Реверсивная лебедка

 

<и>506285

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту— (22) 3 аявлено 14.03.72 (21) 1763202/27-11 (23) Приоритет — (32) 09.06.71 (31) 151367 (33) США (43) Опубликовано 05.03.76. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 23.07.76

Со1оа Советских

Сопиалистичееиих

Республик (51) М.Кл 2 В 66 D 1/08

Государстеенный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий (53) УД К 621.864 (088.8) (72) Авторы изоб ретения Иностранцы

Лайл Фрэнк Ейтс, Хью С. Моррис и Джеймс Лоуренс Смит (США) Иностранная фирма

«Катерпиллар Трактор Ко» (США) (71) Заявитель (54) РЕВЕРСИВНАЯ ЛЕБЕДКА

Изобретение относится,к навесному обо1рудоэанию транспортных средств.

Известны реверсизные лебедки, содержащие приводимый двигателем редуктор,и канатный ба рабан, в ключающийся посредством комбинированной, муфты.

Одна ко такие лебедки недостаточ но надежны IB работе.

Цель:изобретения — повышение надежности лебедки,и увеличение срака ее службы.

Для этого в предлагаемой лебедке комбини рованная муфта выполнена в виде управляемых гидрораспределителем фрикционных гидромуфт, установленных .на промежуточном валу .и взаимодействующих со свободно посаженными на нем коническими шестернями, входящими в зацепление,с конической шестерней .входного, вала редуктора лебедки, а гид рораапределитель снабжен уста1новленными ia корпусе и гидравличеоки авязанными между собой редукционным клапаном, регулирующим уровень давления жидкости,,подводимой к системе, смазки лебедки, селекторным клапанам управления гидромуфтами и клапаном, модулирующии давление Ipai6oчей жидкости.

С целью п редовцращения пробуксовки гидромуфт,при изменении скорости вращения привода лебедка может быть снабжена гидIp а вл ич ески,овя з аяным с гидр ар а сп р едел ителем распределительным,сервоклапаном.

С целью обеспечения возможности селективного отключения, входного вала его шестер ня может быть анабжена фрикционной гидр ому фтой.

Селекторный и редукционный кла па ны .могут быть механически связаны с трехпозиционной рукояткой упра вления. Это обеспечивает оперативное управление лебедкой.

На фиг. 1 изображен механизм, передачи; вид сбоку; на фиг. 2 — лебедка и гидравлическая система уп равления ею;,на фиг. 3— разрез меха(низ ма,передачи лебедьки; на фиг.

4 — раз рез,распределительного серво|клапана системы управления; .на фиг. 5 — вид сбоку на гусеничный трактор с лебедкой.

Лебедка содержит приводной входной вал 1, |представляющий собой обычный вал отбора |мощности двигателя внутреннего сгорания трактора. Нормально расцепленная входная муфта 2,кинематически связана с шестерней 8, сцепленной с шестерней 4, посажееной на шлицах (птпонке) на,входные сред сна лебедки, представляющие собой поворотный;вал 5. Муфта 2, а также две лебедочные муфты, описанные,ниже, являются фрикцисн ными диаковыми муфта ми,,при водимыми,в действие жидкостью (предпочтиЗО тельно маслом), 596285

На конце вала 5 закреплена,первая кони.еская шестерня б, входящая в зацепление с расположен ными друг против друга второй и третьей конически ми шестернями 7 и 8,входных средств лебедки (фиг. 3). Коническая шестерня 7,прикреплена к,держателю 9, установленному с возможностью вращения на валу 10. Держатель и вал могут быть соединены друг с другом через передачу, включающую в себя пврвую,нормалыно сцепленную лебедочную муфту 11, содержащую комплекты фрикцион ных дисков 12, поочередно установленных,с возможностью осевого пе ремещения на держателе и,валу, посредством обычных шлицевых,соединений. Фрикционные диски расцепляются, когда .в полости 18 муфты создаемся давление, перемещающее,кольцевой поршневой узел 14 вниз. Диоки сжимаются вместе, обеспечива я сцепление муфты посредством установленных торец в торец .пружинных шай|б 15 типа Beëüâèëÿ.

Коническая швстер ня 8 предназначена для передачи враще ния через идентичную ей вторую лебедоч|ную муфту 16, содержащую держатель 17, установленный .с,возможностью

Вращения на общем валу 10, и диски 18, уста но вленные на шлицах,с возможностью осевого перемещения поочередно на держателе и валу. Пружинные шайбы 19 типа Вельвиля сцепляют муфту, а создание давления в полости 20 обеспечивает расцепление ее, благодаря перемещению поршневого узла 21 .".верх. Когда обе муфты 11 и 16 сцеплены, :еханизм передачи застопорен и тросовый ба рабан 22 не .может вращаться.

Если будет расцвплена только вторая лебедочная муфта 16, коничвокая шестерня 7 будет аращать держатель 9, а следовательно, и вал 10 в первом направлении,вращения, Наоборот, при,раоцеплвнии только первой .лебедоч ной муфты 11 коничвокая шестарня будет переда вать вращение держателю 17, а тот — валу 10 в противоположном .направлении. При создании давления в обеих полостях 18 и 20 вал 19 может Овободно вращаться в режиме работы лебедки «свободный ход бaipа бана», который подробно будет описали ниже.

Вал 10 и соосный с ним,вал 28 установлены,с:возможно стью вращения в подшипниках

24 и связанны друг с другом редуктором, .предста вляющим собой планетар|ную передачу (фиг. 2) . Планета рная,передача содержит неподвижное зубчатое колесо 25 с внут рен ним зацеплением, цент ралыную шестерню 26, планетарные шестер ни 27 и водило 28,,прикреп IeHIHoe к валу 28. На этом валу закреплена ведущая шестерня 29, которая входит в зацепление с шестерней 80, вращающей, в свою очередь, шестер ню 81, закрепленную на валу

82, установленном в лебедке с возможностью вращения.

Шестерня 80 входит в зацепление с шестерней 88,,прикреплен ной к ступице 84, закрепленной на валу 85. Этот вал соответст10

l5

65 вующим образом установлен с;возможностью вращения в неподвижных подшипниках 86 и

87, размещеHIHbIx 1на некотором расстоянии друг От друга, и несет на себе тросовый бара бан 22, закрепленный на нем.

Трос 88 может быть намотан на барабан

22 та к, чтобы он отходил .назад от верхней или от нижней части барабана, соответственно положаниям «намотка сверху» и «намотка с.низу».

Система управления (фиг. 2) содержит одну рукоятку 89 управления, которая может быть передвинута оператором по выбору в пазы, чтобы при вести систему управления,в состояние, обеспечивающее следующие режимы работы лебедки: «нейтральный» (I), при котором рукоятку, размещают в горизонтальном,пазу с целью,сцеплания лвбедочных муфт

11 и 16 и ра сцепления входной муфты 2;

«разматывание» (II), при котором рукоятку перемещают вниз в пазу с целью расцепления только одной из лебедочных муфт и сцепления входной муфты для обеспечения вращения барабана 22 в лер вом направлении и Оматыва ния с него троса; «наматывание» (III), при котором рукоятку передви.-ают вниз а пазу ic целью фа сцеп аеННа To bKo,aTopoÉ лебедочной муфты и сцепления входной муфты для обеспечения в ращения барабана,в проти воположном на правлении и наматывания троса; и «свободный ход барабана» (IV), при котором все муфты расцеплены и барабан может свободно,вр ащатыся.

Для передачи ее движения рукоятка 89 управления .связана рыча>киями механизмами 40,с золотниками редукцианного клалана

41 и,селекторного клапана 42.

При .в сех режи мах работы лебедки источник рабочей жидкости, представляющий собой масляную,ванну 48 (например, замкнутую камеру внутри корпуса лебедки, частично за полнен ную маслом), нагнетателыный

Объемиый насос 44 с при водом от двигателя трактора и фильтр 45. Насос подает рабочую жидкость,B трубопровод 46. Этот трубопровод сообщается с .входным отверстием 47 распраделительного сервоклапана 48, содержащего золотник 49, нормально отжатый в верх спи ральной,пружиной 50 до упора 51. При нейтральном режиме .работы лебедки, когда рукоятка 89 расположена в пазу, рабочей жидкости в обеих лебедоч ных .муфтах нет, муфты сцеплены и создают одинаковую нагрузку на тросавый барабан 22, обеспечивая

его затор маживание.

На фиг. 2 показана система управления в нейтральном режиме работы при малых оборотах двигателя (например, / — /, номинального числа оборотов двигателя), .когда напнетаемое масло подается в,камеру 52. Из камеры 52 масло поступает через отверстия

58 и 54 ia выпускной трубопровод 55. Да вление подается также в камеру 56, Давление масла,в камерах 52 и 56 отличается На величину, ра вную давлению, необхвдимому для проталкивания масла через отверстия 58 и

506285

54 в канал 57. Танским образом, если поток мал (например, при малых числах оборотов двигателя), усилие пружины 50 больше, чем усилие, создававмое .разницей давлений, и клала и располагается в вержнем положении.

Когда поток у величи ваепся (например, при повышении числа оборотов двигателя), усилие от раз ницы давлений становится большим, чем усилие пружинны, и золотник 49 перед вигается в нижнее положение.

По трубопроводу 55 масло, поступает к входному отверстию 58 клапана 59, модулирующего давление. Этот клайна и содержит золотни к 60, который отжат влево спиральной пружи|ной 61 и может быть помещен вправо вспомогательными средствами, содержащими чашеобразный грузовой поршень 62.

В показанном нейтральном состоянии рабочая жидкость поступает от входного от1верстия 58 в канал 68 и смазоч ный канал 64. По смазочному ка налу масло под низким да влением, например, 40 фунтов на квадратный дюйм (2,81 кг/см ) поступает в систе му 65 смазки или средспва смазки. Предохранительный клапан 66 служит для подержания давления смазочного масла на установленном безопасном уровне. Система смазки служит для охлаждения и смазки фрикционных дисков лебедочных и входной муфт, а также для смазки различных подшипников и шестерен на всех режимах работы лебедк:t.

Клапаны 41 и 59 соединены между собой последовательно и .идентичны друг другу, за исключением того, что клапан 41 приводится в действие механизмами 40, а,клапа н 59 перемещается под:воздейст вием давления жидкости, поступающей по трубопроводу 67 к поршню 62 и обеспечивающей созда вне усилия, действующего .на пружины 68. Клапаны

41 и 59 являются последовательно включенными, так кяк жидкость, вы пу окяемяя клапаном 59, подается к клапану 41. ,При первом передвижении механизмов 40 вправо золотни к 69 реду кцион ного клавдиана

41 перемещается,вправо, сжимая пружину 70, разъединяет трубопровод 71 со сливным отвер стивм 72 и открывает этот трубопровод для,подачи в него жидкости. После этого давление, .Созда ваемое в трубоправоде 71, будет .расти до уровня, определяемого усилием пружинны 78. После того, как давление,достигает этого уровня, рабочая жидкость:выпускается в описанную ранее систему смазки благодаря тому, что на .золотнике 69 выполнен поясок 74, который, взаимодействуя с входным отверстием смазочного ка нала 64, обеспечивает создание прохода переменного сечения, Размер этого прохода может быть отрегулирован с целью обеспвчвния,необходимого, перепада,давления в этом месте для создания требуемого,давления ниже по холу потока масла, в системе смазки. Очевидно, что давление в трубопроводе 71 может быть отрегулировано оператором путем изменения нагрузки на пружину 78. Пружина 75 служит лишь для созда ния,соответствующего ощущения у оператора.

Когда двигатель, работает íà «ìàëûx оборота.. холо того хода» и рукоятку 39,передвигают влево пэ направлению к положению

II, золотник 76 селекторного кла|па на 42 первмещаепся,рычажным механизмом 40 влево, 10

3О

55 ео

65 в положение П, ста вя систему в условия, обеспечивающие,режим работы лебедки «разматы вание». Золотник клапана удерживается в таком положении подпружиненной защелкой 77, которая заходит в одну из трех канавок 78. Передвижение рукоятки вниз до первого положения (например, 20% длины паза) обеспечи вает сцепление входной муфты 2 под полным давлением системы, например 250 фунтов íа квадратный дюйм (17,5 кг/см ).

Такое давление удержнвается на протяжении всего хода рукоятки упра вления до положения II внизу паза.

Расцепление первой лебедочной муфты 11 начинается при более низком давлении, например, бО фунтов на кв. дюйм (4,22 кг/сл ).

Давление масла, подводи мое к первой лебедочной муфте, растет прямо пропорционально дальнейшему перемещению рукоятки управления вниз. Когда рукояпка 89 .находится в положении II, внизу паза, давление масла в полости 18 пер вой лебедочной,муфты находится на максимальном уровне 250 фунтов на кв. дюйм.

Рукоятка 89 через рычажный ме анизм 89 одно временно перемещает золотник 69 редукционного клапана 41 вправо, открывая сообщение между каналом 68 и выпускным трубопроводом 71 через регулируемый проход переменного сечения, ооразуемый кольцевой ка навкой 79 и .кольцевым пояском 80. Размер этого прохода переменного сечения может быть отрегулирован путем манипулирования рукояткой 89 в пазах - целью обеспечения необходимого перепада давления в этом месте. Золотник 69 отжимается влево спиральной пружиной 70 и маслом, подаваемым через ка нал 81 и камеру 82,:в которой находится установочный штифт 88.

Ниже по ходу потока масла, в трубопроводе 84, масло проходит через суженное отверстие 85 в камеру 86 под управлением обратного клапана 87. Давление в камере 86 сначала стремится передвичуть грузовой nopIIIBIIb 62 вправо против, действия одной (внутренней) из спиральных пружин 68 и открыть проход, образуемый кольцевой кана вкой 88 и пояском 89 на золотнике 60. Например, лишь незначительное давление в камере 86 требуется для перемещения золотника 60 в направлении его положения,,при котором происходит заполнение .входной .Муфты.

После открытия клапана масло проходит по каналу 90 .в камеру 91, в которой находится штифт, уста новленный с .возможностью возвратно-.по сту пательного перемещения в этой камере. Танским образом, давление масла в камере 86, стремясь передвинуть золотник

506285

60 вправо, преодолевает действие пружин 61 и

68 и действие давления масла .в камере 91, благодаря чему, создаются условия для постепенного заполнения рабочей камеры входной муфты с целью, предотвращения резкого сцепления муфты.

Далее, масло под давлением, например, 250 фунтов на,кв. дюйм (I7,5 кг/см ) поступает в трубопровод 92, кольцевую ка на вку 98 распределительного сер вокл апана 48 и выпуск ной трубопровод. Золопник 76 перемещается влево та к, что трубопровод 94 сооощается с трубопроводом 95, по которому масло под давлением поступает iB рабочую камеру

96 входной, муфты 2.

Входная муфта содержит также кольце вой поршневой узел 97 (фиг. 1), отжатый влево спиральными, пружинами 98, при этом фрикцианные диски 99 нормально расцеплены.

Эти,диски устанавлены на шлицах с возможностью осевого перемещения,на входном валу

1 и шестерне 8, П ри создании давления в камере 100 диски сцепления сжимаются вместе, соединяя входной вал 1 с входным:валам 5 лебедки и конической шестерней б.

Трубопровод 67 сообщается также с отводным труболразодом 101, кольцевыми канаьками 102 и 108 сервоклапа на 48 и вьппускным трубопроводом 104. Поакольку золотник 76 .клапана 42 пе.рвмещен iB левое положение II, поясок 105 та кже передвинут iBJIQBQ, при этом проход в кольцевую ка1нааку 10б,перекрыт и трубопровод 104 1сообщаепся с:канавкой 107 и трубапроводом 108. По трубопроводу 108

;|асло под давлением (например, от 60 до 250 фунтов;на кв. дюйм) поступает в камеру .18 пер вой лвбедочной муфты 11, обеспечивая ее пробуисоику или полное .расцепление. При нахоидении:рукоятки 88 IB,ïoëoæåíHH II, когда оцеплены только (входная муфта и вторая лебедач ная муфта, ба рабан 22 вращается в первом .на п ра влении и,происходит сматыва ние троса ic бар а ба на или р аз маты в ание.

Управление барабанам в режиме перемеротах холостого хода путем соответствующего щения толч ками достигается;при .низких обоманипулирования рукояткой. В частности, при таком манипулировании золотник 69 редукционного клапана 41 двигается возвратнопоступательно, обеспечивая способ управления перемещением толчкам и, вследствие точного регули равания перепада давления в отверстии переменного сечения, образованном канавкой 79 и пояском 80.

Отрегулированное давление (например, 50—

2о0 фунтов .íà KIB. дюй(м) iB трубопроводе 109 подаепся в камеру 18 пер вой лебедоч ной муфты .и обеепечивает управление расцеплением или лробуисовкой муфты. !

При работе двигателя на высоких о6оротах холостого хода (номвнальное число оборотов или:выше) вращение барабана лебедки толиками при передвижении рукоятки 89 iB пол ожение II предотвращается а втома пичвски

BlGIloìoãàòåëüHûìH .средствами, для того, чтобы п редохра нить диоки му|фты от припорания.

При высоких оборотах холостого хода увеличенное давление масла в камере 52 блокироBoHiHol o клапана 48 превышает зада нный уровень, на пример, 350 фунтов на кв. дюйм (24,б кг/см ). Вследствие этого золотник 49 перемещается IBниз, автоматически и постоянно обеспечивая подачу полного давления (250 фунтоз на кв. дюйм) системы е камере

96 и 18 соответственно входной .и первой леб -дочеой муфты.

iB ча стности, почти полное давление в системы подается от трубопровода 2 к обоим выпускным трубопроводам 94 и 104, вследствие;перемещения блокирующего пояска 110 золотника 49 ниже рубопровода .104. Сле|довательно, входная и лебедо чные муфты могут находиться только в состоянии «включено» или «вьпключено» и не будет реагировать на манипулирование золоти иком 69 посредством рукоятки, производимое с целью обеспечения пробуиоовки лебедоч(ных муфт или «перемещения толчками». Описанные выше режимы работы лебедки: толчкавый при н изких оборотах холостого хода и бестолчкавый при высоких оборотах холостого хода — будут также иметь место и при,передвижении рукоятки

88 Вер THIKBJIbно;в пазу 90 положения ГЧ или III.

Пр и работе двигателя IB,ðåæHiìå «высоких оборотов холостого хода» отверстие 54 зак рывается ic целью увеличения, перепада давления в отверстиях 58. Давление в камере 52 постоянно поддерживается на достаточно высакам уров не .для преодоления совместного действия усиления от давления iB,камере 56 и усилия п ружи ны 50. П ри «низких оборотах холастаго,хода» золотник 49;всегда .поднят пружинной 50 в положение, изображенное,на фиг. 2, в следствие colBMBcòíîãо истечения жидкости через отверстия 58 и 54, 1которое дает меньший перепад,да влен ия.

При передвижении рукоятки 88 в положение «наматы ва н ие», т. е. положение Ш;внизу паза, клапаны 41, 48,и 59 будут работать в основном так, как было описано выше. Но

IllpH этам золоoHHIK 76 селекторного клапана

42 передвигается в пра во в положение III, в котором перекрывается, проход в,кольцевую канавушку 107. Следавателыно, впускной трубопровод 104, идущий от клапана 48, сообщается ic |кольцевой .ка наакой 106, и жидкость под давлением идет по трубаправоду 111 в камеру

112 второй лебедоч ной муфты 16, обеспечивая раоцепление этой муфты. Поэтому режим ipaботы «pa3IMaTbIIBaíHå» будет изменен на обратный, и ба ра ба н 22 аращаепся в .прот ивополож ном Баправлении, осуществляя «наматыв ание». П ри передвижении рукоятки 88 вниз по пазу в положение ГЧ клапа1ны 41, 48,и 59 будут:работать в основном так, IKaK описано выше. Но при этам золотник 76 селекторного

506285 клапана 42 будет установлен в промежуточном положении IV, и поясок 105 занимает положение, изображенное на фиг. 2. Таким образом, рабочая жидкость поступает из трубопровода 104 в оба выпускных трубопровода

108 .и 111,,полностью или частично (пробуксовка), расцепляя обе лебедочные муфты.

К роме того, поясок находится IB блокирующем,положении, |при котором отсутствует сообщение между трубопроводом 94:и трубопроводом 95, что не дает .возможности сцепиться входной муфте 2. При этом, лебедка находится в режиме работы < свободный ход

6aIpa6aIHa». Система уп ра вления может быть сконс.пруиро вана та к, что оцепляется:входная муфта,при режиме свободного хода барабана, при этом лебедочные муфты расцепляются.

ФорMóëа изобретения

1. Ревер си вная лебедка, содержащая InpHводимый двигателем .редуктор и канатный барабан, включающийся посредством комбинированlной муфты, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью (I10IBbIIIIBHHH надежности лебедки и увеличения ее срака службы, комбинированная муфта вы полнена iH виде управляемых .гидр ор а спредел ителем фрикционных гидромуфт, у становленных IHa промежуточном валу и взаимодействующих со свободно посаженными на нем коническими шестернями, входящими ia зацепление с конической шестерней вход ного,вала редуктора лебедки, а пидрораспределитель снабжен установленными в корпусе и гидравлически авяза н ными между собой редукционным клапаном, регулирующим уровень давления жидкости, подводимой х системе смазки лебедки, селекторным клапаном управления гидромуфтами и клапаном, модулирующим давление рабочей жидкости.

2. Лебед|ка по п. 1, отличаю щая ся тем, что, с целью предотвращения пробуксовки тидромуфт при изменении скорости вращен ия привода, лебедка снабжена гидравлически связанным ic видрораапределителем распр едел ительным сер вокл апа ном.

3. Ле,бедка по п. 1, отлич ающа я с я тем, что, с целью обеспечения возможности оелекти в ного отключения входного вала, его шестерня снабжена фрикционной гидромуфтой.

4. Лебедка по п. 1, о тл ич а юща я ся тем, что, .с целью обеспечения оперативного управления лебедкой, селекторный и |редукционный .клапаны механически связаны с тр ехпозицион ной рукояткой,упр авл ения.

50628 аи

Составитель В. Еременков

Техред E. Подурушина

Корректор И. Симкина ь.едактор С. Титова

Заказ 701/897 Изд. № 306 Тираж 1029 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»