УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМА КРУПНОТОННАЖНЫХ ТРУБ

Область техники
Полезная модель относится к промышленному механическому оборудованию - устройствам для подъема крупнотоннажных труб.
Уровень техники
В связи с устойчивым ростом жизненного уровня населения, спрос на сырую нефть и природный газ постоянно увеличивается. В связи с большой удаленностью месторождений нефти от потребителей, нефть и природный газ необходимо транспортировать на большие расстояния. В связи с низкой стоимостью широко используется транспортировка по трубопроводам. При строительстве трубопроводов нефти или природного газа трубы сначала размещают сбоку от траншеи под трубопровод, а затем, после сварки, укладывают их в траншею под трубопровод. Устройство для подъема труб не только облегчает укладку труб, но также увеличивает производительность строительных работ. По этим причинам механизм подъема труб является оборудованием, которое необходимо при строительстве магистральных трубопроводов. С увеличением спроса на энергию быстро развивается строительство трубопроводов природного газа и нефти. В связи с большими объемами транспортировки газа и нефти, необходимы трубы большого диаметра. Имеющееся устройство для подъема труб больше не может удовлетворять требованиям строительства с использованием данных труб. Поэтому для строительства трубопровода совершенно необходимо устройство для подъема крупнотоннажных труб. Чтобы обеспечить устойчивость устройства для подъема труб, необходимо увеличить расстояние между центрами гусениц устройства для подъема труб большого диаметра, что ведет к значительному увеличению производственных затрат. Так как мировой спрос на энергию растет, строительство трубопроводов газа и нефти будет быстро увеличиваться, при этом будут использоваться трубы большего диаметра. Следовательно, имеющееся устройство для подъема труб не может удовлетворять требованиям. Поэтому при проектировании и строительстве трубопроводов крайне необходимо устройство для подъема крупнотоннажных труб.
Устройство для подъема крупнотоннажных труб необходимо для подъема труб большого диаметра. Устройство для подъема крупнотоннажных труб с хорошей устойчивостью и маневренностью более полезно, в особенности, при укладке магистральных трубопроводов или при работе на затесненных рабочих площадках.
Описание полезной модели
Для того чтобы устранить недостатки имеющегося устройства для подъема труб, настоящая полезная модель представляет собой новое устройство для подъема крупнотоннажных труб с хорошей устойчивостью, маневренностью, идеальной стабильностью и более низкой ценой.
Решения согласно полезной модели следующие:
полезная модель состоит из подъемного механизма, стрелы, противовеса, гидравлического цилиндра для управления выдвижением, механизма изменения вылета стрелы, гака, гидравлического устройства, силовой установки, кабины управления, ходовой гусеничной части и предохранительного устройства. Механизм управления гидравлического устройства расположен в кабине, нижняя часть стрелы соединена с ходовой гусеничной частью посредством шарнира, гак подъемного механизма соединен с другим концом стрелы посредством стального троса подъемного механизма и гаком; противовес и гидравлический цилиндр для управления выдвижением установлены с одной стороны рабочего места, механизм изменения вылета стрелы, гидравлический цилиндр для управления выдвижением и подъемный механизм соединены с гидравлическим устройством, которое подключено к силовой установке, ведущее зубчатое колесо имеет внешнее исполнение; противовес, смонтированный на раме посредством четырехзвенного шарнирного механизма, расположен на противоположной стороне стрелы.
В вышеуказанном новом устройстве подъема крупнотоннажных труб двигатель расположен перед ходовой частью, а масляный бак - сзади.
В вышеуказанном новом устройстве для подъема крупнотоннажных труб на раме стрелы установлен амортизатор.
В вышеуказанном новом устройстве для подъема крупнотоннажных труб ведущее колесо внешнего исполнения включает в себя зубчатое кольцо, закрепленное на ступице посредством колесной спицы, комплект колесных спиц, наклоненных наружу под углом менее 90° между спицей и вертикальной осевой линией ведущего колеса.
Конструкция ведущего колеса внешнего исполнения увеличивает расстояние между центрами гусениц, что соответствует требованиям к устройству для подъема крупнотоннажных труб.
Достаточное пространство в кабине обеспечено за счет конструкции: двигатель расположен в передней части, а масляный бак - в задней части; противовес выполнен на базе четырехзвенного шарнирного механизма с высокими эксплуатационными характеристиками, обеспечивающего большой размах колебаний, уменьшение собственного веса и общего веса устройства для подъема; рама противовеса выполнена съемной для обеспечения удобства транспортировки и перемещения устройства для подъема крупнотоннажных труб.
Описание фигур
Фигура 1 - схема конструкции настоящей полезной модели;
фигура 2 - схема конструкции настоящей полезной модели, вид с боку;
фигура 3 - схема конструкции ведущего колеса внешнего исполнения.
Конкретный способ осуществления полезной модели
На Фигуре 1 представлены гак 1, кабина управления 2, гусеничная ходовая часть 3, стрела 4, ведущее колесо 5, зубчатое кольцо 51, колесная спица 52, ступица 53 и противовес 6.
Устройство включает в себя подъемный механизм, стрелу 4, противовес 6, механизм изменения вылета стрелы, гак 1, силовую установку, кабину управления 2, гусеничную ходовую часть 3 и предохранительное устройство; механизм управления гидравлического устройства расположен в кабине 2, нижняя часть стрелы 4 соединена с гусеничной ходовой частью 3 посредством шарнира, при этом гак находится на другом конце стрелы 4 на тросе подъемного механизма; гидравлический цилиндр для управления выдвижением установлен с одной стороны рабочего места, механизм изменения вылета стрелы, противовес 6, гидравлический цилиндр для управления выдвижением и подъемный механизм подсоединены к гидравлическому устройству, которое подключено к силовой установке, зубчатое ведущее колесо 5 имеет внешнее исполнение; противовес 6, установленный на раме посредством четырехзвенного шарнирного механизма, расположен на противоположной стороне стрелы 4.
Стрела 4 сконструирована как А-образная стрела, нижняя часть которой соединена с гусеничной ходовой частью 3 посредством шарнира, а другой конец оснащен двумя полиспастами, отличающихся тем, что один полиспаст подсоединен к механизму изменения вылета стрелы посредством троса, а другой - соединен с гаком и подъемным механизмом посредством троса. Стрела 4 изготовлена из высокопрочной легированной низкоуглеродистой стали, что снижает вес и повышает мощность и устойчивость.
Механизм изменения вылета стрелы в предпочтительном осуществлении, установленный на рабочем месте и расположенный на противоположной стороне стрелы 4, разработан с учетом механической конструкции, где масляно-гидравлический двигатель, включающий в себя низкоскоростной двигатель с высоким крутящим моментом, а также механизм снижения частоты вращения расположенный внутри намоточного барабана, создают высоко интегрированную конструкцию.
Подъемный механизм в предпочтительном исполнении оснащен захватом, который соединен с выходным отверстием приводного гидравлического двигателя, а выходное отверстие захвата соединено с намоточным барабаном, что обеспечивает свободное опускание гака и надежность устройства. Подъемный механизм закреплен на рабочем месте и расположен на противоположной стороне стрелы 4, контролируя подъем или опускание гака посредством сматывания или разматывания троса.
Механизм изменения вылета стрелы и подъемный механизм объединены и расположены на противоположной стороне стрелы 4, что обеспечивает более целесообразную компоновку устройства для подъема крупнотоннажных труб и улучшает общую производительность при подъеме труб.
Противовес 6 расположен на противоположной стороне стрелы 4, которая соединена с ходовой частью 3 посредством четырехзвенного шарнирного механизма. Четырехзвенный шарнирный механизм включает в себя верхнее звено 61 и нижнее звено 62, а нижнее звено в свою очередь состоит из левого и правого нижнего звена, одна сторона каждого звена подсоединена к ходовой части снизу, а другая сторона - к противовесу 6, при этом верхнее звено 61 состоит из левого и правого верхнего звена, одна сторона каждого звена присоединена к рабочему месту, а другая сторона - к верхней части противовеса 6; также имеется гидравлический цилиндр для управления выдвижением противовеса 63, одна сторона которого установлена на ходовой части 3, а другая сторона соединена с верхним звеном 61 и противовесом 6. Противовес 6 выдвигается наружу для уравновешивания поднимаемых материалов, если гидравлический цилиндр 63, управляющий выдвижением, выдвинут.
Наружная часть противовеса 6 в предпочтительном исполнении оснащена рамой, соединенной с четырехзвенным шарнирным механизмом; при транспортировке устройства для подъема труб противовес 6 может быть снят с рамы.
Вышеуказанное ведущее колесо внешнего исполнения 5 включает в себя зубчатое кольцо 51, комплект колесных спиц 52 и ступицы 53, в котором зубчатое кольцо 51 установлено на ступице 53 посредством колесной спицы 52, колесная спица 52 наклонена наружу и образует угол не менее 90° с вертикальной осевой линией ведущего колеса 5.
Для выполнения требований по устойчивости расстояние между центрами гусениц устройства для подъема труб должно быть увеличено. Ведущее колесо внешнего исполнения 5 спроектировано в упоминаемом осуществлении таким образом, что увеличено расстояние между центрами гусениц устройства для подъема труб без увеличения рамы под колесной спицей 52 по обеим сторонам, тем самым улучшена устойчивость устройства для подъема труб; между тем, при работе устройства для подъема труб, четырехзвенный шарнирный механизм выдвигается наружу, заставляя противовес 6 и материалы на стреле 4 образовывать рычажный механизм с центром на упорном колесе устройства для подъема труб, что предотвращает наклон устройства для подъема труб и улучшает его устойчивость; таким образом, ведущее колесо внешнего исполнения увеличивает расстояние между центрами гусениц, обеспечивает выполнение требований по устойчивости устройства для подъема крупнотоннажных труб и улучшает устойчивость. Устройство для подъема крупнотоннажных труб в предпочтительном осуществлении обладает хорошей маневренностью и устойчивостью, даже при отсутствии необходимости в расширении рамы.
Двигатель расположен впереди ходовой части 3, а масляный бак - сзади ходовой части 3, обеспечивая удобное рабочее место для оператора.
Представленное новое устройство для подъема труб имеет отличительную особенность, обеспечивающую безопасность: она состоит из ограничителя по высоте, ограничителя стрелы и ограничителя момента.
Вышеуказанный ограничитель по высоте включает в себя переключатель перемещения, установленный в верхней части стрелы. При запуске подъемного механизма, который сматывает трос, тем самым, поднимая материал на гаке, запускается ограничитель по высоте, который касается переключателя перемещения на конце балки, если гак переходит в верхнее предельное положение, в это же время активируется электромагнитный клапан для остановки перемещения стрелы подъемного механизма вверх, тем самым, предотвращая повреждение стрелы.
Вышеуказанный ограничитель стрелы в предпочтительном осуществлении является амортизатором; амортизатор включает в себя ударный вал, наружный фланец, пружину, установочную шпонку, ударный клин, буферный стакан, в котором ударный вал представлен в сферическом исполнении с одной стороны, пружина расположена во внутреннем пространстве буферного стакана, сферическая конструкция ударного вала соединена с буферным стаканом посредством внешнего фланца и соединительного болта, а другая сторона соединена с буферным стаканом посредством установочной шпонки, ударный клин закреплен на несферической стороне конструкции ударного вала. При сборке пружинного амортизатора с ударным валом сферическая сторона конструкции ударного вала соединена со стрелой устройства для подъема труб, ударный клин соединен с переключателем перемещения или клапаном хода, стрела может продолжать перемещение назад по направлению к меньшему радиусу в связи с вращением механизма для подъема или состоянием грунта, если стрела устройства для подъема труб находится на небольшом радиусе, в этот момент стрела сталкивается с ударным валом для замедления хода стрелы под действием пружины, если диапазон извлечения большой, ударный вал соприкасается с переключателем перемещения или клапаном хода посредством ударного клина, направляя сигнал или гидравлический сигнал в систему гидравлического управления для разгрузки системы, тем самым отменяя команду на перемещение стрелы. Если стрела поворачивается на минимальный диапазон, стрела будет сначала касаться амортизатора, при этом другая сторона соединена с переключателем перемещения, при продолжении поворота сработает ограничитель, воздействующий на переключатель перемещения для остановки действия во избежание изгибания стрелы.
Вышеуказанный ограничитель момента включает в себя датчик силы тяжести, установленный на подъемном тросе, и датчик угла поворота, установленный на стреле; ограничитель момента объединяет сигналы от обоих датчиков и выполняет расчет поднимаемого материала, чтобы решить, следует ли выполнять подъем, сравнивая данный момент с максимальным подъемным моментом устройства для подъема труб, если устройство для подъема труб не может выполнить перемещение материала, необходимо разгрузить его, чтобы предотвратить переворот в результате его перегрузки.
Кабина управления 2 состоит из корпуса, оградительной стальной конструкции, подъемной скобы, устройства освещения I и устройства освещения II, две плоские поверхности (двухслойное защитное стекло), расположенные по бокам от передней стороны корпуса кабины, предусмотрены под углом менее 180. Оградительная стальная конструкция выходит за пределы защитного стекла и соединена с корпусом кабины, подъемная скоба расположена на верхней части корпуса кабины и жестко закреплена, верхний свет, устройство освещения I и устройство освещения II установлены на верхней части кабины, которая может быть расположена в соответствии с противовесом и конкретным образцом стрелы. Размер и положение верхнего света 11 соответствуют минимальному углу поворота стрелы и максимальной высоте гака. Внутри кабины предусмотрен звукопоглощающий материал, который соединен с гусеничной ходовой частью четырьмя штифтами.
В области устройств для подъема труб объем правовой охраны настоящей полезной модели составляет описание, включающее ведущее колесо внешнего исполнения 5 и противовес 6, соединенный с рамой посредством четырехзвенного шарнирного механизма, при условии, что размер рамы устройства для подъема труб не увеличивается.