Пристрій для багатошарового намотування та розмотування кабеля

Изобретение относится к технологическому оборудованию для передачи электроэнергии посредством гибких кабелей к подвижному объекту в комплексах горнорудного оборудования для открытых горных работ. Известно устройство для намотки и размотки кабеля, содержащее барабан для кабеля, кабелеукладчик, механизм для намотки и размотки кабеля, выполненный в виде приводного вала, связанного через обгонную муфту, электромагнитную муфту с механизмом управления, и снабженный второй обгонной муфтой, затормаживающий вал в режиме размотки кабеля [1]. Недостатком известного устройства является сравнительно низкая кабелеемкость и повышенная металлоемкость. Кроме того, без принудительного отвода тепла в известном устройстве снижается длительно допустимая токовая нагрузка на кабель. Наиболее близким по технической сущности является устройство для многослойной намотки и размотки кабеля, содержащее два кинематически связанных барабана, установленные концентричне) на общем валу, наружный из них выполнен из двух реборд, соединенных расположенными по окружности гибкими связями, и привод [2]. Недостатком данной конструкции является значительная металлоемкость вследствие того, что внутренний и наружный барабаны должны быть силовыми, т.к. оба барабана испытывают нагрузку от веса кабеля по очереди, сначала один, потом другой. Кроме того, в этой конструкции отсутствуе т система для принудительного отвода тепла, вследствие чего в этом устройстве снижается длительно допустимая токовая нагрузка на кабель, вособенности в летнее время. В основу изобретения поставлена задача создать такое устройство для многослойной намотки и размотки кабеля, в котором выполнение одного из барабанов несиловым позволило бы снизить металлоемкость, а применение системы принудительного отвода тепла - повысить длительно допустимую токовую нагрузку на кабель. Для решения указанной задачи в устройстве для многослойной намотки и размотки кабеля, содержащем два кинематически связанных барабана, установленные концентрично на общему валу, наружный из них выполнен из двух реборд, соединенных расположенными поокружности гибкими связями, и привод, согласно изобретению, реборды наружного барабана снабжены механизмом синхронизации их вращения и выполнены в виде ступиц со спицами, а гибкие связи - в виде подпружиненных канатов с роликами, опирающимися на внутренний барабан через первый слой кабеля, причем механизм синхронизации вращения реборд выполнен либо в виде вала, расположенного параллельно общему валу барабанов, с набором звездочек, соединенных цепями со звездочками, смонтированными на ступицах и общем валу барабанов, и муфты управления с рычагом и приводом для включения или отключения наружного барабана, либо в виде подпружиненных зацепов с рычагами и управляющих муфт с приводом (например, механическим, пневматическим, гидравлическим), установленных на ступицах наружного барабана, а ступицы внутреннего барабана по наружному диаметру снабжены зубьями, взаимодействующими с зацепами. Кроме того, устройство снабжено системой охлаждения в виде вентиляторов и направляющего кожуха. Выполнение наружного барабана с ребордами в виде ступиц со спицами и гибкими связями между ними, в виде подпружиненных канатов с роликами, опирающимися на внутренний барабан через первый слой кабеля, и снабженного механизмом синхронизации вращения реборд, позволяет снизить металлоемкость вследствие того, что такой барабан не силовой, так как не несет нагрузок от кабеля, а является разделителем слоев кабеля, т.е. служит для образования воздушного промежутка между слоями кабеля. Наличие системы охлаждения в виде вентиляторов и кожуха, направляющего поток воздуха в воздушный промежуток между слоями кабеля, позволяет повысить длительно допустимую токовую нагрузку на кабель вследствие интенсивного принудительного отвода тепла. На фиг. 1 схематически изображен общий вид устройства; на фиг, 2 - вариант кинематической связи барабанов с зацепами; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3. Устройство для многослойной намотки и размотки кабеля содержит привод 1, наружный 2 и внутренний 3 барабаны, концентрично установленные на общем валу. Наружный барабан 2 состоит из двух реборд 5, выполненных в виде ступиц 6 со ступицами 7, соединенными равномерно расположенными по окружности подпружиненными канатами 8 с роликами 9. Кинематическая связь между барабанами 2 и 3 осуществлена механизмом синхронизации 10 вращения реборд 5 и содержит трансмиссионный вал 11, расположенный параллельно общему валу 4 барабанов 2 и 3, приводную звездочку 12, жестко установленную на общем валу 4 и соединенную цепью 13 со звездочкой 14, установленной с возможностью вращения на трансмиссионном валу 11 и имеющей внутренний зубчатый венец, звездочки 15 и 16, жестко установленные на трансмиссионном валу 11, соединенные цепями 17 и 18 со звездочками 19 ступиц 6, зубчатую муфту 20, установленную на шлицах или шпонках с возможностью перемещения вдоль оси вала 11, рычаг 21 управления муфтой 20с приводом 22 (например пневматическим, гидравлическим, электромеханическим) и зубчатую полумуфту 23, жестко связанную с рамой барабанов 2 и 3. Вариант кинематической связи барабанов 2 и 3 осуществлен механизмом синхронизации 24, выполненным в виде установленного на каждой ступице 6 наружного барабана 2 подпружиненного зацепа 25 с рычагом 26, управляющей муфты 27 с приводом 28, при этом ступицы внутреннего барабана 3 по наружному диаметру снабжены зубьями 29 взаимодействующими с зацепами 25. Кроме того, устройство снабжено системой охлаждения, которая состоит из вентиляторов 30 и кожуха 31с кольцевой щелью для выхода воздуха. Устройство для многослойной намотки и размотки кабеля работает следующим образом. При намотке 1-го слоя кабеля приводом 1 вращается внутренний барабан 3, наружный 2 состоит, при этом трансмиссионный вал 11 не вращается, т.к. зубчатая муфта 20 механизма синхронизации 10 находится в зацеплении с зубчатой полумуфтой 23, жестко связанной с рамой, и звездочка 14, получая вращение через цепь 13 от звездочки 12 общего вала 4 барабанов, свободно вращается на трансмиссионном валу 11. Ролики 9 за счет подпружиненных канатов 8 приподняты над первым слоем кабеля и не мешают намотке. После намотки последнего витка 1-го слоя кабеля включается привод 22 механизма синхронизации 10 и посредством рычага 21 управления соединяет зубчатую муфту 20 с внутренним зубчатым венцом звездочки 14. и трансмиссионный вал 11 получает вращение от звездочки 12 на общем валу 4 через цепь 13. Жестко установленные на трансмиссионном валу 11 звездочки 15 и 16 через цепи 17 и 18 и звездочки 19 ступиц 6 приводит их одновременно во вращение, т.е. оба барабана 2 и 3 начинают совместно вращаться, и происходит намотка 2-го слоя на ролики 9 наружного барабана 2, равномерно расположенные по его окружности, и за счет усилия натяжения в кабеле и его веса ролики 9, преодолевая сопротивление пружин канатов 8, укладываются на первый слой кабеля. Размотка осуществляется в обратном порядке. В варианте при намотке 1-го слоя кабеля приводом 1 также вращается внутренний барабан 3, а наружный 2 стоит, т.к. подпружиненный зацеп 25 обоих ступиц 6 своим приводом 28 через рычаг 26 и управляющую муфту 27 замкнут на раму. После намотки последнего витка первого кабеля привод 28 зацепа 25 через рычаг 26 и управляющую муфту 27 переводит его на зацепление с рамой в зацепление с зубьями 29 ступиц внутреннего барабана 3, оба барабана 2 и 3 начинают совместное вращение, и происходит намотка 2-го слоя на ролики 9 наружного барабана 2. Размотка осуществляется в обратном порядке. Система охлаждения работает следующим образом. Вентиляторы 30, нагнетают воздух в кожух 31, и по кольцевой щели он поступает в пространство между 1 и 2-м слоем кабеля, отводя тем самым выделяемое тепло, Такая конструкция устройства для намотки и размотки кабеля позволяет снизить металлоемкость и увеличить длительно допустимую токовую нагр узку в кабеле. Снижение металлоемкости достигается благодаря выполнению наружного барабана не силовым, а кинематическим - в виде легких ступиц со спицами, соединенными равномерно расположенными по окружности подпружиненными канатами с роликами. Механизм синхронизации также выполнен кинематическим, а не силовым. Применение многослойной навивки с разделением слоев один от другого и применение системы охлаждения позволяет повысить длительно допустимую токовую нагрузку на кабель, а, следовательно, и уменьшить количество устройств для намотки и размотки кабеля, необходимых для запитки 1 горной машины с определенной среднепотребляемой мощностью.