Магнитная траверса для перемещения металлического груза

Область техники
Полезная модель относится к грузоподъемным устройствам и может быть использована для подъема и переноса металлических грузов, например, элементов стрелочных переводов из полувагонов.
Уровень техники
Из уровня техники известны следующие технические решения.
Известна траверса для подъема и перемещения грузов, содержащая полую раму, к которой подвешивается груз, и управляемый противовес, размещенный внутри рамы для уравновешивания траверсы при необходимости. Противовес выполнен в виде двух гидроцилиндров, установленных внутри рамы с возможностью перемещения их штоков для корректировки центра тяжести траверсы в зависимости от расположения и вида поднимаемого груза (JPH 11139759, В66С 13/08, дата публикации 10.11.1997).
Недостатками такой траверсы являются сложность выполнения ее конструкции и инерционность автоматической системы корректировки центра тяжести груза, что является небезопасным при использовании траверсы. Также недостатком является отсутствие в конструкции траверсы электромагнитных захватов, что повышает трудоемкость при ее эксплуатации из-за необходимости осуществления дополнительных операций по зацепке и отцепке груза стропальщиками.
Известно подъемное устройство с электрическим управлением (CN 203402803, В66С 1/06, дата публикации 26.07.2013), содержащее корпус, внутри которого размещены редукторный двигатель и блок управления, на нижнем основании корпуса закреплена пластина с установленным на ней подъемным постоянным редкоземельным магнитным элементом. Устройство содержит цепной строп для подвешивания его на крюке крана и пульт дистанционного управления.
Известно устройство для подъема груза (CN 2094538, В66С 1/06, дата публикации 14.06.1991), представляющее собой автоподъемный механизм, включающий в себя редкоземельный электропостоянный магнит, блок управления, переключатель направления хода, неподвижно закрепленный захват и подвижный захват. Электропостоянный магнит, выполненный на основе неодима, железа и бора (Nd, Fe и В) и размещенный в корпусе, приводится в действие при помощи подачи напряжения с аккумулятора на катушку, присоединенную к блоку управления.
Недостатками таких подъемных устройств являются сложность и громоздкость их конструкции, а также невысокая точность погрузки и разгрузки из-за отсутствия управляемого противовеса, что может повредить перемещаемый предмет.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому объекту является магнитная траверса «АРМАТ» (RU 2582742, В66С 1/04, дата публикации 27.04.2016), предназначенная для подъема и перемещения крупногабаритных и длинномерных грузов, содержащая цепной строп для навески ее на крюк крана, основную несущую продольную балку и закрепленные на ней поперечные балки, каждая из которых снабжена электромагнитными захватами. Магнитные захваты установлены с возможностью перемещения их вдоль поперечных балок, а также поворота на угол 90°.
Недостатками такой траверсы является сложность ее конструкции, а также отсутствие управляемого противовеса, что является небезопасным при подъеме и перемещении элементов при невозможности точного расположения поднимаемого элемента относительно центра тяжести траверсы.
Технической проблемой, решаемой заявленной полезной моделью, является преодоление технических недостатков, присущих аналогам, что ведет к необходимости расширения арсенала грузоподъемных устройств, обеспечивающих намагничивание груза, обладающих простой конструкцией с малыми габаритами и позволяющих осуществлять надежное перемещение металлических (ферромагнитных) элементов.
Раскрытие сущности
Техническим результатом заявленной полезной модели является повышение безопасности и точности при подъеме и перемещении металлических (ферромагнитных) грузов посредством траверсы с электромагнитным захватом.
Технический результат достигается за счет создания магнитной траверсы для перемещения металлического груза, содержащей раму и строп, соединенный с ее концами и предназначенный для навески на крюк крана, при этом рама выполнена полой, электромагнитный захват присоединен к раме посредством подвижной подвески, на которой установлен пружинный демпфер, внутри рамы расположен привод противовеса и противовес, выполненный с возможностью управляемого перемещения по длине рамы за счет соединения с приводом противовеса, а катушка электромагнитного захвата и привод противовеса имеют возможность подключения к блоку управления.
Использование электромагнитного грузоподъемного захвата обеспечивает возможность надежного и эффективного и безопасного удержания металлического груза в процессе его подъема и перемещения. Кроме того, такой захват является универсальным, так как его можно применять для любых металлических (ферромагнитных) грузов при отсутствии стропальщиков для осуществления операций зацепки и отцепки грузов.
Управляемый противовес, установленный с возможностью перемещения по длине рамы, обеспечивает возможность устранения перекоса траверсы в горизонтальной плоскости относительно центра тяжести при подъеме и перемещении различных по длине и габаритам грузов, что повышает безопасность и точность перемещения, сокращает время при выполнении работ.
Кроме того, за счет размещения управляемого противовеса внутри рамы достигается снижение габаритов конструкции траверсы при сохранении ее надежности в процессе ее эксплуатации, поскольку отсутствует возможность зацепления выступающих элементов конструкции за элементы грузов.
Наличие демпфера позволяет компенсировать динамические нагрузки, возникающие при контактировании захватов с грузом, подъеме и опускании груза, а также выравнивать все захваты в одной плоскости путем вращения упорных гаек подвесок.
Таким образом, совмещение в единой конструкции траверсы управляемого противовеса и по меньшей мере одного электромагнитного захвата приводит к повышению безопасности при подъеме груза, повышению точности перемещения металлических (ферромагнитных) грузов, сокращает время, затрачиваемое на выполнение работ.
В частном случае реализации полезной модели траверса может быть выполнена следующим образом.
Электромагнитный захват предпочтительно установлен на нижней стороне рамы.
В качестве захватов могут быть использованы электромагнитные захваты постоянного тока с внешним электрическим питанием или они могут быть выполнены на основе редкоземельных металлов, например, на основе Nd, Fe, В (Неодим-Железо-Бор) и применяться без дополнительного внешнего источника питания (после включения магнитного поля путем подачи электрического импульса). Такие магнитные элементы обладают значительной влаго- и пылестойкой защитой, четырехкратным запасом на отрыв, сроком службы не менее десяти лет.
Рама может быть выполнена из нескольких швеллеров, например из четырех, соединенных между собой сверху и снизу пластинами, расположенными с определенным шагом. При этом швеллеры рамы и/или ее торцевые стенки могут быть выполнены съемными для свободной установки всех находящихся внутри рамы узлов и деталей (ремонтопригодности).
Привод может быть выполнен в виде мотор-редуктора или зубчато-реечного привода.
Противовес может быть соединен с приводом (например, мотор-редуктором) посредством тяговой цепи или троса. При этом тяговая цепь может быть установлена в цепной направляющей для устранения ее провисания.
Противовес может быть снабжен датчиками (индуктивными концевыми выключателями) для его автоматической остановки в крайних положениях. Датчики в крайнем положении противовеса подают сигнал в систему электропривода мотор-редуктора на прекращение подачи электроэнергии, тем самым останавливая работу мотор-редуктора и соответственно движение противовеса.
Блок управления может быть присоединен к раме и выполнен с возможностью соединения с блоком питания, например, посредством инерционного кабельного барабана, для предотвращения обрыва кабеля.
Строп может быть выполнен четырехветвевым, что дополнительно повышает устойчивость и надежность подвешенной траверсы. Строп возможно использовать цепной или тросовый или текстильный.
К нижней части рамы могут быть присоединены ограничители для предотвращения повреждения магнитных захватов. Траверса может содержать также упоры, расположенные с нижней стороны рамы между магнитными захватами для предотвращения повреждения магнитных захватов.
Траверса может содержать как один, так и несколько электромагнитных захватов. Электрическая схема траверсы и конструкция блока и пульта управления могут позволять производить включение как одновременно всех захватов, так и каждого в отдельности. Это позволяет избежать примагничивания близко расположенных соседних элементов при попадании на них захватов.
Выбор размера траверсы обусловлен размерами перемещаемых грузов или размерами полувагона, в который опускается траверса в случае отгрузки элементов стрелочных переводов.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где представлен один из вариантов реализации полезной модели.
Фиг. 1 - Траверса с электромагнитными захватами для перемещения длинномерных грузов, вид спереди;
Фиг. 2 - Траверса с электромагнитными захватами для перемещения длинномерных грузов, вид А;
Фиг. 3 - Траверса с электромагнитными захватами для перемещения длинномерных грузов, вид сбоку;
Фиг. 4 - Траверса с электромагнитными захватами для перемещения длинномерных грузов, разрез Б-Б;
Фиг. 5 - Траверса с электромагнитными захватами для перемещения длинномерных грузов, вид В.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - рама;
2 - строп цепной;
3 - захват электромагнитный;
4 - подвеска;
5 - демпфер;
6 - цепь тяговая;
7 - звездочка обводная;
8 - кронштейн;
9 - выключатель концевой;
10 - ограничитель;
11 - проушина;
12 - стенка торцевая;
13 - амортизатор;
14 - блок управления;
15 - барабан кабельный;
16 - упор;
17 - противовес;
18 - мотор-редуктор;
19 - направляющая цепная.
Траверса для перемещения длинномерных элементов стрелочных переводов состоит из рамы 1, выполненной из четырех швеллеров, соединенных между собой сверху и снизу пластинами. Траверса подвешивается на крюк крана с помощью четырехветевого цепного стропа 2. На траверсе закреплены пять грузозахватных магнитных захватов 3 при помощи подвижных подвесок 4, каждая из которых имеет пружинный демпфер 5. Натяжка тяговой цепи 6 производится обводной звездочкой 7, перемещающейся в пазах кронштейна 8 с помощью натяжных болтов. После натяжки цепи натяжные болты фиксируются от разворота стопорной планкой. На раме 1 установлены два индуктивных концевых выключателя 9, закрытых от случайных повреждений кожухами. Дополнительно к выключателям 9 внутри рамы 1 болтовыми соединениями закреплены ограничители 10. На раме 1 расположены проушины 11, через которые проходят веревочные оттяжки для удержания траверсы от разворота. На каждой торцевой стенке 12 рамы 1 имеются по два резиновых амортизатора 13.
Сверху на раме 1 установлен блок управления 14. Питание блока управления 14 осуществляется от сети переменного тока 380 В и подается на него с помощью инерционного кабельного барабана 15.
Снизу на раме 1 установлены четыре упора 16 для предотвращения повреждения магнитных захватов 3. Также внутри рамы 1 находится управляемый противовес 17, который перемещается с помощью червячного мотор-редуктора 18 и тяговой цепи 6. Для устранения провисания тяговой цепи 6, внутри рамы 1 установлена цепная направляющая 19.
Осуществление полезной модели
При использовании заявленной траверсы возможно перемещать металлические (ферромагнитные) грузы любого назначения и любых габаритов (в зависимости от габаритов траверсы), например, длинномерные элементы (стрелочных переводов, крестовин с сердечниками, рамных рельсов с остряками) или иные элементы (металлические элементы стрелочных переводов, металлические элементы строительных конструкций: швеллеры, двутавры, балки, фермы и т.п), имеющие габаритный размер меньше, чем расстояние между соседними магнитными захватами (в случае использования двух и более электромагнитных захватов).
В качестве грузозахватных органов на траверсу устанавливают грузоподъемные электромагнитные захваты 3. Магниты располагают внутри стального корпуса, имеющего электрический разъем для соединения выводов катушки с блоком управления с помощью питающего кабеля. Блок управления 14 устанавливают сверху на раме. Концы тяговой цепи присоединяют с двух сторон к противовесу и устанавливают таким образом, что она огибает приводную звездочку мотор-редуктора на одном конце траверсы и натяжную звездочку - на другом ее конце. Управление магнитной системой осуществляют с помощью электрически питаемой катушки, входящей в состав системы. От сети электрического тока подается питание на блок управления 14 с помощью инерционного кабельного барабана 15.
Намагничивание или размагничивание захвата осуществляют по команде стропальщика путем нажатия соответствующей кнопки пульта дистанционного управления. Световые индикаторы блока управления показывают состояние магнитной системы захвата:
- красный цвет - намагничена;
- зеленый цвет - размагничена.
В процессе выгрузки элемента стрелочного перевода из полувагона участвуют два стропальщика, находящиеся на приставных или подвешенных на короткие борта с наружной стороны полувагона мостиках с лестницами. При опускании траверсы на элемент стрелочного перевода оба стропальщика веревочными оттяжками, закрепленными к проушинам 11, при необходимости, удерживают траверсу от разворота, один из них при этом подает команды крановщику, в случае нахождения выгружаемого элемента вне зоны видимости крановщика. После опускания траверсы на выгружаемый элемент, один из стропальщиков с помощью дистанционного пульта управления подает электрический импульс на необходимые магниты, после которого производится подъем груза на 200-300 мм, чтобы удостовериться в надежном закреплении груза на магнитах. В случае перекоса траверсы стропальщик подает команду на блок управления 14, производит включение мотор-редуктора 18 и, перемещая противовес посредством нажатия кнопок на пульте или блоке управления, осуществляет выравнивание траверсы в горизонтальной плоскости. После подъема груза на 0,5 м выше борта полувагона, крановщик производит перемещение груза тележкой крана, стропальщики при этом могут находиться на своих местах (при условии нахождения площадки для выгрузки недалеко от полувагона).
Затем осуществляют опускание элемента стрелочного перевода при одновременном выравнивании траверсы оттяжками до полного опускания элемента. После опускания стропальщик подает сигнал на размагничивание, после чего можно производить выгрузку следующего элемента.
Для подъема и перемещения длинномерных элементов (например, крестовин с сердечниками или рамных рельсов с остряками или рельсов крестовин с контррельсами любых проектов стрелочных переводов) используют траверсу с несколькими захватами и намагничивают одновременно все захваты, а для перемещения швеллеров, двутавров, балок, ферм и т.п. используют траверсу с одним захватом либо осуществляют намагничивание одного захвата в отдельности (или выборочно требуемое количество захватов, которые будут контактировать с грузом).
Пример 1
Траверса выполнена с длиной, равной, не более 10 м, и шириной, соизмеримой габариту магнитного элемента.
Выгружаемые элементы:
- плиты, слябы, листовая сталь.
Грузозахватный магнитный элемент:
- выполнен из чугуна или магнитопроводящей стали;
- диаметр - 800-1100 мм,
- грузоподъемность - 400 кг-1 тонна,
- отрывное усилие - 200-400 кН.
Пример 2
Выгружаемые элементы стрелочных переводов:
- крестовины с сердечниками, рамные рельсы с остряками;
- длина - 25 м;
- масса - 3000 кг, 4 500 кг.
Траверса:
- грузоподъемность - 5 тонн;
- длина -10 м;
- общий вес - 5000 кг.
Грузозахватный магнитный элемент:
2
14
- тип - электропостоянные (импульсные) магнитные захваты на основе NdFeB;
- длина - 1000 мм,
- ширина - 200 мм,
- грузоподъемность - 3000 кг,
- рабочее напряжение - DC 170 В;
- рабочая сила тока - 20 А;
- номинальная грузоподъемность - 3000 кг;
- максимальная сила отрыва - 12000 кг;
- количество - 5 шт.
Блок управления:
- тип - ШУ1-3850, с дистанционным управлением;
- входное напряжение - АС 380 В;
- выходное напряжение - DC 40…170 В;
- максимальная выходная сила тока - 100 А.
Противовес:
- масса - 1200 кг;
- скорость перемещения - 0,13 м/с;
Мотор-редуктор:
- тип - червячный;
- марка - Bauer BS10-61U/D07LA4;
- мощность - 0,55 кВт.
Таким образом, предложенная конструкция траверсы позволяет полностью механизировать процесс выгрузки металлических элементов, повысить эффективность и безопасность погрузо-разгрузочных работ, сократить трудозатраты при выгрузке грузов.