МОДУЛЬНОЕ ТРАНСПОРТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Полезная модель относится к области судостроения и судоремонта, а именно к устройствам для перемещения по рельсовым путям, расположенным в отметке территории верфи, блоков, модулей и судов в продольном направлении.
Полезная модель предназначена для использования в качестве судовозного оборудования судостроительных и судоремонтных предприятий, по многоколейным рельсовым путям, и может быть использована при строительстве новых или реконструкции существующих судостроительных производств, а также может быть использована в других отраслях промышленности при перемещении тяжеловесных грузов (металлургия, железнодорожный транспорт, авиастроение).
На предприятиях судостроения и судоремонта России для транспортирования судов по территории предприятия в подавляющем большинстве случаев используются классические судовозные поезда, состоящие из судовозных тележек, двигающихся по рельсам только вперед или назад. Для изменения направления движения на 90°, как правило, применяется трансбордер. Помимо использования трансбордера возможно изменение направления транспортировки путем пересадки судна на тележки, установленные на перпендикулярных путях.
Известны серийные установки типа ТГ1М-75 или ТГ2М-75 для перемещения судов (Тележка стапельная ведущая ТГ1М-75, ТУ 212 РСФСР 901-15-77, ТГ1М. 00.00. ФО. Ленгипроречтранс, 1983), представляющие собой двухосные стапельные тележки с гидроцилиндром, а также типовые судовозные многоколесные косяковые тележки типа Г-300 или Г-400 с трособлочной системой для подъема и спуска судов (Тележки подъемные СГ. Руководство по эксплуатации СГ. 00.00.00.00РЭ. Ленгипроречтранс, 1986).
Основные недостатки известных установок - высокая стоимость работ по их сооружению, сложность и громоздкость конструкции и большие эксплуатационные расходы. Кроме того, недостатком известных устройств является невозможность равномерного подъема или опускания судна, приводящая к деформации корпуса судна.
Известна модульная транспортная система для перемещения судовых конструкций (патент RU 129076, м.кл. В63С 5/00, В63В 9/06, В63В 9/06, опубл. 23.01.2013), выполненная в виде самоходного рельсового судовозного поезда, перемещающегося по рельсовым путям и состоящего из приводных и неприводных стапельных тележек, соединенных грузонесущей кильблочной балкой коробчатой конструкции. При этом тележки скомплектованы в транспортные модули, каждый из которых состоит из пары четырехколесных приводных или неприводных судовозных тележек, скрепленных между собой соединительными штангами, а количество модулей определяется массой судовой конструкции, причем длина соединительных штанг обеспечивает размещение соседних тележек на расстоянии, равном расстоянию между соседними рядами поперечных путей, а все модули судовозного поезда управляются гидросистемой от общей мобильной насосной станции. Для разворота тележек транспортная система с перемещаемым по поперечным путям грузом должна быть остановлена в месте пересадки на пути перпендикулярного направления. Гидродомкраты тележек опускаются до отрыва колес от поверхности рельсовых путей и подъема их на высоту, необходимую для разворота тележек. Разворот производится при помощи механизмов поворота тележек, для чего транспортная система устанавливается на опорные поверхности кильблочной балки. После разворота тележек гидродомкраты поднимаются до высоты, на которой производится транспортирование транспортной системы с грузом.
Основным недостатком аналога является его специфичность, поскольку в состав его конструкции входит специальная кильблочная балка, без которой невозможен разворот тележек. Таким образом, устройство не может работать с иными подкилевыми балками, что делает его не универсальным. Кроме того, наличие кильблочной балки, которая соединена с гидродомкратами усложняет всю конструкцию, делая ее более громоздкой и неудобной в эксплуатации.
Например, известен самоходный трансбордер для перемещения судовых конструкций и судов в двух взаимно перпендикулярных направлениях по патенту РФ 2046733, согласно которому изменение направления движения транспортной системы осуществляется путем оснащения стапельных тележек колесами, поднимаемыми и опускаемыми гидроцилиндрами, при этом вся транспортная система во время разворота тележек опирается на гидродомкраты. Все эти действия осуществляются при помощи сложной гидросистемы. Недостатком этого решения является сложность конструкции, требующая постоянного контроля и облуживания, и имеющая высокую стоимость.
Известен судовозный поезд, состоящий из стапельных тележек, оборудованный объединенными в замкнутые группы гидравлических систем гидродомкратами, расположенные под корпусом судна, и привода перемещения, в котором контроль за положением плунжера гидродомкрата осуществляется визуально по мерной рейке и при помощи механического регулятора подъема плунжера ограничивается высота его подъема (авторское свидетельство СССР 516575, м.кл. В63С 3/00, опубл. 04.10.1974).
Недостаток указанного судовозного поезда заключается в том, что при применении механического регулятора подъема плунжера гидродомкрата ограничивается высота его подъема, а за остальными положениями плунжеров производится визуальное наблюдение, что требует большого количества наблюдателей и не обеспечивает безопасность транспортных работ в должной мере.
В качестве прототипа выбрана известная модульная транспортная система для перемещения судовых конструкций (патент RU 169644, м.кл. В63С 5/00, опубл. 28.03.2017). Устройство для перемещения судовых конструкций, выполнено в виде самоходного судовозного поезда, состоящего из гидравлической насосной станции и, как минимум, четырех поворотных стапельных тележек, каждая из которых снабжена механизмом подъема/опускания груза и связана с гидравлической насосной станцией. Каждая поворотная стапельная тележка снабжена вспомогательным гидроцилиндром, предназначенным для ее подъема/опускания, а гидравлическая насосная станция снабжена системой управления на основе программируемого логического контроллера. В качестве механизма подъема/опускания груза может быть использован гидроцилиндр. Гидравлическая насосная станция может быть снабжена поворотными колесами. Гидравлическая насосная станция может быть снабжена двумя парами колес, причем первая пара колес может быть установлена перпендикулярно второй паре колес и снабжена механизмом выдвижения. Каждая поворотная стапельная тележка может быть снабжена гидропанелью передвижения. Каждая поворотная стапельная тележка может быть снабжена гидропанелью подъема/опускания груза. Каждая поворотная стапельная тележка может быть снабжена гидропанелью подъема/опускания этой тележки.
Недостатком устройства является то, что при транспортировке судна и накатке его, например, на подъемно-спусковое устройство из-за неровностей судовозных рельсовых путей, наличия стыков рельсов, наледи на рельсах, деформаций подъемно-спусковых устройств происходит перераспределение давления в гидродомкратах и в соответствии с этим должна меняться величина выдвижения штоков гидродомкратов таким образом, чтобы исключить деформацию корпуса судна, а устройством не обеспечивается контроль заданного положения, направленный на поддержание этого положения, в результате чего корпус судна будет воспринимать все деформации пути, что недопустимо.
Таким образом, при использовании устройства не достигается равномерного распределения нагрузки по гидроцилиндрам в зависимости от центра тяжести и точек опор груза, а также от кривизны пути перемещения, что является основным недостатком прототипа. Кроме того, наличие вспомогательных гидроцилиндров, дополнительных пар колес усложняет всю конструкцию, делая ее более громоздкой и неудобной в эксплуатации и необоснованно дорогостоящей для перемещения груза в продольном направлении.
Задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является создание модульного транспортного устройства для продольного перемещения судовых конструкций различных габаритов, позволяющего устранить недостатки прототипа.
Технические результаты, достигаемые при использовании заявляемой полезной модели:
- повышение технологичности и снижение трудоемкости при выполнении работ по транспортировке судовых конструкций;
- повышение удобства при эксплуатации и исключение перекоса груза;
обеспечение безопасности и эффективности работ по транспортировке судовых конструкций;
- расширение арсенала технических средств, предназначенных для продольного перемещения судовых конструкций различных габаритов.
Заявляемый технический результат достигается тем, что в конструкции модульной транспортной системы для перемещения судовых конструкций, выполненной в виде самоходного судовозного поезда, перемещающегося по рельсовым путям и состоящего из приводных стапельных тележек и кабельных тележек, скомплектованных в транспортные модули, а количество модулей определяется массой судовой конструкции согласно заявляемому решению, каждая стапельная тележка снабжена механизмом подъема/опускания груза, состоящего из двух гидроцилиндров, приводной гидравлической станции с электрическим приводом и двух дублирующих легкосъемных модулей насосных агрегатов, причем система снабжена датчиком вертикального перемещения, установленным на балке стапельной тележки и выполненным в виде тросового датчика.
Полезную модель дополняют частные отличительные признаки, способствующие достижению заявляемого технического результата.
Стальной трос тросового датчика закреплен на оснастке, установленной в пазах гидроцилиндра.
Стапельные тележки и кабельные тележки соединены в судовозный поезд при помощи проушин, выполненных на раме тележки и соединяемых с дышлом при помощи осей.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид спереди заявляемого устройства;
на фиг. 2 - общий вид в плане заявляемого устройства;
на фиг. 3 - общий вид спереди заявляемого устройства с разрезом;
на фиг. 4 - общий вид в плане заявляемого устройства с разрезом.
Перечень конструктивных элементов:
Дизельгенератор – 1.
Кабельная тележка – 2.
Стапельная тележка – 3.
Гидроцилиндры – 4.
Легкосъемный модуль насосных агрегатов – 5.
Мотор-редуктор цилиндрический с параллельными валами – 6.
Тросовый датчик – 7.
Блок управления запорно-распределительной аппаратуры – 8.
Дышло – 9.
Соединительные провода – 10.
Переносной радиопульт управления модулем – 11.
Датчик приема радиосигнала – 12.
Рельсы – 13.
Согласно рисункам, модульное транспортное устройство для перемещения судовых конструкций содержит дизельгенератор 1, размещенный на кабельной тележке 2, для передвижения судовозного поезда за пределами территории цеха. Стапельная тележка 3 выполнена грузоподъемностью 170 т и состоит из следующих составных частей: двухосной рамы; механизма подъема; механизма передвижения тележки. Металлоконструкция рамы тележки - сварная, балочной конструкции. Продольные и поперечные балки коробчатого сечения. Все несущие элементы металлоконструкции выполнены из низколегированной стали марки 09Г2С по ГОСТ 19281.
Механизм передвижения стапельной тележки - рама опирается на четыре двухребордных ходовых колеса диаметром 500 мм, установленных в угловых буксах. Два колеса тележки приводные, с центральным электроприводом. Материал колес тележки - сталь 65Г ГОСТ 1050. Твердость поверхности катания колес - 320…390 НВ. Глубина закаленного слоя - не менее 20 мм.
Механизм подъема стапельной тележки состоит из двух гидроцилиндров 4 по одному на каждую ось и приводной гидравлической станции с электрическим приводом (на фиг. не показано), закрепленной на раме тележки и двух дублирующих легкосъемных модулей насосных агрегатов 5. Гидроцилиндры 4 выполнены с ходом штока 250 мм для опускания и поднятия системы на заданный угол оператором управления и расположены внутри поперечных балок. Их корпус опирается на верхний пояс балки с помощью заплечиков и комплекта крепежа, шток цилиндра находится в вертикальном положении. Для подключения цилиндров к гидросистеме и удобства обслуживания соединений в стенках рамы предусмотрены специальные окна. На каждом гидроцилиндре предусмотрены легкосъемные модули специальных накладок для обеспечения поперечного смещения на величину до ±50 мм.
Привод управления поперечного смещения механический (винтовой). Для перемещения стапельной тележки внутри цеховой территории мотор-редуктор 6 с электрическим приводом установлен на каждой стапельной тележке 3.
На штоке гидроцилиндра 4 закреплен молоток, а в оснастке для установки груза выполнено отверстие для закрепления молотка (на фиг. не показано). Тросовый датчик 7 установлен на балке стапельной тележки.
На каждой стапельной тележке размещен блок управления запорно-распределительной аппаратуры 8. Для соединения стапельных тележек 3 и кабельных тележек 2 в судовозный поезд на раме тележки предусмотрены проушины, соединяемые с дышлом 9 при помощи осей. Дышло и лоток токоподвода имеют переменную длину от 4000 мм до 6000 мм (шаг изменения длины 500 мм), необходимый размер выставляется при эксплуатации. От кабельной тележки 2 к стапельным тележкам 3 проведены соединительные провода 10. Управление кабельной тележкой 2 осуществляют как с помощью пульта, расположенного на самой тележке, так и с переносного радиопульта 11. Датчик приема радиосигнала 12 закреплен на стапельной тележке 3.
Для перемещения судовозного поезда предназначены рельсовые пути 13.
Необходимое количество модулей в составе рельсового судовозного поезда и соответственно транспортной системы, а также количество самоходных тележек определяется массой перемещаемых судов или судовых конструкций.
Модульное транспортное устройство предназначено для подъема и перемещения по рельсам грузов массой до 170 т на стапельную тележку внутри заводских цехов и помещений при температуре окружающего воздуха от -30°С до +40°С.
Привод состоит из мотор-редуктора фирмы WEG, ориентировочной мощностью 2,2 кВт со встроенным тормозом и промежуточного вала. Мотор-редуктор имеет опцию ручного растормаживания с фиксацией.
Для предотвращения попадания посторонних предметов под колеса предусмотрены специальные метельники.
Для обеспечения питания и управления судовозного поезда применяются две кабельные тележки, которые обеспечивают:
- равномерное поднятие и опускание груза с заданной скоростью;
- равномерное распределение нагрузки по гидроцилиндрам в зависимости от центра тяжести и точек опора груза, а также от кривизны пути перемещения. Гидроцилиндры компенсируют неровности и выполняют роль амортизаторов, жесткость меняется путем изменения давления в гидроцилиндрах;
- возможность изменения углов наклона в трех плоскостях;
- фиксация груза на заданной высоте;
- посекционное разделение стапельных тележек.
Система управления кабельными тележками обеспечивает:
- плавный пуск, передвижение и торможение судовозного поезда;
- синхронизацию скорости передвижения тележек;
- автоматическое охлаждение рабочей жидкости при температуре, превышающую заданную;
- запись и хранение параметров работы системы;
- разбивку на зоны подъема и позонный подъем в любой комбинации;
- подъем одной выбранной зоны;
- индикацию аварийных ситуаций;
- управление зонами гидроцилиндров как с пульта управления, размещенного на кабельной тележке, так и с переносного автономного пульта.
При включении приводов стапельных тележек 3 самоходный судовозный поезд с установленным на нем судном начинает перемещение вдоль рельсов 13 стапельного поля. Контроль и управление перемещением стапельных тележек осуществляется с пульта управления гидравлической насосной станции при помощи программируемого логического контроллера.
Настройка равномерности нагрузки и синхронности работы обеспечивается системой автоматизации. Подвод управляющих кабелей и электропитания производится с кабельных тележек.
При наличии неровностей, изгиба на рельсовых путях, при поднятии гидроцилиндра на разные углы и высоту подъема гидроцилиндра, при возникновении перекоса, происходит выравнивание груза по сигналу тросового датчика перемещения.
Важным элементом тросового датчика является чрезвычайно гибкий стальной трос, наматываемый в один слой на ультралегкий барабан. Барабан соединен с корпусом при помощи заведенной пружины. Конец стального троса с установленным карабином закрепляется на оснастке. Оснастка для установки груза может быть выполнена в виде платформы и закреплена в пазах гидроцилиндра. При изменении расстояния между датчиком и оснасткой трос вытягивается из датчика и разматывается с барабана (или наоборот). Вал барабана соединен с потенциометром (для аналоговых выходных сигналов), или энкодером (для цифровых выходных сигналов). Если вследствие изменения расстояния до объекта происходит вращение барабана, чувствительный элемент поворачивается пропорционально. Таким образом, происходит преобразование линейного перемещения в электрический сигнал, на основании которого происходит выдвижение штока гидроцилиндра (или наоборот).
Наличие постоянной информации с тросовых датчиков, регулирующих работу каждого гидроцилиндра, позволяют объективно оценивать положения гидродомкратов стапельных тележек при передвижении и своевременно принимать меры к устранению причин, вызывающих отклонение их от нормального состояния, и исключает возможность возникновения аварийных ситуаций. Применение тросового датчика перемещения для контроля установки судовозного поезда позволит повысить эффективность и безопасность работ и сократить количество персонала, занятого при транспортировке судов.
На стапельных тележках удобно перемещать как блоки, так и суда в целом на любой стадии готовности, они компактны, имеют малую высоту и экономичное отношение собственного веса к грузоподъемности.
Технический результат, достигаемый применением устройства, состоит в точном отслеживании тросовым датчиком отклонений пространственной траектории рельсового пути.