ПОДЪЁМНЫЙ КРАН, МОСТОВОЙ ИЛИ КОЗЛОВЫЙ, С НЕ МЕНЕЕ ЧЕМ ДВУМЯ ПРОЛЁТНЫМИ БАЛКАМИ
LIFTING CRANE, BRIDGE OR GANTRY, WITH, AT LEAST, TWO GIRDER BEAMS

Изобретение относится к подъемным кранам, мостовым или козловым, с не менее чем двумя пролетными балками, расположенными горизонтально и в одном направлении и выполненными решетчатыми, при этом каждая из балок имеет верхний пояс и грузовую тележку с грузоподъемным механизмом, имеющую возможность перемещения по указанной балке вдоль ее длины.
Из описания к патенту Германии №260030 известен так называемый двухбалочный козловый кран, содержащий две вертикальные опоры и несомые ими две горизонтальные пролетные балки. Пролетные балки параллельны между собой и отстоят одна от другой на которое расстояние. В нижней части каждой из опор установлен ходовой механизм с приводом, посредством которых козловый кран перемещается по рельсам в направлении, поперечном продольному направлению пролетных балок. На пролетных балках установлена грузовая тележка с лебедкой, имеющая возможность перемещаться по указанным балкам вдоль них. При этом грузовой трос лебедки расположен в промежутке между пролетными балками с возможностью поднимания и опускания с грузом. Пролетные балки выполнены решетчатыми, каждая из них содержит верхний пояс и нижний пояс. Оба пояса параллельны между собой и тянутся вдоль пролетной балки. В каждой балке пояса связаны между собой вертикальными стержнями и наклонно расположенными стержнями-подкосами.
Патент Германии №1971794 на полезную модель содержит описание другого двухбалочного мостового крана, у которого горизонтальные пролетные балки также выполнены решетчатыми и содержат верхний пояс в виде цельной полосы, нижний пояс из штанг и стойки-стержни, связывающие оба пояса. На каждом из верхних поясов пролетных балок в области их внутренних кромок закреплено по направляющей для грузовой тележки.
Известна пролетная балка двухбалочного мостового крана (патент Германии №3731245) коробчатой конструкции. Балка содержит верхний и нижний пояса, соединенные вместе двумя боковыми стенками. Верхний пояс из таврового проката, при этом вертикальный элемент опущен внутрь корпуса пролетной балки и служит усиливающим конструкцию элементом жесткости. На центральной продольной оси пояса приварена направляющая прямоугольного сечения.
Полезная модель по патенту Германии №6604483 представляет собой двухбалочный мостовой кран, у которого каждая из пролетных балок составлена из двух двутавровых балок. При этом верхние и нижние полки их сварены вместе через множество «сухариков».
Выложенная заявка Германии №2239573 содержит описание решетчатой пролетной балки. Верхний ее пояс составлен из двух швеллеров. Поэтому верхние концы вертикальных стоек и подкосов, соединяющих оба пояса, расположены между боковыми полками швеллеров и прикреплены к ним резьбовыми соединениями.
Целью настоящего изобретения является создание подъемного крана, в частности мостового или козлового, с усовершенствованными пролетными балками.
Поставленная цель достигается за счет новых признаков объекта, приведенных в 1-м пункте формулы изобретения. Предпочтительные варианты воплощения изобретения приведены в зависимых пунктах 2-9.
В соответствии с изобретением у подъемного крана, в частности, мостового или козлового, имеющего не менее двух горизонтальных решетчатых пролетных балок, каждая из которых содержит верхний пояс, на который с возможностью перемещения опирается грузовая тележка, несущая грузоподъемный механизм, пролетная балка улучшена за счет того, что верхний пояс составлен из двух продольных профилей, и каждая из пролетных балок дополнительно снабжена направляющей, несущей на себе указанную выше грузовую тележку, при этом направляющая соединяет в одно целое указанные продольные профили верхнего пояса. Благодаря этому достигнута простота конструкции и сборки пролетной балки, а значит и изготовления подъемного крана. Это также позволяет использовать более дешевую низкоуглеродистую (мягкую) сталь для изготовления верхнего пояса.
Для большего упрощения конструкции пролетной балки, а значит, и всего подъемного крана, предпочтительнее, чтобы каждый из продольных профилей верхнего пояса имел горизонтальную полку, а направляющая прикреплена к верхним сторонам двух соседних названных горизонтальных полок, тем самым скрепляя вместе продольные профили верхнего пояса.
Дальнейшее улучшение заключается в том, что направляющая расположена по центру промежутка между продольными профилями верхнего пояса пролетной балки.
Кроме того, большой положительный эффект дает выполнение упомянутой направляющей из твердого материала, что позволяет увеличить нагрузки на пролетную балку и на грузовую тележку, проще говоря, повысить грузоподъемность крана.
Еще одно конструкционное улучшение заключается в том, что указанная направляющая имеет прямоугольное поперечное сечение. Это позволяет использовать материал более распространенного и дешевого профиля: квадрат, полоса.
Также упрощает сборку пролетной балки электросварка направляющей с продольными профилями, составляющими верхний пояс.
Существенным преимуществом является выполнение продольных профилей верхнего пояса в виде уголков, т.к. у них есть горизонтальная и вертикальная полки, что значительно упрощает сборку пролетной балки.
В предпочтительном варианте вертикальные полки уголков параллельны друг другу и имеют определенный зазор между собой, и этот зазор перекрыт ранее названной направляющей.
В следующем предпочтительном варианте у пролетных балок, решетчатую конструкцию которых образуют подкосы и вертикальные стойки, указанные стойки и подкосы в верхней своей части имеют прямолинейные выемки, в которых расположены вертикальные полки.
Примеры практического воплощения изобретения приведены в нижеследующем подробном описании со ссылками на чертежи, на которых Фиг. 1 представляет мостовой двухбалочный кран по изобретению, а Фиг. 2 представляет поперечное сечение одной из пролетных балок мостового крана фиг. 1.
Приведенные ниже пояснения, относящиеся к мостовому крану, относятся также, с соответствующими корректировками, и к козловому крану.
На Фиг. 1 показан двухбалочный мостовой кран 1. Кран 1 содержит две решетчатые пролетные балки 2, протянувшиеся в горизонтальном направлении LR на одинаковую длину L, при этом балки 2 параллельны между собой и отстоят на некотором расстоянии одна от другой. На противоположных концах балок 2 установлены ходовые тележки 7 и 8, при этом создана жесткая рамная конструкция (при виде в плане). Ходовые тележки 7, 8 позволяют крану 1 передвигаться в направлении F, поперечном направлению LR, по рельсам (не показаны). Рельсы известным способом закреплены на высоте, как правило, на специальных выступах на противоположных стенах цеха. Для приведения крана 1 или его пролетных балок 2 первая ходовая тележка 7 снабжена приводным электромотором 7а, а вторая ходовая тележка 8 - приводным электромотором 8а. Грузовая тележка 9, несущая грузоподъемный механизм в виде лебедки, установлена одновременно на обеих пролетных балках 2 с возможностью перемещаться по ним в направлении LR, поперечном направлению F передвижения крана 1, на своих ходовых тележках. Для этого на каждом поясе 3 пролетных балок 2 закреплено по продольной металлической направляющей 13, верхняя плоскость которого является поверхностью качения 13а, на которую своими колесами опирается грузовая тележка 9. Предпочтительнее расположить направляющую 13 по центру пояса 3. Соответственно, грузовая тележка 9 при этом расположена по центру промежутка между пролетными балками 2, что создает удобство наматывания и разматывания троса лебедки, установленной на грузовой тележке 9. Кран 1 дополнительно снабжен блоком управления 10 с пультом управления 11, посредством которых можно осуществлять отдельное управление приводными электромоторами 7а, 8а, грузовой тележкой 9 и лебедкой на ней.
Обе пролетные балки 2 имеют одинаковую решетчатую конструкцию, содержащую верхний пояс 3, нижний пояс 4 и связывающие их подкосы 5 и вертикальные стойки 6. Подкосы 5 установлены с наклоном относительно стоек 6, конструкция которых несколько отличается от конструкции подкосов 5.
Верхний и нижний пояса 3, 4 прямолинейны, отстоят друг от друга на определенном расстоянии по вертикали, параллельны между собой и протянуты в направлении LR между ходовыми тележками 7, 8, за исключением торцов пролетных балок 2.
На Фиг. 2 показано поперечное сечение одной из пролетных балок 2, с помощью которого можно более подробно пояснить конструкцию балок 2.
Каждый из двух верхних поясов 3 составлен из первого и второго верхних профилей 3d, 3е, лежащих в горизонтальной плоскости и отделенных друг от друга, а также  из направляющей 13 для колес грузовой тележки 9, приваренной к верхним профилям 3d, 3е. При этом верхние профили 3d, 3е и направляющая 13 параллельны направлению LR.
Указанные верхние профили 3d, 3е выполнены в виде уголков, каждый из которых имеет вертикальную полку 3а и горизонтальную полку 3с, расположенную под прямым углом к вертикальной полке 3а. Нижние профили 4d, 4е аналогично выполнены в виде уголков, каждый из которых имеет вертикальную полку 4а и горизонтальную полку 4f, расположенную под прямым углом к вертикальной полке 4а. При этом вертикальные полки 3а направлены вниз, а вертикальные полки 4а направлены вверх. Расстояние между наружными краями горизонтальных полок 3с и 4f составляет ширину В пролетной балки 2.
На Фиг. 1 видно, что верхний пояс 3 и нижний пояс 4 связаны между собой подкосами 5 и стойками 6, выполненными в виде пластин. В этом случае подкосы 5 и стойки 6 принимают нагрузки по своим продольным осям на всей своей ширине своей основной плоскости. Такие плоскостные наклонные опорные элементы определены в механике как диски, тогда как плоскостные вертикальные элементы, воспринимающие перпендикулярно направленные нагрузки, определены как пластины. Диски, а значит, и плоские подкосы по данному изобретению, отличаются, например, от вертикальных стоек и наклонных элементов жесткости в виде стержней тем, что имеют гораздо меньшую толщину и гораздо большую площадь плоской поверхности. При уменьшении массы подкоса или стойки такие плоские элементы позволяют выдерживать гораздо большие нагрузки вследствие распределения действующих на них сил по более широкой площади.
Каждый подкос 5 при этом имеет основную поверхность 5а прямоугольного поперечного сечения, при этом его края загнуты под углом к основной поверхности 5а с образованием боковых полок 5b, что позволяет увеличить сопротивление подкоса продольному изгибу, по крайней мере в центральной части. Конструкция каждой стойки 6 повторяет, в основном, конструкцию подкоса 5, т.е. имеет основную поверхность 6а, расположенную поперек направлению LR пролетной балки 2, и боковые полки 6b, направленные под прямым углом к основной поверхности 6а. При этом стойки 6 могут быть установлены таким образом, что полки 6b направлены к тому или другому концу пролетной балки 2.
На обоих концах каждой пролетной балки 2 установлено по адаптеру 12, каждый из которых соединен с верхним и нижним поясами, связывая их в одну жесткую раму на торце пролетной балки 2.
Первая с конца (неважно с какого) пролетной балки 2 стойка 6 вместе с первым подкосом 5, нижний конец которого подходит к нижнему концу стойки 6 на нижнем поясе 4, образуют на нижнем поясе 4 нижний соединительный узел UK. Первый подкос 5 направлен к стойке 6 под углом α2, лежащим в плоскости, параллельной направлению LR пролетной балки, и достигает верхнего пояса 3, к которому и прикреплен. Величина угла α2 лежит в пределах от 35° до 55°, предпочтительнее  равна 45°. Второй подкос 5 отходит от верхнего пояса 3 к нижнему поясу 4, где соединяется с нижним концом второй стойки 6 во втором нижнем соединительном узле UK. При этом угол между вторым подкосом 5 и второй стойкой 6 также равен α2. Это повторяется, пока последний подкос 5 не соединится с нижним концом последней стойки 6 на противоположном конце пролетной балки 2. При этом угол α2 всегда выдерживается одинаковой величины и требуется четное количество подкосов 5. В зависимости от длины L пролетной балки 2 угол α2 вычисляют заранее, до начала сборки пролетной балки 2, при этом подсчитывают количество необходимых подкосов 5 и стоек 6. В результате верхний пояс 3, несущий направляющую 13, усилен и способен выдержать нагрузки без продольного изгиба.
Подкосы 5 установлены на пролетной балке 2 таким образом, что их основная поверхность 5а лежит в плоскости, поперечной плоскости направления LR балки 2. При этом их нижние концы 5g приварены к нижнему поясу 4.
В верхнем конце 5h каждого подкоса 5 и 6h каждой стойки 6 выполнено по одной верхней прямолинейной выемки 5i и 6i соответственно. В указанные выемки 5i, 6i вставлены вертикальные полки 3а верхних профилей 3d, 3е и приварены там к подкосам 5 и стойкам 6 (см. также Фиг. 2). При этом горизонтальные полки 3с верхних профилей 3d, 3е своими кромками направлены наружу конструкции, т.е. от выемок 5i, 6i. Стойки 6 своими нижними концами 6g либо опираются плечами на вертикальные полки 4а с размещением центральной части конца 6g между полками 4а, к которым она приварена, либо нижний конец 6g имеет прямолинейные выемки 6е, в которые входят вертикальные полки 4а, приваренные там же.
На Фиг. 2 также показаны две ножки 5j, выполненные на верхнем конце 5h подкоса 5, которые разделяет прямолинейная выемка 5i, имеющая прямоугольный профиль и расположенная по центральной оси LA основной поверхности 5а. Ширина выемки 5i позволяет поместить в ней как минимум две вертикальные полки 3а уголков 3d, 3е.
На Фиг. 2 видно, что внутренние стороны полок 3а плотно прилагают к продольным сторонам прямолинейной выемки 5i и приварены к ним сварочными швами S. А верхние кромки ножек 5j приварены к внутренним сторонам горизонтальных полок 3 с тех же уголков 3d, 3е.
В отличие от изображенного на Фиг. 2, возможно также выполнение не одной верхней прямолинейной выемки 5i, а двух верхних параллельных выемок 5i аналогично тому, как выполнены нижние выемки 5е. В этом случае центральный участок основной поверхности 5а образует третью ножку 5j, которая помещена в промежутке между вертикальными полками 3а.
На Фиг. 2 также показано, что вертикальные полки верхних профилей 3d, 3е расположены ближе друг к другу и отстоят от оси LA на меньшее расстояние, чем вертикальные полки 4а профилей 4d, 4е нижнего пояса 4. В результате этого стало возможным дополнительно связать профили 3d, 3е посредством направляющей 13, наложенной на горизонтальные полки 3с и приваренной к ним. Каждая из направляющих 13 имеет прямоугольное поперечное сечение с образованием на своей верхней стороне поверхности качения 13а для колес грузовой тележки 9 (не показана на Фиг. 2) и предпочтительно лежит по центру, т.е. ее боковые края отстоят от оси LA на одинаковом расстоянии. При этом ширина направляющей 13 такова, что последняя полностью закрывает промежуток между вертикальными полками 3а, вставленными в прямолинейную выемку 5i, и может быть приварена к полкам 3с уголков 3d, 3е по всей своей длине или длине пролетной балки 2.