ТРЕХЗВЕННЫЙ ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КРАН-МАНИПУЛЯТОР

Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к конструкциям и вариантам модернизации кранов-манипуляторов, совершающих погрузочно-разгрузочные работы со штучными грузами.
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели и принятой за ее прототип является трехзвенный гидравлический кран-манипулятор, состоящий из закрепленной на раме базового транспортного средства опорной конструкции, поворотной колонны, стрелы, рукояти с закрепленным на конце грузозахватным органом, а также силовыми гидроцилиндрами механизмов поворотного движения стрелы и рукояти, узлы крепления которых к металлоконструкции крана-манипулятора включают по две попарно неподвижно закрепленные на металлоконструкции проушины, изготовленные из толстостенного листового проката и имеющие соосные отверстия для установки в них соединительной оси для образования цилиндрического шарнирного соединения с корпусом гидроцилиндра [Суфтин, С.Г. Основы создания и развития автомобильных кранов-манипуляторов / С.Г. Суфтин. - Томск: Изд-во ТПУ, 2008. - 303 с].
Существенным недостатком рассмотренного прототипа является возможная недостаточная долговечность элементов узлов крепления силовых гидроцилиндров механизмов поворотного движения стрелы и рукояти вследствие образования и развития в проушинах трещин многоцикловой усталости под действием переменных во времени эксплуатационных нагрузок, что в процессе эксплуатации приводит снижению коэффициента технического использования крана-манипулятора в целом. Повышение технико-экономических показателей работы крана-манипулятора требует повышение трещиностойкости конструктивных элементов узлов крепления силовых гидроцилиндров и, в первую очередь, проушин.
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является увеличение долговечности узлов крепления силовых гидроцилиндров механизмов поворотного движения стрелы и рукояти трехзвенного гидравлического крана-манипулятора в процессе эксплуатации, а, следовательно, повышение коэффициента технического использования крана-манипулятора в целом.
Для решения указанной технической задачи в трехзвенном гидравлическом кране-манипуляторе, состоящем из закрепленной на раме базового транспортного средства опорной конструкции, поворотной колонны, стрелы, рукояти с закрепленным на конце грузозахватным органом, а также силовыми гидроцилиндрами механизмов поворотного движения стрелы и рукояти, узлы крепления которых к металлоконструкции крана-манипулятора включают по две попарно неподвижно закрепленные на металлоконструкции проушины, изготовленные из толстостенного листового проката и имеющие соосные отверстия для установки в них соединительной оси для образования цилиндрического шарнирного соединения с корпусом гидроцилиндра, со стороны одной из боковых плоскостей проушины в ее перемычках выполняется расположенный радиально относительно отверстия паз глубиной не менее 2/3…3/4 толщины листового проката, который затем наплавляется материалом, имеющим коэффициент ударной вязкости выше, чем коэффициент ударной вязкости основного материала проушины. Как вариант исполнения, со стороны обеих боковых плоскостей проушины выполняются симметрично два паза, имеющих одинаковую глубину, ширину и форму поперечного сечения, причем суммарная глубина обоих пазов составляет не менее 2/3…3/4 толщины листового проката.
Полезная модель поясняется более подробно с помощью чертежей. Все не требующиеся для непосредственного понимания полезной модели элементы исключены. На фиг. 1 показана исходная конструкция трехзвенного гидравлического крана-манипулятора; на фиг. 2 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции поворотной колонны (вид сбоку); на фиг. 3 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции поворотной колонны (вид сверху); на фиг. 4 - вариант модернизированного узла крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции поворотной колонны (вид сверху); на фиг. 5 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции стрелы (вид сбоку); на фиг. 6 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции стрелы (вид сверху); на фиг. 7 - вариант модернизированного узла крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции стрелы (вид сверху); на фиг. 8 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения рукояти к металлоконструкции стрелы (вид сбоку); на фиг. 9 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения рукояти к металлоконструкции стрелы (вид сверху); на фиг. 10 - вариант модернизированного узла крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения рукояти к металлоконструкции стрелы (вид сверху); на фиг. 11 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции рукояти (вид сбоку); на фиг. 12 - модернизированный узел крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции рукояти (вид сверху); на фиг. 13 - вариант модернизированного узла крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы к металлоконструкции рукояти (вид сверху).
Исходная конструкция трехзвенного гидравлического крана-манипулятора включает следующие элементы. На раме базового транспортного средства устанавливается опорная конструкция крана-манипулятора 1 (фиг. 1). На нее опирается поворотная колонна 2 (фиг. 1) на которой закреплена стрела 3 (фиг. 1). На стрелу 3 (фиг. 1) опирается рукоять 4 (фиг. 1) с закрепленным на конце грузозахватным органом 5 (фиг. 1). Рукоять 4 (фиг. 1) состоит из основной части 6 (фиг. 1) и рычага 7 (фиг. 1) крепления гидроцилиндра 8 (фиг. 1). Стрела 3 (фиг. 1) состоит из основной части 9 (фиг. 1) и хвостовой части 10 (фиг. 1). Поворот стрелы 3 (фиг. 1) осуществляется с помощью гидроцилиндра 11 (фиг. 1). Поворот рукояти 4 (фиг. 1) осуществляется с помощью гидроцилиндра 8 (фиг. 1). Поворот поворотной колонны 2 (фиг. 1) осуществляется с помощью гидроцилиндра 12 (фиг. 1). Проушины узлов крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения стрелы 13 (фиг. 1) и 14 (фиг. 1), представляющие собой цилиндрические шарниры, соединяют корпус и шток гидроцилиндра с поворотной колонной 2 (фиг. 1) и стрелой 2 (фиг. 1) соответственно. Проушины узлов крепления силового гидроцилиндра механизма поворотного движения рукояти 15 (фиг. 1) и 16 (фиг. 1), представляющие собой цилиндрические шарниры, соединяют корпус и шток гидроцилиндра со стрелой 3 (фиг. 1) и рукоятью 4 (фиг. 1) соответственно.
Суть полезной модели заключается в следующем. Со стороны одной из боковых плоскостей каждой из проушин 13 (фиг. 1), 14 (фиг. 1), 15 (фиг. 1) и 16 (фиг. 1) в их перемычках 17 (фиг. 2), 18 (фиг. 5), 19 (фиг. 8) и 20 (фиг. 11) соответственно выполняется расположенный радиально относительно отверстия паз 21 (фиг. 2), 22 (фиг. 5), 23 (фиг. 8) и 24 (фиг. 11) соответственно глубиной не менее 2/3…3/4 толщины δ листового проката. Затем каждый из указанных пазов наплавляется заподлицо с боковой плоскостью проушины материалом 25 (фиг. 2), 26 (фиг. 5), 27 (фиг. 8) и 28 (фиг. 11) соответственно, имеющим коэффициент ударной вязкости выше, чем коэффициент ударной вязкости основного материала проушины.
Как вариант исполнения, со стороны одной из боковых плоскостей каждой из проушин 13 (фиг. 1), 14 (фиг. 1), 15 (фиг. 1) и 16 (фиг. 1) в их перемычках 17 (фиг. 2), 18 (фиг. 5), 19 (фиг. 8) и 20 (фиг. 11) соответственно со стороны обеих боковых плоскостей проушины выполняются симметрично два расположенных радиально относительно отверстия паза 21 (фиг. 4), 22 (фиг. 7), 23 (фиг. 10) и 24 (фиг. 11) соответственно, имеющих одинаковую глубину, ширину и форму поперечного сечения. Каждый из пазов имеет глубину не менее 1/3…3/8 толщины δ листового проката, так что суммарная глубина обоих пазов составляет не менее 2/3…3/4 толщины δ. Затем каждый из указанных пазов наплавляется заподлицо с боковой плоскостью проушины материалом 25 (фиг. 4), 26 (фиг. 7), 27 (фиг. 10) и 28 (фиг. 13) соответственно, имеющим коэффициент ударной вязкости выше, чем коэффициент ударной вязкости основного материала проушины.
Технико-экономический результат от внедрения полезной модели достигается за счет увеличения долговечности узлов крепления силовых гидроцилиндров механизмов поворотного движения стрелы и рукояти эксплуатируемого трехзвенного гидравлического крана-манипулятора, а следовательно, повышения коэффициента технического использования крана-манипулятора в целом. Это приводит к снижению материально-финансовых затрат при эксплуатации крана-манипулятора. Экономический эффект при использовании полезной модели при изготовлении или модернизации кранов-манипуляторов машин для сварки трубопроводов составит 0,2 млн. руб. на одну машину.