ПОДВИЖНЫЙ ПРОТИВОВЕС ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА
CRANE MOBILE COUNTERWEIGHT

Предлагаемое изобретение относится к области краностроения, а именно к подвижному противовесу грузоподъемного крана, синхронно поднимая противовес в зависимости от величины нагрузки на грузоподъемном крюке и изменяющему вылет противовеса в зависимости от наклона стрелы.
В настоящее время большинство грузоподъемных самоходных кранов (как отечественных, так и зарубежных) с целью увеличения грузоподъемности и вылета стрелы крана оборудуются стационарными противовесами.
Чтобы избежать опрокидывания крана, оборудованного противовесом при минимальном вылете стрелы без поднимаемого груза, их оборудуют устройствами изменения вылета противовеса.
Известное техническое решение грузоподъемных кранов с изменяемым вылетом противовеса, раскрыто в US 2556678, 10.07.2015 г. "Подъемный кран с перемещаемым противовесом". В данном прототипе нет синхронизации изменения вылета противовеса от величины нагрузки на грузоподъемном крюке.
Поворотный круг этих кранов при каждом подъеме груза испытывает критические нагрузки, при транспортировке груза - опрокидывающий момент от груза, а когда без груза, то опрокидывающий момент от противовеса, но уже в противоположном направлении.
Известны портальные грузоподъемные краны с подвижными противовесами.
Известно техническое решение, раскрытое в SU 626024 А1, 16.08.1978 г. "Уравновешивающее устройство стрелы". В данном прототипе заявляется подвижный противовес, но он уравновешивает только массу стрелы, но не транспортируемого груза.
Наиболее близким аналогом является подвижный противовес, раскрытый в RU 2268234 С1, 22.03.2004 г. "Подвижный противовес грузоподъемного крана". Известный прототип содержит общие с заявленным изобретением признаки: подвижный противовес, нагрузка на грузоподъемном крюке синхронно увеличивает вылет противовеса, также величина вылета противовеса зависит от наклона стрелы.
Недостаток прототипа заключается в том, что предлагается очень сложная канатно-блочная система для привода подвижного противовеса, она занимает много места, дорогостоящая в изготовлении и обслуживании грузоподъемного крана.
Задачей изобретения является упрощение конструкции, уменьшение веса и габаритов, повышение надежности и маневренности.
Целью изобретения является обеспечение синхронности подъема и изменения вылета противовеса в зависимости от нагрузки на грузоподъемном крюке, снижение знакопеременных нагрузок на поворотный круг крана возникающих от опрокидывающего момента, как от транспортируемого груза, так и от противовеса, когда нет нагрузки на крюке, повышение маневренности и снижение металлоемкости грузоподъемного крана.
Указанная задача решается тем, что грузоподъемный кран, содержащий шасси, поворотную платформу с силовой установкой и канатной лебедкой подъема груза, стрелу с устройством ее подъема и подвижный противовес, дополнительно оборудован лебедкой подъема противовеса, которая имеет связь с лебедкой подъема груза через планетарный дифференциал, где коронная шестерня выполнена заодно с барабаном лебедки противовеса, водило соединено с барабаном лебедки подъема груза, а на солнечную шестерню планетарного дифференциала подается крутящий момент от силовой установки. Противовес подвижно закреплен на двух шарнирных четырехзвенниках, расположенных по бокам поворотной платформы, четырехзвенники ориентированы в продольно-вертикальной плоскости. Поворотная платформа крана является стойкой четырехзвенника, а удлиненный рычаг с противовесом на нижнем конце - шатуном, между собой они соединены вертикальными рычагами - коромыслами. Нагрузка от транспортируемого груза через планетарный дифференциал воздействует на барабан противовеса, далее посредством канатной тяги - по диагонали на вершины четырехзвенников и на подъем противовеса, синхронно изменяя вылет противовеса в зависимости от величины нагрузки на грузоподъемном крюке.
Согласно изобретению, между стрелой крана и шарнирными четырехзвенниками имеется кинематическая связь, посредством которой осуществляется наклон четырехзвенника, состоящая из тяги и коромысла, где тяга соединяет стрелу с верхним концом коромысла, которое шарнирно крепится к поворотной платформе крана, а к нижнему концу коромысла крепится переднее коромысло шарнирного четырехзвенника.
Предлагаемое техническое решение позволяет изменять величину вылета противовеса как от величины транспортируемого груза, так и от угла наклона стрелы, упрощает конструкцию привода подвижного противовеса, уменьшает общую массу грузоподъемного крана, позволяет применить предлагаемый подвижной противовес на любом стреловом грузоподъемном кране.
Изобретение иллюстрируется чертежами, где:
на фиг. 1 показан общий вид стрелового грузоподъемного крана, где пунктирными линиями показано положение противовеса при максимально допустимой нагрузке на грузоподъемном крюке;
на фиг. 2 схематически показаны узлы и механизмы изменения величины вылета подвижного противовеса;
на фиг. 3 - кинематическая схема грузоподъемной и противовесной лебедок;
на фиг. 4 - положение противовеса при максимально допустимой нагрузке на грузоподъемном крюке на минимальном вылете стрелы (пунктирными линиями - то же положение противовеса, но уже на максимальном вылете стрелы).
Предлагаемый грузоподъемный кран (фиг. 1 и 2) состоит из шасси 6, поворотной платформы 8 с силовой установкой, канатной лебедки подъема груза 4, стрелы 7 с устройством ее подъема и подвижный противовес 1. Согласно изобретению, дополнительно оборудован лебедкой подъема противовеса 3, которая имеет связь с лебедкой подъема груза 4 через планетарный дифференциал (фиг. 3), где коронная шестерня 9 выполнена заодно с барабаном лебедки противовеса 3, водило 10 соединено с барабаном лебедки подъема груза 4, а на солнечную шестерню 11 планетарного дифференциала подается крутящий момент от силовой установки. Противовес 1 подвижно закреплен на двух шарнирных четырехзвенниках 2 расположенных по бокам поворотной платформы 8, четырехзвенники ориентированы в продольно-вертикальной плоскости. Поворотная платформа 8 крана является стойкой четырехзвенника, а рычаг CD с противовесом 2 на удлиненном нижнем конце - шатуном, между собой они соединены вертикальными рычагами AD и ВС - коромыслами.
При подъеме краном транспортируемого груза 5 нагрузка через планетарный дифференциал воздействует на барабан противовеса 3, далее посредством канатной тяги 12 воздействует по диагонали на вершины А и С четырехзвенников, синхронно изменяя вылет противовеса в зависимости от величины нагрузки на грузоподъемном крюке.
Согласно изобретению, между стрелой крана 7 и шарнирными четырехзвенниками 2 имеется кинематическая связь, состоящая из тяги 14 и коромысла 13, где тяга 14 соединяет стрелу 7 с верхним концом коромысла 13, которое шарнирно крепится к поворотной платформе крана 8, а к нижнему концу коромысла 13 крепится переднее коромысло ВС шарнирного четырехзвенника 2. Отсюда переднее коромысло ВС будет подвижным относительно поворотной платформы 8 и при повороте коромысла 13 осуществляется наклон четырехзвенника 2.
При максимальном вылете стрелы 7 (фиг. 4) через тягу 14 и коромысло 13 осуществляется наклон шарнирного четырехзвенника 2 в противоположную от центра крана сторону, и вылет противовеса 1 будет максимальным, а при минимальном вылете стрелы 7 наклон шарнирного четырехзвенника 2 будет в сторону центра крана и вылет противовеса 1 будет минимальным.
В зависимости от нагрузки на грузоподъемном крюке при максимальном вылете стрелы 7 вылет противовеса 1 будет осуществляться по более пологой траектории, а при минимальном вылете стрелы 7 - по более крутой траектории.
Предпочтительно начало движения противовеса должно осуществляться при нагрузке на грузоподъемном крюке, например, более 1/3 от максимальной, чтобы меньше изнашивались шарниры четырехзвенника 2.