ПОДЪЕМНЫЙ КРАН
HOISTING CRANE

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению.
Прототипом является подвесной самоходный консольный кран, содержащий механизм перемещения, трос со стрелой, установленной на круге, размещенном на платформе, и грузоподъемный механизм с приводом, при этом механизм перемещения расположен на ходовой тележке, установленной на центральном рельсе трехрельсового подвесного пути [а.с. СССР 587084, МПК B66C 11/10, 1978].
Недостатками прототипа являются:
- ограниченные функциональные возможности, связанные с невозможностью изменения угла наклона стрелы и поворота ее с помощью привода, что затрудняет автоматизацию работы крана и делает его менее удобным в эксплуатации;
- относительно большая суммарная масса стрелы и значительный момент ее инерции, обусловленные установкой на нее грузоподъемного механизма, что увеличивает момент вращения, требуемый для ее поворота, и ухудшает тем самым эксплуатационные характеристики.
Задачей изобретения является снижение энергопотребления и улучшение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что подъемный кран, содержащий трос со стрелой, установленной на круге, размещенном на платформе, и грузоподъемный механизм с приводом, дополнительно снабжен механизмом подъема стрелы, который выполнен в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси одного червяка, размещенного на круге и взаимодействующего с зубчатым колесом, которое жестко связано со стрелой, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота круга.
Один червяк выполнен глобоидным. Червячное колесо размещено в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым колесом. Червячная передача выполнена самотормозящейся. Червяк, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота круга, выполнен пустотелым. Круг в зоне механизма подъема стрелы выполнен в виде масляной ванны. Грузоподъемный механизм с приводом установлен на платформе. Механизм подъема стрелы установлен на платформе. Ось троса совмещена с вертикальной осью поворота круга.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Снабжение крана механизмом подъема стрелы, который выполнен в виде двух червяков со скрещивающимися взаимно перпендикулярными осями и червячного колеса, которое жестко закреплено на оси одного червяка, размещенного на круге и взаимодействующего с зубчатым колесом, которое жестко связано со стрелой, и сопряжено с другим червяком, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота круга, позволяет размещать двигатель, поднимающий стрелу, вне круга (на платформе). Это упрощает конструкцию, снижает весогабаритные характеристики поворачивающихся частей, а также их момент инерции, что уменьшает энергопотребление, дает возможность применять менее мощный двигатель, улучшая тем самым также и эксплуатационные характеристики.
Выполнение одного червяка глобоидным и размещение червячного колеса в средней плоскости червяка, взаимодействующего с зубчатым колесом, уменьшает весогабаритные характеристики механизма подъема стрелы, так как глобоидный червяк может воспринимать большие нагрузки, а червячное колесо, выполненное за одно с червяком, уменьшает число деталей и габариты механизма.
Выполнение червячной передачи самотормозящейся позволяет автоматически фиксировать стрелу в нужном положении после отключения двигателей, что упрощает конструкцию и улучшает эксплуатационные характеристики.
Выполнение червяка, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота круга, пустотелым позволяет использовать его в качестве трубы, осуществляя проведение через нее троса грузоподъемного механизма. Это улучшает эксплуатационные характеристики.
Выполнение круга в зоне механизма подъема стрелы в виде масляной ванны улучшает условия работы этого механизма, что повышает надежность и эксплуатационные характеристики.
Установка грузоподъемного механизма с приводом и механизма подъема стрелы на платформе уменьшает момент инерции круга за счет отсутствия на нем указанных механизмов, что снижает энергопотребление и улучшает эксплуатационные характеристики.
Совмещение оси троса с вертикальной осью поворота круга позволяет поворачивать круг со стрелой относительно троса, не изменяя при этом геометрии звеньев грузоподъемного механизма, что упрощает конструкцию крана и улучшает его эксплуатационные характеристики.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображена схема подъемного крана. На фиг. 2 изображен вид А крана.
Подъемный кран содержит стойки 1, закрепленные на круге, выполненном в виде червячного зубчатого колеса 2, установленного с возможностью поворота на втулке 3, неподвижно закрепленной на платформе 4, и сопряженного с червяком 5, соединенным с первым двигателем (не показан) и вращающимся в опорах платформы. В стойках с возможностью вращения установлены полуоси 6, на которых неподвижно закреплены стрела 7 и, по крайней мере, на одной - зубчатое колесо 8, взаимодействующее с зубьями глобоидного червяка 9, который установлен в пазу 10 стоек 1 с возможностью осевого вращения и имеет жестко закрепленное на оси червячное колесо 11, сопряженное с червяком 12, вал 13 которого установлен во втулке 3 с возможностью вращения и соединен со вторым двигателем (не показан), закрепленным на платформе 4. Червяк 12 может иметь отверстие 14 для пропускания троса 15, ось которого совмещена с вертикальной осью поворота круга.
Подъемный кран работает следующим образом.
Для поворота стрелы 7 вокруг вертикальной оси включают первый двигатель, в результате чего червяк 5 начинает вращаться и поворачивать на втулке 3 зубчатое колесо 2 вместе со стойками 1 (фиг. 1). При этом червячное колесо 11 своими зубьями будет скользить по винтовой поверхности неподвижного червяка 12 (обкатываться вокруг него) и поворачиваться. Если угол поворота зубчатого колеса 2 небольшой, а передаточное отношение от червяка 12 до зубчатого колеса 8, наоборот, большое, то колесо 11 будет практически стоять на месте при повороте круга, тем более не будет перемещаться зубчатое колесо 8 с осью 6 и стрелой 7. В случае необходимости угол перемещения стрелы можно скомпенсировать поворотом червяка 12 в направлении вращения круга. При достижении стрелой 7 нужного положения в горизонтальной плоскости выключают первый двигатель, обеспечивая за счет самоторможения червячной передачи ее фиксацию.
Для поворота стрелы 7 вокруг горизонтальной оси включают второй двигатель, благодаря чему начинают вращаться вал 13 с червяком 12, который посредством зубчатого колеса 11 и связанного с ним червяка 9 поворачивает зубчатое колесо 8 с осью 6 и стрелой 7 (фиг. 2). После поворота стрелы до требуемого положения производят ее фиксирование путем выключения двигателя. После этого производят опускание грузоподъемным механизмом троса 15, захват груза и последующее его перемещение аналогичным образом в нужном направлении. В случае необходимости вращение стрелы 7 вокруг вертикальной и горизонтальной осей можно производить одновременно обоими двигателями. Заметим, что при значительной нагрузке на колесо 8 в процессе вращения стрелы 7 вокруг горизонтальной оси слева от червяка 12 можно разместить аналогичные глобоидный червяк (с противоположной навивкой) и зубчатое колесо 8, усилив тем самым данный подъемный механизм стрелы. Кроме того, круг в зоне этого механизма может быть сделан в виде масляной ванны, что также облегчит работу подъемного механизма.
Заметим также, что так как первый, второй и третий двигатели могут быть размещены на платформе 4, то механизм подъема стрелы вместе с кругом получаются максимально облегченными, что позволяет использовать двигатели малой мощности на подъем и поворот стрелы 7. Кроме того, будучи размещенными на платформе, указанные двигатели могут выполнять функцию противовеса, что дает возможность использовать меньший балласт или вовсе отказаться от него.
Внедрение изобретения позволит создать простой по конструкции, надежный и удобный в эксплуатации подъемный кран, который потребляет мало энергии на перемещение стрелы.