Лебедка с приводом от раздаточной коробки транспортного средства тип КАМЛЮКА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ЛЕБЕДКА С ПРИВОДОМ ОТ РАЗДАТОЧНОЙ КОРОБКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ТИП КАМЛЮКА(57) 1. Лебедка с приводом от раздаточной коробки транспортного средства, содержащая установленные на двух опорах тяговый барабан, редуктор и механизмы остановки и отключения тягового барабана, отличающаяся тем, что редуктор выполнен в виде соединенных промежуточным валом конической и планетарной передач, а механизм остановки тягового барабана выполнен в виде торцовой зубчатой муфты свободного хода, связывающей один из валов, передающих крутящий момент на барабан, с опорой жестко или через нормально включенный тормоз. 2. Лебедка по п. 1, отличающаяся тем, что муфта свободного хода выполнена в виде двух встречно подпружиненных полумуфт с торцовыми силовыми и клиновыми зубьями, одна из которых снабжена удлиненным силовым зубом, а другая - разрезным запорным кольцом с торцовыми клиновыми зубьями, удлиненный силовой зуб размещен в разрезе запорного кольца, на полумуфтах клиновые зубья выполнены с окружным смещением относительно силовых - на половину ширины удлиненного силового зуба. 3104 1 3. Лебедка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что механизм отключения тягового барабана выполнен в виде подпружиненной, установленной подвижно в осевом направлении на промежуточном валу и соединенной с закрепленным на опоре пневмоцилиндром солнечной шестерки планетарной передачи. 4. Лебедка по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что тормоз расположен между опорой и дополнительным валом и снабжен нормально включенным энергоаккумулятором, тормозной камерой и ее управлением. 5. Лебедка по одному из пп. 1-4, отличающаяся тем, что управление тормозной камерой объединено с управлением сцепления транспортного средства через двухлинейный клапан.(56) 1. А.с. СССР 1505886, 1989. 2. Армейские автомобили / Под ред. А.С. Антонова. - М. Воениздат. - С. 376-385. 3. Лебедка с червячной передачей. Руководство по установке, эксплуатации и техническому обслуживанию Фирмы Брейден, США, 1992. - С. 5. Изобретение относится к лебедкам, в частности к лебедкам, устанавливаемым на транспортных средствах для повышения их проходимости, оказания помощи другим застрявшим транспортным средствам, затаскивания грузов на платформы транспортных средств, подъема и опускания грузов и представляет новый тип лебедки тягового и тягово-грузового назначения. Известна лебедка, содержащая тяговый барабан, редуктор, двухпозиционную муфту, механизм управления 1. Однако эта лебедка не обеспечивает автоматической остановки барабана при ее отключении. Известна лебедка, содержащая установленные на автомобиле на двух опорах тяговый барабан с редуктором, входной вал которого связан с двигателем автомобиля через сцепление и отключаемый вал отбора мощности, а также механизм отключения тягового барабана для ускоренной размотки троса 2, соответствующая отраслевому стандарту Лебедки автомобильные. Технические требования. ОСТ 37.001.090-79. Эта лебедка имеет ограниченную тяговую скорость из-за низкого КПД редуктора лебедки и большую удельную массу по отношению к предельному тяговому усилию. Наиболее близким по назначению к заявляемому техническому решению задачи является автомобильная лебедка с приводом от раздаточной коробки транспортного средства, содержащая установленные на двух опорах тяговый барабан, редуктор и механизмы остановки и отключения тягового барабана 3. Для повышения тяговой скорости троса в ней уменьшено передаточное число червячного редуктора. Однако редуктор стал несамотормозящимся. Это вызвало необходимость установки тормозов на тяговом барабане, на червяке редуктора и на приводе, что усложняет конструкцию и управление, снижает надежность известной лебедки и увеличивает ее удельную массу. Тяговая скорость этой лебедки также ограничена из-за низкого КПД редуктора. Задачей изобретения является увеличение тяговой скорости, повышение КПД, упрощение управления,снижение удельной массы, упрощение изготовления и обслуживания лебедки. Увеличение тяговой скорости лебедки, а следовательно, и ее производительности (тяговое усилие умноженное на тяговую скорость) по сравнению с известной лебедкой обеспечивается за счет выполнения редуктора несамотормозящимся в виде конической и планетарной передач, связанных промежуточным валом, повышения его КПД до 0,92, уменьшения в 2,5-3 раза его передаточного числа и введения специального механизма остановки тягового барабана, обеспечивающего автоматическую остановку тягового барабана при отключении привода, связывая тяговый барабан при его обратном ходе с опорой жестко при тяговом или через нормально включенный тормоз при тягово-грузовом варианте лебедки. Упрощение управления лебедкой обеспечивается за счет автоматической работы механизма остановки тягового барабана и за счет объединения управления тормозной камерой лебедки с управлением сцепления транспортного средства через двухлинейный клапан. Выполнение редуктора составным и размещение его составных частей на внешних сторонах опор дают возможность удлинить барабан на ширину редуктора, что позволяет уменьшить число слоев троса на тяговом барабане без снижения его канатоемкости, снизить подводимый крутящий момент, а также уменьшить в полтора раза удельную массу лебедки в сравнении с известной лебедкой того же назначения. В сравнении с нормами для вновь проектируемых автомобильных лебедок, см. ОСТ 37.001.09079, предлагаемая лебедка имеет в 2,0 - 2,8 раза в зависимости от варианта исполнения меньшую удельную массу при двойном запасе прочности лебедки и на порядок большую тяговую скорость. Поставленная задача решается тем, что в лебедке с приводом от раздаточной коробки транспортного средства, содержащей установленные на двух опорах тяговый барабан, редуктор и механизмы остановки и отключения тягового барабана, редуктор выполнен в виде соединенных промежуточным валом конической и планетарной передач, а механизм остановки тягового барабана выполнен в виде торцовой зубчатой муфты 3104 1 свободного хода, связывающей один из валов, передающих крутящий момент на барабан, с опорой жестко или через нормально включенный тормоз. Муфта свободного хода выполнена в виде двух встречно подпружиненных полумуфт с торцовыми силовыми и клиновыми зубьями, одна из которых снабжена удлиненным силовым зубом, а другая - разрезным запорным кольцом с торцовыми клиновыми зубьями, удлиненный силовой зуб размещен в разрезе запорного кольца, на полумуфтах клиновые зубья выполнены с окружным смещением относительно силовых - на половину ширины удлиненного силового зуба. Механизм отключения тягового барабана выполнен в виде подпружиненной, установленной подвижно в осевом направлении на промежуточном валу и соединенной с закрепленным на опоре пневмоцилиндром солнечной шестерни планетарной передачи. Тормоз расположен между опорой и дополнительным валом и снабжен нормально включенным энергоаккумулятором, тормозной камерой и ее управлением. Управление тормозной камерой лебедки объединено с управлением сцепления транспортного средства через двухлинейный клапан. На фиг. 1 представлена принципиальная схема тяговой лебедки с остановленным водилом на фиг. 2 - то же с остановленной короной планетарной передачи на фиг. 3 - принципиальная схема тягово-грузовой лебедки с остановленным водилом планетарной передачи, с тормозом, энергоаккумулятором, тормозной камерой и ее управлением на фиг. 4 - торцовая зубчатая муфта свободного хода в разрезе на фиг. 5 - разрез по А-А на фиг. 4 на фиг. 6 - разрез по Б-Б на фиг. 4 на фиг. 7 - разрез по В-В на фиг. 5, поперечный разрез силового зуба на фиг. 8 - разрез по Г-Г на фиг. 5, поперечный разрез клинового зуба на фиг. 9 на схематической развертке муфты показано расположение деталей в положении, при котором полумуфты выведены из зацепления друг с другом на фиг. 10 - схема управления лебедкой. Лебедка тяговая содержит опоры 1 и 2 для закрепления на транспортном средстве 3 установленный на опорах 1 и 2 в подшипниках тяговый барабан 4 с закрепленным на нем тросом 5 с грузозахватным устройством 6. Редуктор лебедки состоит из соединенных промежуточным валом 7 конической передачи 8 и планетарной передачи 9 с остановленным водилом 10 или короной 11 за счет закрепления их на опоре 2. Механизм остановки тягового барабана 4 выполнен в виде торцовой зубчатой муфты свободного хода 12,состоящей из двух встречно подпружиненных пружиной 13 полумуфт 14 и 15. Торцовая зубчатая муфта свободного хода 12 позволяет тяговому барабану 4 свободно вращаться при тяговом вращении и останавливает тяговый барабан 4 в начале его поворота в противоположном направлении. Одна полумуфта механизма остановки барабана, вращающаяся, установлена на одном из вращающихся валов, передающих крутящий момент на тяговый барабан 4, а другая, невращающаяся, соединена с опорой 1. Лучшие из вариантов компоновки лебедки, с размещением механизма остановки барабана в зоне конической передачи 8, представлены на фиг. 1-3. На полумуфтах 14 и 15 выполнены торцовые зубья силовые 16, передающие крутящий момент,и клиновые 17, посредством взаимодействия которых производится разъединение и соединение полумуфт 14 и 15. В полумуфте 14 один силовой зуб 18 выполнен удлиненным вдоль оси вращения полумуфты 14, а также в направлении к ней. В другой полумуфте 15 в ее кольцевой проточке установлено разрезное запорное кольцо 19 с клиновыми зубьями 20 со сквозным разрезом 21 по радиальным осям двух соседних зубьев 20. В осевом направлении кольцо 19 фиксируется буртиком 22 в специально выполненной канавке в полумуфте 15. Запорное кольцо 19, пружинящее, может перемещаться по окружности, а его посадка на наружный диаметр венца клиновых зубьев 17 полумуфты 15 выполнена с преднатягом. Число, профиль, шаг соответственно силовых 16 и клиновых 17 зубьев полумуфт 14 и 15 одинаковы. Профиль, шаг клиновых зубьев 20 запорного кольца 19 такой же, как и у клиновых зубьев 17 полумуфт 14 и 15, но у кольца 19 клиновые зубья 20 занижены для исключения зацепа вершин клиновых зубьев 20 кольца 19 и клиновых зубьев 17 полумуфты 14 при вращении одной полумуфты относительно другой. По этой же причине силовые зубья 16 полумуфт 14 и 15 выполнены ниже клиновых 17. Ширина впадин между клиновыми 17 и между силовыми 16 зубьями полумуфт 14 и 15 сделана из расчета образования бокового зазора, необходимого для беспрепятственного выхода из зацепления силовых зубьев 16 при разъединении полумуфт 14 и 15. Для повышения надежности зацепления силовых зубьев 16 их боковые стороны поднутрены к основанию (фиг.7). На фиг. 1-3 показаны варианты лебедки, в которых полумуфта 14 с удлиненным силовым зубом 18 установлена на вращающемся промежуточном валу 7, а полумуфта 15 с разрезным запорным кольцом 19 - на невращающемся дополнительном валу 23, соединенном с опорой 1. Полумуфты 14 и 15 можно поменять местами полумуфту 14 с удлиненным зубом 18 можно установить на невращающемся дополнительном валу 23, а полумуфту 15 с разрезным запорным кольцом 19 - на вращающемся промежуточном валу 7. При этом для обеспечения работы торцовой зубчатой муфты свободного хода 12 как механизма остановки, позволяющего свободно вращаться барабану 4 только в направлении тягового вращения, клиновые зубья 17 полумуфт 14 и 15 должны быть смещены относительно силовых зубьев 16 на половину ширины удлиненного силового зуба 18 в направлении тягового вращения промежуточного вала 7, если полумуфта 14 с удлиненным силовым зубом 18 установлена на вращающемся промежуточном валу 7, и клиновые зубья 17 полумуфт 14 и 15 должны быть смещены относительно силовых зубьев 16 в направлении противоположном тяговому вращению промежуточного вала 7, если полумуфта 14 с удлиненным силовым зубом 18 установлена на невращающем 3 3104 1 ся дополнительном валу 23, соединенном с опорой 1. Удлиненный силовой зуб 18 полумуфты 14 размещен в разрезе 21 запорного кольца 19 и служит для вращения кольца 19 относительно полумуфты 15. Ширина разреза 21 запорного кольца 19 и ширина удлиненного силового зуба 18 делаются из расчета, чтобы при повороте запорного кольца 19 до упора в удлиненный силовой зуб 18, клиновые зубья 20 находились напротив зубьев 17 полумуфты 14 и их радиальные оси совпадали. Механизм отключения тягового барабана выполнен в виде нагруженной пружиной 24, установленной подвижно в осевом направлении на промежуточном валу 7 и соединенной с закрепленным на опоре пневмоцилиндром 26 солнечной шестерни 25 планетарной передачи 9. В тягово-грузовом варианте лебедки с нормально включенным посредством энергоаккумулятора 27 тормозом 28 (фиг. 3) тормоз 28 установлен между опорой 1 и дополнительным валом 23. Тормоз 28 регулируется пружиной энергоаккумулятора 27 на удержание максимально допустимого груза. Для повышения надежности торможения тормоз 28 снабжен тормозной камерой 29 и ее управлением в виде крана 30 и соединяющего его с тормозной камерой 29 трубопровода 31. Для согласования совместной работы сцепления транспортного средства и тормозной камеры 29 с обеспечением автоматического включения и выключения тормозной камеры 29 при выключении и включении сцепления соответственно управление тормозной камерой 29 объединено трубопроводами с управлением сцепления через двухлинейный клапан 32. Тормозная камера 29 и ее управление обеспечивают автоматическое усиление торможения тормоза 28 при остановке поднимаемого или опускаемого груза. Тормозная камера 29 автоматически растормаживается при опускании груза, при этом тормоз 28 остается заторможенным только энергоаккумулятором 27, чем достигается снижение крутящего момента, необходимого для преодоления тормозного момента тормоза 28 при опускании груза. Лебедка тяговая ( фиг. 1 и 2) работает следующим образом. В исходном положении солнечная шестерня 25 находится в зацеплении с сателлитами планетарной передачи 9, а тяговый барабан 4 через муфту 12 соединен с опорой 1. Для выпасовки троса 5 солнечная шестерня 25 выводится из зацепления с сателлитами планетарной передачи 9 пневмоцилиндром 26, тяговый барабан 4 разъединяется с опорой 1 и трос 5 вручную разматывается и закрепляется с помощью грузозахватного устройства 6 за объект буксировки или неподвижный объект. После закрепления троса 5 выключают пневмоцилиндр 26. При этом солнечная шестерня 25 под действием пружины 24 вводится в зацепление с сателлитами планетарной передачи 9. Для включения лебедки выключают сцепление транспортного средства, а затем включают нейтраль раздаточной коробки,вал отбора мощности от раздаточной коробки на привод лебедки, сооветствующую передачу переднего хода КПП и сцепление транспортного средства. При этом крутящий момент от вала отбора мощности через коническую передачу 8, промежуточный вал 7 и планетарную передачу 9 передается на тяговый барабан 4, который через закрепленный на нем трос 5 и грузозахватное устройство 6 воздействует на объект буксировки. При начале вращения тягового барабана 4 полумуфта 14, воздействуя своими клиновыми зубьями 17 на клиновые зубья 20 и 17 кольца 19 и полумуфты 15, отжимает полумуфту 15, преодолевая усилие пружины 13 и обеспечивая выход всех зубьев полумуфт 14 и 15 из зацепления. Клиновые зубья 17 полумуфт 14 и 15, выйдя из зацепления, входят в упор друг в друга и проскальзывают по своим вершинам. При повороте полумуфты 14 удлиненный силовой зуб 18, воздействуя на поверхность разреза запорного кольца 19, повернет его и заблокирует по отношению к полумуфте 14 в положении противостояния их клиновых зубьев 17 и 20. Этим предотвращается соединение полумуфт 14 и 15 при тяговом вращении барабана 4. При этом полумуфта 14 будет свободно вращаться относительно полумуфты 15 и вращать запорное кольцо 19, а клиновые зубья 17 полумуфты 14 будут последовательно переходить с упора в зубья 17 полумуфты 15 на упор в клиновые зубья 20 кольца 19, затем снова на упор в клиновые зубья 17 полумуфты 15 и так далее. Для остановки лебедки необходимо выключить сцепление транспортного средства и затем включить нейтраль в КПП. При этом подвод крутящего момента на тяговый барабан 4 прекращается и он останавливается. При откате буксируемого объекта или груза тяговый барабан 4 начинает вращаться и вращать связанную с ним полумуфту 14 в обратном направлении. Удлиненный силовой зуб 18 повернется относительно запорного кольца 19 в пределах имеющегося зазора между ним и поверхностью разреза 21 запорного кольца 19, клиновые зубья полумуфты 14 и кольца 19 сместятся в положение, исключающее их упор друг в друга торцами, что при дальнейшем относительном вращении приводит к соединению под воздействием пружины 13 полумуфт 14 и 15, то есть к вводу в зацепление их силовых зубьев 16. При этом тяговый барабан 4 останавливается. При соединении полумуфт 14 и 15 силовые зубья 16 входят в зацепление раньше клиновых зубьев 17, что обеспечивается соответствующей шириной впадин между зубьями 16 и 17. Войдя в зацепление раньше, силовые зубья 16 препятствуют контакту клиновых зубьев 17 друг с другом и разъединению полумуфт 14 и 15. Работа тягово-грузовой лебедки (фиг. 3) при размотке троса 5, в тяговом режиме и при остановке лебедки, поскольку тормоз 28 нормально включен, то есть осуществляет жесткую связь полумуфты 15 с опорой 1,не отличается от изложенной работы тяговой лебедки. А при опускании груза из положения остановки тягово-грузовая лебедка работает следующим образом. Когда груз находится в поднятом положении, он удерживается за счет торможения тормоза 28 энергоаккумулятором 27. Для опускания груза необходимо выключить сцепление транспортного средства, при этом тормоз 28 дополнительно затормозится тормозной камерой 29 за счет подачи в нее сжатого воздуха от управления сцеплением транспортного средства. Далее необходимо включить заднюю передачу КПП и сцепление. При этом тормозная камера 29 растормозится и 4 3104 1 под суммарным воздействием веса груза и подводимого крутящего момента груз опускается, преодолевается сопротивление заторможенного энергоаккумулятором 27 тормоза 28. Для остановки груза в процессе его опускания или подъема необходимо выключить сцепление транспортного средства. За счет объединения управления тормозной камерой 29 с управлением сцепления через двухлинейный клапан 32 при выключении сцепления автоматически включается тормозная камера 29, обеспечивая дополнительное торможение тормоза 28 для восприятия динамического воздействия груза на лебедку в момент остановки груза. Тормозная камера 29 может быть заторможена с помощью крана 30 для усиления торможения лебедки, когда лебедка используется для буксировки за счет тяги колесами автомобиля, на котором она установлена. Тормозная камера 29 не должна быть заторможена краном 30, чтобы не преодолевать дополнительное торможение тормоза 28 при опускании груза. Лебедка прошла испытания, которые показали ее работоспособность, надежность в работе и значительное превосходство перед аналогами по таким показателям, как тяговая скорость троса, КПД, удельная масса и др. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.