ГРУЗОПОДЪЕМНАЯ МАШИНА

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использована в самоходных грузоподъемных кранах и подъемниках с выдвижными выносными опорами, в том числе имеющими возможность установки нескольких опорных контуров.
Известен гидравлический кран, содержащий самоходное автомобильное шасси с размещенными на нем опорной рамой и поворотной платформой с рабочим оборудованием, передними и задними выносными опорами, имеющими возможность установки двух опорных контуров и включающими коробчатые балки, гидроцилиндры выдвижения балок и гидроцилиндры опор, гидравлическое и электрическое оборудование для управления опорами и рабочими механизмами машины. Для работы крана необходимо обеспечить горизонтальное положение опорной рамы и отрыв колес самоходного шасси от рабочей площадки. Кран устанавливается на рабочей площадке на опоры крановщиком, управляющим выдвижением балок опор и штоков гидроцилиндров опор с использованием гидрораспределителя с ручным управлением, установленного на опорной раме крана. Горизонтирование опорной рамы крана выполняется крановщиком вручную, ее положение он контролирует визуально, с использованием пузырькового креномера, установленного рядом с гидрораспределителем. Для обеспечения необходимой устойчивости крана колеса базового шасси должны быть оторваны от земли, что также контролируется крановщиком визуально. Изготовителем крана предусмотрено его использование на максимальном опорном контуре (балки опор полностью выдвинуты) и минимальном опорном контуре (балки опор не выдвинуты, находятся внутри опорной рамы) (см. Автомобильный кран «ГАЛИЧАНИН» КС-55721-1В, выпускаемый АО «Галичский автокрановый завод», сайт www.gakz.ru).
Недостатком известного устройства является то, что процессы контроля величины выдвижения балок опор при установке максимального опорного контура, установки крана на опоры с последующим отрывом колес шасси от грунта и горизонтирования опорной рамы никак не автоматизированы. Величина выдвижения балок выносных опор, отрыв колес базового шасси от грунта и горизонтирование опорной рамы крана контролируются крановщиком только визуально. В результате установка крана на выносные опоры занимает достаточно много времени, особенно в темное время суток и зависит от квалификации персонала. При этом не исключены ошибочные действия: неполное выдвижение балок выносных опор, и наличие контакта колес базового шасси с грунтом, что влечет за собой снижение устойчивости крана и может привести к его опрокидыванию при подъеме груза. Наличие всего двух опорных контуров, значительно отличающихся по размерам (максимальный опорный контур имеет ширину 6,0-6,2 м, минимальный - 2,2-2,3 м), не позволяют эффективно использовать грузоподъемную машину в случаях, когда ширина рабочей площадки на объекте ограничена (обычно она составляет 3,5-5,5 м), т.к. грузовые характеристики на минимальном опорном контуре значительно хуже.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является грузоподъемный кран, содержащий самоходное шасси с размещенными на нем опорной рамой с передними и задними выносными опорами, включающими коробчатые балки, гидроцилиндры выдвижения балок, гидроцилиндры опор и поворотную платформу с рабочим оборудованием. Кран оснащен устройством автоматического горизонтирования опорной рамы, включающим электронный блок управления, датчики крена опорной рамы, сориентированные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и датчики контакта штоков гидроцилиндров опор с грунтом. Кран имеет также пульт управления, узел контроля отрыва колес шасси от грунта с концевым выключателем, выдающим сигнал в электронный блок управления, электрическое и гидравлическое оборудование для управления опорами и рабочими механизмами машины, включающее электрогидрораспределители для управления гидроцилиндрами опор. При этом микропроцессорная система блока управления включает те золотники электрогидрораспределителя, которые соединены гидравлическими магистралями с гидроцилиндрами опор, подъем которых необходим для выравнивания положения опорной рамы крана (патент на полезную модель РФ №94556, МПК: В66С 23/18, В66С 23/78, В66С 23/80, опубл. 27.05.2010г.).
Известное устройство обеспечивает автоматизацию процессов горизонтирования опорной рамы и контроля положения колес базового шасси относительно грунта. Это позволяет уменьшить время установки крана на опоры и частично исключает ошибочные действия персонала, такие как наличие контакта колес базового шасси с грунтом.
Используемые на современных грузоподъемных машинах микропроцессорные системы управления позволяют реализовать их работу на нескольких опорных контурах, в том числе промежуточных между максимальным и минимальным. Однако процесс контроля величины выдвижения балок опор никак не автоматизирован, что не исключает ошибочных действий персонала, особенно для грузоподъемных машин с несколькими опорными контурами.
Предлагаемое устройство решает задачу автоматизации контроля величины выдвижения балок выносных опор на необходимую величину при заданном оператором опорном контуре.
Указанный технический результат достигается тем, что известная грузоподъемная машина, содержащая самоходное шасси с размещенными на нем опорной рамой с передними и задними выносными опорами, включающими коробчатые балки, гидроцилиндры выдвижения балок и гидроцилиндры опор, поворотную платформу с рабочим оборудованием, устройство автоматического горизонтирования опорной рамы, включающее электронный блок управления, датчики крена опорной рамы и датчики контакта штоков гидроцилиндров опор с грунтом, узел контроля отрыва колес шасси от грунта с концевым выключателем, выдающим сигнал в электронный блок управления, электрическое и гидравлическое оборудование для управления опорами и рабочими механизмами машины, включающее электрогидрораспределители опор, пульт управления выносными опорами, в отличие от прототипа снабжена устройством автоматического контроля величины выдвижения опор, включающим датчики величины выдвижения балки каждой опоры и датчики полностью втянутого положения штоков гидроцилиндров опор, взаимодействующим с электронным блоком управления и через него с пультом управления, электрогидрораспределителями опор, гидроцилиндрами выдвижения балок и гидроцилиндрами опор.
Использование отличительных признаков в сочетании с общими известными признаками прототипа обеспечивает автоматизацию контроля величины выдвижения балок при заданном оператором опорном контуре. На основании данных датчиков электронный блок управления автоматически выбирает необходимую грузовую характеристику крана в зависимости от величины выдвижения каждой выносной опоры.
Заявляемое устройство поясняется чертежами: на фиг. 1 изображен вид сбоку на грузоподъемную машину; на фиг. 2 - тоже, вид сзади; на фиг. 3 - тоже, вид сверху; на фиг. 4 показана блок-схема установки грузоподъемной машины на выносные опоры и ее горизонтирования.
Грузоподъемная машина содержит самоходное шасси 1 с размещенными на нем опорной рамой 2 и поворотной платформой 3 с рабочим оборудованием 4. Опорная рама 2 снабжена передними 5 и задними 6 выносными опорами, имеющими возможность установки нескольких опорных контуров. Каждая выносная опора 5 или 6 состоит из коробчатой балки 7, гидроцилиндра выдвижения 8 балок, гидроцилиндра опор 9, на штоке которого закреплен подпятник 10. Грузоподъемная машина оснащена устройством автоматического горизонтирования опорной рамы, включающим электронный блок управления 11, датчики крена 12 опорной рамы, установленные на опорной раме и сориентированные в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и датчики 13 контакта штоков гидроцилиндров опор с грунтом, отслеживающие касание подпятниками 10 грунта. Датчики 13 представляют собой бесконтактные конечные выключатели, прикрепленные к опорной раме 2 и балкам 7. Если закрепленный на штоке подпятник касается земли - датчик 13 передает сигнал «Да». Если не касается земли - никакого сигнала не передается. Машина снабжена узлом контроля 14 отрыва колес шасси от грунта с бесконтактным конечным выключателем, имеющим датчики 15 отрыва колес от грунта, установленные на мостах 16 шасси, и выдающим сигнал в электронный блок управления 11. Если все колеса оси не касаются грунта - передается сигнал «Да», в любом другом положении колес никакого сигнала не передается. Грузоподъемная машина оснащена также устройством автоматического контроля величины выдвижения опор. Оно включает четыре датчика 17 величины выдвижения балки каждой опоры, прикрепленные к опорной раме 2 и балкам 7 и четыре датчика 18 полностью втянутого положения штоков гидроцилиндров опор, установленные на каждом гидроцилиндре опор 9. Датчики 17 передают сигналы от «min» до «max», изменяющиеся прямо пропорционально. Значения «min» и «max» устанавливаются в момент монтажа и настройки датчика. Полностью втянутое положение балки соответствует сигналу «min», полностью выдвинутое - «max». Датчики 18 представляют собой бесконтактные конечные выключатели. При полностью втянутом штоке передается сигнал «Да». В любом другом положении штока никакого сигнала не передается. Электронный блок управления 11 размещен в кабине 19 оператора и соединен электрическими кабелями (не показаны) с исполнительными устройствами восьмисекционного электрогидрораспределителя 20, пультом 21 управления выносными опорами, установленными на опорной раме 2, датчиками 12, 15, 17 и 18. Работой каждого из четырех гидроцилиндров выдвижения 8 балок и четырех гидроцилиндров опор 9 управляет отдельная секция электрогидрораспределителя 20. Грузоподъемная машина имеет также другое электрическое и гидравлическое оборудование, необходимое для ее работы (не показаны).
В исходном состоянии машины на объекте балки 7 выносных опор втянуты (все четыре датчика 17 величины выдвижения балок передают сигнал «min»), штоки гидроцилиндров опор 9 втянуты (все четыре датчика 18 полностью втянутого положения штоков гидроцилиндров опор передают сигнал «Да»), все четыре датчика 13 контакта штока гидроцилиндра опоры с грунтом и датчики 15 узла контроля 14 отрыва колес от грунта не передают сигналов, секции электрогидрораспределителя 20 находятся в нейтральном положении. Оператор выбирает на пульте управления 21 обозначение опорного контура, указанного в проекте производства работ. Соответствующие данные передаются с пульта управления в электронный блок 11, где они обрабатываются и определяются соответствующие им величины выдвижения каждой из балок 7 опор. После нажатия оператором кнопки «установить на опоры» дальнейшие действия выполняются автоматически по имеющейся в блоке управления 11 программе. Оператор имеет возможность в случае возникновения нештатной ситуации остановить работу нажатием на кнопку «стоп». Для каждого опорного контура заданы величины выдвижения каждой из четырех балок 7 выносных опор. Электронный блок управления 11 подает соответствующие сигналы на исполнительные устройства четырех секций электрогидрораспределителя 20, в результате гидроцилиндры выдвижения 8 одновременно начинают выдвигать балки 7, что отслеживается датчиками 17 величины выдвижения балок, сигналы от которых поступают в блок управления 11. При достижении заданного значения блок управления 11 перестает подавать сигнал на исполнительное устройство соответствующей секции электрогидрораспределителя 20 и выдвижение балок 7 прекращается. Выдвижение балок происходит первоначально с максимальной скоростью (электронный блок подает на электромагниты максимальный сигнал), при приближении к требуемому положению балки величина управляющего сигнала (и скорость выдвижения) плавно снижается до минимальной. Такой алгоритм работы обеспечивает необходимую точность величины выдвижения каждой балки. После выдвижения всех балок 7 на заданную величину, блок управления 11 подает соответствующие сигналы на исполнительные устройства других четырех секций электрогидрораспределителя 20, в результате начинают выдвигаться штоки опорных гидроцилиндров 9 передних выносных опор 5, через несколько секунд - задних выносных опор 6. Такая последовательность задана для того, чтобы подпятники 10 передних опор 5 первыми коснулись земли (для исключения возможности повреждения шин или подвески переднего управляемого моста). Момент касания подпятником 10 грунта отслеживается соответствующим датчиком 13 на каждой из опор 5 и 6. После его срабатывания блок управления 11 изменяет соответствующий сигнал на исполнительное устройство секции электрогидрораспределителя 20, и скорость выдвижения штока опорного гидроцилиндра 9, на котором закреплен коснувшийся земли подпятник 10, снижается. После того, как все четыре подпятника 10 коснулись земли и сработали все соответствующие датчики 13, блок управления 11 на основании обработки данных датчика 12 крена опорной рамы относительно горизонта изменяет сигналы, подаваемые на исполнительные устройства электрогидрораспределителя 20, чтобы штоки гидроцилиндров опор 9 выдвигались с разной скоростью, в зависимости от положения опорной рамы относительно горизонта. В результате опорная рама занимает положение, близкое к горизонтальному, с «грубой» точностью: отклонение не более 0,2 градуса. После этого блок управления 11 выравнивает подаваемые на исполнительные устройства электрогидрораспределителя 20 сигналы, отслеживая горизонтальное положение опорной рамы 2 по показаниям датчиков 12. Штоки гидроцилиндров опор 9 выдвигаются с одинаковой скоростью до того момента, пока не сработают датчики 15 отрыва колес мостов 16 шасси от грунта. После получения сигналов от датчиков 15 блок управления 11 по показаниям датчиков 12 положения опорной рамы относительно горизонта выполняет «тонкое» горизонтирование (отклонение не более 0,05 градуса). При достижении горизонтального положения опорной рамы 2 с отклонением не более 0,05 градуса блок управления 11 прекращает выдвижение штоков гидроцилиндров опор 9. На пульте управления 21 загорается сигнал «Горизонтирование завершено». Электронный блок управления 11 автоматически выбирает необходимую грузовую характеристику крана, в зависимости от конфигурации опорного контура, т.е. в зависимости от величины выдвижения каждой выносной опоры.
В процессе работы грузоподъемной машины с грузом электронный блок управления 11 продолжает отслеживать положение опорной рамы 2 относительно горизонта по показаниям датчиков 12 крена, т.к. возможно проседание грунта под подпятниками 10, что может повлечь за собой потерю устойчивости. Если отклонение увеличится до 0,5 градуса, на пульт 19 в кабине оператора подается сигнал предупреждения (загорается красная лампа) и включается соответствующий звуковой сигнал. В случае увеличения отклонения до 1,5 градуса (максимально допустимое отклонение) блок управления 11 блокирует работу грузоподъемной машины, за исключением механизма опускания груза. Блокировка снимается после повторного горизонтирования грузоподъемной машины. Оператору необходимо опустить груз на землю и нажать кнопку «выполнить горизонтирование». Данные о величине отклонений от горизонтального положения опорной рамы грузоподъемной машины во время работы, подаче предупредительных сигналов и блокировке работы сохраняются в «черном ящике» системы безопасности наряду с другими параметрами рабочего оборудования весь срок службы и используются для контроля качества работы персонала, при расследовании происшествий и аварий.
После завершения работы и приведения рабочего оборудования 4 в транспортное положение, перевод выносных опор 5 и 6 грузоподъемной машины в транспортное положение также выполняется автоматически, по команде оператора с пульта управления 21. Последовательно выполняются следующие действия. Первыми начинают втягиваться штоки опорных гидроцилиндров 14 задних опор 6, через несколько секунд штоки опорных гидроцилиндров 14 передних опор 5, чтобы грузоподъемная машина не наклонилась вперед и нагрузка на переднюю управляемую ось не превысила допустимую. Втягивание происходит до срабатывания датчиков 18 полного задвижения штоков, после чего подача управляющего сигнала от блока управления 11 на соответствующую секцию электрогидрораспределителя 20 прекращается.
В процессе втягивания штоков гидроцилиндров опор 9 блок управления 11 фиксирует, что отключились датчики 15 вывешенного положения мостов 16 и датчики 13 касания подпятников 10 земли. Если все датчики 15 и 13 сработали штатно, блок управления 11 дает соответствующие сигналы на электрогидрораспределитель 20, в результате гидроцилиндры 8 втягивают балки 7 выносных опор 5 и 6 до упора, что контролируется датчиками величины выдвижения 17. После полного втягивания балок 7 выносных опор 5 и 6 подача сигналов прекращается, на пульт управления 21 подается сигнал «транспортное положение». Оператор может переместить грузоподъемную машину на другой объект.
Все операции по установке грузоподъемной машины на опоры выполняются автоматически, что исключает ошибочные действия персонала, обеспечивает автоматический контроль величины выдвижения каждой из балок выносных опор, соответствующей выбранному оператором опорному контуру.