ПОРТАЛЬНЫЙ БАШЕННЫЙ КРАН
PORTAL TOWER CRANE

Данное техническое решение относится к грузоподъемной технике, в частности к башенным кранам, у которых ходовая рама выполнена в виде портала, опирающегося на ходовые тележки на рельсовом ходу.
Известны крановые порталы, каждый из которых содержит верхнюю часть (раму) и соединенные с ней стойки, образующие с рамой портал, при этом рама и стойки имеют решетчатую или коробчатые конструкции [1].
Известен портал башенного крана, содержащий верхнюю раму с опорным кругом, соединенные с верхней рамой стойки, нижние концы которой связаны между собой шарнирно прикрепленной к ним растяжкой [2].
Элементы данного портала соединены между собой сварными соединениями, портал имеет большие габариты. В результате установка такого портала и его транспортировка к месту установки связана с большой трудоемкостью.
Известен портал башенного крана, выполненный из верхней рамы, соединенных с ней стоек, нижние концы которых связаны между собой растяжками, каждая из которых шарнирно связана с нижним концом стойки [3].
Известен портал грузоподъемного крана, содержащий стойки, соединенные оголовком с ригелем, часть каждой стойки, расположенная ниже ригеля, выполнена в виде Г-образной опоры, соединенной шарнирно со смежной опорой и дополнительно стяжками [4].
Известен также портальный башенный кран, содержащий оголовок или верхнюю раму, изогнутые опоры, которые вдоль пути попарно соединены нижними стяжками, верхние стяжки, которые соединены с опорами по диагонали, фланцы соединения рамы с опорами [5].
Известен портал башенного крана, содержащий верхнюю опорную раму, связанные с ней стойки, связанные со стойками нижние продольные балки с отверстиями под шкворни ходовых тележек [6].
Стойки, балки и рама этого технического решения имеют коробчатую цельную конструкцию, причем стойки жестко связаны с рамой портала.
Монтаж (установка) данного портала на подкрановом рельсовом пути связан с большой трудоемкостью вследствие большого веса портала и его больших габаритов. Данное техническое решение реализовано в конструкции башенного портального крана-погрузчика КБ-578 [7], портал которого выполнен в соответствии с техническим решением, представленным в описании изобретения [6].
Из известных портальных башенных кранов наиболее близким к представленному в данном описании крану является портальный башенный кран, содержащий портал, продольные балки которого связаны шарнирами с ходовыми тележками крана, опорную раму портала, на которой закреплен опорный круг, расположенный между платформой крана и опорной рамой, башню крана, связанные с ней стрелу, распорку и оголовок, противовес на платформе, жесткие расчалы стрелы, распорки и башни, при этом расчал башни связан с платформой и распоркой, расчал стрелы связан со стрелой и оголовком, а расчал распорки связан с распоркой и оголовком, а также установленную на стреле грузовую тележку, на которой подвешен грузовой крюк [8].
Данный кран вследствие большой его массы и сложности конструкции требует большой трудоемкости монтажно-демонтажных работ, причем не исключены концентрации напряжений в расчалах, связанные с их вытяжками в процессе эксплуатации.
Решаемой и достигаемой задачей данного изобретения является упрощение конструкции крана, повышение надежности его работы и удобства монтажа.
Указанная задача решается компоновочным решением портального башенного крана, содержащего портал, продольные балки которого связаны шарнирами с ходовыми тележками крана, опорную раму портала, на которой закреплен опорный круг, расположенный между платформой крана и опорной рамой, башню крана, связанные с ней стрелу, распорку и оголовок, противовес на платформе, жесткие расчалы стрелы, распорки и башни, при этом расчал башни связан с платформой и распоркой, расчал стрелы связан со стрелой и оголовком, а расчал расорки связан с распоркой и оголовком, а также установленную на стреле грузовую тележку, на которой подвешен грузовой крюк, причем на каждой продольной балке установлена с одной стороны крана пара Λ-образных стоек, образующих ΛΛ-образный контур портала с его боковой стороны, при этом Λ-образная стойка включает наклоненные друг к другу внутреннюю и наружную опоры, верхние концы которых соединены между собой в точке расположения шарнира, связывающего Λ-образную стойку с опорной рамой, нижний конец каждой наружной опоры шарнирно связан с продольной балкой портала, оголовок выполнен с шарнирно закрепленным на его вершине двуплечим балансиром, одно плечо которого шарнирно соединено с расчалом стрелы, а другое его плечо шарнирно соединено с расчалом распорки, при этом шарниры крепления расчалов к балансиру расположены выше шарнира крепления балансира к оголовку.
На фиг.1 показан портальный башенный кран.
На фиг.2 - вид А на фиг.1 (портал крана без башни и опорного круга).
На фиг.3 - установка продольных балок портала на ходовые тележки крана.
На фиг.4 - положение стоек и опорной рамы перед операцией их установки на продольные балки портала.
На фиг.5 - положение серьги на оголовке.
Портальный башенный кран содержит портал 1 (фиг.1) с опорным кругом 2, на котором установлена с возможностью вращения платформа 3 крана. На платформе 3 закреплена башня 4 с кабиной 5. С башней соединены стрела 6, распорка 7 и оголовок 8. На платформе установлены противовес 9, грузовая лебедка 10, механизм 11 поворота платформы 3 и другие компоненты крана. Стрела связана с оголовком 8 стреловым жестким расчалом 12 стрелы. Распорка 7 связана с оголовком 8 жестким расчалом 13 распорки. Башня в ее верхней части имеет раму 14, на которой установлена лебедка 15 перемещения грузовой тележки 16. На тележке 16 подвешена крюковая обойма 17 с грузовым крюком 18. Портал 1 крана установлен на рельсовых ходовых тележках 19, которые перемещаются по рельсовому пути 20. Указанные жесткие расчалы обозначены жесткостью стержней, из которых выполнены расчалы.
Портал 1 содержит продольные балки 21 (фиг.2), на которые опирается опорная рама 22 портала посредством Λ-образных стоек 23. Стойки 23 шарнирами 24 связаны с опорной рамой 22 крана. Каждый шарнир 24 расположен между центром О тяжести каждой стойки 23 и центральной осью 25 опорной рамы 22.
Смежные концы Λ-образных стоек 23 шарнирами 26 связаны с продольными балками 21. Концы каждой Λ-образной стойки 23 жестко связаны между собой стяжками 27. Каждая стойка 23 портала имеет внутренние опоры 28 и наружные опоры 29, к внутренним сторонам которых прикреплены распорки 27. Наружные опоры 29 шарнирами 30 связаны с продольными балками 21 портала.
Шарниры 26 и 30 выполнены пальцевыми и расположены соответственно в кронштейнах 31 и 32 продольных балок 21. Шарниры 26 и 30 расположены над продольными балками 21, при этом кронштейны 31 расположены в средней части балки 21 между кронштейнами 32, которые расположены на концах продольной балки 21. Тележки 19 связаны с балками 21 шарнирами 33.
Каждый указанный расчал выполнен из отдельных унифицированных жестких звеньев 34, смежные из которых соединены друг с другом пальцами 35. На вершине оголовка 8 на оси шарнирно закреплен двуплечий качающающийся на оси балансир 36, одно плечо которого шарниром 37 соединено с жестким расчалом 12, а другое плечо балансира шарниром 38 соединено с жестким расчалом 13 оголовка. Плечи балансира 36 расположены выше шарнира 39 его крепления к вершине оголовка 8. Распорка 7 связана с платформой 3 жестким расчалом 40 распорки 7.
Работает кран следующим образом. Все выполняемые погрузочно-разгрузочные или перегрузочные операции краном выполняются известным образом путем перемещения грузового крюка 18 в заданных направлениях и путем перемещения крана по рельсовому пути 20, а также путем поворота платформы 3 вокруг оси 25 портала на опорном круге 2 механизмом 11 поворота платформы 3.
Поскольку компоненты крана смонтированы на описанном выше портале, то для того, чтобы смонтировать эти компоненты сначала производят монтаж портала. Для этого устанавливают на рельсовом пути 20 (фиг.3) ходовые тележки 19 крана, на которые устанавливают продольные балки 21 и соединяют их шарнирами 33 с тележками. Затем опорную раму 22 вместе с шарнирно закрепленными на ней Λ-образными стойками 23 (фиг.4) из их транспортного положения устанавливают на балках 21 (фиг.2) и соединяют стойки 23 с опорной рамой 22 шарнирами 24, а шарнирами 26 и 30 стойки 23 соединяют с балками 21. При этом благодаря тому, что центр О тяжести каждой стойки 23 находится за шарниром 24 в сторону от оси 25 портала, то момент, действующий на плече h, создаст усилие поджатия внутренних опор 28 стоек друг к другу, в результате чего в вывешенном положении стоек они контактируют между собой. Поскольку в процессе монтажа портала стойки 23 прижимаются друг другу в их поднятом вместе с опорной рамой 22 положении перед операцией опускания стоек и рамы на портал, то кронштейны 31, имеющие специальные средства для центрирования отверстий стоек с отверстиями этих кронштейнов, центрируют стойки 23 таким образом, что указанные отверстия совмещаются и в них легко вводят шарниры 26.
При работе крана стрела 6 и распорка 7 совершают в вертикальной плоскости существенные колебания вверх-вниз относительно шарниров их крепления к башне крана и в связи с этим изменяются нагрузки на жестких расчалах 12, 13 и 40. Указанные нагрузки при определенных условиях могут быть знакопеременными. При повороте стрелы 6 вниз относительно шарнира ее крепления к башне крана в жестком расчале 12 стрелы усилия растяжения увеличиваются, а при повороте стрелы в обратную сторону усилия растяжения в жестком расчале 12 уменьшаются. При этом увеличение и уменьшение нагрузок приводят к повороту балансира 36 относительно шарнира 39 его крепления к оголовку. При повороте балансира 36 против часовой стрелки расчал 13 и распорка 7 опускаются вниз и наоборот. При этом осуществляется перераспределение нагрузок на элементах крана и, в сравнении с канатными расчалами, повышается надежность работы крана путем исключения как канатов, так и их перегибов в блоках оголовка.
Упрощение конструкции портала и описанные выше связи его элементов с элементами крана обеспечивают удобство монтажно-демонтажных работ и снижение трудоемкости их выполнения.
Источники информации.
1. Справочник по кранам под ред. А.М.Дукельского, том 1, М., «Машгиз», 1961, Порталы портальных кранов, с.364-369.
2. Справочник по кранам под ред. А.М.Дукельского, том 1, М., «Машгиз», 1961, Порталы портальных кранов, с.368, фиг.3, 65, а).
3. Башенный портальный кран полноповоротный с горизонтальной стрелой, проспект Открытого акционерного общества «Балткран», 2003 г.
4. SU 770997, 15.10.1980.
5. SU 1245541 A1, 23.07.1986.
6.RU 2172291 C2, 14.07.1999.
7. Кран-погрузчик КБ-578, проспект ОАО Торговый Дом «УРАЛКРАН» Нязепетровского краностроительного завода, 2001 г.
8. RU 2297971 C1, 27.04.2007 (прототип).
9. RU 2297969 С1, 27.04.2007.