БАШЕННЫЙ КРАН И СПОСОБ ЕГО МОНТАЖА
TOWER CRANE AND METHOD FOR ITS ASSEMBLY

Данное изобретение относится к грузоподъемной технике, преимущественно к башенным кранам с поворотной башней и подъемной стрелой. Оно касается компоновочных технических решений кранов с механизмами изменения положения стрел и предназначено преимущественно для использования в конструкциях строительных башенных кранов.
Известен башенный кран с механизмом изменения положения стрелы, включающий раму с установленной на ней поворотной платформой, на которой расположены механизмы, грузовая лебедка, противовес и башня с оголовком, стрелой и распоркой, расчалы стрелы и башни, при этом механизм изменения положения стрелы включает канат грузовой лебедки и стрелоподъемный или монтажный полиспаст, связанный с оголовком и распоркой [1].
Известен башенный кран с механизмом изменения положения стрелы, включающий раму с установленной на ней поворотной платформой, на которой расположены механизмы, грузовая лебедка, противовес и башня с оголовком, стрелой и распоркой, расчал стрелы, монтажный полиспаст, расположенный между платформой и распоркой [2].
Известны башенные краны с нижним поворотом башни и подъемными стрелами, каждый из которых включает раму, установленную на раме поворотную платформу с противовесом, башню, стрелу и распорку, связанные с башней, расчалы стрелы и башни [3, 4].
Известен башенный кран, в котором расчал противовесной консоли выполнен из шарнирно соединенных между собой жестких звеньев [5], a также известен башенный кран, в котором расчалы стрелы и башни выполнены из шарнирно соединенных между собой жестких звеньев [6].
Известен грузоподъемный кран, включающий платформу, стрелу, стреловую оттяжку, стрелоподъемный полиспаст, включающий верхнюю блочную обойму для соединения со стреловой оттяжкой, нижнюю блочную обойму для соединения с платформой крана и устройство блокировки, включающее жесткие разъемные тяги изменяемой длины, связанные соответствующими концами с обоймами, при этом обоймы снабжены смонтированными на встречных концах параллельно осям вращения их блоков валами, связанными с концами жестких тяг, оси которых совмещены с продольными осями симметрии противолежащих парных блоков обойм, причем тяги выполнены в виде талрепов [7].
Известен башенный кран с поворотной башней, подъемной стрелой, распоркой, монтажным полиспастом с подвижной и неподвижной обоймами, уравнительный блок, соединенный с канатом стрелового расчала [8].
Известен башенный кран с поворотной башней и подъемной стрелой, стрелоподъемный полиспаст, уравнительный полиспаст, подвижная обойма которого соединена гибкой тягой с концом стрелы и стрелоподъемным полиспастом, при этом на оголовке и распорке крана смонтированы блоки, огибаемые гибкой тягой, охватывающей верхние блоки уравнительного полиспаста, обойма которого соединена гибкой оттяжкой с поворотной платформой крана [9].
Известен башенный кран с механизмом изменения положения стрелы, включающий раму с установленной на ней поворотной платформой, на которой расположены грузовая лебедка, противовес и башня с оголовком, с которой связаны стрела и распорка, связанный со стрелой и оголовком башни канатный расчал стрелы с блоками, запасованный в блоках оголовка башни канат расчала стрелы, связанный с расчалом стрелы стрелоподъемный полиспаст с неподвижной и подвижной обоймами с блоками и уравнительный блок, в котором запасован канат стрелового расчала [10].
Стрелоподъемный (или монтажный) полиспаст в этом кране расположен между распоркой и платформой. Полиспаст выполняет роль растяжки башни и в процессе работы крана канат стрелоподъемного полиспаста, имеющий большую длину, подвержен вытяжке. Вследствие большой длины каната полиспаста возникает необходимость периодического его натяжения, что снижает эксплуатационные возможности крана, отрицательно влияет на надежность его работы. Кроме стрелоподъемного полиспаста известный кран имеет другой, уравнивающий полиспаст, одни блоки которого расположены на удлиненной части башни, а другие блоки этого полиспаста связаны с распоркой. Данный кран имеет сложную конструкцию, в нем существенно изменена башня, имеющая верхнюю надстройку, подвижно установлен на башне оголовок с закрепленной на нем кабиной.
Наиболее близким аналогом является башенный кран, который включает раму с установленной на ней поворотной платформой, на которой расположены грузовая лебедка, противовес и башня крана, с которой связаны распорка и оголовок крана, стреловой расчал, расчал башни и расчал распорки, расположенный между оголовком и распоркой стрелоподъемный полиспаст, неподвижная обойма которого установлена на распорке, а подвижная обойма связана с расчалом распорки [11].
Данный кран предусматривает способ его монтажа, заключающийся в операциях установки башни крана с ее оголовком в вертикальное положение, шарнирное соединение с башней стрелы крана и распорки крана и их фиксацию в наклонных к башне предмонтажных положениях, поворот стрелы и распорки в горизонтальные рабочие положения вокруг шарниров их соединения с башней.
Техническим результатом изобретения является повышение надежности крана и уменьшение трудоемкости монтажно-демонтажных работ.
Указанный результат получен башенным краном, который включает раму с установленной на ней поворотной платформой, противовесом и башней крана, с которой связаны оголовок и распорка крана, на которой расположена грузовая лебедка крана, стреловой расчал, расчал башни и расчал распорки, причем указанные расчалы выполнены из шарнирно соединенных жестких звеньев, на вершине оголовка на оси закреплена поворотная в вертикальной плоскости серьга, один конец которой шарнирно соединен с расчалом стрелы, а другой ее конец шарнирно связан с расчалом распорки, причем на оси серьги установлен, по крайней мере, один монтажный блок.
Указанный результат получен способом монтажа башенного крана, включающим операции установки башни крана с ее оголовком в вертикальное положение, шарнирное соединение с башней стрелы крана и распорки крана и их фиксацию в наклонных к башне предмонтажных положениях, поворот стрелы и распорки в горизонтальные рабочие положения вокруг шарниров их соединения с башней, причем при фиксированном наклонном положении распорки сначала ее конец соединяют с вершиной оголовка расчалом распорки, затем опускают распорку в горизонтальное положение, после чего соединяют распорку и платформу расчалом башни, далее поворачивают стрелу в рабочее горизонтальное положение с использованием полиспаста, связанного с грузовой лебедкой, и с помощью связанной с полиспастом монтажной тяги, которую на время монтажа крана запасовывают в монтажных блоках оголовка и один ее конец располагают между оголовком и распоркой, а другой конец монтажной тяги располагают между стрелой и оголовком, соединяют стреловой расчал с концом монтажной тяги, расположенным между стрелой и оголовком, уменьшают длину стрелоподъемного полиспаста и перемещают монтажную тягу в сторону распорки крана до горизонтального положения стрелы, которую затем соединяют стреловым расчалом с вершиной оголовка.
Благодаря применению жестких расчалов и серьги в сочетании с применяемым полиспастом на время монтажа крана исключены необходимость применения канатных расчалов и существенные изменения положения стрелы и распорки из-за существенной вытяжки таких расчалов, что обеспечило значительное повышение надежности работы крана путем исключения опасных нагрузок из-за нарушения геометрии частей крана, а также путем исключения канатных расчалов и соответственно исключения множества перегибов каната расчала на его ограниченном коротком участке, что приводит к преждевременному неконтролируемому износу прядей каната, его повреждению вследствие указанных перегибов и разрывам каната.
При этом для монтажа крана, в частности для приведения распорки и стрелы в горизонтальные положения, использована грузовая лебедка крана, полиспаст и монтажный канат, что существенно упростило конструкцию крана.
На фиг.1 показана схема башенного крана; на фиг.2 - схема монтажа крана; на фиг.3 - башенный кран в рабочем положении; на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.6 - сечение В-В на фиг.3; на фиг.7 - сечение Г-Г на фиг.3; на фиг.8 - схема расположения полиспаста на распорке крана; на фиг.9 - схема расположения элементов крана во время его монтажа; на фиг.10 - балансир на вершине оголовка, на котором установлены монтажные канаты; на фиг.11 - вид Д на фиг.10; на фиг.12 - балансир на вершине оголовка, монтажные канаты не показаны; на фиг.13 - вид Е на фиг.12.
Башенный кран (фиг.3) включает раму 1 с установленной на ней поворотной платформой 2, грузовую лебедку 3, противовес 4 и башню 5 с оголовком 6. С башней шарнирно связаны стрела 7 и распорка 8. Со стрелой и оголовком связан жесткий стреловой расчал 9, который через оголовок и другие элементы балансирно связан с жестким расчалом 10 распорки. Расчал 9 в монтажном положении крана (фиг.1) связан со стрелоподъемным полиспастом 11, включающим канат 12 (фиг.8), являющийся канатом грузовой лебедки 3, неподвижную обойму 13 и подвижную обойму 14 с блоками 15.
Неподвижная обойма 13 и блоки 15 неподвижной обоймы 13 стрелоподъемного полиспаста 11 закреплены на распорке 8. На подвижной обойме 14 стрелоподъемного полиспаста 11 смонтированы другие блоки 15.
На оголовке 6 установлены монтажные блоки 16 (фиг.10), в которых расположены монтажные тяги 17. На оголовке 6 шарнирно на оси 18 установлен двуплечий балансир 19 (фиг.12), одно плечо которой шарнирно связано со стреловым жестким расчалом 9, расположенным между стрелой 7 и оголовком 6 крана, а другое плечо балансира шарнирно связано со стреловым жестким расчалом 10 распорки, расположенным между оголовком 6 и распоркой 8 крана (фиг.9).
Монтажные тяги 17 запасованы в ручьях монтажных блоков 16. Каждая монтажная тяга одним концом соединена с подвижной обоймой 14 полиспаста 11, а другим концом монтажная тяга соединена с концом стрелового жесткого расчала 9 (в монтажном положении крана). Монтажные тяги 17 в рабочем положении крана находятся в свободном положении (фиг.10, 11), они отсоединены от указанных элементов и зафиксированы на оголовке 6.
Верхний пояс стрелы 7 (фиг.6) снабжен выполненным из прикрепеленных к нему пластин 20 ложементом 21, в котором расположены в сложенном предмонтажном положении звенья стрелового расчала 9. Оголовок 6 крана (фиг.3) имеет фиксирующий элемент 22 для фиксации крайнего звена 18 стрелового расчала 9 в предмонтажном положении. В этом нижнем положении расчал 9 находится до момента проведения операции его соединения с балансиром 19.
Звенья расчала 10 распорки (фиг.1, 2) в предмонтажном положении находятся или в соединенном положении (фиг.2) или в разъединенном положении (фиг.1).
Монтажные тяги 17 (фиг.7) в их рабочем положении коушами 23 связаны с пальцем 24, расположенным в отверстии предпоследнего звена стрелового расчала 9. Указанное звено пальцем 25 и пластинами 26 соединено с последним звеном 27 стрелового расчала, которое пальцем 28 связано с плечом двуплечего балансира 19.
Монтажные тяги 17 в нерабочем положении (фиг.10, 11, 13) находятся на оголовке в зафиксированном состоянии. Стрелоподъемный полиспаст 11 (фиг.1) при работе крана находится в положении, когда ветви его каната 12 находятся в ослабленном состоянии.
Стреловой расчал 9 (фиг.12) шарнирно связан с плечом балансира 19 шарниром 29, а расчал 10 распорки связан шарнирно с плечом балансира 19 шарниром 30. Шарниры 29 и 30 выполнены в виде пальцев, введенных в проушины балансира и расчалов.
Башенный кран включает также расчал 31 башни крана (фиг.1), один конец которого шарнирно закреплен на распорке 8 крана, а его другой конец шарнирно закреплен на платформе 2 крана.
Предусмотрен способ монтажа башенного крана, который включает следующие операции.
Устанавливают и крепят на раме 1 башню 5 крана (фиг.3) с ее оголовком 6 в вертикальное положение. Шарнирно соединяют с башней стрелу 7 крана и распорку 8 крана и фиксируют их в наклонных к башне предмонтажных положениях (фиг.2), а затем поворачивают стрелу и распорку в горизонтальные рабочие положения вокруг шарниров их соединения с башней.
До приведения в рабочее положение стелы и распорки осуществляют следующие действия. При фиксированном наклонном положении распорки 8 сначала ее конец соединяют с вершиной оголовка 6 расчалом 10 распорки, а затем опускают распорку 8 в горизонтальное положение монтажным полиспастом 11 (фиг.9). После этого соединяют распорку 8 и платформу 2 расчалом 31 башни (фиг.3).
Поднимают стрелу 7 (фиг.2) в рабочее горизонтальное положение с использованием монтажного полиспаста 11 (фиг.1), связанного с грузовой лебедкой 3. При этом подъем стрелы производят с помощью связанных с полиспастом 11 одной или двух монтажных тяг 17 так, как это показано на фиг.9.
Чтобы осуществить подъем стрелы из ее нижнего положения в верхнее положение один конец каждой монтажной тяги 17 располагают между оголовком и распоркой, а другой конец монтажной тяги располагают между стрелой и оголовком. Далее соединяют коуши 23 монтажных канатов 17 (фиг.10) со щеками подвижной обоймы 14 (фиг.9) монтажного полиспаста 11, а вторые коуши 23 монтажных канатов 17 (фиг.7) соединяют с концом стрелового расчала 9. При этом соединение стрелового расчала 9 с концами монтажных тяг 17 осуществляют пальцами 24, 25 и пластинами 26, и звеном 27, расположенными между стрелой и оголовком.
Затем соединяют со стрелоподъемным полиспастом 11 (фиг.8) вторые концы монтажных тяг 17, которые расположены между оголовком и распоркой.
Затем сокращают длину стрелового полиспаста 11 намоткой каната 12 на барабан грузовой лебедки 3 (фиг.9) и подтягивают конец стрелового расчала 9 к балансиру 19, который соединяют шарниром 29 с расчалом 9 (фиг.12).
Сокращением длины стрелоподъемного полиспаста 11 и перемещением монтажных тяг 17 в сторону распорки 8 крана осуществляют до момента расположения стрелы 7 в ее горизонтальном положении.
После проведенных операций стрелоподъемный полиспаст 1 занимает положение, показанное на фиг.1.
Уменьшение и увеличение длины стрелоподъемного полиспаста 11 осуществляют путем наматывания или сматывания каната 12 полиспаста с барабана грузовой лебедки 3.
Работает кран следующим образом.
При работе крана стрела 7 и распорка 8 находятся в условиях колебаний от их нижних до верхних положений, при этом они поворачиваются относительно шарниров их крепления к башне 5 крана.
Одновременно с этим поворачивается балансир 19 относительно оси 18 по часовой или против часовой стрелки и он работает как стабилизатор нагрузок на стреловом расчале 9, расчале 10 и элементах крана в целом. При повороте стрелы 7 вверх относительно шарнира 32 (фиг.3) крепления стрелы к башне усилия в расчале 9 уменьшаются, балансир 19 от действия веса распорки 8 поворачивается на оси 18 против часовой стрелки, при этом расчал 10 распорки 8 перемещается вниз от действия веса распорки и она поворачивается относительно шарнира 33 ее крепления к башне 5 крана против часовой стрелки. При повороте стрелы вниз относительно шарнира 32 перемещения указанных элементов крана происходят в обратном направлении. Причем во время работы крана перемещений стрелы и распорки крана вверх-вниз происходит множество и наличие балансира исключает множество возможных перегибов канатов в случае использования канатных расчалов, которые имеют место в конструкциях других кранов.
В итоге существенно повышается надежность работы крана, а в сравнении с кранами, имеющими канатные расчалы, данный кран и способ его монтажа существенно снижают трудоемкость монтажно-демонтажных работ.
Источники информации
1. ЕР 0803466 В1, 1998.
2. SU 1539163, 09.11.1987.
3. RU 2189935, 22.12.1997.
4. RU 2193006, 10.04.1998.
5. EP 0846650 B1, 14.08.2002.
6. RU 2065397, 10.07.1997.
7. SU 1708751, 18.12.1987.
8. SU 933621, 15.07.1980.
9. SU 203868, 03.09.1966.
10. SU 1230972, 30.11.1984.
11. RU 2254285 C2, 10.02.2005 (прототип).