УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ СТАЛЬНЫХ ТРОСОВ БЕЗ ВЗАИМНОГО ВЛИЯНИЯ В ПОДЪЕМНОМ КРАНЕ С МНОЖЕСТВОМ ТОЧЕК ПОДВЕСА
DEVICE FOR PLACING STEEL CABLES WITHOUT INTERFERENCE IN THE CRANE WITH A SET OF POINTS OF SUSPENSION

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к устройству для размещения стальных тросов без взаимного влияния в подъемных машинах, в частности в подъемных кранах с множеством точек подвеса для сцепления с блоками морских платформ и множеством подъемных устройств других подъемных кранов того же класса.
Уровень техники
К подъемным кранам с множеством точек подвеса, применяемым для соединения блоков морских платформ, предъявляются строгие требования, включая сверхбольшую грузоподъемность (суммарная грузоподъемность достигает 20000 тонн), сверхбольшую высоту подъема (максимальная высота подъема должна достигать 103 м) и большой пролет главной балки (125 м). Для увеличения высоты подъема и снижения стоимости, обусловленной применением высококачественного прочного бетона (С50) для подъемного крана сверхбольшой грузоподъемности, главная балка должна иметь горизонтальную нижнюю полку, а верхняя часть балки должна быть высокой в середине, низкой с двух сторон и иметь малую ширину. Для обеспечения большой грузоподъемности необходимо использование множества подъемных устройств (на каждом конце каждой главной балки расположено по два или более подъемных устройств) и осуществление объединенного подъема.
Традиционный подъемный кран имеет несколько подъемных механизмов и наматывающих устройств, обычно одно или два. Вместо чередующегося расположения может быть реализовано простое плоское расположение. Однако морскую платформу невозможно построить без подъема сверхбольших грузов, что может быть реализовано только с помощью подъемного крана с множеством точек подвеса. Если разместить множество механизмов подъема и устройство намотки стального троса на узкой главной балке, то невозможно осуществить общую компоновку. Для подъема сверхтяжелых грузов обычно используется подъемный кран с множеством точек подвеса. Из-за высоты главной балки и узкого пространства между стенками главной балки размещение множества независимых подъемных устройств может вызвать взаимное влияние между стальными тросами или между стальными тросами и главными балками. Важной задачей является разработка схемы размещения подъемных стальных тросов наматывающих устройств без взаимного влияния друг на друга в подъемном кране с множеством точек подвеса.
Раскрытие изобретения
Для решения указанной задачи согласно изобретению опоры лебедок расположены на разной высоте, так чтобы между линией, соединяющей центры намоточных барабанов множества лебедок, расположенных на каждом конце главной балки, и центры направляющих блоков, и осевой линией главной балки был образован небольшой угол. В результате стальные тросы имеют чередующееся расположение в верхней части главной балки. Далее стальной трос наматывается на неподвижные и подвижные блоки после входа в главную балку через маленькое отверстие и прохода через направляющий блок.
Согласно изобретению устройство размещения стальных тросов без взаимного влияния в подъемном кране с множеством точек подвеса содержит главную балку (10), подвижные блоки (3), неподвижные блоки (5) и лебедку (1), над верхней частью главной балки (10) расположены направляющий блок (2) и основания (7) лебедок, удерживающие лебедки (1) на верхней части главной балки на двух ее концах, причем между направляющим блоком (2) и лебедкой (1) со стальным тросом (6) имеется область, характеризующаяся двумя треугольниками ΔАВС и ΔА'В'С' с направляющим блоком (2) при вершине, которые расположены симметрично в противоположных направлениях вдоль граничной линии I-I'. При этом между граничной линией I-I' и осевой линией главной балки образован небольшой угол θ, а главная балка (10) имеет по меньшей мере две лебедки (1), расположенные в двух концах верхней части балки, причем основания (7) лебедок имеют разные высоты, и направляющие блоки (2) расположены на разных высотах, соответствующих высотам оснований (7) лебедок, а занятые стальными тросами области находятся в разных плоскостях. При этом между линией, соединяющей вертикальную осевую линию намоточных барабанов лебедок (1) и вертикальную осевую линию направляющих блоков (2), и осевой линией главной балки (10) образован угол α, причем углы между лебедками и главной балкой в одном и том же конце имеют одинаковое направление, а между лебедками и главными балками в двух концах главной балки имеют противоположное направление. Стальной трос (6) лебедки (1) входит в подвижный блок (5), расположенный внутри главной балки, проходит через неподвижный направляющий блок (2) над верхней частью главной балки (10), а затем через одно выходное/входное отверстие (8) для троса в верхней части главной балки, и наматывается на подвижный блок (3), повторяя наматывание между подвижными и неподвижными блоками, при этом конец (9) стального троса закреплен рядом с неподвижным блоком на главной балке.
Диапазон углов θ и α определяются из следующего условия:
При L>а/2 угол θ лежит в диапазоне 0°<θ<90°, а угол α≤ζ, где
L - длина намоточного барабана,
а - ширина верхней части главной балки,
b - длина верхней части главной балки,
ζ - угол наклона выходящих из лебедки тросов.
Граничная линия I-I' параллельна линии, соединяющей вертикальную осевую линию намоточного барабана каждой лебедки и вертикальную осевую линию направляющего блока, при этом угол α наклона равен θ, а лебедки на двух концах главной балки расположены с направляющими блоками симметрично.
Подвижные блоки в подъемном устройстве, содержащем лебедки, связаны продольными рейками.
Основания лебедок в верхней части на двух концах главной балки распределены пошагово, а направляющие блоки расположены на высотах, соответствующих этим основаниям лебедок.
Такая схема размещения стальных тросов без взаимного влияния в подъемном кране с множеством точек подвеса обеспечивает возможность осуществления изобретения с помощью простой конструкции. Устройство для размещения стальных тросов без взаимного влияния друг на друга в подъемном механизме, содержащем множество подъемных устройств, является подходящим решением для подъемного крана с большой высотой подъема, большим пролетом и множеством точек подвеса, в котором используются составные узкие главные балки, в результате чего подъемный кран при подъеме морских платформ и других сверхтяжелых грузов имеет следующие преимущества:
- подъемный механизм подъемного крана с множеством точек подвеса может работать безопасно и надежно;
- механизм имеет простую конструкцию, удобен в изготовлении, установке и обслуживании;
- подъемный механизм, содержащий множество подъемных устройств, обладает высокой эффективностью;
- главная балка имеет малый собственный вес и является узкой, за счет чего можно снизить стоимость подъемного крана в целом.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показана структурная схема согласно изобретению;
на фиг.2 - кран согласно изобретению, вид спереди;
на фиг.3 - главная балка согласно изобретению, вид сверху;
на фиг.4 - схема конструкции наматывающего устройства для стального троса согласно изобретению.
Список позиций на фигурах:
1 - Лебедка
2 - Направляющий блок
3 - Подвижный блок
4 - Соединительная рейка
5 - Неподвижный блок
6 - Стальной трос
7 - Основание лебедки
8 - Отверстие для выхода/входа одного троса
9 - Закрепленный конец
10 - Главная балка
11 - Верхняя часть балки
Осуществление изобретения
На фиг.1-4 показано устройство для размещения стальных тросов без взаимного влияния в подъемном кране с множеством точек подвеса, предназначенном для подъема морских платформ и других сверхтяжелых грузов. Подъемный кран, используемый обычно для подъема сверхбольших грузов, имеет высокую главную балку и узкое пространство между стенками главной балки. Обычно он содержит множество подъемных устройств. Каждое подъемное устройство содержит лебедку 1, направляющий блок 2, подвижные блоки 3, соединительные рейки 4, расположенные между подвижными блоками, неподвижные блоки 5, стальной трос 6 и основание 7 лебедки. Обычно каждое подъемное устройство содержит четыре подвижных блока, каждый из которых управляет одной точкой подвеса. Лебедка 1 содержит намоточный барабан (включая зажим стального троса), редуктор, тормоз, передачу, муфту, подвижный вал, то есть полный приводной механизм от соединенной с двигателем муфты до последней ступени тормоза. Область, расположенная между направляющим блоком 2 и лебедкой 1 со стальным тросом 6, может характеризоваться двумя треугольниками ΔАВС и ΔA'B'C' с направляющим блоком 2 при вершине. Как показано на фиг.4, при L>а/2 (L - длина намоточного барабана, а - ширина верхней части главной балки, b - длина верхней части главной балки, ζ - угол наклона выходящего из лебедки троса), т.е. когда вершины А и А' двух верхних треугольников пересекаются, то возможно влияние тросов друг на друга, которое не может быть устранено с помощью традиционной механической схемы для подъемного крана большой грузоподъемности. Согласно изобретению два треугольника расположены симметрично и в противоположных направлениях вдоль граничной линии I-I', при этом между граничной линией I-I' и осевой линией главной балки образован небольшой угол θ, находящийся в диапазоне 0°<θ<90°.
Лебедка 1 расположена в верхней части главной балки 10. Каждая главная балка содержит две или более лебедок, расположенных на двух концах в верхней части каждой главной балки. Стальной трос 6 каждой лебедки проходит над верхней частью главной балки через неподвижный направляющий блок 2, а затем через единственное выходное/входное отверстие для троса в верхней части главной балки входит в неподвижный блок 5, расположенный внутри главной балки, затем наматывается на подвижный блок 3, повторяет намотку между подвижными и неподвижными блоками, как показано на фиг.4, и крепится концом 9 около неподвижного блока на главной балке.
На двух концах главной балки каждая лебедка расположена на основании 7 разной высоты, чтобы высоты прохождения стальных тросов 6 отличались для намоточных барабанов разных лебедок, а занятая стальными тросами область не находилась в одной плоскости. При этом основания 7 лебедок в верхней части на двух концах главной балки 10 распределены пошагово, а направляющий блок 2 установлен на той высоте, которая соответствует основанию 7 лебедки, как показано на фиг.3. Между линией, соединяющей вертикальную осевую линию намоточного барабана каждой лебедки 1 и вертикальную осевую линию направляющего блока 2, и осевой линией главной балки 10 образован небольшой угол α≤ζ, где ζ - диапазон углов наклона прохождения троса лебедки, который не превышает 2°.
Граничная линия I-I' параллельна линии, соединяющей вертикальную осевую линию намоточного барабана каждой лебедки 1 и вертикальную осевую линию направляющего блока 2, а угол α равен углу θ. Лебедки и их направляющие блоки расположены симметрично на двух концах главной балки. Углы наклона между каждой лебедкой 1 и главной балкой 10 имеют одинаковое направление. Таким образом, стальной трос 6 имеет чередующееся расположение в пространстве, что позволяет избежать взаимного влияния между стальными тросами и между стальными тросами и главной балкой и обеспечивает соответствие стандарту угла наклона между стальным тросом, намоточным барабаном лебедки и блоком. Кроме того, подвижные блоки 3 в каждом подъемном устройстве, содержащем лебедку 1, связаны с помощью соединительных реек 4.
В качестве примера будет рассмотрена главная балка с размещенными на ней шестью подъемными устройствами. На главной балке 10 должно быть размещено шесть лебедок 1. Чтобы угол наклона стального троса между намоточным барабаном и блоком не превышал стандартного значения, на каждом конце расположено три лебедки 1. Верхняя часть главной балки имеет длину b=130 м и ширину а=4 м. Подъемный механизм обеспечивает угол ζ наклона стального троса, не превышающий 2°. Угол θ принимается равным 1,04° на основании эмпирической формулы. Небольшой угол α наклона (1,04°) также образован между линией, соединяющей вертикальную осевую линию намоточного барабана каждой лебедки 1 и вертикальную осевую линию направляющего блока 2, и осевой линией главной балки 10 для обеспечения симметричности и параллельности.
Лебедки 1 расположены на основаниях 7 различной высоты для того, чтобы стальные тросы чередовались друг с другом. При этом подвижные блоки 3 в каждом подъемном устройстве, содержащем лебедку 1, связаны соединительными рейками 4, чтобы между подвижными блоками 3 в подъемном устройстве было сохранено фиксированное расстояние, что позволит избежать влияния между стальными тросами в верхней части балки. Изменение пространственного положения направляющего блока 2 и неподвижных блоков 5 при таком расположении гарантирует, что угол наклона между стальным тросом и блоком в главной балке соответствует необходимым требованиям и позволяет избежать взаимного влияния между стальными тросами. В одном подъемном устройстве стальной трос 6 выходит из лебедки 1, проходит через направляющий блок 2, достигает неподвижного блока 5, затем подвижного блока 3, повторяя намотку между подвижными и неподвижными блоками, а затем концом 9 крепится рядом с неподвижным блоком на главной балке. Независимо от того, какая точка подвеса действует, взаимного влияния между стальными тросами происходить не будет.
Выше описан предпочтительный вариант осуществления изобретения. Однако специалистом в данной области техники в изобретение могут быть внесены изменения, не выходя за рамки изобретения.