ТРАВЕРСА С БАЛАНСИРОМ

Полезная модель относится к подъемным устройствам с приспособлениями для уравновешивания груза и может быть использована для устранения дисбаланса при подъеме и опускании однотипных грузов с разными весами и центрами масс.
Целью полезной модели является упрощение конструкции.
Уровень техники
Известны устройства для уравновешивания стреловых кранов, каждое из которых содержит платформу, установленную на ней стрелу, различные по конструкции противовесы и их приводы (А.С. СССР №303280, МПК В66С 23/10, 1970 г., опубл. Бюл. №16, 1971 г.) [1], (А.С. СССР №355096, М. кл. В66С 23/74, 1969 г., опубл. Бюл. №31, 1972 г.) [2], (А.С. СССР №385889, М. кл. В66С 23/72, 1970 г., опубл. Бюл. №26, 1973 г.) [3], (А.С. СССР №449004, М. кл. В66С 23/72, 1972 г., опубл. Бюл. №41, 1974 г.) [4], (А.С. СССР №2003641, МКИ 5 В66С 23/76, 1991 г., опубл. Бюл. №43-44, 1993 г.) [5], (А.С. СССР №2041156, МПК 6 В66С 23/72, 1993 г., опубл. Бюл. №22, 1995 г.) [6].
При работе перемещают противовесы с помощью их приводов и уравновешивают стрелы кранов с учетом поднимаемых грузов.
Недостатками известных устройств, при использовании их противовесов в качестве балансира грузоподъемной
траверсы, являются невозможность устранения дисбаланса (перекоса) различных направлений, возникающего при подъеме грузов с разными весами и центрами масс, а также сложность их конструкций.
Известны механизмы уравновешивания поворотного рычага, каждый из которых содержит упомянутый рычаг, скрепленный с ним кривошип, палец которого взаимодействует с пазом кулисы, соединенной с указанным пальцем нажимной пружиной, при этом механизм выполнен с последовательно расположенными на общей вертикали пальцем кривошипа и осями вращения кулисы и рычага (А.С СССР №369096, М. кл. В66С 23/72, 1970 г., опубл. Бюл. №10, 1973 г.) [7] и (А.С. СССР №484173, 1973 г., опубл. Бюл. №34, 1975 г.)[8].
В исходном положении оси вращения кулисы рычага с кривошипом и палец кривошипа расположены на одной вертикали. Поворот рычага с кривошипом приводит к повороту кулисы и деформации пружины, посредством перемещения пальца кривошипа. При этом продольная ось кулисы всегда проходит через ось ее вращения. Поворот рычага с кривошипом приводит к появлению момента нагрузки от весов груза и рычага с кривошипом. Одновременно появляется уравновешивающий момент, вследствие деформации пружины.
Недостатками известных механизмов, при использовании их в качестве балансира грузоподъемной траверсы, являются невозможность устранения дисбаланса (перекоса) различных направлений, возникающего при подъеме грузов с разными весами и центрами масс, а также сложность их конструкций.
Известны весы, содержащие грузовую платформу, соединенную рычагом с рейкой, которая с одного конца имеет градуированную шкалу с подвижным грузом, а с другого - балансир в виде штанги с резьбой и противовесом, перемещающимся вдоль нее, для выставки нулевой отметки (уравновешивания) при отсутствии взвешиваемого образца, т.е. для устранения
дисбаланса. (ГОСТ 11219-71 «Весы товарные. Основные параметры и размеры») [9].
Недостатком известной конструкции, при применении ее балансира в устройстве для подъема груза, является невозможность устранения дисбаланса различных направлений, возникающего при подъеме и опускании грузов, имеющих разные веса и центры масс.
Известно устройство для подъема и уравновешивания груза, содержащее станину, на которой установлена колонна со стрелой и грузовым крюком на тросе. Поворотная колонна снабжена шарнирно установленной на ней стойкой и приводом с винтом и гайкой, которая шарнирно закреплена на свободном конце стойки. Стойка выполнена с прорезями, в которые пропущены оси противовеса. На противовесе закреплен второй конец троса, который введен внутрь колонны посредством блоков (А.С. СССР №933625, МКИ 3 В66С 23/72, 1980 г., опубл. Бюл. №21, 1982 г.) [10].
При работе включают привод и получают вращение винта и поступательное перемещение гайки, которая отклоняет стойку от вертикального положения, при этом сила натяжения троса уменьшается. Крюк опускают на необходимую высоту и подцепляют груз. Затем снова включают привод и гайка перемещается в обратную сторону, усилие натяжения троса возрастает, и как только станет равным весу груза, последний, при приложении к нему незначительной вертикальной силы, начинает подниматься, при этом противовес перемещается в прорезях стойки. При уравновешивании груза и противовеса привод отключают и перемещают груз в горизонтальном и вертикальном направлениях.
Недостатками известного устройства, при применении его противовеса с приводом (балансира) в траверсе для подъема груза, являются невозможность устранения дисбаланса (перекоса) различных направлений, возникающего при подъеме и опускании груза, а также сложность конструкции.
Известна траверса для подъема плит и стеновых панелей, содержащая балку с отверстиями для закрепления груза, строповочный узел в виде скобы и захваты, перемещающиеся по балке в продольном направлении. (Коротеев Д.В. и др. «Справочник мастера - строителя», М., Стройиздат, 1986 г., стр.250, рис.111, схема «е») [11].
Известная траверса позволяет крепить на ней груз, регулировать (перемещать) захваты с грузом по балке и устранять дисбаланс (перекос) груза в одном, продольном направлении, а также поднимать балку с грузом при помощи грузоподъемного механизма, например крана, тельфера и т.п.
Недостатком известной траверсы, при применении ее для точной установки груза, является невозможность устранения дисбаланса различных направлений, возникающего при подъеме и опускании грузов с разными весами и центрами масс.
Известно грузоподъемное устройство с поворотным противовесом, содержащее раму со смонтированными на ней поворотными роликами, в которых установлены противовесы, и привод поворота рамок (Патент США №3236391, НКИ 212-8, заявл. г.Гарри М.Кеннеди 24.02.1964 г., опубл. 22.02.1966 г.) [12].
При подъеме уравновешивают груз поворотным противовесом при помощи поворотных роликов и привода.
Известное устройство устраняет недостатки аналогов 1-11, т.е. позволяет устранять дисбаланс (перекос) различных направлений при подъеме и опускании груза, но его конструкция является чрезвычайно сложной и трудоемкой в изготовлении.
За прототип, как наиболее близкое по технической сущности к заявляемому, выбрано грузоподъемное средство с поворотным противовесом по Авторскому свидетельству СССР №749792, МКИ 3 В66С 23/74, 1978 г., опубл. Бюл. №27,
1980 г. [13].
Устройство, выбранное в качестве прототипа содержит поворотную раму со скосами в задней части и, установленные на раме, поворотные рамки с противовесами. Рамки снабжены зубчатыми секторами, оси вращения которых совпадают с осями рамок, а также приводом в виде гидроцилиндра и зубчатых колес, установленных между секторами или двуплечих рычагов в варианте устройства.
Устройство - прототип работает следующим образом. При подаче давления в гидроцилинр, его шток поворачивает один из зубчатых секторов, вращающий момент через зубчатые колеса передается второму зубчатому сектору. В варианте устройства шток гидроцилиндра воздействует на зубчатые секторы рамок через систему двуплечих рычагов. Рамки с противовесами поворачиваются из одного положения в другое обеспечивая уравновешивание (устранение дисбаланса) грузоподъемного устройства с учетом поднимаемого и горизонтально перемещаемого груза.
Устройство - прототип позволяет устранять дисбаланс (перекос), т.е. уравновешивать груз при вертикальном и горизонтальном перемещениях, но конструкция, при использовании ее для небольших грузов, требующих точной установки, необоснована сложна и трудоемка в изготовлении, что и является ее недостатками.
Целью полезной модели является упрощение конструкции известного грузоподъемного средства с поворотным противовесом.
Указанная цель достигается тем, что в траверсе с балансиром, содержащей балку с отверстиями для закрепления груза, строповочный узел и упомянутый балансир, последний выполнен в виде штанги, установленной на балке с возможностью поворота в горизонтальной плоскости, и противовеса, перемещающегося по упомянутой штанге.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в следующем.
При упаковке изделий массой 200 кг в герметичную тару их необходимо поднять на высоту 1,5-2,0 м, опустить в отверстие контейнера и закрепить на его фланце, а также при распаковке извлечь из контейнера. Для этого применяется грузоподъемное устройство с траверсой.
По Техническим условиям на изделие допуск по массе на составные части и само изделие составляет ±10%, т.е. масса может колебаться от 180 до 220 кг. Поскольку такелажные точки (точки крепления) строго определены конструкцией, а масса различных изделий и их составных частей не постоянна, возникает смещение центра масс, что приводит к дисбалансу, т.е. отклонению (перекосу) вертикальной оси вывешенного изделия от оси перпендикулярной базовой поверхности фланца контейнера.
Размер во фланце контейнера выполнен на 5 мм больше габарита изделия (кольцевой зазор 2,5 мм), с одной стороны для обеспечения упаковки, а с другой - для надежного закрепления и сохранности при транспортировке. При большом отклонении (5-10°) вертикальной оси изделия от оси перпендикулярной базовой поверхности (перекосе) установка изделия в контейнер, а особенно извлечение его из контейнера затруднительны.
Изделия и герметичная (многооборотная) тара являются дорогостоящими приборами и их повреждение при упаковке и распаковке связано со значительными материальными потерями.
Для устранения дисбаланса (перекоса) груза применяется траверса с балансиром. Балансир представляет собой штангу, закрепленную на балке и противовес с возможностью перемещения по ней для уравновешивания изделия, т.е. для обеспечения перпендикулярности вертикальной оси изделия базовой поверхности контейнера. Однако, смещение центра масс изделий из-за колебаний масс их составных частей при вывеске происходит по разным направлениям в секторе 30-40°, т.е. изменяется
вектор дисбаланса. Поэтому противовес на штанге должен иметь возможность перемещения в горизонтальной плоскости не только в одном, но и в разных направлениях в обозначенном секторе, т.е. описывать траекторию вокруг точки крепления штанги на балке траверсы.
Таким образом, с учетом изложенных факторов, балансир траверсы должен обеспечивать перемещение противовеса вдоль штанги для устранения дисбаланса (перекоса) одного направления, а также вращение вокруг точки крепления штанги к балке в горизонтальной плоскости в секторе 30-40° для устранения дисбаланса разных направлений, а конструкция траверсы с балансиром должна быть по возможности простой и не трудоемкой в изготовлении.
Положительный эффект от использования полезной модели заключается в упрощении конструкции известного устройства с сохранением возможности устранения дисбаланса разных направлений однотипных изделий с различными весами и центрами масс, например при их вывеске для упаковки в герметичную тару с точной установкой во фланце контейнера последней, а также при извлечении их из тары при распаковке.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 изображена траверса с балансиром, общий вид; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.3 - схема подъема и установки груза при помощи траверсы в изометрии, штрих - пунктирными линиями изображены груз и объект установки.
Траверса состоит из балки 1 с отверстиями 2 для закрепления груза, строповочного узла 3, балансира в виде штанги 4 и противовеса 5 и узла поворота 6 штанги 4 на балке 1 в горизонтальной плоскости.
Работа с траверсой осуществляется следующим образом.
Балку 1 траверсы закрепляют на грузе (на чертеже не обозначен) через отверстия 2, грузоподъемным механизмом (на чертеже не показан) поднимают траверсу с грузом при помощи строповочного узла 3. Подводят груз к объекту установки (на чертеже не обозначен), регулируют положение противовеса 5 перемещением его вдоль оси штанги 4 и поворотом последней вокруг точки крепления в поворотном узле 6. Обеспечивают перпендикулярность вертикальной оси груза базовой поверхности объекта установки. Горизонтальным перемещением траверсы с грузом посредством грузоподъемного механизма обеспечивают равномерный зазор между отверстием в объекте установки и грузом и устанавливают его в упомянутое отверстие. После этого снимают траверсу с груза и закрепляют его на объекте установки. Затем производят окончательную герметичную упаковку.
Распаковка производится по той же схеме.
Осуществление полезной модели
Разработана конструкция траверсы с балансиром для упаковки (распаковки) изделий в объект установки (герметичная тара).
Траверса состоит из балки 1, строповочного узла 3, балансира и узла поворота 6.
Балка 1 представляет собой стальную пластину толщиной 10 мм в виде равнобедренного треугольника с основанием 370 и высотой 200 мм и тремя отверстиями 2 диаметром 14 мм для крепления груза (на чертеже не обозначен), расположенными в вершинах упомянутой треугольной пластины.
В геометрическом центре балки 1 установлен строповочный узел 3, представляющий собой стальную колонку диаметром 50 и высотой 40 мм с внутренней резьбой M16, закрепленную при помощи сварки по ГОСТ 5264-80, рым-болт M16 по ГОСТ 4751-73, установленный в резьбе упомянутой колонки и, соединенную с последним, ветвь цепную ВЦ - 0,5/500 по РД -10-33-93 грузоподъемностью 500 кг и длиной 500 мм.
Балансир представляет собой стальную штангу 4 диаметром 16 и длиной 300 мм, с резьбой M16 с одного конца и вертикальной (перпендикулярной оси штанги) осью диаметром 16 и высотой 50 мм с другого, стального противовеса 5 в виде цилиндра диаметром 90 и длиной 100 мм с внутренней резьбой M16 и массой 4,8 кг, установленного на штанге 4 с возможностью перемещения по резьбе последней.
Узел поворота 6 представляет собой стальную колонку диаметром 30 и высотой 50 мм с центральным отверстием диаметром 16,5 мм и двумя отверстиями с резьбой М6 на боковой поверхности, закрепленную при помощи сварки по ГОСТ 5264-80 на балке 1.
Вертикальная ось штанги 4 установлена с возможностью поворота в отверстие диаметром 16,5 мм колонки узла поворота 6 и фиксируется болтами М6×40 (на чертеже не показаны) через резьбовые отверстия М6 на боковой поверхности
упомянутой колонки.
Работа с траверсой при упаковке (распаковке) изделия осуществляется следующим образом.
Балку 1 (треугольную пластину) траверсы закрепляют на такелажные точки груза (на чертеже не обозначены) через три отверстия 2 болтами M12×40. Грузоподъемным механизмом, например краном, тельфером и т.п.(на чертеже не показан) поднимают траверсу с грузом при помощи строповочного узла 3 (рым-болт M16 и ветвь цепная ВЦ-0,5/500) на высоту 1,5-2,0 м.
Подводят груз к объекту установки (герметичная тара, на чертеже не обозначена). Регулируют положение противовеса 5 (цилиндр массой 4,8 кг), перемещением его вдоль штанги 4 по резьбе M16 и поворотом упомянутой штанги 4 в узле поворота 6 на ее вертикальной оси в горизонтальной плоскости в секторе 30-40°. Обеспечивают перпендикулярность вертикальной оси груза базовой поверхности фланца объекта установки (герметичная тара) упомянутыми регулировками противовеса. Горизонтальным перемещением траверсы с грузом посредством грузоподъемного механизма обеспечивают равномерный зазор 2,5 мм между отверстием во фланце объекта установки и грузом и опускают его в упомянутое отверстие.
После этого снимают траверсу с груза и закрепляют его в объекте установки шестью штатными болтами M12×60 (на чертеже не показаны).
Распаковку изделия производят по той же схеме.