Кран грузоподъемный
LOAD LIFTING CRANE

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к бронированным ремонтно-эвакуационным машинам (БРЭМ).
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание конструкции грузоподъемного крана повышенной надежности. Потери в гидросистеме и в подшипниковых опорах снижают в целом коэффициент полезного действия (КПД) грузоподъемного крана. Износ элементов грузоподъемного крана усугубляет ситуацию и не только снижает его ресурс (надежность), но еще в большей степени понижает КПД.
Техническим результатом является повышение надежности крана грузоподъемного, обусловленное значительным снижением потерь на трение, совершенствованием конструкции гидравлической системы.
Известна гидросистема грузоподъемного крана с электрогидравлическим приводом управления [1, ПМ 64192], содержащая нерегулируемый насос, соединенный с гидролинией нагнетания, гидролинию слива, связанную с гидролинией нагнетания через регулятор потока, исполнительный гидроцилиндр, поршневая и штоковая полость которого через гидрозамок и регулятор потока связана с гидролинией нагнетания и слива гидросистемы, и управляющий гидрораспределитель, отличающаяся тем, что в ней параллельно первому насосу установлен второй насос, причем каждый насос подключен в гидролинию нагнетания через обратный клапан и разгрузочно-предохранительный блок с возможностью электромагнитного управления с выносного пульта, а в регуляторе потока параллельно дросселю установлены гидрораспределитель с электромагнитным управлением с выносного пульта и дополнительный дроссель, при этом сливная линия гидрораспределителя соединена с управляющей полостью гидрозамка через обратный клапан, а дренажная полость гидрозамка соединена с гидролинией подключения регулятора потока к распределителю. Недостатком конструкции является наличие дорогостоящего разгрузочно-предохранительного блока, включающего гидрораспределитель с электромагнитным управлением. Кроме того, в гидросистеме не предусмотрен сброс остаточного давления из полости управления гидрозамка, что может приводить к его нестабильной работе, а следовательно, не обеспечивает гарантированное удержание груза. Также отсутствует возможность аварийного опускания груза при поломке гидросистемы.
Известен [2, ПМ 95653] грузоподъемный кран БРЭМ, выбранный в качестве прототипа, содержащий стрелу, установленную в носовой части машины на полноповоротной платформе с опорой на борт броневого корпуса, гидроцилиндры подъема-опускания стрелы, механизм подъема-опускания груза, крюковую подвеску и сигнализатор предельного давления в гидросистеме, ограничивающий грузовой момент при достижении допустимого опрокидывающего момента на стреле. Стрела крана - сварная конструкция П-образного сечения с двумя поперечными балками. В средней части к боковинам приварены четыре направляющих, по которым перекатываются ролики тележки механизма подъема груза при ее перемещении вдоль стрелы. Механизм подъема груза - четырехкратный полиспаст обратного действия с приводом гидроцилиндров. Подвижная часть полиспаста, которая перемещается штоками гидроцилиндров, состоит из рамы тележки, установленной на четырех роликах, четырех блоков и кожуха, исключающего сброс троса с блоков. Неподвижная часть полиспаста состоит из двух блоков и одного уравнительного блока, установленных на одной оси. При выдвижении штоков гидроцилиндров механизма подъема груза происходит перемещение тележки с блоками, и, за счет уменьшения длины свободной части троса, происходит подъем крюковой подвески. Существенным недостатком указанной конструкции является низкий КПД механизма подъема груза, обусловленный применением традиционных пар трения блоков «металл по металлу» (бронза по стали). Применение же подшипников качения в блоках крана невозможно ввиду высоких нагрузок, воздействующих на механизм при подъеме максимального груза, а также из-за значительных габаритов подшипников качения по сравнению с телами скольжения, не позволяющих  разместить их в оптимальных габаритах крана.
Поскольку износ происходит неравномерно, то в конструкции со временем возникают перекосы, которые провоцируют периодическую остановку блоков, что приводит к быстрому и преждевременному износу ручья блоков и частые поломки.
Указанная задача решается тем, что грузоподъемный кран, содержащий стрелу П-образного сечения, крюковую подвеску, гидросистему, механизм подъема-опускания груза, включающий тележку на роликах, гидроцилиндры и блоки полиспаста, снабжен ребром жесткости стрелы, расположенным в районе крепления блоков полиспаста, которые установлены на втулки из полимерного композиционного материала, в частности, Оксафена, а по торцам втулок установлены металлические шайбы. Кроме того гидросистема снабжена гидравлическим контуром привода крюковой подвески, состоящим из сливной и напорной гидролиний, трехпозиционного гидрораспределителя с двумя рабочими отводами, предохранительного клапана, регулятора расхода, двух обратных клапанов, вентиля и управляемого гидрозамка с прямым и обратным отводом, а также отводами управления и дренажа, соединенными между собой через дроссель, при этом трехпозиционный гидрораспределитель соединен с гидросистемой через сливную и напорную гидролинии, его первый рабочий отвод соединен с предохранительным клапаном, штоковыми полостями гидроцилиндров и отводом управления управляемого гидрозамка, а второй рабочий отвод через первый обратный клапан и регулятор расхода соединен с прямым отводом управляемого гидрозамка, обратный отвод которого соединен с поршневыми полостями гидроцилиндров, кроме того штоковые и поршневые полости гидроцилиндров соединены через вентиль, а отвод дренажа управляемого гидрозамка через второй обратный клапан соединен со сливной гидролинией.
Заявленные технические признаки существенны, так как они влияют на достигаемый технический результат - исключение потерь на трение, повышение КПД и совершенствование конструкции гидравлической системы, что существенно повышает надежность крана.
При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное техническое решение не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение обладает новизной и не следует явным образом из существующего уровня техники.
Предлагаемое техническое решение может быть применено при производстве БРЭМ.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид грузоподъемного крана; на фиг.2 изображены ребро жесткости и блоки полиспаста; на фиг.3 изображен разрез по блокам полиспаста; на фиг.4 изображена гидросхема гидравлического контура привода крюковой подвески.
Грузоподъемный кран содержит стрелу 1 П-образного сечения, крюковую подвеску 2, гидросистему 3, механизм 4 подъема-опускания груза, включающий тележку 5 на роликах 6, гидроцилиндры 7 и блоки полиспаста 8 с уравнительным блоком. Кран снабжен ребром жесткости 9 стрелы 1, а блоки полиспаста 8 установлены на втулки 10 из полимерного композиционного материала, по торцам которых установлены металлические шайбы 11.
Гидросистема 3 снабжена гидравлическим контуром привода крюковой подвески, состоящим из сливной гидролинии 12, напорной гидролинии 13, трехпозиционного гидрораспределителя 14 с двумя рабочими отводами 15 и 16, предохранительного клапана 17, регулятора расхода 18, двух обратных клапанов 19 и 20, вентиля 21 и управляемого гидрозамка 22 с прямым отводом 23, обратным отводом 24, отводом 25 управления и отводом 26 дренажа. Отводы 25 и 26 соединены между собой через дроссель 27.
Работа грузоподъемного крана
Применение втулок 10 из полимерного композиционного материала, превосходящего по ресурсу и эксплуатационным нагрузкам такие материалы как бронза, текстолит, фторопласт, полиамиды, позволяет повысить КПД при вращении блоков полиспаста 8 вокруг оси, что исключает периодическую остановку блоков 8, а, следовательно, снижает износ их ручьев.
Полимерный композиционный материал является чувствительным к торцевым нагрузкам. Для их снижения, во избежание хрупких изломов материала при упругих деформациях стрелы 1, она снабжена ребром жесткости 9 в районе крепления блоков полиспаста 8. Дополнительно, для минимизации торцевого КПД, по торцам втулок 10 установлены металлические шайбы 11.
При выдвижении или втягивании гидроцилиндров 7 происходит перемещение тележки 5 на роликах 6, при этом за счет изменения длины троса крюковой подвески 2, увлекаемого тележкой 5, происходит подъем или опускание крюковой подвески 2. Поскольку трос перемещается по ручьям блоков полиспаста 8, имеющих повышенный КПД за счет вышеописанной конструкции, то этим обеспечивается плавность работы, вследствие чего снижается износ механизма 4 подъема-опускания груза и повышается ресурс грузоподъемного крана.
Работа гидравлического контура привода крюковой подвески.
Рабочая жидкость из гидросистемы 3 подается к трехпозиционному гидрораспределителю 14 через напорную гидролинию 13 и возвращается через сливную гидролинию 12.
При нахождении трехпозиционного гидрораспределителя 14 в нейтральной позиции рабочая жидкость не поступает к рабочим отводам 15 и 16. При этом под воздействием веса груза на крюковую подвеску 2 усилие посредством механизма 4 подъема-опускания груза передается на штоки гидроцилиндров 7. Штоки, втягиваясь от усилия веса груза, создают давление в поршневых полостях гидроцилиндров 7. Рабочая жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров 7 поступает к обратному отводу 24 управляемого гидрозамка 22. Поскольку гидрозамок  22 находится в выключенном состоянии, то рабочая жидкость запирается и фиксирует гидроцилиндры 7 в неподвижном положении. Отсутствие движения штоков гидроцилиндров 7, а, следовательно, и механизма 4 подъема-опускания груза, обеспечивает неподвижное удержание груза крюковой подвеской 2. Выключение гидрозамка 22 обусловлено наличием дросселя 27 между отводом 25 управления и отводом 26 дренажа, что позволяет исключить остаточное давление в отводе 25 управления, которое устраняется перетоком рабочей жидкости из отвода 25 управления через дроссель 27 и обратный клапан 20 в сливную гидролинию 12. Тем самым достигается гарантированное удержание груза.
При нахождении трехпозиционного гидрораспределителя 14 в позиции подъема груза рабочая жидкость поступает к рабочему отводу 15, далее через обратный клапан 19 и прямой отвод 23 открывает гидрозамок 22 и через обратный отвод 24 поступает в поршневые полости гидроцилиндров 7. Происходит выдвижение штоков гидроцилиндров 7 и, соответственно, производится подъем груза механизмом 4, как описано выше.
При нахождении трехпозиционного гидрораспределителя 14 в позиции опускания груза рабочая жидкость поступает к рабочему отводу 12 и штоковым полостям гидроцилиндров 7. Одновременно с этим рабочая жидкость поступает к отводу 25 управления и открывает гидрозамок 22. Рабочая жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров 7 через открытый гидрозамок 22, регулятор расхода 18 и трехпозиционный гидрораспределитель 14 поступает в сливную гидролинию 12. Происходит втягивание штоков гидроцилиндров 7 и, соответственно, производится опускание груза механизмом 4, как описано выше. Необходимая скорость опускания груза обеспечивается настройкой регулятора расхода 18, пропускающим определенный расход рабочей жидкости, при этом избыток рабочей жидкости сливается через предохранительный клапан 17. Поскольку регулятор расхода 18 поддерживает неизменный расход независимо от давления, то это обеспечивает равномерное втягивание штоков гидроцилиндров 7 независимо от нагрузки, создаваемой весом груза, следовательно, гарантируется опускание груза любой массы с требуемой скоростью.
В случае поломки гидросистемы 3, для аварийного опускания груза открывают вентиль 21, что обеспечивает переток рабочей жидкости из поршневых полостей гидроцилиндров 7 в штоковые полости. Происходит втягивание штоков гидроцилиндров 7 и, соответственно, производится опускание груза механизмом 4, как описано выше.
Заявителю неизвестна аналогичная компоновка гидравлического оборудования бронированной ремонтно-эвакуационной машины и заявляемый «Кран грузоподъемный» обладает новизной, достаточным изобретательским уровнем и перспективой промышленного применения с заявленным техническим результатом - повышением надежности крана грузоподъемного, обусловленного значительным снижением потерь на трение, совершенствованием конструкции гидравлической системы.
Литература
1. Беляков В.Ф. и др. Гидросистема грузоподъемного крана с электрогидравлическим приводом управления. Патент ПМ 64192. МПК B66C 13/18, B66C 13/42. Приоритет от 19.02.2007 г. Опубл. 27.06.2007г., бюлл. № 18. Патентообладатель ФГУП «Конструкторское бюро транспортного машиностроения», г. Омск. Патент перешел в общественное достояние.
2. Агеев Д.В. и др. Грузоподъемный кран бронированной ремонтно-эвакуационной машины. Патент ПМ 95653. МПК B66C 23/40, F41H 7/02. Приоритет от 09.03.2010г. Опубл. 10.07.2010 г., бюлл. № 19. Патентообладатель ОАО «КБТМ», г. Омск. Патент перешел в общественное достояние.