Кран грузоподъемный

Полезная модель относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к самоходным грузоподъемным кранам, используемым при производстве погрузочно-разгрузочных, строительно-монтажных работ. Дополнительный противовес необходим для повышения собственной устойчивости крана и как следствие его грузоподъемности. В то же время при передвижении крана между объектами производства работ возникает необходимость перевозить противовес отдельно, на другом транспортном средстве, для снижения массы крана в транспортном положении, из-за имеющихся нормативных ограничений массы транспортных средств. На объекте выполнения работ перед началом работы перевозимый отдельно противовес необходимо установить на кран, после завершения работ – демонтировать.
Из уровня техники известен гидравлический кран (патент на полезную модель № 93078, опубл. 20.04.2010, МПК В66С 23/36), содержащий автомобильное шасси, размещенные на нем нижнюю раму и поворотную платформу, соединенные через опорно-поворотное устройство, при этом в передней части рамы установлены передние поворотные опоры и подъемный стол, в задней части рамы установлены задние выдвижные опоры. Подъемный стол предназначен для размещения дополнительных противовесов, навешиваемых на поворотную платформу снизу под основным противовесом. При подготовке к работе перемещаемый отдельно от крана дополнительный противовес с помощью рабочего оборудования крана размещается на подъемном столе, кран поворачивается стрелой в положение «назад», совмещая в пространстве основной и дополнительный противовес. Затем специальным гидроцилиндром, вмонтированным в раму крана, дополнительный противовес поднимается вверх до необходимого уровня, после чего обе части противовеса стыкуются между собой. Специальный гидроцилиндр опускается в исходное положение, кран готов к работе.
Данное известное техническое решение, связанное с установкой дополнительного противовеса, ограничено в возможности применения, так как пригодно лишь для кранов определенной конструкции, содержащих подъемный стол и имеющих постоянно возимый на кране основной противовес, который увеличивает массу крана в транспортном положении и создает дополнительные нагрузки на поворотную платформу при передвижении. Для размещения гидроцилиндра подъемного стола в опорной раме крана необходимо выполнить проем, который усложняет конструкцию рамы и накладывает ограничения на размещение поперечных балок выносных опор. В процессе установки дополнительного противовеса и его демонтажа необходимо в одно и тоже время управлять гидроцилиндром подъемного стола на нижней раме крана и устанавливать/демонтировать пальцы крепления противовеса на поворотной платформе, что не безопасно, так как при этом требуется согласовывать действия оператора, управляющего гидрооборудованием на нижней раме крана, и монтажника, выполняющего работы на поворотной платформе.
Из уровня техники также известен кран стреловой самоходный (патент на изобретение № 2577720, опубл. 20.03.2016, МПК В66С 23/36), содержащий автомобильное шасси, размещенную на нем опорную раму, поворотную платформу с размещенным на ней стреловым оборудованием, основной противовес, установленный на конце поворотной платформы снизу, дополнительный противовес, выносные опоры, электрооборудование шасси. Кран снабжен пультом дистанционного управления установкой дополнительного противовеса с токопроводящим кабелем. Дополнительный противовес состоит из верхней и нижней части, снабжен механизмом установки дополнительного противовеса, размещенным внутри дополнительного противовеса, выполненным в виде автономной гидравлической системы, содержащей министанцию, два гидроцилиндра, связанных с распределителями министанции рукавами высокого давления. Механизм установки дополнительного противовеса содержит разъем питания для подсоединения к электрооборудованию шасси или к другому источнику электроэнергии, разъем управления для подсоединения пульта дистанционного управления установкой дополнительного противовеса.
Министанция содержит маслобак с заливной горловиной, насос с встроенным всасывающим фильтром, электродвигатель, связанный с насосом, первичную клапанно-распределительную аппаратуру, включающую обратный клапан, предохранительный клапан, а также пять основных трехпозиционных распределителей с электроуправлением. Министанция размещена в нижней части дополнительного противовеса. Токопроводящий кабель пульта дистанционного управления установкой дополнительного противовеса содержит разъем питания для подсоединения к электрооборудованию шасси или к внешнему источнику электроэнергии, разъем питания для подсоединения министанции к электрооборудованию шасси или к внешнему источнику электроэнергии, разъем управления установкой дополнительного противовеса. Штоки гидроцилиндров механизма установки дополнительного противовеса закреплены в верхней части дополнительного противовеса, гильзы гидроцилиндров механизма установки дополнительного противовеса закреплены в нижней части дополнительного противовеса. Дополнительный противовес снабжен пальцами для крепления к поворотной платформе. Дополнительный противовес снабжен ручками для строповки. Дополнительный противовес снабжен пальцами для соединения его верхней и нижней части. Установочное место опорной рамы снабжено установочными втулками, нижняя часть дополнительного противовеса выполнена с отверстиями, совпадающими по размеру с размером поперечного сечения установочных втулок. Управление установкой дополнительного противовеса выполняется крановщиком с пульта дистанционного управления. Крановщик с пультом дистанционного управления располагается вне кабины крановщика, непосредственно на площадке на безопасном расстоянии от крана.
При подготовке к работе перемещаемый отдельно от крана дополнительный противовес с помощью рабочего оборудования крана размещается на монтажном месте опорной рамы, кран поворачивается стрелой в положение «назад». Крановщик покидает кабину крана, подключает министанцию дополнительного противовеса к электрооборудованию крана или внешнему источнику электроэнергии, подключает к министанции пульт дистанционного управления и вынимает соединяющие верхнюю и нижнюю части противовеса пальцы, чтобы разъединить их, после чего перемещается с пультом дистанционного управления министанцией с крана на землю. Нажатием на соответствующие кнопки на пульте управления выдвигает штоки гидроцилиндров, которые поднимают верхнюю часть противовеса к поворотной платформе до совмещения отверстий для пальцев в верхней части противовеса и поворотной платформе. Верхняя часть противовеса крепится к поворотной платформе пальцами, для установки которых крановщику необходимо подняться на кран. После установки крепежных пальцев и их фиксации чеками крановщик нажатием на соответствующие кнопки на пульте управления втягивает штоки гидроцилиндров и поднимает нижнюю часть противовеса к верхней до совмещения отверстий для пальцев в верхней и нижней частях противовеса, после чего вставляет соединительные пальцы, фиксирует их чеками, отключает пульт дистанционного управления от министанции, а министанцию от электропитания. Кран готов к работе.
Демонтаж дополнительного противовеса выполняется в обратном порядке.
Данное техническое решение (грузоподъемный кран) выбрано в качестве ближайшего аналога (прототипа).
Данное известное техническое решение, связанное с установкой дополнительного противовеса, имеющего встроенный гидропривод с министанцией, не позволяет менять массу противовеса в зависимости от веса грузов и величины рабочих вылетов. Верхняя и нижняя части дополнительного противовеса представляют собой сложные по форме и, как следствие, трудоемкие в изготовлении металлоконструкции с внутренними полостями для размещения гидроцилиндров, трубопроводов, министанции. Для проведения регламентного технического обслуживания механизма монтажа противовеса и (или) ремонтных работ необходимо использование грузоподъемного оборудования, специальных стропов и предохранительных упоров. Перемещение дополнительного противовеса возможно только в сборе, что исключает его перевозку несколькими транспортными средствами меньшей, чем его вес, грузоподъемности.
Технической проблемой, решаемой полезной моделью, устранение указанных недостатков известных устройств.
Техническим результатом является упрощение конструкции механизма монтажа противовеса грузоподъемного крана, упрощение и повышение безопасности процесса монтажа противовеса, а также возможность использования при работе грузоподъемного крана противовесов различной массы исходя из параметров выполняемых работ.
Еще одной технической проблемой, решаемой при осуществлении полезной модели, является расширение арсенала грузоподъемных кранов.
Технический результат достигается за счет того, что в грузоподъемном кране, содержащем ходовое устройство, поворотную платформу с размещенным на ней стреловым оборудованием, противовес, механизм монтажа противовеса, содержащий гидрораспределитель, трубопроводы, два гидроцилиндра и два гидрозамка, согласно полезной модели,  гидрораспределитель механизма монтажа противовеса подключен к гидросистеме поворотной части крана, гидроцилиндры жестко закреплены на поворотной платформе в вертикальном положении штоками вверх, а на концах штоков шарнирно установлены качающиеся равноплечие коромысла, к которым посредством грузоподъемных цепей крепится противовес, состоящий из основной плиты и дополнительных грузов.
Вышеуказанные конструктивные особенности позволяют создать устройство, обладающее простой конструкцией и обеспечивающее упрощение и повышение безопасности процесса монтажа противовеса, а также использовать при работе крана противовесы различной массы, в зависимости от параметров выполняемых краном работ.
В конструкции механизма монтажа противовеса применяются два коромысла, шарнирно закрепленные на концах штоков гидроцилиндров подъема противовеса, т.е. имеющие возможность поворота в точке крепления; на концах плеч коромысел крепятся грузоподъемные цепи, выполняющие функцию гибких тяг. Такая конструкция обеспечивает за счет имеющихся в местах соединения степеней свободы равномерное натяжение всех четырех цепей и равномерное распределение нагрузки от веса противовеса по всем четырем цепям и двум гидроцилиндрам при подъеме. Это обеспечивает устойчивое положение противовеса и равномерное движение штоков гидроцилиндров.
Установка гидроцилиндров на поворотной платформе в вертикальном положении штоками вверх обеспечивает нагружение при подъеме противовеса поршневых полостей гидроцилиндров, и, как следствие, максимально эффективную работу механизма: при одном и том же давлении рабочей жидкости усилие выдвижения штока всегда больше усилия задвижения.
Подключение гидрораспределителя механизма монтажа противовеса к гидросистеме поворотной части крана упрощает его конструкцию – не требуются маслобак, насос и электродвигатель привода насоса, как у ближайшего аналога (прототипа).
В комплексе эти вышеперечисленные признаки обеспечивают как упрощение конструкции механизма монтажа противовеса, так и упрощение его установки на кран. Кроме того, вследствие обеспечения устойчивого положения противовеса при монтаже и стабильной работы механизма его монтажа значительно повышается безопасность процесса монтажа противовеса.
Использование в конструкции крана наборных противовесов, состоящих из одной основной плиты и дополнительных грузов, дает возможность использовать на каждом объекте производства работ противовес оптимальной массы в соответствии с весом перемещаемых краном грузов.
Сущность технического решения поясняется чертежами, на которых представлено:
на фиг. 1 – общий вид грузоподъемного крана со стрелой;
на фиг. 2 – общий вид грузоподъемного крана со смонтированным противовесом;
на фиг. 3 – общий вид противовеса в сборе;
на фиг. 4 – кран в положении сборки противовеса;
на фиг. 5 – механизм монтажа противовеса перед началом подъема (три правых груза условно не показаны);
на фиг. 6 – гидропривод механизма монтажа противовеса.
Ниже описан пример конкретного выполнения полезной модели, который иллюстрирует частный случай выполнения устройства и приведен для пояснения сущности заявляемого технического решения и не ограничивает размеры каких-либо элементов конструкции.
Грузоподъемный кран содержит ходовое устройство 1, закрепленную на нем поворотную платформу 2, вращающуюся на опорно-поворотном устройстве 3. Поворотная платформа 2 представляет собой сварную металлическую конструкцию, на которой размещены стреловое оборудование 4, кабина оператора 5 и исполнительные механизмы крана. Поворотная платформа 2 выполнена с возможностью вращения с установленными на ней механизмами и стрелой в горизонтальной плоскости относительно ходового устройства крана на 360°.
На конце поворотной платформы 2 с нижней стороны устанавливается противовес 6 для уравновешивания массы рабочего груза и стрелового оборудования крана во время работы.
Установка противовеса 6 осуществляется механизмом монтажа противовеса 7, который содержит  двухсекционный гидрораспределитель 8, установленный на поворотной платформе 2 и подключенный к гидросистеме поворотной части крана, пульт 9 дистанционного управления гидрораспределителем 8, два гидроцилиндра 10, симметрично размещенные на конце поворотной платформы 2 крана и жестко закрепленные на ней в вертикальном положении штоками вверх, два гидрозамка 11, обеспечивающие неизменное положение штоков гидроцилиндров 10 под нагрузкой, трубопроводы 12, соединяющие гидрораспределитель 8 с гидросистемой крана, двумя гидрозамками 11 и двумя гидроцилиндрами 10. На концах штоков гидроцилиндров 10 на осях 13 шарнирно установлены два качающихся коромысла 14, в плечах которых выполнены отверстия для пальцев 15 крепления грузоподъемных цепей 16. Такие же пальцы 15 используются для соединения цепей 16 и тяг 17, тяг 17 и проушин 18 на основной плите противовеса 19.
Противовес 6 состоит из одной основной плиты 19 и дополнительных грузов 20 (левых) и 21 (правых). В зависимости от веса перемещаемых грузов и состава стрелового оборудования крана количество дополнительных грузов может быть различным, но количество левых 20 и правых 21 дополнительных грузов должно быть равным.
Каждый дополнительный груз имеет в плане пятиугольную форму (прямоугольник с одним срезанным углом), снабжен двумя захватами 22 для его строповки, имеет три сквозных отверстия для обеспечения скрепления грузов между собой, на нижней поверхности груза вокруг этих отверстий сформированы центрирующие «впадины», на верхней – центрирующие выступы 23.
Основная плита 19 противовеса имеет шестиугольную форму (прямоугольник с двумя срезанными углами), снабжена двумя захватами 22 для строповки, двумя парами скоб 24 для крепления к поворотной платформе 2 при работе крана, двумя парами скоб 18 для крепления тяг 17 механизма монтажа противовеса 7, имеет две группы сквозных отверстий (по 3 шт.) со сформированными вокруг них на верхней поверхности центрирующими выступами 23 для установки дополнительных грузов 20 и 21, два сквозных отверстия прямоугольной формы для ориентации положения противовеса 6 относительно поворотной платформы 2 в процессе подъема. Дополнительные грузы скрепляются между собой и крепятся к основной плите противовеса стандартными стяжными цепями 25 (тремя – левые и тремя – правые), которые устанавливаются в соответствующие сквозные отверстия. Основная плита 19 противовеса крепится к поворотной платформе 2 четырьмя пальцами 26, которые фиксируются в рабочем положении быстросъемными игольчатыми штифтами 27. Для подъема составных частей противовеса грузовой лебедкой крана используется первая секция стрелы и вспомогательная грузоподъемная подвеска 28.
Монтаж противовеса на кран выполняется в следующей последовательности. Грузоподъемный кран доставляют на объект выполнения работ без противовеса, с закрепленной на поворотной платформе первой секцией стрелы, на которой установлена вспомогательная грузоподъемная подвеска 28 с блоком полиспаста. Основная плита противовеса 19 и дополнительные грузы 20 и 21 доставляются на объект производства работ другими транспортными средствами и подвозятся в рабочую зону крана – сначала основная плита 19, затем дополнительные грузы 20 и 21. Количество дополнительных грузов определяется планом производства работ на объекте. Процесс перемещения составных частей противовеса с транспортного средства на место сборки состоит из типовых операций по перемещению грузов и выполняются крановщиком (отвечает за управление краном) и стропальщиком (отвечает за правильность строповки груза, отсутствие его раскачивания при перемещении и установку на месте монтажа).
Крановщик, управляя механизмами крана из кабины 5, перемещает вспомогательную подвеску с закрепленными на ней двумя стандартными двухпетлевыми канатными стропами необходимой грузоподъемности к основной плите противовеса 19. Стропальщик зацепляет свободные петли стропов за захваты 22 на основной плите противовеса 19. Крановщик, управляя механизмами крана, перемещает ее с транспортного средства на место сборки. Стропальщик размещает на поверхности рабочей площадки две деревянные подкладки длиной не менее ширины основной плиты 19, с целью обеспечить зазор между нижней поверхностью основной плиты 19 и рабочей площадкой, который необходим для установки стяжных цепей 25 после сборки противовеса 6. Основную плиту 19 устанавливают на деревянные подкладки таким образом, чтобы положение собранного противовеса 6 было устойчивым, и чтобы деревянные подкладки не перекрывали ни одно из шести сквозных отверстий в основной плите 19 для установки стяжных цепей 25. После установки основной плиты 19 стропальщик снимает петли стропов с захватов 22. Крановщик перемещает кран и вспомогательную подвеску со стропами к дополнительному грузу 20 или 21, который аналогично перемещается к опорной плите 19 и устанавливается на нее так, чтобы центрирующие выступы 23 на основной плите 19  вошли в соответствующие впадины на нижней поверхности дополнительного груза. Дополнительные грузы – левые 20 и правые 21 – должны устанавливаться на основную плиту 19 по очереди, количество их в собранном противовесе должно быть равным. После установки всех дополнительных грузов 20 и 21 крановщик скрепляет их между собой и с основной плитой 19 шестью стяжными цепями 25, после чего с помощью восьми пальцев 15 устанавливает на скобы 18 тяги 17. Противовес готов к монтажу на поворотную платформу крана.
После сборки противовеса 6 крановщик устанавливает кран таким образом, чтобы при последующем движении «назад» противовес 6 оказался под местом его крепления на поворотной платформе 2 крана, после чего перемещает кран на необходимое расстояние.
Убедившись, что собранный противовес 6 располагается под местом его крепления на поворотной платформе 2, крановщик соединяет четырьмя пальцами 15 концы грузоподъемных цепей 16 с тягами 17. Конструкция, включающая в себя два равноплечих коромысла 14, шарнирно закрепленных на концах штоков гидроцилиндров 10, и четыре гибких ветви – грузоподъемных цепи 16 – обеспечивает за счет имеющихся в местах соединения степеней свободы равномерное натяжение всех четырех цепей и равномерное распределение между ними нагрузки от веса противовеса, в результате достигается устойчивое положение противовеса 6 при подъеме, стабильная нагрузка на каждый из гидроцилиндров 10. Положение гидроцилиндров 10 – штоками вверх – обеспечивает нагружение при подъеме противовеса 6 поршневых полостей гидроцилиндров 10, и, как следствие, максимально эффективную работу механизма: при одном и том же давлении рабочей жидкости усилие выдвижения штока всегда больше усилия задвижения.
Подъем противовеса 6 выполняются крановщиком с использованием пульта 9 дистанционного управления механизмом монтажа противовеса 7. Пульт 9 дистанционного управления имеет 4 кнопки, обеспечивающие управление выдвижением и втягиванием штоков гидроцилиндров 10 подачей соответствующих сигналов на электромагниты гидрораспределителя 8. За исключением времени использования, пульт 9 хранится в правом заднем отсеке капота крана. Длина кабеля пульта 9 дистанционного управления составляет не менее 10 метров, что обеспечивает нахождение крановщика на безопасном расстоянии от противовеса 6 в процессе его подъема, в точке рабочей площадки, с которой имеется возможность контролировать процесс подъема. Сначала он, воздействуя на соответствующие кнопки на пульте 9 дистанционного управления, приподнимает собранный контргруз 6 на 100-200 мм, чтобы убедиться в том, что он надежно закреплен, все четыре ветви натянуты равномерно и положение подвешенного контргруза устойчиво. Гидрозамки 11 обеспечивают в это время неизменное положение штоков гидроцилиндров 10. Затем осуществляет подъем противовеса 6 в рабочее положение, до совпадения отверстий для пальцев 26 в скобах 24 на основной плите 19 с отверстиями кронштейнов на поворотной платформе 2, после чего вставляет в них четыре пальца 26, которые фиксирует быстросъемными игольчатыми штифтами 27.
С целью избежать повреждения рабочих поверхностей штоков гидроцилиндров 10 при работе крана после того, как противовес 6 закреплен на поворотной платформе 2, крановщик, воздействуя на соответствующие кнопки на пульте 9 дистанционного управления, втягивает их. Цепи 16 складываются и не препятствуют этому. Пульт 9 дистанционного управления вместе с кабелем укладывается в правый задний отсек капота на поворотной платформе 2.
После установки противовеса 6 на поворотную платформу 2 выполняют сборку необходимого для работы крана на объекте стрелового оборудования, и приступают к работе.
Для перемещения крана на другой объект производства работ действия выполняются в обратном порядке.
В отличие от прототипа все используемые при монтаже противовеса механизмы размещены на поворотной платформе крана. Сборка противовеса из составных частей выполняется на поверхности рабочей площадки, чем обеспечивается удобство при работе и свободный доступ с любой стороны.
В конструкции механизма монтажа противовеса применяются два коромысла, закрепленные на штоках гидроцилиндров подъема противовеса и имеющие возможность поворота в точке крепления. На концах плеч коромысел крепятся грузоподъемные цепи, выполняющие функцию гибких тяг. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение нагрузки от веса противовеса по всем четырем цепям и двум гидроцилиндрам при подъеме. Это обеспечивает устойчивое положение противовеса 6 и равномерное движение штоков гидроцилиндров 10.
Предлагаемая конструкция механизма монтажа противовеса обеспечивает выполнение этих операций без использования дополнительных грузоподъемных машин. Предлагаемая конструкция обеспечивает использование наборных противовесов, состоящих из одной основной плиты и дополнительных грузов, что дает возможность использовать на каждом объекте производства работ противовес оптимальной массы в соответствии с весом перемещаемых краном грузов. Возможность перемещать кран с объекта на объект без противовеса, масса которого может составлять более 25% веса крана, обеспечивает снижение нагрузки на дорогу при перевозке.
В результате использования полезной модели достигается возможность использования различных по массе наборов противовесов; основная плита и дополнительные грузы противовеса имеют простую геометрическую форму; дополнительные грузы противовеса унифицированы по местам крепления и могут соединяться между собой в любом порядке; на объекте производства работ может быть использован противовес именно той массы, что требуется по проекту производства работ краном;  для перевозки основной плиты и дополнительных грузов противовеса может быть использовано несколько транспортных средств меньшей грузоподъемности, чем суммарный вес противовеса.
В результате использования полезной модели упрощается процесс монтажа противовеса, для его разгрузки-погрузки и сборки-разборки не требуется дополнительное грузоподъемное устройство, все работы выполняются персоналом на поверхности рабочей площадки, использование пульта дистанционного управления  повышает безопасность при проведении работ. При перемещении крана по дорогам общего пользования весь противовес может перевозиться отдельно, что обеспечивает минимальную массу крана в транспортном положении и снижает нагрузку на дорогу.
Кроме того, при осуществлении полезной модели решается еще одна техническая проблема – расширение арсенала грузоподъемных кранов.