Блок подачи с гайкой с управляемой передачей усилия в системе винтового подъемника - RU2181690C2
Код документа: RU2181690C2
Чертежи
Описание
Настоящее изобретение относится к блоку подачи с гайкой с управляемой передачей усилия, предназначенному для установки на винтовом подъемнике, служащем для вертикального перемещения одного или нескольких грузоприемников. Речь может идти о несущих поверхностях или платформах транспортного средства для перевозки автомобилей или других специализированных механизмов, оборудованного одним или несколькими подъемными приспособлениями.
Хорошо известны винтовые системы для подъема, используемые на транспортных средствах для перевозки автомобилей, где винт, заключенный в стойке, называемой опорой, приводит в движение одну или несколько гаек, связанных с несущей платформой посредством короба с устройством для передачи усилия на платформу.
В общем случае винты располагаются друг напротив друга для образования пары и поддержания платформы или несущей поверхности на одном уровне.
Для поддержания грузовой поверхности больших размеров или платформы значительной протяженности и удержания их в различных наклонных положениях вблизи каждого из их краев обычно используется пара винтов. В результате наклон платформы определяется относительным расположением гаек каждой пары винтов.
Как правило, транспортные средства оборудуются несколькими платформами или мобильными несущими поверхностями, причем они связаны с подъемными парами винтов через гайки, обеспечивающие их перемещение. В результате имеется несколько расположенных одна над другой поверхностей для загрузки, каждая из них соответствует одной гайке, расположенной на винте. В результате на одном винте может находиться несколько несущих гаек.
При выполнении задачи последовательной загрузки транспортного средства возникает необходимость обеспечения полной независимости перемещения различных поверхностей, несущих груз.
Такая независимость для двух способных к перемещению гаек, находящихся на одном и том же винте, может быть обеспечена только при наличии для каждой гайки своей системы управления, что определяется возникновением единого силового воздействия в приводе, когда винт приводится во вращение.
Такую функцию способна обеспечить гайка, расположенная на винте и передающая усилие по внешней команде. Подобная конструкция гайки известна, и она называется гайкой с управляемой передачей усилия.
Тип гайки с управляемой передачей усилия для механизма подачи описан во французском патенте 2625187, выданном организации LOHR INDUSTRIE.
Конструкция включает в себя короб, способный скользить по направляющим вдоль внутренних боковых сторон стойки с использованием расположенных по бокам ползунов. Эти ползуны закреплены на боковых сторонах скользящего короба, который связан с платформой для грузов осью с концом, способным поворачиваться относительно короба, или с использованием другого типа шарнирного устройства. Короб скольжения играет роль корпуса для гильзы с внутренней резьбой, надетой на винт, и в процессе вращения опирающейся на нижнюю поверхность верхней крышки короба скольжения. Известны конструкции, обеспечивающие управляемое соединение и разъединение между гильзой с резьбой и коаксиально расположенной неподвижной или способной вращаться, но закрепляемой по отношению к коробу скольжения деталью, и все это служит как для обеспечения перемещения короба скольжения как результата воздействия двигателя на винт и через него - на гильзу с резьбой, так и для вращения винта вхолостую без механического перемещения, когда гильза с резьбой свободно вращается, находясь в контакте блоком с опорой.
В описываемой конструкции устройство для передачи усилия и его отключения представляет собой верхнюю и нижнюю системы зубцов, расположенные сверху вниз, одна - на боковой поверхности гильзы, а другая - напротив, на поверхности подвижной, расположенной вдоль оси промежуточной детали, причем сближаются они или удаляются друг от друга с помощью механического устройства с домкратом.
Способная вращаться опора представляет собой упорный шарикоподшипник.
При работе устройство сцепления и расцепления по команде обеспечивает неподвижность или вращение гильзы с резьбой и в результате - подачу конструкции вдоль по винту.
Такая конструкция по составу и технологии изготовления деталей представляется сложной.
Действительно, в ее состав входят два небольшого размера домкрата, чувствительных к возможному загрязнению, а детали специальной формы сложны в изготовлении и дорогостоящи.
Кроме того, указанные зубчатые передачи на периферических округлых сторонах должны идеально соответствовать приходящим с ними в контакт деталям.
К недостаткам конструкции относится и производимый ею при работе шум.
Кроме того, из-за вибрации даже в состоянии расцепления возможно нежелательное перемещение гайки.
Конструкция гайки с управляемой передачей усилия не позволяет предусмотреть простого устройства для контроля степени износа механизма.
И еще одним недостатком конструкции является невозможность изменения направления работы блока.
Целью настоящего изобретения является устранение этих недостатков, т.е. создание конструкции надежного в работе блока подачи с гайкой с управляемой передачей усилия, простого для монтажа и состоящего из деталей с низкой стоимостью их изготовления.
Эта цель достигается тем, что блок подачи с гайкой с управляемой передачей усилия, используемый в устройстве для винтового подъемника, в частности в устройстве, связанном с конструкцией, несущей груз на дорожном средстве для транспортировки, включающий гайку, расположенную в коробе, скользящем вдоль направляющей под действием двигателя, приводящего во вращение винт, проходящий сквозь этот скользящий короб, и механизм для фиксации или расцепления для вращения гайки на этом винте, отличающийся тем, что гайка состоит из двух механически связанных деталей, разделенных друг от друга промежутком, торцы гайки, передающие усилие на верхнюю или нижнюю стенку перемещающегося короба, снабжены упорами, обеспечивающими ее вращение, на боковой поверхности гайки выполнены выточки, расположенные вдоль оси, механизм фиксации или расцепления гайки представляет собой два фиксатора, способных поворачиваться вокруг осей, параллельных оси винта, причем каждый фиксатор своим свободным краем способен входить в контакт с выточкой гайки, фиксаторы механизма смонтированы в блоке с использованием упругих элементов, обеспечивающих их контакт с гайкой, и они высвобождаются под действием толкающего усилия при срабатывании привода.
Такая конструкция характеризуется целым рядом преимуществ. Ниже перечисляются наиболее важные из них.
Прежде всего здесь речь идет о безопасной конструкции гайки, так как достигается
следующее:
простота определения степени износа,
концевые упругие элементы
соединения с прилегающими стенками короба подачи обеспечивают эффективное гашение механической вибрации и
таким образом исключают нежелательное включение в работу гайки, когда она находится в
отключенном состоянии,
механизм фиксации или расцепления характеризуется безопасностью в работе, в
частности, за счет того, что он автоматически включает в работу фиксаторы, что гарантирует
неподвижное состояние гайки в случае не поступления сигнала управления или отказа в работе системы привода,
подвижная механическая сборка определяет размеры активных деталей и передаваемый
момент вращения и с этим, в частности, связано то, что фиксаторы могут передавать рабочее усилие на всю гайку,
в качестве привода можно использовать пневматические устройства, что возможно
на каждом грузовике, а его эффективность не зависит от возможного загрязнения контура привода, так как здесь не
используются подвижные детали,
гайка в блоке является "плавающей" за счет
использования упругих элементов, что обеспечивает определенную независимость в движении между ней и корпусом, и это
увеличивает надежность блока в работе,
работоспособность гайки оказывается
независимой от направления воздействия на нее усилия, что делает возможным использование блока в горизонтальном
положении,
так как блок обладает полной симметрией "вверх/вниз" и
"справа/слева", то механизм характеризуется полной обратимостью в работе,
заметно снижается уровень шума при работе,
так как гайка выполнена из двух деталей, находящихся под силовым
воздействием при их взаимном удалении, то это позволяет снизить рабочие зазоры,
в позиции отключения фиксаторы
находятся в контакте с прилегающими боковыми стенками стойки, что удерживает
способный перемещаться блок по отношению к стойке и увеличивает надежность работы блока,
блок защищен от внешних
воздействий, в частности от неблагоприятных погодных условий и от
ультрафиолетового излучения.
Другие характеристики и преимущества изобретения станут более понятными из нижеследующего
описания, приводимого в качестве примера реализации и
сопровождаемого фигурами, на которых изображено:
фиг. 1 представляет в перспективе общий вид деталировки блока подачи с гайкой с
управляемой передачей усилия согласно изобретению;
фиг. 2 представляет в перспективе общий вид блока подачи в собранном состоянии;
фиг.3 и 4 представляют соответственно объединение
общего вида и частичного разреза с вырывом для стержня
соединения, и поперечное сечение между двумя деталями гайки с изображением окончания приводного вала,
фиг. 5 и 6 представляют виды в
сечении двух рабочих состояний механизма для фиксации или
расцепления;
фиг. 7 представляет общий вид в перспективе одного из вариантов реализации, где показан один блок подачи с гайкой
предлагаемой конструкции с упрощенным представлением блока в
разрезе, когда приводятся только основные детали,
фиг. 8 представляет общий вид устройства для подъема в виде примера его
применения на дорожном средстве для транспортировки автомобилей в
случае использования двух подвижных платформ,
фиг. 9 представляет в увеличенном масштабе каждый блок, показанный на фиг.8.
В одном из вариантов применения настоящего изобретения блок 1 подачи, как и в возможном случае применения других подобных устройств, предназначен для обеспечения работы устройства 2 для подъема с использованием винтовой подачи, например, для подъема платформы 3 с грузом, в частности для погрузки автомобилей, как это показано на фиг.7 и 8.
В этом случае блок 1 подачи представляет собой короб 4, смонтированный на направляющих и способный перемещаться вдоль них, например, это могут быть внутренние поверхности боковых сторон 5, 6 направляющих в виде профиля 7 с сечением в виде "С", в каждом из которых расположен винт для подъема. Эти направляющие, когда они закреплены вертикально, могут быть защищены снаружи и играть роль стоек, как это показано на фигурах. Разумеется, изобретение также включает в себя другие случаи расположения направляющих, в частности горизонтальное положение.
Короб 4 связан с грузовой платформой, например, соединением, допускающим поворот, в виде конца стержня 8, обеспечивающего соединение с платформой 3. Это соединение крепится на задней стенке короба 4. При необходимости свободный конец стержня 8 может быть оборудован роликом или ползунами, способными перемещаться вдоль профиля 10 в углублении, расположенном на продольной поверхности грузовой платформы.
Возможен и другой способ обеспечения связи короба с прилегающей грузовой платформой.
Для обеспечения полной независимости перемещения подвижных платформ, например 11 и 12, образующих разные этажи расположения груза (фиг.8), на каждом из винтов 13 монтируется столько блоков 1 подачи, сколько имеется подвижных грузовых платформ, или в общем случае, сколько имеется подвижных грузовых платформ 11, 12, например, как это показано на фиг. 8, таких платформ две, причем это перемещение платформ обеспечивается за счет вращения только одного винта 13 в каждой из направляющих стоек 7, то есть вдоль каждой вертикальной линии опоры.
Рабочее положение каждого из блоков подачи изображено на фиг.7 и 8.
На фиг. 7 показан блок 1 подачи, а его основные компоненты представлены дополнительно в виде деталировки, а также показан винт 13, размещенный в направляющем профиле 7, и грузовая платформа 3 из перфорированного металлического листа, которые связаны между собой нежестко, например, за счет возможного поворота конца стержня 8, ролика 9 и профиля края платформы 10.
Блок 1 подачи с гайкой с управляемой передачей усилия согласно настоящему изобретению состоит из следующих основных деталей.
Короб 4, способный перемещаться вдоль конструкции, снабженной направляющим профилем 7 и механическим соединением 8 с грузовой платформой 3, служит корпусом 14 для расположения в нем гайки 15 предлагаемой конструкции и ее монтажа на нагружаемом конце, то есть со стороны нагрузки на донце 16 или около верхней крышки 17 корпуса 14. В случае использования обратимого устройства каждый из свободных концов, верхний и нижний, сборки гайки монтируется с использованием упорного подшипника на донце 16 и на верхней крышке 17 корпуса 14.
Гайка блокируется и деблокируется для вращения с помощью механизма 18. Кроме того, этот механизм 18 фиксирует корпус 14 гайки в позиции разъединения за счет опоры на участок 19 стойки, если смотреть спереди со стороны открытого корпуса 14. Этот механизм включает в себя два расположенных по бокам, способных поворачиваться, фиксатора 20 и 21, приводимых в движение для расцепления для вращения гайки 15 с помощью привода, например пневматического, и постоянно стремящихся занять первоначальное положение блокировки за счет сил упругости.
Теперь рассмотрим в деталях представленный на фигурах вариант реализации изобретения.
Блок 1 подачи с гайкой 15 с управляемой передачей усилия представляет собой сборку из короба 4 в виде корпуса 14 с открытой передней стенкой, закрытого сзади поверхностью 22 и с боковыми поверхностями 23 и 24, а также с верхней и нижней поперечными поверхностями, образующими соответственно донце 16 и крышку 17, причем все эти детали имеют заметную толщину. Последние имеют поверхности конической формы, обращенные вовнутрь, сквозь которые проходят каналы 25 цилиндрической формы, оканчивающиеся круглыми гладкими отверстиями 26; сквозь эти каналы 25 через весь короб 4 проходит подъемный винт 13.
Короб 4 перемещается вдоль направляющих профилей 7, либо скользя непосредственно по внутренним боковым поверхностям 5 и 6, либо с использованием съемных ползунов 27 и 28, снабженных накладками для уменьшения трения в виде сменных взаимозаменяемых деталей (фиг.2).
В коробе 4 размещена гайка 15 с управляемой передачей усилия, надетая на подъемный винт 13. Согласно основному варианту реализации изобретения она представляет собой двойную гайку 29, 30, хотя совершенно не обязательно, чтобы эти гайки были бы одинаковой длины; они надеваются на винт и скрепляются между собой, например, с помощью трех стержней, таких как параллельные между собой и расположенные вдоль общей оси стержни 31.
Эти две гайки 29, 30 удерживаются на определенной дистанции друг от друга за счет силы упругости со стороны, например, пружины 32, расположенной коаксиально на каждом соединительном стержне 31. Эта сила, удерживающая гайки на расстоянии друг относительно друга, обеспечивает лучшую связь гаек с винтом, и она является причиной образования постоянного зазора 33 между двумя поверхностями гаек, прилегающими друг к другу, причем этот зазор изменяется в зависимости от степени износа деталей.
Эта конструктивная особенность позволяет следить за степенью износа визуально или при помощи измерительного щупа.
Преимуществом изобретения является то, что гайки 29, 30 могут быть изготовлены из пластмассы, что не требует их периодической смазки.
Сборка из гаек 29, 30, обеспечивающая подачу, устанавливается на винте 13 и прижимается по крайней мере своим свободным торцом со стороны груза, то есть торцом, обращенным к нагрузке. В представленном случае, когда устройство является обратимым, через торцевые опоры вращения 34 внизу и 35 наверху оба торца оказываются прижатыми соответственно к донцу 16 и крышке 17 с использованием, например, нижнего шарикоподшипника 36 и верхнего шарикоподшипника 37. В свою очередь эти опоры фиксируются в стенках держателя, как правило, конической формы за счет нижней кольцевой подушки 38 и верхней кольцевой подушки 39, как правило, конической формы, обеспечивающих эластичную связь, предназначенную для прерывания распространения вибраций и обеспечивающую вертикальную степень свободы гайке 15 за счет упругости по отношению к коробу 4.
Гайки 29, 30 представляют собой детали в виде полых цилиндров с внутренней боковой поверхностью с резьбой 40, соответствующей резьбе подъемного винта 13, на который они навинчиваются, а их внешняя боковая поверхность имеет зубцы специальной формы, что видно на прилагаемых фигурах. Они представляют собой правильную череду выточек 42, расположенных вдоль оси и имеющих в сечении прямоугольную форму, при этом между ними образуются зубцы 43, расположенные вдоль оси, прямоугольные в поперечном сечении и, как правило, трапецеидальные - в продольном направлении.
Эти зубцы 43 образуют фиксирующую структуру, так как они приходят в контакт с продольными свободными краями расположенных по бокам фиксаторов 20, 21, способных поворачиваться и входящих в состав механизма 18 фиксации или расцепления. Как правило, фиксаторы 20, 21 имеют изогнутую форму и каждый из них способен поворачиваться на шарнирах 44, 45 вокруг оси, параллельной винту 13 на прилегающей боковой стороне 23, 24 короба 4. Расположение фиксаторов 20, 21 является симметричным относительно оси винта 13. Эти поворачивающиеся изогнутые фиксаторы 20, 21 обычно находятся в состоянии блокировки, когда их края покоятся в выточках под воздействием сил упругости. Эти силы возникают, например, как результат воздействия ленточной изогнутой пружины 46, 47, опирающейся одним концом на боковую прилегающую поверхность 23, 24 короба, а другим - на щечку поворачивающегося фиксатора 20, 21.
Каждый поворачивающийся фиксатор 20, 21 срабатывает, высвобождая гайку, под воздействием привода, как правило, пневматического, например, в виде гибкой раздуваемой трубки 48, 49, в частности упругой плоской трубки, раздуваемой сжатым воздухом с запиткой через каналы 50, 51 подачи, выполненные в стенке донца 16 короба 4 (фиг.3). Каждая раздуваемая трубка 48, 49 воздействует на заднюю стенку каждого фиксатора 20, 21. Длина трубки соответствует по крайней мере высоте фиксатора. Подача в трубку воздуха под давлением приводит к ее вздутию по всей длине. Эта поперечная деформация используется как принуждающая сила, способная вызвать небольшой поворот фиксатора вопреки воздействию упругой силы пружины, но этот поворот оказывается достаточным, чтобы освободить край каждого фиксатора из продольной выточки 42 блокировки, что высвобождает гайку 15, которая под воздействием винта 13 приходит в холостое вращение на шарикоподшипниках 36 и 37 опор.
В разъединенном состоянии фиксаторы механизма 18 фиксации или расцепления находятся в вынужденном контакте с прилегающей стенкой направляющего профиля 7, что делает короб 4 неподвижным за счет прижима к внутренним поверхностям боковых сторон 5, 6.
Такое положение соответствует состоянию расцепления, когда винт 13 вызывает вращение гайки 15, но не приводит к ее перемещению. Это состояние вызывается активной фазой управления.
Но такое состояние является временным. Оно соответствует этапу срабатывания устройства, и как только воздействие со стороны пневматической системы прекращается, фиксаторы 20, 21 автоматически возвращаются в состояние "покоя", когда гайка оказывается заблокированной, что приводит к ее поступательному движению вдоль направляющего профиля 7.
Гибкие трубки или шланги 48, 49 монтируются так, что одни их концы закрыты заглушками 52, 53 и они удерживаются с помощью фиксирующих колец 54, 55. Аналогичным образом их другие концы закреплены на наконечниках 56, 57 с использованием фиксаторов 58, 59, но они оказываются связанными соответственно через каналы 50, 51 и через систему распределения (на чертеже не показана) с источником сжатого воздуха.
В случае нарушения работы устройства в конструкции предусмотрена возможность включения привода вручную, для чего через расположенные наверху отверстия 60, 61 (фиг.2), а внизу - через отверстия 62, 63, выполненные соответственно в верхней крышке 17 и донце 16 короба 14, можно ввести шпильки или стержни. Введенные шпильки или стержни позволяют вручную управлять положением поворачивающихся фиксаторов и таким образом вручную выключить из работы гайку.
Теперь рассмотрим работу описанных выше устройств.
Различают два режима работы.
Первым режимом является режим подачи, когда при вращении вала гайка не вращается. Этот режим считается постоянным или режимом покоя, так как здесь действуют силы упругости, удерживающие фиксаторы в продольных выточках 42 и делающие гайку неподвижной.
В этом режиме гайка 15 остается неподвижной по отношению к коробу 4, что приводит к его перемещению вследствие преобразования вращательного движения винта в поступательное.
Вторым режимом является положение, когда действует команда управления и гайка находится в состоянии свободного вращения. Под воздействием силы, вызываемой работой системы пневматического привода, передаваемой через раздуваемые трубки 48, 49, фиксаторы поворачиваются и высвобождаются из выточек 42, что освобождает гайку 15 и позволяет ей свободно вращаться на опорах с краевыми шарикоподшипниками 36, 37.
Гайка 15 вращается вместе с винтом, но не передает никакого усилия на короб 4, связанный с подсоединенной к нему несущей конструкцией, для осуществления поступательного перемещения вдоль направляющего профиля.
Реферат
Изобретение относится к конструкциям узлов винтовых подъемников. Блок подачи с гайкой с управляемой передачей усилия, используемой в общей конструкции с применением винта, в частности в конструкции, связанной с устройством для загрузки на дорожное средство для транспортировки, включает в себя гайку, расположенную в коробе, перемещаемом поступательно вдоль направляющего профиля под воздействием приводимого во вращение от внешнего источника винта, проходящего сквозь скользящий короб, и механизм фиксации или расцепления вращающейся гайки. Блок имеет опору вращения для свободного торца нагруженной гайки на прилегающую поперечную стенку перемещаемого короба, упругое соединение между опорой вращения и верхней прилегающей поперечной стенкой перемещаемого короба, при этом на боковой поверхности гайки выполнены продольные, расположенные вдоль оси выточки, разделенные зубцами. Механизм фиксации или расцепления состоит из двух фиксаторов, каждый из которых способен поворачиваться вокруг своей оси, параллельной винту, и при блокировке вращения гайки свободная кромка каждого фиксатора входит в одну из выточек гайки, причем фиксаторы механизма фиксации или расцепления смонтированы совместно с эластичным приспособлением так, что оно удерживает фиксатор в гайке, а при срабатывании привода толкающая сила высвобождает фиксаторы. Изобретение обеспечивает повышение надежности и упрощение механизма управления. 11 з.п. ф-лы, 9 ил.
