Опорно-поворотное устройство для автономного поворота поднятой стрелы железнодорожного крана влево/вправо на угол до 30 градусов

Полезная модель относится к подъемным кранам с поворотными механизмами с гидравлическим приводом и может использоваться, в частности, в железнодорожных кранах.
Проблема заключается в следующем.
Краны на железнодорожном ходу отличаются довольно низкой маневренностью при выполнении работ в стесненных условиях, например, на мостах, станциях и в тоннелях, у сигнального оборудования и т.п. Данный недостаток обусловлен тем, что стрела жестко закреплена на поворотной раме крана. Для выполнения поворота стрелы в поперечном направлении относительно рельсового пути необходимо повернуть поворотную раму.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является опорно-поворотное устройство крана-манипулятора лесозаготовительной машины, представленное в п. РФ №2206492 по кл. В66С 23/84, з. 26.04.20011 г., опубл. 20.06.2003 г., и выбранное в качестве прототипа.
Известное устройство описано следующей формулой:
Опорно-поворотное устройство манипулятора лесозаготовительной машины, включающее опору поворотную роликовую, нижняя неподвижная часть которой жестко закреплена на раме самоходного шасси и снабжена по внутренней окружности зубчатым венцом, а на верхней подвижной части жестко установлена поворотная платформа, на которой смонтирован манипулятор и механизм поворота платформы с манипулятором в горизонтальной плоскости относительно рамы самоходного шасси, при этом на выходном валу механизма поворота установлена ведущая шестерня, находящаяся в зацеплении с зубчатым венцом неподвижной части, отличающееся тем, что на свободном конце выходного вала механизма поворота установлен сектор с возможностью поворота относительно вертикальной оси выходного вала, стороной по дуге окружности сектор связан шарнирно с нижней неподвижной частью опоры с возможностью обкатывания по пазу, выполненному по окружности неподвижной части опоры.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в секторе выполнены пазы параллельно радиусу сектора, в которых установлен ползун и через который сектор установлен на свободном конце выходного вала механизма поворота, при этом ползун снабжен механизмом принудительного перемещения по пазам, выполненным, например, в виде талрепов или резьбовых шпилек с правыми резьбами на одних концах и левыми - на других.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что сектор или ползун сектора установлены на свободном конце выходного вала механизма поворота с помощью подшипника качения.
4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в паз между сектором и неподвижной частью установлены тела вращения.
Недостатком известного устройства является его сложность и большие габариты. Это обусловлено расположением верхней подвижной части снаружи неподвижной части, использованием большого числа и разнообразия соединительных элементов, таких как ролики, зубчатая шестерня на валу редуктора двигателя, специальный ползун в пазах подвижного сектора, подшипники и тела качения, резьбовые шпильки и гайка и т.д. наличием
Задачей является упрощение конструкции и уменьшение габаритов. Поставленная задача решается тем, что в опорно-поворотном устройстве для автономного поворота поднятой стрелы железнодорожного крана влево/вправо на угол до 30°, включающем поворотную опору, нижняя неподвижная часть которой жестко закреплена на раме крана и снабжена по внутренней окружности зубчатым венцом, а на верхней подвижной части жестко установлена поворотная платформа, на которой смонтирован кран и механизм поворота платформы в горизонтальной плоскости относительно рамы крана, снабженный зубчатым элементом для вхождения в зацепление с зубчатым венцом неподвижной части и поворотным узлом, установленным с возможностью поворота относительно вертикальной оси, и связанным с нижней неподвижной частью опоры с возможностью обкатывания по окружности неподвижной части опоры, при этом подвижный сектор и неподвижная часть связаны между собой соединительными элементами, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ нижняя неподвижная часть поворотной опоры, жестко закрепленная на раме крана, представляет собой плиту с отверстием в ней в форме сегмента круга, симметрично усеченного с двух сторон относительно продольной оси прямыми линиями, (двумя хордами) параллельными между собой и продольной оси, с образованием с обеих сторон точками пересечения прямых с окружностью относительно ее центра угла, равного 30°, и двух дугообразных боковых сторон, снабженных каждая зубчатым венцом, на нижней стороне плиты, выполненной из металлического листа, по дугообразным сторонам уложен слой фторопласта толщиной не менее 30 мм, выполняющий функцию элемента скольжения, поворотная платформа подвижной части имеет такую же форму сегмента круга, как отверстие в неподвижной части поворотной опоры, соразмерна с ним и размещена внутри него, его боковые дугообразные стороны также снабжены зубчатыми венцами для вхождения при движении поворотной части относительно неподвижной в зацепление с зубчатыми венцами последней, при этом на поворотном сегменте установлены кронштейны для крепления задней части стрелы и кронштейны шарнирного крепления гидроцилиндров механизма поворота, причем неподвижная часть поворотной опоры и поворотный сегмент подвижной части скреплены между собой по дугообразным сторонам с помощью выдвижных валиков для обеспечения автономного поворота стрелы при выдвинутых валиках и поворота стрелы вместе с поворотной рамой крана при задвинутых валиках.
Выполнение нижней неподвижной части опорно-поворотного устройства с отверстием в виде вышеописанного сегмента круга - прямоугольника с дугообразными боковыми сторонами, имеющими угол по дуге, равный 30° по обе стороны от продольной оси, и снабженными зубчатыми венцами, в совокупности с расположением поворотного узла в вышеописанном отверстии и выполнении его в форме соразмерного с ним сегмента круга также с углом 30° по обе стороны от его продольной оси и с дугообразными сторонами, также снабженными зубчатыми венцами, входящими при повороте в зацепление с зубцами в неподвижной части, существенно упрощает конструкцию и уменьшает ее габариты, а использование выдвижных валиков для соединения верхней подвижной и нижней неподвижной частей в совокупности с наличием элемента скольжения в виде толстого слоя из фторопласта, используемого в качестве подшипника скольжения, исключает необходимость использования большого числа разнообразных соединительных элементов, что также упрощает конструкцию. Также упрощает конструкцию и применение гидроцилиндров в качестве механизма поворота стрелы. Технический результат - упрощение конструкции.
Заявляемое опорно-поворотное устройство обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками как выполнение нижней неподвижной части поворотной опоры, жестко закрепленной на раме крана, в виде плиты с отверстием в ней в форме сегмента круга, симметрично усеченного с двух сторон относительно продольной оси прямыми линиями, параллельными между собой и продольной оси, с образованием с обеих сторон точками пересечения прямых с окружностью относительно ее центра угла, равного 30°, и двух дугообразных боковых сторон, снабженных каждая зубчатым венцом, наличие на нижней стороне плиты, выполненной из металлического листа, по дугообразным сторонам слоя фторопласта толщиной не менее 30 мм, выполняющего функцию элемента скольжения, выполнение поворотной платформы подвижной части в виде такой же формы сегмента круга, как отверстие в неподвижной части поворотной опоры, соразмерного с ним и размещение его внутри вышеописанного отверстия, снабжение его боковых дугообразных сторон также зубчатыми венцами для вхождения при движении поворотной части относительно неподвижной в зацепление с зубчатыми венцами последней, установка на поворотном сегменте кронштейнов для крепления задней части стрелы и кронштейнов шарнирного крепления гидроцилиндров механизма поворота, скрепление неподвижной части поворотной опоры и поворотного сегмента подвижного узла между собой по дугообразным сторонам с помощью выдвижных валиков для обеспечения автономного поворота стрелы при выдвинутых валиках и поворота стрелы вместе с поворотной рамой крана при задвинутых валиках, обеспечивающими в совокупности достижение заданного результата.
Технический результат - упрощение конструкции.
Заявляемое опорно-поворотное устройство может найти широкое применение в конструкциях подъемных кранов, в частности, железнодорожных, и потому соответствует критерию «промышленная применимость»
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где показаны на:
- фиг. 1 - общий вид опорно-поворотного устройства сверху;
- фиг. 2 - вид опорно-поворотного устройства сбоку;
- фиг. 3 - вид в разрезе поворотной части.
1
2
1
2
Опорно-поворотное устройство стрелы железнодорожного крана состоит из несущей поворотной рамы 1 крана, представляющей собой плиту с отверстием 2 в ней в форме сегмента круга, симметрично усеченного с двух сторон относительно продольной оси прямыми линиями, параллельными между собой и продольной оси, с образованием с обеих сторон точками пересечения прямых с окружностью относительно ее центра угла, равного 30°, и двух дугообразных боковых сторон, снабженных каждая зубчатым венцом 3, 3. На нижней стороне плиты 1, выполненной из металлического листа 4, по дугообразным сторонам 3 уложен слой 5 фторопласта толщиной не менее 30 мм, выполняющий функцию элемента скольжения. Поворотный сегмент 6 подвижной части имеет такую же форму сегмента круга, как отверстие 2 в плите 1, размещен внутри отверстия 2 несущей поворотной рамы 1 и опирается на раму 1 через слой 5 фторопласта. Поворотный сегмент 6 имеет также зубчатые венцы 7 и 7 по его боковым дугообразным сторонам для обеспечения зацепления при повороте с зубчатыми венцами отверстия 2 в плите 1
1
2
С обеих сторон поворотный сегмент 6 скреплен по продольной оси с плитой 1 несущей поворотной рамы двумя выдвижными валиками 8 и 8 для обеспечения автономного поворота стрелы при выдвинутых валиках 8 и поворота стрелы вместе с поворотной рамой крана при задвинутых валиках 8.
На поворотном сегменте 6 установлены два кронштейна 9, для крепления стрелы грузоподъемного крана.
1
2
1
2
Для осуществления поворота крана со стрелой используются гидравлические цилиндры 10,, с одной стороны шарнирно крепящиеся на несущей поворотной раме 1, а другой - штоком 11, - к поворотному сегменту 6.
Крановая установка с опорно-поворотным устройством для автономного поворота поднятой стрелы железнодорожного крана влево/вправо на угол до 30 градусов имеет два варианта работы:
А) поворот крановой установки вместе с несущей поворотной рамой 1 и стрелой вдоль вертикальной оси на угол 360°.
Б) поворот стрелового механизма на угол 30° в каждую сторону, при этом несущая поворотная рама 1 установлена вдоль оси пути.
В первом случае для осуществления операций поворота крановой установки на 360°, необходимо ввести валики 8 в зацепление с поворотным сегментом 6, тем самым зафиксировав как единое целое поворотный круг с несущей рамой. Осуществление рабочих операций в этом случае происходит при повороте несущей поворотной рамы 1.
1
1
1
Во втором случае, валики 8 выходят из зацепления рамы 1 с поворотным сегментом 6. Для придания вращения поворотному сегменту 6, а вместе с ним и стреле, подается давление в поршневую полость одного из гидроцилиндров 101. Упираясь штоком 11 в поворотный сегмент 6, гидроцилиндр 10 поворачивает по зубчатому венцу 7 крановую установку на максимальный угол 30° (несущая поворотная рама 1 при этом остается неподвижной).
Для уменьшения трения скольжения при повороте используется фторопластовый слой 5 на нижней стороне плиты 1.
2
1
Для возвращения стрелы в исходное положение, давление подается в штоковую полость гидроцилиндра (поршневая полость его соединяется с дренажной системой), вследствие чего стреловой механизм и поворотный сегмент 6 возвращаются в исходное положение. Так как второй гидроцилиндр 10 имеет шарнирное соединение, то при работе первого гидроцилиндра 10, он просто вращается вдоль своей оси.
2
Для вращения стрелового механизма в обратную сторону используется второй гидроцилиндр 10.
Управление гидроцилиндрами 10 производится с пульта управления из кабины машиниста крана (на чертежах не показаны).
Применение опорно-поворотное устройство для автономного поворота поднятой стрелы железнодорожного крана влево/вправо на угол до 30 градусов позволяет:
1) производить подъем и перемещение груза при полной расстановке крана в стесненных условиях, когда нет возможности произвести поворот стрелы вместе с поворотной рамой, например, при укладке стрелочных переводов, в тоннелях и т.п.
2) производить работы краном без остановки движения подвижного состава. Расстояние между соседними путями встречного направления небольшое и при повороте в поперечном направлении относительно рельсового пути поворотная платформа крана выходит за габариты подвижного состава, в таком случае движение по соседнему пути должно быть прекращено.
В сравнении с прототипом заявляемое опорно-поворотное устройство имеет более простую конструкцию.