Способ работы стрелового самоходного крана и устройство для его осуществления
OPERATING METHOD OF BOOM SELF-PROPELLED CRANE AND DEVICE FOR IMPLEMENTATION THEREOF

Изобретение относится к конструктивным элементам стреловых самоходных кранов, а именно к устройствам и способу работы для подъема и опускания крановых стрел в случаях значительно превышающих номинальную грузоподъемность крана.
Изобретение целесообразно использовать для сохранения высокой мобильности крана и многократного увеличения его паспортной грузоподъемности в большинстве существующих стреловых кранов путем их модернизации.
Особенно актуально это для пневмоколесных, в том числе автомобильных кранов и для автокранов.
Известны грузоподъемные краны, в стреловое устройство которых входит стрела, контрстрела, две траверсы, расположенные симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через ось стрелы, контрстрелы и вертикальную ось вращения поворотной платформы.
Концы каждой траверсы соединены с транспортной тележкой, загруженной вспомогательным противовесом.
Для обеспечения жесткости тележки соединены распоркой.
Каждый стык траверсы соединен вантой с тележкой к контрстреле, положение которой изменяется стреловым полиспастом (ФРГ 3019220, Франция 2457245, GB, США 2050295 А1)
Недостатки:
1. Большая трудоемкость подготовительных работ крана.
2. Ограниченная мобильность.
3. Необходимость повторной сборки и разборки при перемещении с одной строительной площадки на другую.
4. Грузоподъемность крана переменна при изменении вылета стрелы.
Известен способ увеличения грузоподъемности (РФ 2593179, 28.04.2014 г.), при котором грузоподъемность остается постоянной при изменении вылета стрелы.
Недостатки:
1. Ограниченна мобильность крана.
2. Увеличенный габарит крана по длине создает трудности при повороте и передвижении крана.
3. Сложность управления крана.
Техническая задача:
1. Создать наиболее оптимальный способ увеличения и сохранения постоянной грузоподъемности крана при изменении вылета стрелы.
2. Уменьшить вес и габарит по длине крана.
3. Сохранить высокую мобильность крана.
4. Упростить управление краном.
Решение технической задачи может осуществляться по двум направлениям:
А) для кранов с прямыми стрелами и стреловым полиспастом необходима установка А-образной рамы и вспомогательного противовеса;
Б) для кранов с гидроприводом телескопических стрел достаточно установки вспомогательного противовеса, так как в большинстве случаев лимитирующим фактором увеличения грузоподъемности является не прочность стрелы, а грузовая устойчивость крана.
В конструктивную схему поворотной платформы 1 крана кроме стрелы 2 входят телескопические стойки 3, 4 А-образной рамы 5, обеспечивающей многократное снижение нагрузки на стрелу 2 крана.
Для сохранения грузовой устойчивости крана кроме заводского противовеса необходимо установить вспомогательный противовес 7, загруженный на транспортную тележку 8, соединенной с жестко двумя телескопическими траверсами 9, 10 (фиг. 1, 3) с поворотной платформой 1.
1
2
При этом должно быть соблюдено следующее условие: восстанавливающие момент M равен или больше опрокидывающего момента М, т.е.
1
2
M≥M
Выполнение вылета противовеса является установочным движением.
В процессе подъема грузов различных весов вылет противовеса 7 может оставаться без изменения исходя из вышеуказанного условия.
На схеме (фиг. 1) показаны начальное положение стрелы 2 и А-образной рамы 5 и их рабочее положение.
Подъем-опускание груза 11 осуществляется грузовыми лебедками 12, 13 и их грузовыми канатами 15, 16.
Изменение вылета стрелы 2 выполняется лебедкой 14 и стреловым канатом 17 (фиг. 1).
Изменение вылета вспомогательного противовеса 7 производится телескопическими траверсами 9, 10 (фиг. 1, 3), установленными на транспортной тележке 8 на разъемных опорах 39, 40, 41, 42 (фиг. 1, 1-1, 3, 5).
Транспортная тележка 8 при буксировке опирается спаренными баллонами 18-21 (фиг. 1, 1-1, 2), а при вращении поворотной платформы или при повороте крана опирается через домкраты 22-31 на спаренные катки 32-38, 50-52.
Перемещение этих катков происходит по радиусу относительно центральной вертикальной оси 49 поворотной платформы 1 при ее вращении или при повороте крана.
Каждая из траверс 9, 10 оканчивается приваренными фланцами 43, 44, с коническими выступами 45, 46 (фиг. 1, 3, 4) для обеспечения жесткости соединения с поворотной платформой 1.
Фланцы 43, 44 соединены с фланцами 47, 48 изготовленные в виде конусных воронок, сопряженных с конусными выступами 45, 46 фланцев 43, 44 (фиг. 1, 3, 4).
Домкраты 22-31 и вышеуказанные конические поверхности упрощают соединения транспортной тележки 8 и поворотной платформы 1, обеспечивая соосность траверс 9, 10, фланцев 43, 44 и 47, 48.
В свою очередь фланцы 47, 48 через пластины 59, 60 приварены к поворотной платформе.
Второе исполнение предполагает установку телескопических траверс 9, 10 вдоль транспортной тележки 8 во время ее буксировки (фиг. 6).
При этом траверса 9 опирается домкрат 53, а траверса 10 на домкрат 54.
В этом случае домкраты 53, 54 выполняют не только подъем-опускание траверс 9, 10, но и обеспечивают вращение их соответственно по радиусу R R (фиг. 6, 7).
Перед установкой траверс 9, 10 в рабочее положение верхняя часть опор 55-58 траверс 9, 10 необходимо предварительно демонтировать.
После установки траверс положение, указанное на фиг. 7 все верхние части опор 55-58 необходимо установить на свои проектные места.
На фигуре 8 показано крепление и установка траверсы 9 на домкрат 53 и траверсы 10 на опору 57.
Аналогично выполнено крепление и установка траверс 9, 10 на всех других опорах и на домкрате 54.
Данная схема работы и установки траверс 9, 10 позволяет значительно увеличить вылет вспомогательного противовеса и соответственно повысить грузоподъемность крана.
Пример.
A
Необходимо определить допустимый вес груза Q при установке А образной рамы (см. Фиг. 9).
Установим масштаб сил 1 см. = 100 тс.
1. Определим силу сжатия стрелы R ст.
Согласно паспортной грузоподъемности при данном вылете стрелы кран может поднять груз весом Q = 300 тс.
Построим отрезок AL, равной силе Q = 300 тс.
Разложим силу Q - на две составляющие по направлению стрелы АВ и направлению стрелового каната BL
При пересечении направлений стрелы и стрелового каната мы получим точку В.
Таким образом, определится сила сжатия стрелы R ст = 650 тс.
A
2. Определим допустимый вес груза Q на стрелу при установке А-образной рамы.
Разложим силу R ст по направлению стрелового каната ВК и направлению веса груза KA. Пересечение этих направлений определит точку К.
A
A
Полученный отрезок КА дает допустимый вес груза Q = 580 тс, состоящий фактически из суммы двух весов, т.е. Q = Q + ΔQ.
A
A
Q = 300+280=580 тс т.е. Q≈2Q
Вывод: Грузоподъемность крана увеличивается при увеличении угла между стрелой и стреловым канатом (в связи с установкой А-образной рамы).
Положительный эффект
1. Многократное снижение нагрузки на стрелу.
2. Габарит по высоте позволит беспрепятственно обеспечить передвижение крана без демонтажа стрелового устройства.
3. Рост грузоподъемности крана не вызывает значительного увеличения коэффициента удельной металлоемкости определяемый отношением веса крана к грузоподъемности.
4. Грузоподъемность крана остается постоянной при изменении вылета стрелы.
5. Сохранение высокой мобильности крана.