, including a Central wheel with external teeth associated with the input shaft, two central wheels with internal teeth, one of which is connected to the drum, drove with satellites, the planetary gear of which is made in the form of a separate a module enclosed in a housing with a cover, the drum is mounted on bearing bearings on the gear housing, and the second central wheel with internal teeth is fixed motionless between the cover and the gear housing and you complete with the number of teeth less than the number of teeth of the first central wheel with internal teeth by an amount multiple of the number of satellites, in addition, the carrier was installed in the gearbox cover on bearings (RF patent for utility model No. 37708, IPC 7 B66D 1/22, publ. 10.05 .04 g.).

Недостаток этой лебедки в том, что она не имеет устройства для обратного вращения барабана. Для осуществления реверса потребуется отдельный механизм, что существенно усложнит передачу в целом.The disadvantage of this winch is that it does not have a device for reverse rotation of the drum. To implement the reverse, a separate mechanism will be required, which will significantly complicate the transfer as a whole.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является лебедка, содержащая неподвижную опору, на которой расположен канатный барабан со встроенным в него планетарным редуктором. Редуктор включает в себя входной вал с расположенным на нем тормозом, первую планетарную передачу, содержащую центральное колесо с наружными зубьями, связанное с входным валом, водило с сателлитами, выполненными одновенцовыми, и два центральных колеса с внутренними зубьями, зацепленные с сателлитами, одно из которых связано с неподвижной опорой барабана, а второе связано с барабаном. Вторая планетарная передача редуктора, предназначенная для получения обратного вращения барабана, содержит водило с сателлитами и центральное колесо с внутренними зубьями, связанное с водилом первой передачи, при этом центральное колесо с наружными зубьями выполнено подвижным в осевом направлении с возможностью поочередной кинематической связи с сателлитами первой и второй передач (а.с. СССР №1763351, МПК 5 B66D 1/22, опубл. 23.09.92 г.).The closest set of essential features and the achieved result to the claimed technical solution is a winch containing a fixed support, on which there is a cable drum with a planetary gear built into it. The gearbox includes an input shaft with a brake located on it, a first planetary gear comprising a central wheel with external teeth connected to the input shaft, a carrier with satellites made of the same gear, and two central wheels with internal teeth engaged with the satellites, one of which connected with the fixed support of the drum, and the second is connected with the drum. The second planetary gear of the gearbox, designed to obtain reverse rotation of the drum, contains a carrier with satellites and a central wheel with internal teeth connected to the carrier of the first gear, while the central wheel with external teeth is made axially movable with the possibility of alternating kinematic communication with the satellites of the first and second gear (USSR AS No. 1763351, IPC 5 B66D 1/22, publ. 09/23/92).

Основной и существенный недостаток данной реверсивной лебедки заключается в том, что для получения обратного направления вращения барабана с целью размотки троса применен дополнительный планетарный редуктор, содержащий центральные колеса, сателлиты, водило и другие элементы, необходимые для его установки и связи с первой планетарной передачей. Это по своей сути очень сложное и дорогостоящее устройство.The main and significant drawback of this reversible winch is that to obtain the reverse direction of rotation of the drum for the purpose of unwinding the cable, an additional planetary gearbox is used, containing central wheels, satellites, a carrier and other elements necessary for its installation and communication with the first planetary gear. This is inherently a very complex and expensive device.

Была поставлена задача обеспечить вращение барабана лебедки в обе стороны, как для намотки, так и для размотки троса, причем осуществить это решение наиболее простым и относительно дешевым способом.The task was to ensure that the winch drum rotates in both directions, both for winding and for unwinding the cable, and to implement this solution in the most simple and relatively cheap way.

Поставленная задача решается за счет того, что в тяговой лебедке, содержащей канатный барабан, планетарный редуктор, включающий в себя центральное колесо с наружными зубьями, связанное с входным валом, водило с сателлитами, два центральных колеса с внутренними зубьями, взаимодействующие с сателлитами, планетарный редуктор установлен в корпусе, оба центральных колеса с внутренними зубьями установлены на опорах вращения и выполнены со шлицевыми втулками, неподвижно соединенными с ними, при этом лебедка дополнительно содержит кинематически связанные между собой и с механизмом переключения два ведомых вала, подвижных в осевом направлении и имеющих возможность вращения относительно друг друга, один из которых выполнен полым и расположен коаксиально относительно другого, кроме того, оба вала имеют на передних и задних концах зубчатые элементы, при этом зубчатые элементы передних концов соединены подвижно в осевом направлении со шлицевыми втулками центральных колес с внутренними зубьями, а зубчатые элементы задних концов имеют при осевом перемещении валов возможность кинематической связи с ответными зубчатыми элементами, выполненными на барабане и корпусе лебедки, при этом сателлиты, взаимодействующие с центральными колесами, имеющими внутренние зубья, могут быть выполнены одновенцовыми или двухвенцовыми.The problem is solved due to the fact that in a traction winch containing a cable drum, a planetary gearbox, including a central wheel with external teeth connected to the input shaft, a carrier with satellites, two central wheels with internal teeth interacting with the satellites, a planetary gear installed in the housing, both central wheels with internal teeth are mounted on rotation bearings and are made with splined bushings fixedly connected to them, while the winch further comprises kinematic two driven shafts that are axially movable and rotatable relative to each other, one of which is hollow and coaxially relative to the other, besides, both shafts have gear elements at the front and rear ends, this gear elements of the front ends are connected movably in the axial direction with the spline hubs of the Central wheels with internal teeth, and gear elements of the rear ends have the possibility of kin Mathematical connection with the counter gear elements made on the drum and the winch body, while the satellites interacting with the central wheels having internal teeth can be made single-crowned or double-crowned.

Совокупность заявляемых признаков позволяет при осевых перемещениях валов в ту или другую сторону кинематически связывать их зубчатые элементы с ответными зубчатыми элементами, выполненными на барабане и корпусе лебедки, тем самым кинематически связывая центральные колеса внешнего зацепления также поочередно с корпусом или барабаном лебедки, изменяя направление вращения барабана.The combination of the claimed features allows for axial movements of the shafts in one direction or another kinematically link their gear elements with the reciprocal gear elements made on the drum and the winch body, thereby kinematically connecting the central external gear wheels also alternately with the winch body or drum, changing the direction of rotation of the drum .

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенная тяговая реверсивная лебедка имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».Analysis of the known technical solutions in this technical field showed that the proposed traction reversible winch has features that are not in the analogues, and their use in the claimed combination of essential features allows to obtain a new technical result. Therefore, the claimed technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами, где:The claimed technical solution is illustrated by drawings, where:

фиг.1 - тяговая реверсивная лебедка с одновенцовыми сателлитами, общая схема;figure 1 - traction reversing winch with single-crown satellites, the General scheme;

фиг.2 - тяговая реверсивная лебедка с разновенцовыми сателлитами, общая схема.figure 2 - traction reversing winch with raznovetsovym satellites, the General scheme.

Тяговая реверсивная лебедка содержит планетарный редуктор 1, приводной механизм 2 (гидро- или электромотор), барабан 3 с тросом, валы 4 и 5, шток 6 с рычагом 7, стойку 8.The traction reversing winch contains a planetary gearbox 1, a drive mechanism 2 (hydraulic or electric motor), a drum 3 with a cable, shafts 4 and 5, a rod 6 with a lever 7, a rack 8.

Планетарный редуктор 1 размещен в корпусе 9, построен по схеме ЗК и содержит центральное колесо 10 с наружными зубьями, связанное с входным валом 11, водило 12, в опорах которого установлены сателлиты 13, два центральных колеса 14 и 15 с внутренними зубьями.The planetary gearbox 1 is placed in the housing 9, built according to the ZK scheme and contains a central wheel 10 with external teeth, connected to the input shaft 11, carrier 12, in the supports of which satellites 13, two central wheels 14 and 15 with internal teeth are installed.

Центральные колеса 14 и 15 выполнены с разным количеством внутренних зубьев, при этом одно из центральных колес имеет большее число внутренних зубьев, например колесо 14, хотя для механизма безразлично, какое из колес имеет большее или меньшее число зубьев. Для простоты конструкции и удобства проектирования и расчетов разность чисел зубьев колес удобнее принять кратной числу сателлитов. Центральное колесо 14 вращается на подшипнике 16, а центральное колесо 15 вращается на подшипнике 17. Зубья центральных колес 14 и 15 зацеплены с удлиненными зубьями одновенцовых сателлитов 13. Ни одно из центральных колес с внутренними зубьями не соединено постоянно ни с корпусом, ни с барабаном. Для соединения с указанными звеньями центральное колесо 14 имеет скрепленную с ним шлицевую втулку 18, а центральное колесо 15 - шлицевую втулку 19. Шлицевые втулки 18 и 19 выполнены удлиненными.The central wheels 14 and 15 are made with a different number of internal teeth, while one of the central wheels has a larger number of internal teeth, for example, wheel 14, although the mechanism doesn’t care which wheel has more or fewer teeth. For simplicity of design and ease of design and calculation, the difference in the number of teeth of the wheels is more convenient to take a multiple of the number of satellites. The central wheel 14 rotates on the bearing 16, and the central wheel 15 rotates on the bearing 17. The teeth of the central wheels 14 and 15 are engaged with the elongated teeth of the same gear satellites 13. None of the central wheels with the internal teeth are constantly connected to either the housing or the drum. For connection with the indicated links, the central wheel 14 has a spline hub 18 attached to it and the central wheel 15 has a spline hub 19. The spline hubs 18 and 19 are elongated.

Вал 4 расположен внутри полого вала 5, при этом валы 4 и 5 кинематически связаны между собой и с механизмом переключения, выполнены подвижными в осевом направлении и имеют возможность вращения относительно друг друга. Перемещение их осуществляется штоком 6 и рычагом 7. Кинематическое устройство 20 обеспечивает одновременное перемещение валов в осевом направлении.The shaft 4 is located inside the hollow shaft 5, while the shafts 4 and 5 are kinematically connected with each other and with the switching mechanism, made movable in the axial direction and can rotate relative to each other. Their movement is carried out by the rod 6 and the lever 7. The kinematic device 20 provides simultaneous movement of the shafts in the axial direction.

На переднем конце вала 4 закреплены зубчатые элементы 21, а на переднем конце полого вала 5 закреплены зубчатые элементы 22. Зубчатые элементы 21 постоянно контактируют со шлицевой втулкой 18, а зубчатые элементы 22 постоянно контактируют со шлицевой втулкой 19.Toothed elements 21 are fixed to the front end of the shaft 4, and toothed elements are fixed to the front end of the hollow shaft 5. The toothed elements 21 are constantly in contact with the spline sleeve 18, and the toothed elements 22 are constantly in contact with the spline sleeve 19.

На заднем конце вала 4 закреплены зубчатые элементы 23, а на заднем конце вала 5 - зубчатые элементы 24.At the rear end of the shaft 4, gear elements 23 are fixed, and at the rear end of the shaft 5, gear elements 24 are fixed.

На внутренней поверхности барабана 3 имеется зубчатая муфта 25, с которой могут зацепляться зубчатые элементы 23 или 24 подвижных валов в зависимости от направления их осевого перемещения. Такое соединение обеспечивает соединение с барабаном одного из центральных колес 14 или 15 с внутренними зубьями.On the inner surface of the drum 3 there is a gear clutch 25 with which the gear elements 23 or 24 of the movable shafts can engage depending on the direction of their axial movement. This connection provides a connection to the drum of one of the Central wheels 14 or 15 with internal teeth.

С корпусом 9 редуктора соединена зубчатая муфта 26, а со стойкой 8 - зубчатая муфта 27. С зубчатыми муфтами 26 и 27 могут соединяться поочередно зубчатые элементы 23 или 24 валов. Такое соединение обеспечивает соединение центральных колес 14 и 15 с корпусом.Toothed clutch 26 is connected to gear case 9, and toothed clutch 27 is connected to rack 8. Toothed clutches 23 or 24 of the shafts can be connected alternately with gear couplings 26 and 27. This connection provides the connection of the Central wheels 14 and 15 with the housing.

Барабан 3 установлен на подшипниках 27 и 28, размещенных в корпусе 9 и в стойке 8.The drum 3 is mounted on bearings 27 and 28, placed in the housing 9 and in the rack 8.

Тяговая реверсивная лебедка работает следующим образом. При вращении вала 11 приводного механизма 2 вращение передается центральному колесу 10 с наружными зубьями, которое через сателлиты 13, зацепленные одновременно с зубьями центральных колес 14 и 15, обкатываясь по неподвижному колесу, передают вращение другому центральному колесу, при этом может быть три варианта включения барабана лебедки.Traction reversing winch operates as follows. When the shaft 11 of the drive mechanism 2 rotates, the rotation is transmitted to the central wheel 10 with external teeth, which through the satellites 13, engaged simultaneously with the teeth of the central wheels 14 and 15, rolling around the stationary wheel, transmit the rotation to another central wheel, and there can be three options for turning on the drum winches.

- Нейтральная передача, когда барабан отключен от привода и трос можно разматывать вручную. При этом рычаг 7 включения находится в среднем положении, зубчатые элементы 21 и 22 передних концов валов 4 и 5 находятся в постоянном зацеплении со шлицевыми втулками 18 и 19, а зубчатые элементы 23 и 24 задних концов валов находятся в свободном состоянии, не зацепляясь ни с одной из зубчатых муфт. Центральные колеса 14 и 15 вращаются вхолостую.- Neutral gear when the drum is disconnected from the drive and the cable can be unwound manually. In this case, the switching lever 7 is in the middle position, the gear elements 21 and 22 of the front ends of the shafts 4 and 5 are in constant engagement with the spline bushings 18 and 19, and the gear elements 23 and 24 of the rear ends of the shafts are in a free state, without engaging with one of gear couplings. The central wheels 14 and 15 rotate idle.

- Для намотки троса с целью поднятия груза или подтягивания транспортного средства рычаг 7 механизма переключения перемещается вправо, шток 6 движется влево и перемещает валы 4 и 5 также влево. При этом зубчатые элементы 21 и 22 перемещаются вместе с валами, не выходя из зацепления из шлицевых втулок 18 и 19. Зубчатый элемент 24 заднего конца вала 5 при перемещении входит в зацепление с зубчатой муфтой 26 корпуса 9, соединяя тем самым центральное колесо 14, имеющее большее число зубьев, с корпусом. Зубчатый элемент 23 заднего конца вала 4, перемещаясь, входит в зацепление с зубчатой муфтой 25 барабана. Таким образом, центральное колесо 15, имеющее меньшее число зубьев, соединяют с барабаном 3. При таком соединении центральных колес 14 и 15 направление вращения барабана совпадает с направлением вращения входного вала 11, связанного с приводным механизмом 2.- To wind the cable in order to raise the load or pull the vehicle, the lever 7 of the switching mechanism moves to the right, the rod 6 moves to the left and moves the shafts 4 and 5 also to the left. In this case, the gear elements 21 and 22 move together with the shafts, without leaving engagement from the spline bushings 18 and 19. The gear element 24 of the rear end of the shaft 5, when moving, is engaged with the gear coupling 26 of the housing 9, thereby connecting the central wheel 14 having more teeth, with housing. The gear element 23 of the rear end of the shaft 4, moving, is engaged with the gear coupling 25 of the drum. Thus, the central wheel 15 having a smaller number of teeth is connected to the drum 3. With this connection of the central wheels 14 and 15, the direction of rotation of the drum coincides with the direction of rotation of the input shaft 11 associated with the drive mechanism 2.

Передаточное число планетарной передачи определяют по формулеThe planetary gear ratio is determined by the formula

где: z - число зубьев колес.where: z is the number of teeth of the wheels.

- Для размотки троса с целью опускания груза или принудительной размотки троса на транспортном средстве рычаг 7 включения перемещается влево, шток 6 движется вправо и перемещает валы 4 и 5 также вправо. При этом зубчатые элементы 21 и 22 передних концов валов перемещаются вместе с валами, не выходя из зацепления из шлицевых втулок 18 и 19. Зубчатый элемент 24 при перемещении входит в зацеплении со шлицевой втулкой 25 барабана, соединяя тем самым центральное колесо 14, имеющее большее число зубьев, с барабаном 3. Зубчатый элемент 23 заднего конца вала 4, перемещаясь, входит в зацепление с зубчатой муфтой 27, соединенной со стойкой 8. Таким образом, центральное колесо 15, имеющее меньшее число зубьев, заблокировано с корпусом. При таком соединении центральных колес 14 и 15 направление вращения барабана 3 противоположно направлению вращения входного вала 11, связанного с приводным механизмом 2.- To unwind the cable in order to lower the load or force the cable to unwind on the vehicle, the switch lever 7 moves to the left, the rod 6 moves to the right and moves the shafts 4 and 5 also to the right. In this case, the gear elements 21 and 22 of the front ends of the shafts move together with the shafts without disengaging from the spline bushings 18 and 19. The gear element 24, when moving, is engaged with the spline sleeve 25 of the drum, thereby connecting the central wheel 14 having a larger number teeth, with a drum 3. The gear element 23 of the rear end of the shaft 4, moving, is engaged with the gear coupling 27 connected to the rack 8. Thus, the Central wheel 15, having fewer teeth, is locked with the housing. With this connection of the Central wheels 14 and 15, the direction of rotation of the drum 3 is opposite to the direction of rotation of the input shaft 11 associated with the drive mechanism 2.

Реверсивная тяговая лебедка (фиг.2) содержит редуктор типа ЗК с двухвенцовыми сателлитами 13, применение которых может быть вызвано необходимостью подбора передаточных чисел редуктора или технологическими соображениями. В остальном она ничем не отличается от описанной лебедки с одновенцовыми сателлитами.Reversible traction winch (figure 2) contains a gearbox type ЗК with two-crown satellites 13, the use of which can be caused by the need to select gear ratios of the gearbox or technological considerations. Otherwise, it is no different from the described winch with single-satellite satellites.

Тяговая реверсивная лебедка заявляемой конструкции позволяет обеспечить вращение барабана лебедки в обе стороны, как для намотки, так и для размотки троса, причем осуществить это решение наиболее простым и относительно дешевым способом.The traction reversible winch of the claimed design allows the winch drum to rotate in both directions, both for winding and for unwinding the cable, and to implement this solution in the most simple and relatively cheap way.

Тяговая реверсивная лебедка может быть изготовлена на современном оборудовании с применением известных материалов, что соответствует критерию «промышленная применимость».The traction reversing winch can be manufactured using modern equipment using well-known materials, which meets the criterion of “industrial applicability”.

Claims

1. Traction reversible winch containing a rope drum, a planetary gear including a central wheel with external teeth connected to the input shaft, a carrier with satellites, two central wheels with internal teeth interacting with the satellites, characterized in that the planetary gear is installed in case, both central wheels with internal teeth are mounted on rotation bearings and are made with splined bushings fixedly connected to them, while the winch further comprises kinematically connected between each other and with the switching mechanism, two driven shafts, axially movable and rotatable relative to each other, one of which is hollow and coaxially relative to the other, in addition, both shafts have gear elements at the front and rear ends, while gear the elements of the front ends are connected movably in the axial direction with the splined bushings of the central wheels, and the gear elements of the rear ends have the possibility of kinematic connection with the reciprocal gears when the shafts are axially moved the first elements made on the drum and the winch body.

2. Traction reversible winch according to claim 1, characterized in that the central wheels with internal teeth interact with single-satellite satellites.

3. Traction reversible winch according to claim 1, characterized in that the central wheels with internal teeth interact with two-crown satellites.