самоходный подъемный кран и способ его сборки (варианты)

Формула изобретения

1. Способ сборки самоходного подъемного крана, содержащего шасси, имеющее подвижные элементы зацепления с землей, поворотное основание, соединенное с шасси с возможностью поворота, стрелу, установленную с возможностью поворота на переднем участке поворотного основания, с подъемным канатом, идущим со стрелы, мачту, установленную на переднем участке поворотного основания, с подъемным канатом, идущим со стрелы, мачту, установленную на ее первом конце, на поворотном основании и имеющую второй конец, противоположный первому концу, включающий:

a) транспортировку мачты на рабочую площадку отдельно от поворотного основания, перемещение мачты из положения, в котором она не соединена с поворотным основанием, в положение, в котором она может быть соединена с поворотным основанием, соединение мачты с поворотным основанием и установку мачты в первом положении так, что она идет в заднем направлении поверх поворотного основания,

b) использование гидравлического цилиндра, также соединенного с поворотным основанием, для шарнирного поворота мачты из первого положения мачты вокруг точки ее соединения с поворотным основанием, за счет чего поднимают второй конец мачты, во второе положение, в котором мачта используется при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана, и

c) дополнительное соединение мачты в ее втором положении с поворотным основанием таким образом, чтобы мачта была установлена под постоянным углом относительно плоскости поворота поворотного основания, при этом угол стрелы относительно плоскости поворота поворотного основания меняется при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана, причем соединение мачты с поворотным основанием во втором положении мачты производится после того, как второй конец мачты поднят во второе положение.

2. Способ по п.1, в котором гидравлический цилиндр, который является частью конструкции для перемещения противовеса, установлен между поворотным основанием и подвижным противовесом, когда кран собран.

3. Способ по п.1, в котором используют ролик, который поддерживается при помощи гидравлического цилиндра и контактирует с мачтой, и указанный ролик вращается относительно поверхности обратной стороны мачты, когда мачта поднимается.

4. Способ по п.1, в котором используют по меньшей мере один кронштейн, шарнирно соединенный на первом конце с поворотным основанием и на втором конце с гидравлическим цилиндром, причем гидравлический цилиндр побуждает кронштейн совершать поворот, когда гидравлический цилиндр втягивается и удлиняется.

5. Способ по п.2, дополнительно содержащий соединение поворотной рамы между поворотным основанием и гидравлическим цилиндром, и соединение заднего кронштейна между поворотной рамой и узлом противовеса, при этом гидравлический цилиндр побуждает задний кронштейн перемещать узел противовеса, когда гидравлический цилиндр втягивается и удлиняется, когда кран имеет рабочую конфигурацию.

6. Способ сборки по п.1, в котором гидравлический цилиндр прикрепляется к мачте, когда он используется для поднятия мачты.

7. Способ сборки самоходного подъемного крана, который включает в себя следующие операции:

a) использование шасси, имеющего подвижные элементы зацепления с землей, поворотного основания, соединенного с шасси с возможностью поворота, так что поворотное основание может совершать поворот относительно элементов зацепления с землей, стрелы, установленной с возможностью поворота на переднем участке поворотного основания, и по меньшей мере одного гидравлического цилиндра,

b) шарнирное соединение мачты на ее первом конце с поворотным основанием,

c) шарнирное соединение заднего упора с мачтой в положении, удаленном от первого конца мачты,

d) использование гидравлического цилиндра для поворота мачты, так чтобы поднимать мачту и задний упор,

e) соединение заднего упора с поворотным основанием, так чтобы поддерживать мачту в фиксированном вертикальном положении при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана, при которых угол стрелы относительно плоскости поворота поворотного основания изменяется.

8. Способ по п.7, в котором используют по меньшей мере один кронштейн, шарнирно соединенный на первом конце с поворотным основанием, и в котором гидравлический цилиндр соединен на первом конце с поворотным основанием и на втором конце с поворотным кронштейном, и в котором гидравлический цилиндр побуждает кронштейн поворачиваться, когда гидравлический цилиндр втягивается и удлиняется.

9. Способ по п.7, в котором элемент входа в зацепление с мачтой поддерживается при помощи гидравлического цилиндра с элементом входа в зацепление с мачтой, контактирующим с мачтой, когда гидравлический цилиндр поднимает мачту.

10. Способ по п.8, в котором по меньшей мере один кронштейн содержит поворотную раму, и указанная поворотная рама установлена с возможностью соединения между поворотным основанием и гидравлическим цилиндром.

11. Способ по п.9, в котором элемент входа в зацепление с мачтой оснащен роликом.

12. Способ по п.7, который дополнительно включает использование гидравлического цилиндра для поднятия мачты из ее первоначального положения в положение, в котором мачта используется при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана.

13. Способ по п.7, в котором гидравлический цилиндр прикрепляется к мачте, когда он используется для поднятия мачты.

14. Самоходный подъемный кран, который содержит:

a) шасси, имеющее подвижные элементы зацепления с землей,

b) поворотное основание, соединенное с возможностью поворота с шасси, так что поворотное основание может совершать поворот относительно элементов зацепления с землей,

c) стрелу, установленную с возможностью поворота на переднем участке поворотного основания,

d) мачту, установленную на ее первом конце на поворотном основании и имеющую второй конец, и задний упор, причем задний упор также соединен с поворотным основанием и примыкает ко второму концу мачты, обеспечивая крепление мачты к поворотному основанию под постоянным углом относительно плоскости поворота поворотного основания при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана, при которых угол стрелы относительно плоскости поворота поворотного основания изменяется, и

e) по меньшей мере один гидравлический цилиндр, шарнирно соединенный на первом конце с поворотным основанием; причем гидравлический цилиндр расположен так и имеет такую конфигурацию, что он способен поднимать второй конец мачты из практически горизонтального положения мачты в положение, в котором мачту используют при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана.

15. Самоходный подъемный кран по п.14, который дополнительно содержит по меньшей мере один кронштейн, шарнирно соединенный с поворотным основанием на первом конце и с гидравлическим цилиндром на втором конце, причем кронштейн и гидравлический цилиндр соединены вместе, так что удлинение поршня и втягивание поршня в гидравлический цилиндр побуждает второй конец кронштейна подниматься и опускаться, при этом кронштейн и гидравлический цилиндр дополнительно поддерживают по меньшей мере один элемент входа в зацепление с мачтой, расположенный так, что подъем второго конца кронштейна побуждает элемент входа в зацепление с мачтой толкать и поднимать мачту, когда она находится в установленном состоянии.

16. Самоходный подъемный кран по п.15, в котором по меньшей мере один кронштейн содержит поворотную раму, которая установлена между поворотным основанием и гидравлическим цилиндром.

17. Самоходный подъемный кран по п.15, в котором элемент входа в зацепление с мачтой содержит по меньшей мере один ролик.

18. Самоходный подъемный кран по п.14, в котором задний упор соединен с поворотным основанием в точке, расположенной впереди от точки его соединения с мачтой.

19. Самоходный подъемный кран по п.14, который дополнительно содержит узел противовеса и натяжной элемент, соединенный с мачтой поблизости от ее вершины, и поддерживающий узел противовеса.

20. Самоходный подъемный кран по п.19, в котором гидравлический цилиндр является частью конструкции для перемещения противовеса, установленной между поворотным основанием и узлом противовеса, так что узел противовеса может перемещаться в первое положение и удерживаться в первом положении впереди вершины мачты, и перемещаться во второе положение и удерживаться во втором положении позади от вершины мачты.

21. Самоходный подъемный кран по п.14, в котором гидравлический цилиндр выполнен с возможностью прикрепления к мачте, когда он используется для поднятия мачты.

22. Самоходный подъемный кран, который содержит:

a) шасси, имеющее подвижные элементы зацепления с землей,

b) поворотное основание, соединенное с возможностью поворота с шасси, так что поворотное основание может совершать поворот вокруг оси вращения относительно элементов зацепления с землей,

c) стрелу, установленную с возможностью поворота на переднем участке поворотного основания,

d) мачту, установленную на ее первом конце, на поворотном основании и примыкающую вторым концом к заднему упору, причем задний упор также соединен с поворотным основанием, обеспечивая крепление мачты к поворотному основанию под постоянным углом относительно плоскости поворота поворотного основания при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана, при которых угол стрелы относительно плоскости поворота поворотного основания изменяется,

e) подвижный узел противовеса, подвешенный на натяжном элементе, соединенном с мачтой поблизости от ее второго конца,

f) конструкцию для перемещения противовеса, установленную между поворотным основанием и узлом противовеса так, что узел противовеса может перемещаться в направлении удаления от переднего участка поворотного основания и в направлении приближения к нему, причем конструкция для перемещения противовеса, содержащая по меньшей мере один кронштейн, шарнирно соединенный с поворотным основанием на первом конце и имеющая второй конец, дополнительно поддерживает по меньшей мере один элемент входа в зацепление с мачтой, расположенный так, что подъем второго конца кронштейна побуждает элемент входа в зацепление с мачтой толкать и поднимать мачту, когда мачта находится в установленном состоянии.

23. Самоходный подъемный кран по п.22, в котором конструкция для перемещения противовеса позволяет перемещать противовес на расстояние по меньшей мере 10 м.

24. Самоходный подъемный кран по п.22, в котором по меньшей мере один задний кронштейн имеет изогнутую конфигурацию, так что он может быть линейно соединен с внешним элементом поворотной рамы, без создания помех для поворотной рамы, когда противовес находится в самом переднем положении.

Описание изобретения к патенту

Предпосылки к созданию изобретения

Настоящее изобретение в общем имеет отношение к созданию подъемных кранов, а в частности имеющих высокую грузоподъемность самоходных подъемных кранов, содержащих мачту позади основной стрелы, на которой подвешен противовес, и к способам подъема мачты во время операции сборки.

Имеющие высокую грузоподъемность самоходные подъемные краны типично содержат шасси, имеющее подвижные элементы зацепления с землей; поворотное основание, соединенное с возможностью поворота с шасси, так что поворотное основание может совершать поворот относительно элементов зацепления с землей; стрелу, установленную с возможностью поворота на переднем участке поворотного основания, с подъемным канатом, идущим от нее (который свешивается с нее); мачту, установленную на поворотном основании; и противовес, помогающий уравновешивать кран, когда кран поднимает груз. Мачту используют для поддержки такелажа, в том числе такелажа лебедки подъема стрелы, так что она может передавать усилия от поднимаемого груза на задний участок шасси и противовес. Иногда к крану прикрепляют добавочный противовес, такой как противовес трейлера, чтобы дополнительно повысить грузоподъемность самоходного подъемного крана. Так как груз часто перемещается в направлении внутрь и наружу относительно центра вращения крана и за счет этого создает различные моменты при операциях захвата и перемещения груза краном и при операции сборки крана, выгодно, чтобы противовес, в том числе любые крепления добавочного противовеса, также могли перемещаться вперед и назад относительно центра вращения крана. За счет этого можно использовать противовес с меньшим весом, чем в том случае, когда противовес закреплен на фиксированном расстоянии. Мачту проектируют так, чтобы поддерживать такелаж, в том числе натяжной элемент, такой как строб противовеса, прикрепленный к указанным противовесам. Мачту для таких имеющих высокую грузоподъемность кранов обычно изготавливают из множества решетчатых сегментов и проектируют так, чтобы она выдерживала весьма значительные сжимающие усилия.

Так как кран используют в различных местоположениях, его проектируют с возможностью перемещения с одной рабочей площадки на другую. Это обычно требует проведения разборки крана на компоненты, размер и вес которых позволяет их транспортировать на грузовом автомобиле по обычной шоссейной дороге. Таким образом, любое снижение веса, которое может быть достигнуто при проектировании крана, помогает не только снизить его начальную стоимость, но и стоимость его транспортирования между рабочими площадками при эксплуатации крана. Кроме того, легкость разборки и сборки крана и необходимость использования для этого вспомогательных кранов, также влияет на полную стоимость эксплуатации крана. Таким образом, владелец крана получает прямую выгоду, если меньше рабочих часов требуется для сборки крана, в том числе если меньше рабочих часов требуется для установки вспомогательного крана.

Сборку большинства имеющих высокую грузоподъемность кранов начинают с мачты, которую сначала собирают на земле из сегментов, а затем поднимают с использованием вспомогательного крана и прикрепляют к поворотному основанию. Типично мачта расположена так, что она выходит сверху за передний участок крана. Такелаж, прикрепленный к платформе на заднем участке крана, используют затем для подъема мачты в вертикальное положение. Так как мачта в конечном счете будет расположена с наклоном назад, ее необходимо натягивать через вертикальное положение. Само собой разумеется, что в этой точке мачта начнет падать. Таким образом, необходимо иметь натяжение, приложенное к мачте с переднего участка, когда она проходит поверх центра, чтобы исключить ее падение. Это обычно обеспечивают за счет удерживания при помощи вспомогательного крана или же такелаж лебедки подъема стрелы прикрепляют к стреле, чтобы создать противодействующую силу. Когда используют такелаж лебедки подъема стрелы, оператор сборки крана должен быть очень опытным, чтобы одновременно натягивать канат при его намотке на барабаны лебедки мачты и отпускать канат такелажа лебедки подъема стрелы, так чтобы управляемым образом привести мачту в ее рабочее положение.

Некоторые имеющие высокую грузоподъемность краны, например, такие как кран Liebherr LR11350, являются еще более сложными и в них используют как мачту деррик-крана, так и подвижную основную мачту, причем мачту деррик-крана перемещают за счет перемещения дополнительного узла противовеса в направлении внутрь и наружу. Эту мачту деррик-крана, которую собирают аналогично описанному выше для основной мачты, закрепляют на кране, для чего мачту деррик-крана необходимо тянуть поверх центра из ее начального положения поверх переднего участка.

В дополнение к тому факту, что мачту усиления подъема устанавливают и поднимают из положения поверх переднего участка, требуются имеющие высокую квалификацию операторы для проведения сборки крана, причем необходимы также прочные конструкции для подъема мачты. На кранах необходимо иметь конструкцию в виде платформы (помоста, портала) или подвижной мачты, чтобы создавать плечо момента относительно оси шарнира (оси поворота) мачты. Кроме того, также необходимо иметь барабан с приводом (силовой барабан), канат, вспомогательные шкивы, имеющие множество деталей блоки и средства подъема мачты. Как уже было указано здесь выше, необходимо также иметь средства для удержания мачты сзади, когда она приближается к положению поверх центра, чтобы затем управляемым образом привести ее в рабочее положение.

В патенте США No.4,349,115 раскрыт кран, который имеет подвижный узел противовеса, отдельный от основного шасси крана. На этом кране используют мачту, как и на других имеющих высокую грузоподъемность самоходных кранах. В указанном патенте описана операция сборки, при проведении которой мачту сначала прикрепляют к поворотному основанию и размещают сзади задней части крана. Мачту прикрепляют на ее наружном конце к стойке противовеса, которую, в свою очередь, прикрепляют к подвижному узлу противовеса. Сборку производят поблизости от уровня земли. Вспомогательный кран используют для подъема соединения мачты и стойки противовеса практически до рабочей высоты, когда узел противовеса может быть расположен достаточно близко от поворотного основания, так что растяжка может быть установлена между поворотным основанием и подвижным узлом противовеса. Несмотря на то что эта операция сборки крана позволяет исключить необходимость использования платформы, барабана с приводом, шкивов и блоков, для сборки крана все еще требуется вспомогательный кран с грузоподъемностью, позволяющей поднимать не только мачту, но и стойку противовеса, и поднимать их на высоту, где такелаж лебедки подъема стрелы и вес стрелы могут действовать как противовес, чтобы тянуть вверх и поднимать мачту в ее окончательное рабочее положение. Для этого вспомогательный кран должен иметь достаточно длинную стрелу.

Таким образом, имеется необходимость в дополнительных усовершенствованиях имеющих высокую грузоподъемность самоходных подъемных кранов, особенно в конструкции и технологии подъема мачты.

Сущность изобретения

В соответствии с настоящим изобретением предлагаются самоходный подъемный кран и способ его сборки с использованием гидравлического цилиндра на поворотном основании для подъема мачты. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается самоходный подъемный кран, содержащий шасси, имеющее подвижные элементы зацепления с землей; поворотное основание, соединенное с шасси с возможностью поворота, так что поворотное основание может совершать поворот относительно элементов зацепления с землей; стрелу, установленную с возможностью поворота на переднем участке поворотного основания; мачту, установленную на ее первом конце на поворотном основании и имеющую второй конец; по меньшей мере один гидравлический цилиндр, шарнирно соединенный на первом конце с поворотным основанием; причем гидравлический цилиндр расположен так и имеет такую конфигурацию, что он способен поднимать второй конец мачты из практически горизонтального положения мачты в положение, в котором мачту используют при операциях захвата и перемещения груза краном и сборки крана.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагается способ сборки самоходного подъемного крана, причем указанный подъемный кран содержит, когда он собран, шасси, имеющее подвижные элементы зацепления с землей; поворотное основание, соединенное с шасси с возможностью поворота, так что поворотное основание может совершать поворот относительно элементов зацепления с землей; стрелу, установленную с возможностью поворота на переднем участке поворотного основания, с подъемным канатом, идущим со стрелы; мачту, установленную на ее первом конце на поворотном основании и имеющую второй конец, противоположный первому концу; причем указанный способ предусматривает соединение мачты с поворотным основанием и установку мачты так, что она идет в заднем направлении поверх поворотного основания; и использование гидравлического цилиндра, также соединенного с поворотным основанием, для шарнирного поворота мачты вокруг точки ее соединения с поворотным основанием, за счет чего поднимают второй конец мачты.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предлагается способ сборки самоходного подъемного крана, который предусматривает использование шасси, имеющего подвижные элементы зацепления с землей, поворотного основания, соединенного с шасси с возможностью поворота, так что поворотное основание может совершать поворот относительно элементов зацепления с землей, и по меньшей мере одного гидравлического цилиндра; шарнирное соединение мачты на ее первом конце с поворотным основанием; шарнирное соединение заднего упора с мачтой в положении, удаленном от первого конца мачты; использование гидравлического цилиндра для поворота мачты, так чтобы поднимать мачту и задний упор; соединение заднего упора с поворотным основанием, так чтобы поддерживать мачту в вертикальном положении.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения нет необходимости в использовании отдельной платформы для создания плеча момента для подъема мачты, а также отсутствуют барабан с приводом, шкивы, блоки и другие элементы, которые обычно используют для вытягивания и подъема мачты из ее (горизонтального) положения на переднем участке крана. Также нет необходимости в использовании вспомогательного крана для удержания сзади мачты, или в использовании стрелы в качестве противовеса и в проведении сложной операции сматывания (натяжения) каната подъема мачты при одновременном разматывании (отпускании) такелажа лебедки подъема стрелы. Кроме того, нет необходимости в использовании вспомогательного крана для подъема мачты на большой угол, когда она прикреплена к стойке противовеса. Кроме того, в соответствии с предпочтительным вариантом гидравлический цилиндр, который используют для подъема мачты, позднее может быть использован при работе крана для перемещения большого противовеса в направлении приближения к поворотному основанию и удаления от него, так чтобы создавать изменяющиеся моменты противовеса. Другие детали конструкции для перемещения противовеса описаны в заявке на патент США No.11/733,104 от 9 апреля, 2007 г.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид сбоку первого варианта самоходного подъемного крана с переменным положением противовеса, причем противовес в его самом переднем положении показан сплошной линией, а во втором положении показан пунктирной линией.

На фиг.2 показан частично вид сзади крана, показанного на фиг.1.

На фиг.3 показан вид сбоку шасси, поворотного основания и гусениц крана, показанного на фиг.1, на первом этапе сборки (наладки), с установленным на место каркасом противовеса.

На фиг.4 показан вид сбоку конструкции, показанной на фиг.3, с мачтой, прикрепленной на втором этапе сборки.

На фиг.5 показан вид сбоку конструкции, показанной на фиг.4, с задним упором, прикрепленным на третьем этапе сборки.

На фиг.6 показан вид сбоку конструкции, показанной на фиг.5, с узлом противовеса и прикрепленным ремнем (стропом) и поднятой мачтой на четвертом этапе сборки.

На фиг.7 показан вид сбоку конструкции, показанной на фиг.6, с задним упором, прикрепленным к поворотному основанию на пятом этапе сборки.

На фиг.8 показан вид сбоку конструкции, показанной на фиг.7, с задним кронштейном, прикрепленным к противовесу на шестом этапе сборки.

На фиг.9 показан вид сбоку конструкции, показанной на фиг.8, на седьмом этапе сборки.

На фиг.10 показан вид сбоку конструкции, показанной на фиг.9, со стрелой, прикрепленной на восьмом этапе сборки.

Подробное описание изобретения

Далее настоящее изобретение будет описано более подробно, причем различные аспекты настоящего изобретения будут определены более точно, при этом каждый такой аспект может быть объединен с любым другим аспектом или аспектами, если только четко не указано противоположное. В частности, любой признак, который отмечен как предпочтительный или полезный, может быть объединен с любым другим признаком или признаками, отмеченными как предпочтительные или полезные.

Различные использованные здесь термины могут быть определены следующим образом.

Передним участком поворотного основания является участок поворотного основания, который находится между осью вращения поворотного основания и положением груза, когда груз поднят. Задний участок поворотного основания расположен с другой стороны оси вращения, противоположной переднему участку поворотного основания. Термины "передний" и "задний" (или их производные), относящиеся к другим частям поворотного основания или к соединенным с ней компонентам, таким как мачта, следует понимать в том же самом контексте, вне зависимости от фактического положения поворотного основания относительно элементов зацепления с землей.

Положение узла противовеса определено как центр тяжести комбинации всех элементов противовеса и любого удерживающего лотка, к которому прикреплены противовесы или вместе с которым они движутся. Все узлы противовеса на кране, которые связаны вместе, так что они всегда движутся одновременно, рассматривают как один противовес при определении центра тяжести.

Вершиной мачты считают самое дальнее заднее положение на мачте, откуда свисает любой натяжной элемент, поддерживаемый мачтой. Если ни один натяжной элемент не свисает с мачты, тогда вершиной мачты считают положение, к которому прикреплен любой задний упор.

Подвижные элементы зацепления с землей определены как элементы, которые должны оставаться в зацеплении с землей при движении крана по земле, причем такими элементами могут быть шины или гусеницы, но не такие элементы зацепления с землей, которые являются неподвижными относительно земли или которые поднимаются и выходят из контакта с землей при их перемещении, например, такие как кольцо поддерживаемого кольцом крана.

Термин "перемещение" при работе крана включает в себя перемещение крана относительно земли. Это может быть операция перемещения, когда кран проходит расстояние по земле на своих элементах зацепления с землей; операция поворота, когда поворотное основание совершает поворот относительно земли; или комбинации операций перемещения и поворота.

В соответствии с первым вариантом, показанным на фиг.1-10, а в частности на фиг.1 и 2, самоходный подъемный кран 10 содержит нижнюю конструкцию, называемую как шасси 12, и подвижные элементы зацепления с землей в виде гусениц 14 и 16. (Само собой разумеется, что имеются две передние гусеницы 14 и две задние гусеницы 16, только по одной из которых можно видеть в виде сбоку на фиг.1. Другую заднюю гусеницу можно видеть в виде сзади на фиг.2.) (На фиг.2 для облегчения понимания не показаны стрела, мачта и узел противовеса.) На кране 10, элементами зацепления с землей может быть только один комплект гусениц, по одной гусенице на каждой стороне. Само собой разумеется, что могут быть использованы дополнительные к показанным гусеницы или другие элементы зацепления с землей, такие как шины.

Поворотное основание 20 шарнирно соединено с шасси 12, так что поворотное основание может совершать поворот относительно элементов зацепления с землей. Поворотное основание установлено на шасси 12 при помощи роликов, которые катятся по роликовой дорожке, так что поворотное основание 20 может совершать поворот вокруг своей оси относительно шасси и, следовательно, относительно элементов 14, 16 зацепления с землей. Поворотное основание обычно содержит сварную конструкцию и дополнительные компоненты, такие как лебедка подъема стрелы и грузоподъемные барабаны, прикрепленные к сварной конструкции. Все эти компоненты, которые совершают поворот вместе со сварной конструкцией, считают поворотным основанием. Поворотное основание поддерживает стрелу 22, шарнирно установленную на переднем участке поворотного основания; мачту 28, первый конец которой установлен на поворотном основании; задний упор 30, установленный между мачтой и задним участком поворотного основания; подвижный узел 34 противовеса, имеющий противовесы на опорном элементе или лотке. Противовесы могут иметь вид множества наборов индивидуальных контргрузов на опорном элементе 33.

Такелаж 25 лебедки подъема стрелы между вершиной мачты 28 и стрелой 22 используют для контроля угла стрелы и перемещения груза таким образом, что противовес может быть использован для уравновешивания груза, поднятого краном. Подъемный канат 24, который свешивается со стрелы 22, снабжен крюком 26. Поворотное основание 20 также может содержать и другие элементы, которые обычно имеются на самоходном подъемном кране, такие как кабина машиниста и барабаны для такелажа 25 и подъемного каната 24. По желанию, стрела 22 может содержать дополнительную подъемную стрелу, шарнирно закрепленную на вершине основной стрелы, или может иметь другие конфигурации стрелы. Задний упор 30 соединен с мачтой 28 поблизости от ее вершины. Задний упор 30 может содержать решетчатый элемент, выдерживающий нагрузки сжатия и растяжения, как это показано на фиг.1. В кране 10 мачта удерживается под постоянным углом относительно поворотного основания при работе крана, например при операциях захвата и перемещения груза краном и при сборке крана.

Узел противовеса выполнен с возможностью перемещения относительно остальной части поворотного основания 20. Натяжной элемент, такой как ремень 32 противовеса, соединенный с мачтой поблизости от ее вершины, поддерживает узел противовеса в подвешенном состоянии. Конструкция перемещения противовеса установлена между поворотным основанием и узлом противовеса, таким образом, что узел противовеса может перемещаться в первое положение впереди вершины мачты и удерживаться в этом положении, и может перемещаться во второе положение позади вершины мачты и удерживаться в этом положении. По меньшей мере один гидравлический цилиндр 36 и по меньшей мере один кронштейн, которые шарнирно соединены на первом конце с поворотным основанием и на втором конце с гидравлическим цилиндром, используют в конструкции для перемещения противовеса крана 10, чтобы изменять положение противовеса. Кронштейн и гидравлический цилиндр установлены между поворотным основанием и узлом противовеса так, что удлинение (выдвижение) и втягивание гидравлического цилиндра изменяет положение узла противовеса относительно поворотного основания. Пунктирной линией на фиг.1 показан противовес в выдвинутом положении.

В кране 10 по меньшей мере один кронштейн преимущественно содержит поворотную раму 40 и задний кронштейн 38. (Как и гусеницы, задний кронштейн 38 фактически имеет как левый, так и правый элементы, только один из которых виден на фиг.1. Гидравлический цилиндр может содержать два гидравлических цилиндра, которые движутся последовательно или может быть одним гидравлическим цилиндром, прикрепленным к верхнему центру поворотной рамы. Однако для упрощения понимания дальнейшее описание проведено со ссылкой на один гидравлический цилиндр 36 и один кронштейн 38. Кроме того, для упрощения понимания на фиг.2 вообще не показаны кронштейны 38 и гидравлические цилиндры 36.) Поворотная рама 40 установлена между поворотным основанием 20 и гидравлическим цилиндром 36, а задний кронштейн 38 установлен между поворотной рамой 40 и узлом 34 противовеса.

Гидравлический цилиндр 36 шарнирно соединен с поворотным основанием 20 на опорной раме 47, которая поднимает гидравлический цилиндр 36 до такой точки, в которой геометрия гидравлического цилиндра 36, поворотной рамы 40 и заднего кронштейна 38 позволяет перемещать противовес во всем диапазоне его перемещения. Указанным образом гидравлический цилиндр 36 побуждает задний кронштейн 38 перемещать узел противовеса, когда гидравлический цилиндр втягивается и удлиняется.

Кронштейн 38 не является прямым, а скорее имеет угловой участок 39 на конце, который соединен с поворотной рамой 40. Это позволяет соединять кронштейн 38 непосредственно по одной линии с боковыми элементами 41 (фиг.2) поворотной рамы 40. Угловой участок 39 не позволяет кронштейну 38 мешать работе боковых элементов 41 поворотной рамы, когда противовес находится в положении, показанном сплошной линией на фиг. 1.

В кране 10 поворотное основание является коротким, и поэтому точка на поворотном основании, с которой соединен задний упор 30, находится впереди от точки, где соединены мачта и задний упор, что приводит к тому, что задний упор находится под углом к оси вращения поворотного основания. Этот угол может составлять ориентировочно от 10° до 20°, а преимущественно около 16°. Кроме того, несмотря на то, что задний упор 30 и натяжной элемент 32 не соединены с самой вершиной мачты 28, они оба соединены с мачтой поблизости от ее вершины.

Кроме того, как это лучше всего показано на фиг.2, задний упор 30 имеет А-образную каркасную конфигурацию, с двумя смещенными друг от друга опорами 42 и 44 и с центральным прямым элементом 46. Опоры 42 и 44 смещены друг от друга, так что кронштейны 38 и поворотная рама 40 могут входить между опорами 42 и 44 заднего упора 30, когда узел 34 противовеса совершает поворот наружу. Узел 34 противовеса может перемещаться между самым передним положением, когда гидравлический цилиндр 36 полностью втянут, и самым задним положением (показанным пунктирной линией), когда гидравлический цилиндр 36 полностью выдвинут. А-образная каркасная конструкция позволяет соединять задний упор ближе к оси вращения крана 10, не создавая помех движению поворотной рамы 40 и кронштейнов 38. Такое соединение заднего упора ближе к оси вращения крана позволяет укоротить поворотное основание по сравнению с другими конструкциями кранов. Другие варианты имеющих высокую грузоподъемность самоходных подъемных кранов с подвижным противовесом, в которых также может быть использовано настоящее изобретение, приведены в указанной здесь выше заявке на патент США No.11/733,104.

Далее будут описаны операция сборки крана и предпочтительный вариант конструкции для подъема мачты. На фиг.3 показано шасси 12, собранное с гусеницами 14 и 16 зацепления с землей и уже собранное с поворотным основанием 20 на первом этапе сборки. Также установлен узел перемещения противовеса, который содержит поворотную раму 40, гидравлический цилиндр 36 и задний кронштейн 38. Такая конструкция образует базовый блок, собранный и готовый для приема мачты. Узел 43 балансира, который является частью подъемного такелажа стрелы 25, расположен на поворотном основании, показанном на фиг.3 в его положении транспортирования.

На фиг.4 показан базовый блок на следующем этапе сборки. На этом этапе узел 43 балансира вытягивают из поворотного основания и устанавливают на землю. Мачту 28, которая была собрана из сегментов на земле, поднимают на место при помощи вспомогательного крана и гидравлически вводят палец, который образует шарнир мачты, чтобы шарнирно закрепить мачту 28 на поворотном основании 20. Мачта 28 идет в заднем направлении поверх заднего участка поворотного основания, практически в горизонтальном положении. Ролик 37 подъема мачты, расположенный на конструкции для перемещения противовеса, где соединяются вместе гидравлический цилиндр 36, поворотная рама 40 и задний кронштейн 38, действует как элемент входа в зацепление с мачтой и контактирует с обратной стороной мачты. (Как и другие компоненты в конструкции для перемещения противовеса, имеются два ролика 37, несмотря на то, что только один из них показан на виде сбоку на фиг.1.)

Третья операция процесса сборки показана на фиг.5. Узел 43 балансира теперь разделяют и прикрепляют к вершине мачты и к заднему концу мачты. Задний упор 30, который сначала собирают на земле из секций, поднимают в заданное положение при помощи вспомогательного крана и прикрепляют к мачте поблизости от ее вершины. Ремень 32 противовеса также соединяют с вершиной мачты, так что он упирается в задний упор, когда его поднимают на место. Ролик 37, поворотная рама 40 и гидравлический цилиндр 36 продолжают поддерживать мачту и часть веса заднего упора 30.

На фиг.6 показан следующий этап сборки. Гидравлический цилиндр 36 втянут, так что поворотная рама 40 втягивается в направлении переднего участка поворотного основания 20. При этом ролик 37 подъема мачты толкается вверх и катится вдоль обратной стороны мачты, поднимая мачту 28 в положение, показанное на фиг.6. Задний упор может быть снабжен роликами зацепления с землей, чтобы помогать его перемещению при подъеме мачты. Задний упор 30 и ремень 32 противовеса теперь висят на мачте 28. Узел 34 противовеса устанавливают в заданное положение при помощи вспомогательного крана. Натяжной элемент 32 противовеса гидравлически прикрепляют к А-образному каркасу на опорном элементе противовеса или на лотке, причем лоток упирается в землю.

На следующем этапе сборки, показанном на фиг.7, гидравлический цилиндр 36 дополнительно втягивают, что побуждает ролик 37 поднимать мачту 28 в ее рабочее положение и также поднимать узел 34 противовеса с земли. Трос монтажной лебедки прикрепляют к заднему упору и основание заднего упора 30 вытягивают в направлении поворотного основания 20. Задний упор затем гидравлически прикрепляют к заднему участку поворотного основания у несущей балки заднего гнезда для ролика. Из рассмотрения фиг.7 можно понять, что гидравлический цилиндр имеет такие расположение и конфигурацию, что он позволяет поднимать второй конец мачты из близкого к горизонтальному положения мачты (фиг.4) в положение, в котором мачту используют при захвате и перемещении краном груза и при сборке крана (фиг.7).

При установленном на место заднем упоре 30 мачта 28 теперь поддерживается при помощи заднего упора и ролик 37 больше не нужен. На фиг.8 показан следующий этап сборки, на котором гидравлический цилиндр 36 теперь выдвигают, в результате чего поворотная рама 40 совершает поворот назад. Вспомогательный кран затем вытягивает задний кронштейн 38 в положение, в котором он может быть гидравлически прикреплен к А-образному каркасу на узле 34 противовеса. После этого гидравлический цилиндр 36, поворотная рама 40 и задний кронштейн 38 действуют как конструкция для перемещения противовеса, что позволяет перемещать узел 34 противовеса в направлении поворотного основания 20 и в направлении удаления от него. На фиг.9 гидравлический цилиндр втягивают до тех пор, пока узел противовеса не будет втянут в свое самое переднее положение.

На фиг.10 показан кран 10 на одном из завершающих этапов его сборки. Стрела 22 собрана на земле. Поднимают заднюю часть стрелы и первую секцию стрелы при помощи вспомогательного крана и прикрепляют к поворотному основанию 20. Конец стрелы узла 43 балансира прикрепляют к вершине стрелы 22. Дополнительные детали противовеса добавляют в узел противовеса. Вспомогательный кран необходимо использовать для подъема второй секции стрелы вверх, до положения, в котором все секции стрелы могут быть соединены. После этого такелаж 25 лебедки подъема стрелы может быть использован для подъема стрелы в ее рабочее положение, показанное на фиг.1.

В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения мачта может быть поднята без необходимости в использовании любого помоста (платформы) и такелажа для подъема мачты, которые используют в других моделях кранов, таких как Liebherr LR11350. Больше нет необходимости в опытном операторе для подъема мачты поверх верхнего-центрального положения, для разматывания такелажа лебедки подъема стрелы при вытягивании каната подъема мачты. Кроме того, несмотря на то что вспомогательный кран используют в описанном здесь выше варианте, вспомогательный кран не является необходимым для подъема дальнего конца мачты в положение, близкое к его рабочей высоте, когда распорка противовеса прикреплена к ней, как в кране, описанном в указанном патенте США No.4,349,115. Таким образом, можно использовать вспомогательный кран с намного более короткой стрелой.

Конструкция, которая была использована для подъема мачты, имеет двойную функцию и перемещает узел противовеса внутрь и наружу в ходе нормальной работы крана. Этот механизм для перемещения противовеса имеет сам по себе множество преимуществ, и тот факт, что в соответствии с предпочтительным вариантом один и тот же гидравлический цилиндр может быть использован для выполнения двух различных функций, делает эту конструкцию еще более экономной.

Конструкция для перемещения противовеса обычно позволяет перемещать противовес на расстояние по меньшей мере 10 метров, а преимущественно по меньшей мере на 20 метров, в зависимости от размера крана. В варианте крана 10 гидравлический цилиндр 36 преимущественно имеет ход по меньшей мере 5 метров. В показанной геометрии это приводит к тому, что центр тяжести узла противовеса может быть перемещен на расстояние свыше 28 метров (90 футов) от центра вращения поворотного основания. При конфигурации, показанной на фиг.1, противовес может быть перемещен в положение, которое находится на расстоянии около 6 метров от оси вращения, и в положение, которое находится на расстоянии по меньшей мере 28 метров от оси вращения. Когда узел противовеса свешивается с вершины мачты, как в вариантах, показанных на чертежах, конструкция для перемещения противовеса может перемещать противовес в положение впереди вершины мачты и удерживать его в этом положении, так что натяжной элемент имеет угол свыше 5° относительно оси вращения, преимущественно свыше 10°, а предпочтительнее свыше 13°. Когда противовес находится в положении позади вершины мачты, натяжной элемент имеет угол по меньшей мере 5°, преимущественно по меньшей мере 10°, а предпочтительнее свыше 15° относительно оси вращения.

По желанию, выдвижением гидравлического цилиндра 36 можно управлять при помощи компьютера, чтобы перемещать узел противовеса автоматически в положение, необходимое для уравновешивания поднимаемого груза, или при перемещении груза в горизонтальном направлении. В таких случаях штыревой тензодатчик может быть использован для измерения нагрузки на заднем упоре и для перемещения противовеса в точку, где эта нагрузка имеет желательный уровень. По желанию, положение узла противовеса может быть выбрано переменным между любыми положениями в диапазоне, допустимом для полного втягивания и полного выдвижения гидравлического цилиндра 36. Система переменного позиционирования производит саморегулирование в соответствии с требуемым моментом груза. Другими словами, если установлен частичный противовес, то противовес будет автоматически смещаться назад, чтобы компенсировать требуемый момент груза. Грузоподъемность крана будет понижена только тогда, когда достигнуто максимальное заднее положение.

Устранение помоста, такелажа и оборудования, необходимого для подъема мачты из положения над передним участком, приводит к весьма существенному снижению стоимости производства крана, выполненного в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Кроме того, облегчается сборка крана. За счет исключения прохода мачты поверх центра больше нет необходимости в опытном операторе для управляемого приведения мачты в ее рабочее положение. Даже если используют вспомогательный кран, стрела, необходимая для вспомогательного крана, может быть относительно короткой. Описанный здесь выше предпочтительный способ также позволяет использовать жесткую конструкцию заднего упора, которая требуется для восприятия сжимающих нагрузок, возникающих при некоторых операциях противовеса с переменным положением. Система, расположенная над задним участком (поворотного основания), позволяет легко прицеплять противовес к натяжному ремню и также к кронштейнам позиционирования противовеса.

Следует иметь в виду, что в описанные здесь предпочтительные варианты осуществления изобретения специалистами в данной области могут быть внесены различные изменения и дополнения. Например, гидравлический цилиндр может быть просто прикреплен к мачте, когда его используют для подъема мачты. В таком варианте поворотную раму 40 не используют во время операции подъема мачты. Гидравлический цилиндр может оставаться прикрепленным к мачте или может быть отсоединен и направлен на хранение после подъема мачты и соединения заднего упора с поворотным основанием. В таком варианте гидравлический цилиндр не используют для перемещения противовеса. Альтернативно, после использования для подъема мачты гидравлический цилиндр может быть прикреплен к поворотной раме и затем использован описанным здесь выше образом для перемещения противовеса.

Элементом зацепления с мачтой может быть скорее скользящая подушка, а не ролик 37. Поворотное кольцо может быть использовано вместо роликов, катящихся по роликовой дорожке, чтобы поворачивать поворотное основание относительно шасси. Гидравлические цилиндры, задние кронштейны и поворотные рамы могут быть соединены между собой иначе, чем показано на чертежах, при условии, что соединение между поворотным основанием и узлом противовеса позволяет осуществлять желательное перемещение узла противовеса и поднимать мачту. Кроме того, компоненты крана не обязательно должны быть соединены точно так, как это показано на чертежах. Например, натяжной элемент может быть соединен с мачтой за счет соединения с задним упором, поблизости от точки соединения заднего упора с мачтой.

Такие изменения и дополнения не выходят однако за рамки настоящего изобретения и соответствуют его сущности. Поэтому подразумевается, что такие изменения и дополнения перекрываются формулой изобретения.