автоматически складываемая стрела для подъемного крана

Формула изобретения

1. Автоматически складываемая стрела для подъемного крана, содержащая основание, вершину и расположенный между основанием и вершиной стрелы по меньшей мере один промежуточный элемент ее складывания, длина которого меньше длины основных элементов стрелы, причем все элементы стрелы шарнирно соединены друг с другом с возможностью поворота относительно горизонтальных осей, располагающихся на уровне нижних балок элементов стрелы, отличающаяся тем, что промежуточный элемент складывания стрелы связан с примыкающим к нему основанием стрелы при помощи механизированного органа, управляющего поворотом промежуточного элемента вокруг оси его шарнирного соединения с основанием, а примыкающая к промежуточному элементу вершина стрелы связана с ее основанием при помощи соединительной системы, состоящей из по меньшей мере трех шарнирно закрепленных рычагов, при этом изогнутый рычаг соединен при помощи шарнирной связи с фиксированной точкой промежуточного элемента складывания стрелы для поворота вершины стрелы вокруг оси его шарнирного соединения с промежуточным элементом складывания стрелы.

2. Стрела по п.1, отличающаяся тем, что механизированный орган включает в себя гидравлический силовой цилиндр двойного действия, корпус которого шарнирно соединен с концом верхней балки основания стрелы и шток которого шарнирно соединен с вершиной промежуточного элемента складывания стрелы или наоборот.

3. Стрела по п.2, отличающаяся тем, что промежуточный элемент складывания стрелы выполнен с двумя вершинами, отстоящими друг от друга в продольном направлении и связанными при помощи двойной боковой решетки в виде фермы с нижними балками промежуточного элемента складывания стрелы, причем первая вершина, имеющая высоту большую, чем высота другой вершины, соединяется с концом штока или с концом корпуса гидравлического силового цилиндра, а вторая вершина имеет шарнирное соединение с изогнутым рычагом соединительной системы.

4. Стрела по пп.2 и 3, отличающаяся тем, что основание стрелы содержит на переднем конце двойной кронштейн, образованный двумя частями, симметричными относительно средней продольной плоскости стрелы крана, и имеющий высоту, равную высоте поперечного сечения стрелы, причем вершина этого кронштейна имеет ось шарнирного соединения с концом первого рычага соединительной системы.

5. Стрела по пп.3 и 4, отличающаяся тем, что первый рычаг соединительной системы имеет простую или разветвленную форму и соединяет ось шарнирной связи двойного кронштейна, смонтированного на основании стрелы, с осью шарнирного соединения, располагающейся на конце одной из ветвей изогнутого рычага, причем изогнутый рычаг системы имеет шарнирное соединение со второй вершиной промежуточного элемента складывания стрелы, а второй рычаг имеет простую или разветвленную форму и связывает ось шарнирного соединения, располагающуюся на конце другой ветви изогнутого рычага, с фиксированным шарнирном, располагающимся на заднем конце верхней балки вершины стрелы крана.

6. Стрела по п. 5, отличающаяся тем, что две ветви изогнутого рычага образуют между собой тупой угол, обращенный своей внутренней частью внутрь стрелы крана.

7. Стрела по пп. 5 и 6, отличающаяся тем, что соединительная система выполнена из двух частей, расположенных симметрично относительно средней продольной плоскости стрелы крана, причем каждая из частей этой соединительной системы состоит из изогнутого рычага и двух двойных рычагов.

8. Стрела по пп.1 7, отличающаяся тем, что промежуточный элемент складывания стрелы имеет длину, равную сумме высот основания стрелы и вершины стрелы.

9. Стрела по пп.1 8, отличающаяся тем, что она выполнена с возможностью шарнирного поворота вокруг горизонтальной оси, располагающейся на вершине складываемой или телескопической раздвижной мачты.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к краностроению, в частности к автоматически складываемым при транспортировке стрелам подъемных кранов.

Известна автоматически складываемая стрела для подъемного крана, содержащая основание и вершину и расположенный между основанием и вершиной стрелы по меньшей мере один промежуточный элемент ее складирования, длина которого меньше длины основных элементов стрелы, причем все элементы стрелы шарнирно соединены друг с другом с возможностью поворота относительно горизонтальных осей, располагающихся на уровне нижних балок элементов стрелы [1] Однако это устройство обладает рядом недостатков, которые ограничивают его успешное применение на башенных подъемных кранах с раздвижной телескопической мачтой лишь кранами этого типа, поскольку в том случае, когда мачта крана не является телескопической, управление подъемом стрелы осуществляется путем реализации сложной блоковой связи между задним удерживающим тросом и поворотным шасси данного подъемного крана и приведением в действие этой блоковой связи с помощью монтажной лебедки, что существенно усложняет практическую реализацию механизма этого типа и снижает точность упомянутой выше системы при выполнении складывания и раскладывания стрелы крана.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание новой более точной системы складывания и раскладывания стрелы.

Технический результат достигается тем, что в автоматически складываемой стреле для подъемного крана, содержащей основание и вершину и расположенный между основанием и вершиной стрелы по меньшей мере один промежуточный элемент ее складывания, длина которого меньше длины основных элементов, причем все элементы стрелы шарнирно соединены друг с другом с возможностью поворота относительно горизонтальных осей, располагающихся на уровне нижних балок элементов стрелы, промежуточный элемент складирования стрелы связан с примыкающим к нему основанием стрелы при помощи механизированного органа, управляющего поворотом промежуточного элемента вокруг оси его шарнирного соединения с основанием, примыкающая к промежуточному элементу вершина стрелы связана с ее основанием при помощи соединительной системы, состоящей из по меньшей мере трех шарнирно закрепленных рычагов, при этом изогнутый рычаг соединен при помощи шарнирной связи с фиксированной точкой промежуточного элемента складывания стрелы для поворота вершины стрелы вокруг оси его шарнирного соединения с промежуточным элементом складывания стрелы.

Кроме того, механизированный орган включает в себя гидравлический силовой цилиндр двойного действия, корпус которого шарнирно соединен с концом верхней балки основания стрелы и шток которого шарнирно соединен с вершиной промежуточного элемента складывания стрелы или наоборот.

Промежуточный элемент складывания стрелы выполнен с двумя вершинами, отстоящими друг от друга в продольном направлении и связанным при помощи двойной боковой решетки в виде фермы с нижними балками промежуточного элемента складывания стрелы, причем первая вершина, имеющая высоту большую, чем высота другой вершины, соединяется с концом штока или с концом корпуса гидравлического силового элемента, а вторая вершина имеет шарнирное соединение с изогнутым рычагом соединительной системы.

Основание стрелы содержит на переднем конце двойной кронштейн, образованный двумя частями, симметричными относительно средней продольной плоскости стрелы крана и имеющий высоту, равную высоте поперечного сечения стрелы, причем вершина этого кронштейна имеет ось шарнирного соединения с концом первого рычага соединительной системы.

Кроме того, первый рычаг соединительной системы имеет простую или разветвленную форму и соединяет ось шарнирной связи двойного кронштейна, смонтированного на основании стрелы, с осью шарнирного соединения, располагающейся на конце одной из ветвей изогнутого рычага, причем изогнутый рычаг системы имеет шарнирное соединение со второй вершиной промежуточного элемента складывания стрелы, а второй рычаг имеет простую или разветвленную форму и связывает ось шарнирного соединения, располагающуюся на конце другой ветви изогнутого рычага, с фиксированным шарниром, располагающимся на заднем конце верхней балки вершины стрелы крана.

Две ветви изогнутого рычага образуют между собой тупой угол, обращенный внутренней частью внутрь стрелы крана. Соединительная система выполнена из двух частей, расположенных симметрично относительно продольной плоскости стрелы крана, причем каждая из частей этой соединительной системы состоит из изогнутого рычага и двух двойных рычагов. Кроме того, промежуточный элемент складывания стрелы имеет длину, равную сумме высот основания стрелы и вершины стрелы. При этом стрела выполнена с возможностью шарнирного поворота вокруг горизонтальной оси, располагающейся на вершине складываемой или телескопической раздвижной мачты.

На фиг. 1 изображен общий вид подъемного крана, оборудованного складывающейся стрелой (рабочее положение); на фиг.2 устройство складывания стрелы крана, находящееся в рабочем положении; на фиг.3 то же, вид сверху; на фиг.4 представлена одна из начальных фаз складывания стрелы крана, вид сбоку; на фиг. 5 представлена промежуточная фаза складывания стрелы, вид сбоку; на фиг.6 представлена заключительная фаза складывания стрелы крана, вид сбоку.

Подъемный кран башенного типа содержит фиксированную или подвижную базовую опорную раму 1, на которой при помощи поворотного устройства 2 размещается вращающееся шасси 3, к задней части которого прикрепляется специальный крановый противовес 4. К передней части вращающегося шасси 3 шарнирно крепится при помощи горизонтальной оси 5 складываемая мачта 6, состоящая из основной 7 и верхней 8 мачт, соединенных друг с другом при помощи шарнира с горизонтальной осью 9, расположенного на задней стороне этих мачт. Подъемный кран оборудован погрузочной стрелой 10 с перемещающейся точкой приложения нагрузки. В приведенном здесь примере стрела построена из трех последовательно соединенных друг с другом элементов, обозначаемых соответственно как основание стрелы 11, промежуточный элемент складывания стрелы 12 и вершина стрелы 13. Перечисленные элементы связаны друг с другом шарнирами 14, 15 с горизонтально расположенными осями, находящимися на уровне нижних балок этих элементов (понятие "нижняя" для балки конструктивного элемента стрелы крана в соответствии с изобретением определяется при горизонтальном рабочем положении этой стрелы).

Верхняя мачта 8 связана с вращающимся шасси 3 крана посредством двух установочных растяжек 16, располагающихся симметрично по одну и по другую сторону от мачты 6 и шарнирно качающихся соответственно вокруг горизонтальной оси 17, располагающейся в основании верхней мачты 8, и вокруг горизонтальной оси 18, располагающейся в задней части поворотного шасси 3.

Стрела 10 шарнирно соединяется с вершиной мачты 6 при помощи горизонтальной оси 19 и удерживается в заданном положении при помощи растяжки 20, соединяющей фиксированную точку 21 верхней балки 22 основания стрелы 11 с вершиной 23 жесткой стойки 24, наклоненной назад в вертикальной плоскости и шарнирно присоединенной к основанию стрелы 11 с помощью горизонтальной оси 25. При этом жесткая стойка 24 удерживается в заданном положении при помощи задней удерживающей растяжки 26, соединяющей вершину 23 жесткой стойки 24 с фиксированной точкой 27, располагающейся в задней части поворотного шасси 3.

Данный подъемный кран оборудован средствами механизированного монтажа, то есть средствами, позволяющими поднять и установить вертикальную мачту 6, а также поднять и разложить из сложенного положения стрелу 10. Как показано на фиг.2, стрела 10, имеющая обычно треугольное поперечное сечение, содержит верхнюю балку, обозначенную позициями 22 и 28 соответственно для основания стрелы 11 и для вершины стрелы 13, две нижние балки, обозначенные позициями 29, 30 и 31 соответственно для основания стрелы 11, промежуточного элемента складывания стрелы 12 и вершины стрелы 13 и образующие основание треугольного поперечного сечения стрелы, и систему стержней решеток фермы 32, связывающую верхнюю балку 22, 28 и нижние балки 29, 30 и 31 между собой для формирования жесткого треугольного поперечного сечения стрелы.

Промежуточный элемент складывания стрелы 12, имеющий относительно небольшую длину по сравнению с длиной основания стрелы 11 и вершины стрелы 13, содержит две вершины 33 и 34, отстоящие друг от друга на некотором расстоянии в продольном направлении, соединенные с нижними балками 30 при помощи стержней решетки фермы 35 и отличающиеся друг от друга по высоте. Более высокая вершина 33, располагающаяся ближе к вершине стрелы 13, является двойной и размещается прямо над нижними балками 30 промежуточного элемента складывания стрелы 12 и на уровне верхней балки 28 вершины стрелы 23 в том случае, когда все элементы стрелы крана 10 в соответствии с изобретением выстроены в одну линию.

Устройство складывания стрелы 10 в соответствии с изобретением имеет в своем составе гидравлический силовой цилиндр двойного действия 36, корпус которого 37 шарнирно связан в точке 38 с концом верхней балки 22 основания стрелы 11. Шток 39 упомянутого гидравлического силового цилиндра шарнирно связан с вершиной 33 промежуточного элемента складывания стрелы 12. Упомянутое выше устройство складывания стрелы 10 содержит также соединительную систему 40, состоящую из двух частей, симметричных относительно средней продольной плоскости крановой стрелы 10. Каждая из этих симметричных частей состоит из изогнутого рычага 41 и двух сдвоенных рычагов 42, 43, связывающих вершину стрелы 13 с основанием стрелы 11 при помощи элемента складывания стрелы 12. Изогнутый рычаг 41 содержит две ветви 44 и 45, образующие между собой тупой угол, направленный внутрь воображаемого тела стрелы 10. Изогнутый рычаг 41 в точке своего изгиба 46 шарнирно соединен с вершиной 34 промежуточного элемента складирования стрелы 12. Первый сдвоенный рычаг 42 соединяет при помощи двух шарниров 47 и 48 соответственно верхнюю часть кронштейна 49, закрепленного на переднем конце основания стрелы 11, и свободный конец ветви 44 и изогнутого рычага 41. В соответствии с расположением рычагов 42 кронштейн 49 представляет собой двойной кронштейн, образованный двумя частями, симметричными относительно средней продольной плоскости стрелы данного подъемного крана. Высота этого двойного кронштейна 49 равна высоте поперечного сечения стрелы крана 10. Второй сдвоенный рычаг 43 соединяет при помощи двух шарниров 50 и 51 соответственно свободный конец передней ветви 45 изогнутого рычага 41 и задний конец верхней балки 28 вершины стрелы крана 13.

Элементы 11, 12 и 13 стрелы 10, находясь в положении, когда все они выстроены в одну линию, как это показано на фиг.2 и 3, обуславливают то обстоятельство, что шток 39 гидравлического силового цилиндра 36 оказывается полностью выдвинутым из корпуса 37 силового гидравлического цилиндра и выстроенным в одну линию с верхней балкой 28 вершины стрелы 13 и с частью соединительной системы 40, образованной вторым рычагом 43 и ветвью 45 изогнутого рычага 41, таким образом, что в процессе эксплуатации такой стрелы продольные усилия верхней части стрелы 10 передаются без существенной прерывистости от вершины стрелы 13 к основанию этой стрелы 11.

Исходя из рабочего или разложенного положения стрелы 10, показанного на фиг. 2 и 3, складывание этой стрелы происходит следующим образом, последовательно проиллюстрированным на фиг.4,5 и 6.

При проведении в действие гидравлического силового цилиндра двойного действия 36 в направлении уборки его штока этот шток 39 втягивается в корпус 37 цилиндра 36 и расстояние между шарнирами 33 и 38, принадлежащими соответственно промежуточному элементу складывания стрелы 13 и основанию стрелы 11, уменьшается. Вследствие этого конструкция, образованная двумя элементами стрелы 12 и 13, поворачивается вокруг шарнирного соединения 14 стрелы 10. В то же самое время расстояние между шарнирами 47 и 51, принадлежащими соответственно основанию стрелы 11 и вершине стрелы 13, также сокращается, что приводит к повороту изогнутого рычага 41 вокруг шарнира 34 промежуточного элемента складывания стрелы 12 и, следовательно, к повороту вершины стрелы 13 в шарнирном соединении 15 стрелы 10.

Таким образом, можно констатировать, что одновременно поворачиваются промежуточный элемент складыванием стрелы 12 и вершина этой стрелы 13 соответственно вокруг шарнирных соединений 14 и 15 стрелы 10. При этом в процессе этого поворота элементы стрелы крана проходят через положения промежуточного характера, показанные на фиг.4 и 5. Поворот происходит до тех пор, пока вершина стрелы 13 не займет положение, в котором она полностью ляжет поверх основания стрелы 11.

В этой конечной конфигурации, показанной на фиг.6, можно видеть, что вершина стрелы 13 оказывается опрокинутой и занимает положение, параллельное положению основания стрелы 11, тогда как промежуточный элемент складывания стрелы 12 оказывается перевернутым и занимает положение, перпендикулярное положению основания стрелы 11. В этих условиях для обеспечения минимальной высоты стрелы в сложенном состоянии для удобства транспортировки данного подъемного крана промежуточный элемент складывания стрелы 12 должен иметь длину, равную сумме высот поперечных сечений основания стрелы 11 и вершины стрелы 13.

Для осуществления раскладывания сложенной в транспортное положение стрелы 10, исходя из изображения, приведенного на фиг.6, необходимо обеспечить движение элементов стрелы 10 в обратном порядке, приводя в действие упомянутый выше гидравлический силовой цилиндр 36 в направлении выдвижения его штока 39 таким образом, чтобы вследствие этого последовательно пройти в обратном порядке показанные на фиг.5 и 4 промежуточные положения складываемой стрелы 10 в соответствии с изобретением до того момента, пока стрела крана 10 не займет окончательного рабочего положения в полностью разложенном состоянии, как это показано на фиг.2 и 3.

Управление приведением в действие гидравлического силового цилиндра 39 может осуществляться независимо от всех других движений, связанных с монтажом или демонтажем данного подъемного крана. При этом складывание стрелы 10 может осуществляться при любых положениях стрелы 10 и подъемного крана, оборудованного такой стрелой.