СПОСОБ ПОДЪЕМА ГРУЗОВ МОБИЛЬНЫМ КРАНОМ
METHOD OF LIFTING CARGO BY MOBILE CRANE

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано для повышения грузоподъемности и устойчивости, уменьшения заднего габарита, снижения стоимости преимущественно мобильных железнодорожных и автомобильных кранов.
Известен железнодорожный кран, содержащий ходовую платформу с установленным на ней поворотным грузоподъемным устройством (см. М.П.Александров, М., Высшая школа, 1973 г., стр.22).
Общеизвестно, что для повышения грузовой устойчивости подъемных машин необходимо увеличивать их собственную массу и вводить контргруз, то есть противовес.
Но сила, действующая от веса изделия на колесную пару из условий прочности пути и безопасности движения, не должна быть больше допустимой. Например, для железнодорожных путевых машин, вагонов и кранов нагрузка на рельсы от одной оси должна составлять максимум 250 кН. Масса этих изделий может составлять 120…180 т и более. Поэтому мобильные железнодорожные краны большой грузоподъемности имеют 6…8-осную ходовую платформу. Это приводит к увеличению габаритов, удорожанию, усложнению машин. На железнодорожном транспорте, кроме того, можно применять только стандартизованные, прошедшие сложные и многолетние испытания тележки экипажной части машин. Эти ответственные узлы ходовой рамы имеют по две или по три колесных пары. Поэтому кран грузоподъемностью Q=80 т и имеющий собственную массу 120 т установлен на две 3-осные стандартные приводные тележки. Изделия более мощные, например, способные поднять груз Q=150 т, весящие 180 т, опираются уже на 8 осей четырех стандартных 2-осных тележек.
Для увеличения устойчивости стреловых грузоподъемных устройств на их поворотной части устанавливают противовес. Для повышения его эффективности он должен быть размещен на значительном расстоянии от оси вращения, что существенно увеличивает и стоимость узла, и задний габарит крана. Кроме того, противовес, как стационарный и особенно выдвижной, приводит к большому смещению центра тяжести крана, следствием которого является ухудшение устойчивости изделия в безопорном (не установленном на аутригеры) режиме работы. Поэтому при невыдвинутых выносных опорах изделия имеют очень низкую грузоподъемность или теряют устойчивость при вращении и на них запрещено поднимать грузы без установки на выносные опоры.
Известен мобильный кран, содержащий ходовую раму с расположенным на ней поворотным стреловым грузоподъемным устройством и тягово-сцепным аппаратом с подсоединенным к нему буксируемым прицепом, который при подъеме грузов прикрепляют к ходовой раме.
При этом колеса прицепа становятся подняты выше уровня колеи. После этого поднимают груз.
Принимаем способ подъема грузов по этому решению за прототип. Его сущность рассмотрена в заявке на российское изобретение №2010124199.
Но этот способ работы при подъеме грузов имеет существенный недостаток. Масса прицепа с противовесом обычно составляет 40…45 т, но может быть и выше. Для прикрепления и подъема такого мощного груза с целью, чтобы колеса прицепа оторвались от рельсов, как это указано в прототипе, необходимо развить усилие натяжения троса при угле его расположения около 28° к горизонту, примерно 70 тс. Поэтому диаметры натяжного каната и гидроцилиндра получаются чрезмерно большими. Это приводит к значительному удорожанию и усложнению конструкции подъема и закрепления взаимного транспортного положения крана и прицепа.
Для исключения этого недостатка необходимо выполнить следующие действия: вначале включают привод фиксации транспортного взаимного положения ходовой платформы и прицепа, при котором ходовая платформа и прицеп не изменяют взаимного первоначального положения и не теряют контакта с колеей, а затем включают привод аутригеров и поднимают кран и прицеп в положение, когда движители крана и прицепа оторваны от колеи и расположены выше колеи, а затем поднимают груз.
При этом, когда все грузоподъемное устройство установлено на выносные опоры, сохраняется неизменным положение между ходовой платформой и прицепом, установленное при включении привода механизма фиксации и повторяющее первоначальное, транспортное.
Конструкция мобильного стрелового грузоподъемного устройства показана на Фиг.1 и Фиг.2.
На них изображен мобильный железнодорожный кран, содержащий поворотную раму со стрелой поз.1, ходовую раму поз.2, выносные опоры (то есть аутригеры) поз.3, устройство фиксации поз.4 взаимного транспортного положения ходовой рамы с прицепом поз.5, содержащее связь, например, гибкого типа, а именно - троса поз.4.2, закрепленного на раме прицепа одним концом и другим в приводе фиксации, например, гидроцилиндре поз.4.1, установленном на поз.2 мобильного крана, и буксируемого в транспортном режиме с помощью тягового аппарата поз.6 прицепа поз.5.
Поворотная часть крана опирается на ходовую раму через имеющую возможность свободно вращаться вокруг вертикальной оси поворотное устройство 9. Выносные опоры в транспортном режиме повернуты и прижаты к бортам крана, к поз.2. Прицеп и ходовая рама соединены между собой с помощью тягово-сцепного устройства поз.6, например, шарнирного типа.
Работает мобильный кран следующим образом. К месту подъема грузов он приезжает, буксируя за собой прицеп. В этом режиме натяжные тросы поз.4.2 ослаблены, шток гидроцилиндра поз.4.1(к которому прикреплен один конец троса) свободно перемещается («плавает») и не мешает в любой плоскости легко поворачиваться в шарнире поз.6 и прицепу, и крану. Выносные опоры - аутригеры подняты, прижаты к раме и не выступают за габарит подвижного состава.
Подъехав к месту работ, кран останавливается. Аутригеры поворачивают и устанавливают под прямым углом к бортам грузоподъемной машины в соответствии с Фиг.2. После этого выбирают слабину тросов, то есть эти гибкие связи натягивают, исключают провисание. Для этого включают привод механизма фиксации - гидроцилиндр поз.4.1. Он может развивать небольшое усилие, так как не обязательно поднимать прицеп до потери им контакта с рельсами. Достаточно только поднатянуть трос. После этого нужно зафиксировать взаимное положение прицепа и крана, которое возникло при транспортном режиме работы. Это можно достичь, например, общеизвестным приемом с помощью гидрозамка, который запирает заполненную гидравлической жидкостью штоковую полость гидроцилиндра поз.4.1.
Тогда шток поз.4.1 становится на гидравлический упор, не вытаскивается связью (тросом) при натяжении поз.4.2 и не позволяет тросу вытягиваться и ослабляться. Другой вариант механизма фиксации может быть выполнен с помощью зажима троса управляемым механическим запором, установленном, например, на концевом брусе ходовой рамы. Или просто поз.4.2 фиксируется закрепленным на раме поз.2 стопорным валиком, который с помощью привода просовывается в установленное на тросе ухо или серьгу.
После натяжения и/или стопорения (закрепления, фиксации) троса включением привода фиксации, которым в данном конкретном варианте является гидроцилиндр 4.1, и запирания его штоковой полости гидрозамком колеса прицепа остаются в контакте с головкой рельсов, но взаимное положение крана и прицепа, возникшее при транспортировке, становится строго определенным, фиксированным и не изменится при подъеме груза и переходе в рабочий режим, не изменится и тогда, когда грузоподъемное устройство поднимут и установят на выносные опоры - аутригеры.
Развернуть выносные опоры, то есть перевести их в рабочий режим можно и после замыкания механической связи между прицепом и ходовой рамой крана и их взаимной фиксации. Для этого аутригеры вначале поворачивают и устанавливают перпендикулярно бортам крана, т.е. под прямым углом к продольной оси железнодорожного пути. Это их положение показано на Фиг.2. Затем включают мощные гидроцилиндры поз.7 на опускание. Их шток поз.7.1 начинает двигаться вниз и, дойдя до контакта с полотном пути, с колеей или автодорогой, начинает поднимать мобильный кран поз.8 вместе с прикрепленным к нему, зафиксированным прицепом с противовесом. Движители, например колеса поз.10 и крана и прицепа, поднимаются выше уровня колеи, выше уровня дорожного полотна, выше уровня рельсов, и вес прицепа и противовеса совместно с весом грузоподъемного устройства начинает противодействовать грузовому опрокидывающему моменту. Так как для натяжения троса не требуется большое усилие, то и привод и само устройство фиксации становится малогабаритным, компактным, простым и дешевым. А вес прицепных колесных прицепов-противовесов суммируется с весом самого крана, и это позволяет значительно повысить грузоподъемность, примерно, пропорционально отношению масс поз.5 к массе грузоподъемного устройства 8. Это соотношение для крана КЖ-971, способного поднять груз весом 80 т, составляет около 100%.
Применение прицепных массивных колесных противовесов, конструктивно простых и дешевых, позволяет значительно, на 50…70% и более увеличить грузоподъемность, уменьшить задний габарит большегрузных машин до размеров, обеспечивающих возможность работы по соседнему пути и существенно снизить стоимость всего изделия.
Способ подъема грузов мобильным краном с буксируемым прицепом, с прицепом с размещенным на нем грузом-противовесом, с прицепом-противовесом путем первоначального фиксирования взаимного транспортного положения ходовой платформы и прицепа, а затем включение на подъем выносных опор грузоподъемного устройства позволяют выполнить механизм фиксации составных частей изделия простым, надежным и компактным.