КРАН-ТРУБОУКЛАДЧИК
PIPE-LAYING CRANE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для строительства трубопроводов.
Известен кран-трубоукладчик с боковой стрелой, шарнирно установленной на гусеничной тележке трактора, например патент [U.S. Patent 4132317, Jan. 2, 1979. Pipe laying crane] [1], содержащий стрелу, закрепленную на гусеничной тележке с левой стороны по ходу трактора, механизм управления стрелой, выполненный в виде многократного канатного полиспаста, управляемого гидравлической барабанной лебедкой, механизм подъема-опускания трубы, содержащий многократный канатный полиспаст, управляемый гидравлической барабанной лебедкой, противовес, гидронасосы. Недостатками такого крана-трубоукладчика [1] является сложный механизм управления стрелой, выполненный в виде многократного канатного полиспаста с общей длиной каната порядка 100 м.
Сложная конструкция такого крана является не эффективной, т.к. не соответствует уровню современной техники.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является кран-трубоукладчик [Патент РФ №2144156, опубл. 10.01.2000 г.] [2], содержащий порталы, охватывающие гусеницы, стрелу, закрепленную на гусеничной тележке, гидроцилиндр управления наклоном стрелы, грузовую лебедку подъема груза, противовес, гидронасосы. Недостатком прототипа является несовершенная конструкция гидравлического механизма изменения угла наклона стрелы. Несовершенство конструкции обусловлено использованием штоковой полости гидроцилиндра в качестве рабочей полости, удерживающей стрелу с грузом. Гидромеханизм обеспечивает недостаточное изменение угла стрелы, что ограничивает изменение вылета стрелы и горизонтальное перемещение крюковой обоймы. Недостаточная эффективность известного устройства обусловлена малой величиной плеча вращения стрелы, т.е. расстояния от шарнира крепления стрелы на тележке до шарнира соединения гидроцилиндра со стрелой. В результате этого недостатка большая часть длины стрелы работает на изгиб и, как следствие, приводит к увеличению массы стрелы.
Задачей изобретения является создание усовершенствованной конструкции крана-трубоукладчика путем использования более совершенного механизма изменения угла наклона стрелы, в котором рабочая полость гидроцилиндра является поршневой полостью, одновременно конструкция механизма стрелы обеспечивает условия работы стрелы, равноценные с канатным полиспастом, т.е. исключающие изгиб стрелы.
Поставленная задача решена за счет того, что в известном кране-трубоукладчике, включающем раму, гусеничные тележки, стрелу, механизм регулирования угла наклона стрелы, выполненный в виде гидроцилиндра, грузоподъемный механизм, выполненный в виде канатного полиспаста с гидравлической барабанной лебедкой, противовес, гидронасосы, согласно изобретению гидроцилиндр механизма изменения угла наклона стрелы, шарнирно закрепленный на раме трактора, шарнирно соединен с пространственным кривошипом, закрепленным шарнирно на раме трактора, и шарнирно соединен со стрелой при помощи тяги, при этом второй шарнир тяги приближен к оголовку стрелы.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен кран-трубоукладчик в рабочем положении, расположенный вдоль трубы, на фиг. 2 показан вид сбоку на кран-трубоукладчик, на фиг. 3 показана гидросистема крана-трубоукладчика.
Кран-трубоукладчик содержит раму 1, гусеничные тележки 2, противовес 3, грузовую гидравлическую лебедку с гидромотором и барабаном 4, стрелу 5, верхнюю подвеску грузового полиспаста 6, канаты 7, нижнюю крюковую подвеску грузового полиспаста 8, пространственный кривошип 9, направляющий блок 10, гидроцилиндр 11, тягу 12, трубу 13, основной гидронасос 14, гидронасос сервопривода 15, основной гидрораспределитель 16 гидроцилиндра стрелы, основной гидрораспределитель 17 грузовой лебедки, сервораспределители стрелы 18 и грузовой лебедки 19, гидробак 20.
Дополнительно на фиг. 1, 2 буквами показаны шарниры А, В тяги 12, удерживающей стрелу 5.
Работа крана-трубоукладчика обеспечивается основным гидронасосом 14 (фиг. 3), который подает рабочую жидкость из гидробака 20 к основным гидрораспределителям 16 и 17 привода стрелы и барабана грузовой лебедки.
Управление основными распределителями 16, 17 осуществляется сервораспределителями 18, 19. Рабочая жидкость к сервораспределителям 18, 19 подается от отдельного гидронасоса 15.
Гидробак 20 гидросистемы крана-трубоукладчика выполнен герметичным с противодавлением 1-2 атм, которое создают с помощью специальной пневмосистемы.
Сущность работы крана-трубоукладчика заключается в следующем. Для подъема трубы 13 (фиг. 1) включают грузовую лебедку 4 для наматывания каната на барабан.
При наматывании каната на барабан 4 происходит подъем нижней подвески 8 полиспаста и трубы 13. Для прекращения подъема трубы 13 выключают сервораспределитель 19 (фиг. 3), устанавливают основной гидрораспределитель 17 в запертое положение. Для увеличения угла наклона стрелы включают сервораспределитель 18, который переключает основной гидрораспределитель 16 в положение подачи рабочей жидкости от гидронасоса 14. Рабочая жидкость из гидробака 20 подается в поршневую полость гидроцилиндра 11, осуществляя выдвижение штока из гидроцилиндра и подъем стрелы. При этом тяга 12 благодаря достаточной длине АВ обеспечивает для стрелы 5 благоприятные условия работа. Гидравлический механизм стрелы сохраняет преимущество, которое имел кран-трубоукладчик при использовании канатного полиспаста стрелы. Стрела крана в предложенном изобретении работает в основном на деформацию сжатия, благодаря этому снижается масса стрелы, упрощается ее конструкция.
Для фиксации требуемого угла наклона стрелы 5 выключают сервораспределитель 18, устанавливают основной распределитель 16 в запертое положение.
Предложенный гидромеханизм крана-трубоукладчика обладает положительными качествами. Гидроцилиндр 11 при относительно малом объеме и размерах обеспечивает требуемые характеристики крана-трубоукладчика.
Схема распределения сил в кинематической схеме позволяет уменьшить нагрузки в гидроцилиндре 11 и тяге 12. Поршневая рабочая полость гидроцилиндра 10 обеспечивает надежную работу гидромеханизма. Стрела 5 крана-трубоукладчика, пространственный кривошип 9 и тяга 12 обеспечивают простую и более надежную конструкцию по сравнению с известными канатными механизмами.
Таким образом, в предложенном изобретении получен новый технический результат - усовершенствована конструкция крана-трубоукладчика.