ОПОРНОЕ УСТРОЙСТВО КРАНА

Изобретение относится машиностроению, а именно к грузоподъемным машинам, в частности к кранам с поворотной платформой, предназначенным для выполнения грузовых работ в доке с винто-рулевым комплексом судна.
Грузоподъемные машины (краны), предназначенные для работ с винто-рулевым комплексом судна непосредственно на стапель-палубе дока, должны отвечать целому ряду требований по грузоподъемности, устойчивости, экономичности и габаритам.
Таким требованиям отвечают существующие технические средства (устройства) докового комплекса для монтажа и демонтажа гребных винтов, рулей. Однако они не могут в достаточной степени обеспечить выполнение важнейшей функции грузоподъемного средства - экономную укладку груза (например, гребного винта судна) на стапель-палубу дока, для производства ремонтных работ.
Привлечение же для этих целей сторонних плавкранов приводит к значительным финансовым затратам, потере времени в ожидании крана и на само выполнение работ.
Известные краны с поворотной платформой успешно справляются с функцией укладки любого груза на грунт (палубу) дока. Однако их использование в доке, имеющего, как известно, ограниченный полезный объем внутреннего пространства, ограничено, вернее, невозможно из-за значительных габаритов, возрастающих при работе за счет вылета выносных опор, большого веса конструкций рабочих элементов крана и противовеса.
Решение задачи нахождения оптимальных габаритов и устойчивости крана при заданной его грузоподъемности (до 30 т и более) в большей мере принадлежит таким его элементам, как опорные устройства и противовесы.
Известно опорное устройство грузоподъемной машины, преимущественно крана с поворотной платформой, содержащее закрепленные на опорной раме машины винтовые якоря, взаимодействующие с опорной поверхностью (проникающие в нее) и снабженное приводным механизмом. Кроме того устройство содержит выносные опоры, содержащие балки, установленные на них опорные элементы, снабженные штоком и опорным башмаком (см. а.с. СССР №503812 МПК В66С 23/78).
Использование такого известного опорного устройства, обеспечивающего разгрузку колес (пневмобаллонов) крана, его надежное закрепление, устойчивость в работе, невозможно в кранах, предназначенных для работ с винто-рулевым комплексом судна, находящегося в доке, так как исключается проникновение винтовых якорей в стапель-палубу дока, а выносные опоры значительно увеличивают габариты крана, не освобождая от необходимости использования противовеса.
Известно опорное устройство грузоподъемной машины, например крана, содержащее опорные плиты, которые закреплены к раме посредством шарниров и звеньев. Звенья выполнены с упорными площадками и попарно связаны между собой шарнирами, между которыми смонтированы силовые цилиндры. Для поворота опорных плит в горизонтальной плоскости используются консольные балки, шарнирно связанные с рамой и имеющие автономный привод (см. а.с. СССР №376317 МПК В66С 23/78).
Опорные плиты известного устройства значительно снижают удельную нагрузку на опорную поверхность. Однако разнесение плит, обеспечивающее устойчивость при работе с грузом, в случаи использования известного устройства в доке, ограничено стесненными условиями дока и, как следствие, для компенсации опрокидывающего момента груза, влечет за собой необходимость увеличения противовеса, то есть общего веса, габаритов грузоподъемного средства, что неприемлемо для крана, работающего в доке.
Известно также опорное устройство крана, содержащее стационарные опоры крана, приводной двигатель с валом и звездочкой, установленный на
раме, консольные выдвижные балки, встроенные в раме крана, цепные тяги, установленные на балках. Звездочка взаимодействует с цепными тягами, передвигая баку. На свободном конце выдвинутой балки установлена опорная часть (опоры) крана (см. а.с. СССР №650964 МПК В66С 23/78).
Недостатком известного устройства является невозможность использования его для крана, работающего в доке, что обусловлено необходимостью выноса опорной части далеко за пределы габаритов крана, что неприемлемо для стесненных условий дока. Однако без такого выноса крану не обеспечивается необходимая устойчивость при роботе с тяжелым винтом или рулем. Для компенсации опрокидывающего момента требуется установка противовеса, увеличивающего также габариты крана и его вес, а также его энергопотребление.
Техническая задача изобретения - устранение указанных недостатков, т.е. создание такого опорного устройства крана, на основе которого можно создать малогабаритный устойчивый и экономичный при работе кран, сравнительно высокой грузоподъемности, пригодный для использования в естественных условиях дока для снятия и укладки на стапелъ-палубу дока винтов и рулей судов. Иными словами технической задачей изобретения является повышение устойчивости и снижение энергозатратности крана при одновременном уменьшении габаритов, что позволяло бы попользовать его (кран) для работы непосредственно на стапель-палубе дока с винто-рулевым комплексом судна. В конечном итоге задачей является расширение функциональных возможностей крана при использовании его на стапель-палубе дока.
Указанная задача достигается тем, что в известное опорное устройство крана, содержащее опоры, выдвижную балку, смонтированную в средней части на раме крана, механизм выдвижения балки, в отличие от него по заявляемому, выдвижная балка опорного устройства крана закреплена на доковой конструкции в виде полки кильблока. Технически оправдано такое
закрепление выдвижной балки опорного устройства крана, при котором она закреплена за верхнюю металлическую полку кильблока.
Особенностью заявляемого опорного устройства крана является то, что с целью расширения функциональных возможностей крана при использовании его в работе на стапель-палубе дока, выдвижная балка крана закреплена к кильблоку, причем за его верхнюю металлическую полку.
Благодаря этому прелагаемое опорное устройство позволяет использовать краны с поворотной платформой известной конструкции для работы с винто-рулевым комплексом судна в стесненных условиях дока. Единственная выдвижная балка, размещенная в средней части рамы, по заявляемому изобретению, с помощью выдвижного механизма выносится за габариты крана со стороны судна на минимально необходимую длину, заводится под верхнюю металлическую полку кильблока и крепится к ней. Перенос груза (винта, руля) в секторе вылета балки, в границах габаритов крана производится при минимальном вылете его стрелы. Компенсацию опрокидывающего момента при этом обеспечивает также пара стационарных опор, установленных под рамой крана. При переносе груза в секторе, противоположном по расположению выдвижной балки, когда вылет стрелы увеличивается до максимального, необходимого для укладки груза, и резко возрастает момент опрокидывания, опрокидывавший момент компенсируется парой стационарных опор, установленные под рамой крана с противоположной стороны выдвижной балки, а также удерживающим моментом реакции опоры соединения выдвижной балки с кильблоком, на котором установлено судно. Таким образом, выдвижная балка вместе со стационарными опорами под рамой крана обеспечивает устойчивость крана с грузом при минимальных его габаритах, при этом отпадает необходимость в выдвижных опорах, увеличивающих функциональные габариты крана, и в противовесах, что в свою очередь снижает энергозатраты крана.
Причем, в заявляемом объекте используется единственная балка, ее размещение в средней части рамы крана позволяет крепить ее за кормовой
кильблок килевой дорожки, на которой установлено судно. Крепление выдвижной балки за верхнюю металлическую полку кильблока позволяет уменьшить момент нагрузки при грузовых операциях крана на деревянный набор кильблока за счет уменьшении плеча действия опрокидывающего момента реакции балки. При грузовых операциях, балка обеспечивает компенсацию опрокидывающего момента груза (например, винта), принимая на себя вместе со стационарными опорами рамы крана реакцию опоры (судна вместе с кильблоком), чем обеспечивается устойчивость крана. В результате отпадает необходимость в выдвижных опорах, которые увеличивают функциональные габариты крана (габариты крана вместе с выносными опорами), отпадает необходимость в противовесе, снижается энергопотребление крана. Более того, такое решение позволяет уменьшить габариты самого крана и его вес, что также снижает энергопотребление крана. Последнее становится очевидным при сравнении с энергопотреблением известных башенных и портальных кранов, используемых в плавучих и сухих доках, характеризующихся громоздкостью, значительным весом, высотой, длинной стрелой и сравнительно большим противовесом. Более того, известные краны неработоспособны при силе ветра свыше 3 баллов (6 м/с), что нередко в морских регионах. Кран с заявляемым устройством, который размещается в закрытом и сравнительно безветровом пространстве дока, является всепогодным. То есть заявляемое изобретение приобретает дополнительный эффект, что немаловажно, так как появляется дополнительная составляющая экономичности крана.
Таким образом, единственная балка, размещенная в средней части рамы крана и прикрепленная к кормовому кильблоку за его верхнюю металлическую полку, придает объекту защиты - опорному устройству, свойства, обеспечивающие устойчивость крана при малых его габаритах и уменьшение веса за счет снижения собственного веса и ликвидации противовеса, экономичность и всепогодность использования. Таким образом достигается решение поставленной задачи.
На фиг.1 изображено опорное устройство крана. На фиг.2 - тоже, вид сверху.
Опорное устройство крана содержит стационарные опоры 1, установленные непосредственно под рамой 2 (под угловыми частями рамы), выдвижную балку 3, смонтированную в средней части рамы 2 крана с механизмом выдвижения балки 4. Опоры 1 предназначены как для разгрузки колес крана (не показаны), так и для повышения его устойчивости при работе с грузом и могут быть выполнены в виде, например домкрата (не показано). Выдвижная балка 3, предназначенная для восприятия значительных нагрузок, закреплена за верхнюю металлическую полку 5 кильблока 6, на которой находится деревянный набор 7 кильблока. На деревянный набор 7 кильблоков 6 килевой дорожки (не показана) устанавливается судно 8 при доковании.
Устройство работает следующим образом.
Первоначально кран, размещенный непосредственно на стапель-палубе 9, перед началом грузовых работ, например, с винто-рулевым комплексом 10, устанавливают поперек килевой дорожки кильблоков (на которой установлено судно 8) так, чтобы средняя часть его рамы 2 находилась напротив кормового кильблока 6. С помощью механизма выдвижения балки 4 заводят конец выдвижной балки 3 под верхнюю металлическую полку 5 кормового кильблока 6 и крепят к ней. Для удобства крепления выдвижной балки 3 крана, при необходимости, верхние металлические полки кормового кильблока наращивают по ширине (например, приваркой пластин) в обе стороны (не показано). После этого устанавливают стационарные опоры 1 крана (опускают башмаки), разгружая колеса крана.
Перенос с судна 8 на стапель-палубу 9 дока, демонтированного ранее винта 10 (или руля 11), в секторе вылета выдвижной балки 3, производят с минимальным вылетом стрелы 12 крана (см. фиг.1), что продиктовано, как правило, стесненными условиями дока. При этом возникающий опрокидывающий момент от груза минимален и компенсируется парой стационарных опор 1, установленных под рамой 2 крана со стороны
опор 1, установленных под рамой 2 крана со стороны выдвижной балки 3. При переносе груза в секторе противоположном по расположению выдвижной балки 3, когда вылет стрелы 12 увеличивается до максимального, необходимый для укладки груза, и резко возрастает момент опрокидывания, опрокидывавший момент компенсируется парой стационарных опор 1, установленных под рамой крана с противоположной стороны выдвижной балки 3, а также удерживающим моментом реакции опоры соединения выдвижной балки 3 с кильблоком 6, на котором установлено судно 8. Поскольку вес судна несоизмеримо больше веса груза (винта, руля) устройство гарантирует устойчивость грузоподъемного средства при работе с грузом на максимальном вылете стрелы. При этом, все работы, выполняемые внутри закрытого докового пространства, производят независимо от силы ветра за пределами дока.
Преимуществом заявляемого изобретения по сравнению с традиционными решениями является реализованная в конструкции опорного устройства крана возможность компенсировать опрокидывающий момент значительной величины, что достигается путем заведения единственной выдвижной балки устройства под верхнюю металлическую полку кормового кильблока килевой дорожки и крепления к нему. Такая возможность позволяет проектировать и использовать кран с поворотной платформой с минимальными габаритами, без противовеса, без выносных опор, т.е. позволяет работать крану в стесненных условиях дока и обеспечивает его всепогодность и экономичность использования. Это, в свою очередь, дает возможность отказаться от использования в работах с винто-рулевым комплексом судна дорогостоящего плавкрана, сократить время стоянки судов в доке.