подъемное устройство мачты для башенного крана с телескопической мачтой

Формула изобретения

1. Подъемное устройство мачты для башенного крана с автоматизированной установкой и с телескопической мачтой, содержащее стационарную или передвижную опорную раму (1), на которой установлена посредством ориентирующего устройства (2) поворотная рама (3), на которой установлена телескопическая мачта (5), отличающееся тем, что содержит в комплексе, по крайней мере, один передний подкос (13) для обеспечения шарнирного соединения передней части поворотной рамы (3) с задней частью (20) нижнего наружного элемента (6) телескопической мачты (5), по крайней мере, один задний подкос (14) для обеспечения шарнирного соединения промежуточной или задней точки (23) поворотной рамы (3) с задней частью (20) нижнего наружного элемента (6) телескопической мачты (5), и механический узел, содержащий, по крайней мере, двухступенчатый силовой цилиндр (15) и систему тяг (16, 17) для обеспечения соединения переднего подкоса или передних подкосов (13) с нижним наружным элементом (6) телескопической мачты (5) и приведения во взаимное движение комплекса элементов подъемного устройства (12).

2. Подъемное устройство мачты по п.1, отличающееся тем, что оно содержит один передний подкос (13) с симметричными профилями относительно средней вертикальной плоскости (Р) поворотной рамы (3) и мачты (5), два задних подкоса (14), которые выполнены симметричными относительно друг друга и относительно средней плоскости (Р), один силовой цилиндр(15), расположенный в средней плоскости (Р) и присоединенный своим первым концом с помощью штифта в промежуточной точке (22) переднего подкоса (13), поперечный рычаг педального управления (27), установленный на другом конце силового цилиндра (15), и две симметричные пары боковых тяг (16, 17), соединенных пальцами (28) соответственно с двух сторон рычага педального управления (27), причем каждая пара тяг содержит одну тягу меньшей длины (16), которая шарнирно соединена с нижним наружным элементом (6) телескопической мачты (5), и одну тягу большей длины (17), шарнирно соединенную с передним подкосом (13) в точке (30), расположенной рядом с шарниром (19) этого подкоса, соединяющего его с нижним наружным элементом (6) телескопической мачты (5).

3. Подъемное устройство мачты по п.2, отличающееся тем, что передний подкос (13) состоит из двух параллельных балок (21), которые симметричны относительно средней вертикальной плоскости (Р) и жестко соединены друг с другом траверсой (22), к которой присоединен первый конец силового цилиндра (15), расположенного между двумя балками (21).

4. Подъемное устройство мачты по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что предусмотрен также силовой цилиндр узла механизации подъема в качестве средства механизации телескопической мачты (5).

5. Подъемное устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что непостоянное соединение, выполненное в форме штифтового соединения (31), предусмотрено между нижней частью телескопической мачты (5) в рабочем выпрямленном положении и передней частью поворотной рамы (3).

6. Подъемное устройство мачты по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что непостоянное соединение, выполненное в форме штифтового соединения (31), предусмотрено между нижней частью телескопической мачты (5) в рабочем выпрямленном положении и промежуточной точкой переднего подкоса (13).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к башенным кранам с автоматизированной установкой крана в рабочее положение и с телескопической мачтой, которые складываются для обеспечения транспортировки, в частности, это изобретение относится к подъемному устройству мачты для такого крана, т.е. к устройству, которое позволяет распрямлять телескопическую мачту, переводя ее из положения для транспортировки, по существу, горизонтального положения, в рабочее вертикальное положение, причем подъем мачты сопровождается подъемом стрелы крана, которая установлена на мачте.

Обычно башенный кран с автоматизированной установкой крана и с телескопической мачтой содержит стационарную или передвижную раму, на которую устанавливают посредством ориентирующего устройства поворотную раму, на которой установлена телескопическая мачта, состоящая обычно из двух или трех скользящих один в другом элементов. Средства соединения, предусмотренные между поворотной рамой и нижним и верхним элементами мачты, обычно выполняют таким образом, чтобы они обеспечивали возможность подъема мачты и стрелы и, следовательно, всего комплекса, состоящего из мачты и стрелы, причем эта операция подъема осуществляется непрерывно.

Согласно первому известному варианту выполнения для крана с телескопической мачтой, состоящей из двух или трех элементов, устройство содержит:

- связь, механизированную с помощью лебедки и полиспаста, которые установлены между поворотной рамой и основанием мачты,

- два передних подкоса, шарнирно установленных между поворотной рамой и мачтой,

- два задних подкоса, которые также шарнирно установлены между поворотной рамой и мачтой.

Такая двойная шарнирная связь обеспечивает создание кинематической системы подъема, которая позволяет удержать центр тяжести как можно ближе к центру, многоугольника подъемного усилия. Передние подкосы могут быть соединены друг с другом так же, как и задние подкосы. Эти подкосы соединены с боковыми сторонами мачты или с передней частью мачты.

Такое подъемное устройство имеет большие габариты по ширине в результате того, что подкосы расположены на боковых сторонах. Кроме того, во многих случаях при подъеме уменьшается пространство, расположенное между поверхностью земли и нижней частью конструкции крана. Вследствие этого возникают трудности при присоединении с помощью монтажных штифтов заднего моста для транспортировки крана и при его отсоединении при их извлечении или же трудности в случае строительной площадки с ограниченным пространством. Кроме того, для этого устройства необходимо предусматривать еще и детали для соединения системы полиспастов с транспортным оборудованием и, кроме того, необходимо предусматривать также отдельные средства механизации, с одной стороны, для подъема мачты, а с другой стороны, для выдвижения телескопической мачты и для ее возвращения. Наконец, это известное устройство имеет очень небольшую амплитуду при установке крана в рабочее положение для установки передних и задних опор опорной рамы.

Другое известное подъемного устройство, которое используется на кране с телескопической стрелой, состоящей из двух частей, содержит:

- опору мачты, которая обеспечивает шарнирное соединение между нижней и наружной частью мачты и поворотной рамой,

- два задних шарнирных подкоса между рамой и мачтой,

- механическую связь, которая приводится в действие посредством силового цилиндра, соединяет основание мачты и поворотной рамы и обеспечивает развертывание мачты и подъем комплекса, состоящего из системы полиспастов и из стрелы до вертикального положения.

В этом варианте выполнения объем и длина основания мачты оставляют небольшое свободное пространство между землей и основанием мачты, когда кран находится в транспортном положении, из-за чего транспортное оборудование устанавливается очень низко и выступает сзади на большое расстояние, что ограничивает угол освобождения заднего участка и создает трудности заезда на строительные площадки. Кроме того, усилия, которые необходимо приложить, чтобы осуществить подъем, требуют применения мощных механических средств.

Целью настоящего изобретения является устранение недостатков двух вышеописанных устройств и создание подъемного устройства мачты, которое имело бы меньшие габаритные размеры и более простую конструкцию и которое облегчило бы выполнение операций и обеспечило бы надежность установки в рабочее положение, подъема крана, а также его транспортировки.

Поставленная задача решена посредством создания подъемного устройства мачты для крана с телескопической башней, которое содержит, по существу, в комплексе:

- по меньшей мере, один передний подкос, который обеспечивает шарнирное соединение передней части поворотной рамы с задней частью нижнего и наружного элемента телескопической мачты,

- по крайней мере, один задний подкос, который обеспечивает шарнирное соединение промежуточной или задней точки поворотной рамы с задней частью нижнего и наружного элемента телескопической мачты,

- и механический узел, содержащий, по крайней мере, двухступенчатый силовой цилиндр и систему тяг, которые обеспечивают соединение переднего подкоса или передних подкосов с нижним и наружным элементом телескопической мачты и приводят во взаимное движение комплекс элементов подъемного устройства.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения подъемное устройство мачты содержит один передний подкос с симметричными профилями относительно средней вертикальной плоскости поворотной рамы и мачты, два задних подкоса, которые выполнены симметричными относительно друг друга и относительно этой средней плоскости, один силовой цилиндр, расположенный в указанной средней плоскости и соединенный своим первым концом с помощью штифта в промежуточной точке переднего подкоса, поперечный рычаг педального управления, установленный на другом конце силового цилиндра, и две симметричные пары боковых тяг, соединенные пальцами соответственно с двух сторон рычага педального управления, причем каждая пара тяг содержит одну тягу с меньшей длиной, которая шарнирно соединена с нижним наружным элементом телескопической мачты, и одну тягу с большей длиной, шарнирно соединенную с передним подкосом в точке, расположенной рядом с шарниром этого подкоса с нижним и наружным элементом телескопической мачты.

Целесообразно, чтобы передний подкос состоял из двух параллельных балок, которые симметричны относительно вышеупомянутой средней вертикальной плоскости и жестко соединены друг с другом траверсой, к которой присоединен с помощью штифта первый конец силового цилиндра, расположенного между двумя балками. Преимущество такого подкоса, который сдвоен, но является моноблочным и соединен с одним силовым цилиндром, заключается в том, что он обеспечивает стабильность комплекса даже в случае, когда нагрузка, распределяется не симметрично относительно средней вертикальной плоскости.

В общем подъемное устройство, которое является предметом изобретения, имеет следующие преимущества (которые решают проблемы, возникающие при использовании одного или другого из двух вышеупомянутых известных решений):

- механизация, осуществленная с помощью комплекса, состоящего из силового цилиндра и тяг, обеспечивает высокую безопасность перемещения во время выполнения операции подъема мачты, а также во время выполнения обратной операции опускания мачты;

силовой цилиндр комплекса механизации подъема используется также в качестве средства механизации выдвижения телескопической мачты, т.е. он является одним общим средством механизации для выполнения двух функций;

рациональное расположение присоединения переднего подкоса к нижнему и наружному элементу мачты уменьшает усилия, необходимые для подъема, и мощность, необходимую для осуществления механизированного подъема;

- благодаря тому, что передний и задний подкосы шарнирно соединены с нижним и наружным элементом мачты, а не с боковыми сторонами этого элемента, обеспечивается уменьшение габаритных размеров устройства по ширине;

- небольшие размеры переднего подкоса создают возможность использования стандартных автотранспортных средств и увеличения угла освобождения заднего участка для облегчения въезда на строительные площадки;

- передний подкос может сам служить соединительным элементом, который соединяет системы полиспастов с транспортным оборудованием. В результате этого обеспечивают дополнительное упрощение конструкции благодаря устранению соединительных деталей;

- при подъеме мачты высота свободного пространства, расположенного между поверхностью земли и нижней частью переднего подкоса и мачты, увеличена, в результате этого освобождается место для того, чтобы установить или вынуть штифты при присоединении или отсоединении заднего транспортного моста;

- жесткость соединения поднятой мачты с поворотной рамой может быть увеличена, когда мачта находится в рабочем выпрямленном положении с помощью непостоянного соединения, выполненного в форме соединения с помощью штыря, либо посредством прямого соединения нижней части мачты с передней частью поворотной рамы, либо посредством соединения нижней части мачты с промежуточной точкой длины переднего подкоса. Это последнее решение обеспечивает, кроме того, преимущество в выигрыше высоты для системы подкосов мачты.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием варианта выполнения этого подъемного устройства мачты для крана с телескопической башней, приведенного в качестве примера, со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, на которых:

- фиг. 1 изображает вид сбоку крана, который снабжен подъемным устройством мачты, выполненным согласно настоящему изобретению в рабочем положении;

- фиг.2 изображает вид сбоку того же самого крана в сложенном положении после установки на рабочую площадку;

- фиг. 3 - частичный вид сбоку этого крана в процессе подъема в промежуточном положении;

- фиг.4 - вид спереди узла для механизации подъема.

Схематически изображенный на фиг.1 башенный кран содержит обычную стационарную опорную раму 1, на которой установлена со средством ориентирующего устройства 2 поворотная рама 3, на которой установлена телескопическая мачта 5, к задней части которой прикреплен противовес 4. В передней части поворотной рамы 3 установлена телескопическая мачта 5, которая состоит из трех элементов, в частности, из нижнего наружного элемента 6, промежуточного элемента 7 и верхнего внутреннего элемента 8, причем все они выполнены, например, с квадратным или с прямоугольным сечением. Этот кран снабжен распределительной стрелой 9 с тележкой 10. Стрела установлена на вершине верхнего элемента 8 телескопической мачты 5 и удерживается в горизонтальном положении с помощью заднего блокирующего устройства 11, соединенного с задней частью поворотной рамы 3.

Изобретение относится к подъемному устройству мачты, обозначенному в целом позицией 12, которое обеспечивает связь поворотной рамы 3 с нижним наружным элементом 6 телескопической мачты 5 и которое позволяет переводить мачту 5 из горизонтального положения, которое показано на фиг.2, в вертикальное рабочее положение и обратно.

Подъемное устройство 12 включает передний подкос 13, два задних подкоса 14, один силовой цилиндр 15 и систему тяг 16 и 17.

Передний подкос 13 шарнирно соединен своим первым концом, который охватывает горизонтальную ось 18, с передней частью поворотной рамы 3. Другой конец переднего подкоса 13 шарнирно соединен с нижним наружным элементом 6 телескопической мачты 5 по горизонтальной оси 19, расположенной за элементом 6 мачты, точнее, снаружи задней стороны 20 этого элемента 6 мачты. Как изображено на фиг.4, передний подкос 13 состоит из двух параллельных балок 21, которые выполнены симметричными относительно средней вертикальной плоскости Р поворотной рамы 3 и мачты 5, причем две балки жестко соединены друг с другом траверсой 22, расположенной на небольшом расстоянии от первого конца переднего подкоса 13.

Оба задние подкоса 14 выполнены параллельными и симметричными относительно средней вертикальной плоскости Р. Один конец каждого заднего подкоса 14 шарнирно соединен по горизонтальной оси 23 в промежуточной точке поворотной рамы 3, которая расположена близко к ее задней части. Другой конец каждого заднего подкоса 14 шарнирно соединен по горизонтальной оси 24 с нижним и наружным элементом 6 телескопической мачты 5. Шарнирная ось 24 расположена снаружи задней стороны 20 этого элемента 6 мачты над шарнирной осью 19 переднего подкоса 13 с тем же самым элементом 6 мачты.

Силовой цилиндр 15, который выполнен в виде гидравлического силового двухступенчатого цилиндра, расположен в средней вертикальной плоскости Р. Один конец корпуса 25 силового цилиндра 15 соединен штифтом с траверсой 22 переднего подкоса 13 таким образом, чтобы силовой цилиндр 15 располагался между двумя балками 21 переднего подкоса 13. На наружном конце штока 26 силового цилиндра 15 установлен поперечный рычаг педального управления 27, на каждом конце которого находится один горизонтальный палец.

Система тяг содержит две пары тяг 16, 17, которые симметричны относительно средней вертикальной плоскости Р, причем тяги 16 и 17 каждой пары выполнен с различной длиной. Тяга 16 с меньшей длиной шарнирно установлена одним из своих концов на пальце 28, а другим концом по горизонтальной оси 29 на соответствующей стороне нижнего и наружного элемента 6 телескопической мачты 5. Ось 29 шарнирного соединения тяги 16 располагается на промежуточном уровне между соответствующими осями 19 и 24 шарнирного соединения переднего подкоса 13 и задних подкосов 14 с элементом 6 мачты. Тяга 17 с большей длиной шарнирно установлена одним из своих концов на пальце 28, а другим своим концом по горизонтальной оси 30 шарнирно соединена с передним подкосом 13. Ось 30 шарнирного соединения тяги 17 располагается в относительной близости от оси 19 шарнирного соединения переднего подкоса 13 с элементом 6 мачты.

Приводя в действие силовой цилиндр 15 в направлении выдвижения его штока 26, обеспечивают подъем телескопической мачты 5 из горизонтального положения (фиг. 2) в вертикальное рабочее положение (фиг.1) посредством непрерывного движения деформации четырехугольника, образованного поворотной рамой 3, передним подкосом 13, задними подкосами 14 и элементом 6 мачты, при этом движение осуществляется таким образом, что проходят через поперечные положения, одно из которых показано на фигуре 3. После того, как телескопическая мачта 5 полностью выпрямлена, осуществляют жесткое соединение нижнего конца его нижнего и наружного элемента 6 с помощью штифтового соединения 31 с передним подкосом 13.

Опускание телескопической мачты 5 и ее установка в горизонтальное положение для транспортировки крана осуществляется с помощью силового цилиндра 15, который работает в направлении, обратном направлению подъема, т.е. в направлении возвращения его штока 26 в исходное положение, после выполнения операции рассоединения нижней части мачты 5 от переднего подкоса 13 и извлечения штифта 31.

Силовой цилиндр 15, обеспечивающий механизацию подъема телескопической мачты 5, используется также и для механизации функции выдвижения этой мачты 5. В случае, когда силовой цилиндр 15 используется для этой другой цели, рычаг педального управления 27, установленный на конце штока 26 силового цилиндра 15 и соединенный с тягами 16 и 17, образует неподвижную точку в то время, как корпус 25 этого силового цилиндра 15, который отсоединен от траверсы 22 и соединен с талью 32, образует подвижную часть системы полиспастов, вторая таль 33 которой жестко соединена с основанием переднего подкоса 13 (см. фиг.4).

Конечно, изобретение не ограничивается только одним единственным вариантом выполнения этого подъемного устройства мачты для крана с телескопической башней, которое было описано в качестве примера, напротив, изобретение включает все варианты выполнения и применения, отвечающие одному принципу. В частности, мы не выйдем за рамки изобретения, в случае:

- если будут внесены изменения в конструкцию, которые не выходят за рамки равноценных средств, например, такие как замена одного силового цилиндра 15 двумя параллельными силовыми цилиндрами, соединенными одним рычагом педального управления, обеспечивающим балансировку, при этом остается только один передний подкос 13, или же двумя силовыми цилиндрами, которые соединены соответственно с двумя передними подкосами с использованием в этом случае гидравлического устройства для распределения усилий:

- если будет предусмотрено штифтовое соединение 31 нижней части мачты 5 не на переднем подкосе 13, а непосредственно на передней части поворотной рамы 3;

- если устройство будет использовано для крана, телескопическая мачта которого не содержит три элемента, а только два элемента мачты или, напротив, более трех элементов.