СПРЕДЕР
SPREADER

Изобретение относится к грузозахватным устройствам для подъема, опускания и перемещения крупнотоннажных контейнеров, а именно к поворотным спредерам.
Известен спредер с ротацией (см. полезную модель по патенту RU 106233 U1), содержащий поворотную грузонесущую и блочную рамы, соединенные поворотной опорой с зубьями внешнего зацепления, кинематически связанными с ротором двигателя поворота, установленного на блочной раме. Внешние и внутренние кольца поворотной опоры прикреплены непосредственно к поверхностям поворотной и блочной рам. Поворотная опора с зубьями зацепления выполнена однорядной роликовой. Рамы выполнены коробчатого профиля с сотовым заполнителем. В рамах выполнены отверстия по размерам внутреннего и внешнего колец поворотной опоры, реверсивный двигатель поворота размещен в отверстии блочной рамы. Оси канатных блоков жестко закреплены относительно блочной рамы.
Недостатком такой конструкции является перегруз роликов поворотной опоры при смещении центра масс контейнера, допускаемого нормами железных дорог до 1,2 м вдоль контейнера и 0,1 м - поперек. Такой перегруз снижает надежность и долговечность поворотной опоры. Увеличить диаметр поворотной опоры для снижения нагрузки на ролики не позволяют ограничения по габаритам и жесткости блочной рамы.
Другим недостатком поворотной опоры указанного спредера является открытое не защищенное от атмосферных воздействий зубчатое зацепление между шестерней привода поворота и зубьями поворотной опоры, что снижает надежность и долговечность спредера.
Еще одним недостатком такого спредера является жесткое относительно блочной рамы крепление осей канатных блоков, что не позволяет им самоустанавливаться в соответствии с изменением направления равнодействующих усилий в канатах по мере подъема и опускания контейнера. Это увеличивает трение канатов по ребордам ручьев блоков и снижает долговечность канатов и блоков.
Целью изобретения является увеличение надежности и долговечности.
Решение этой задачи достигается тем, что спредер включает в себя поворотную подвеску, содержащую неповоротную раму с прикрепленными к ней канатными блоками, механизмом поворота, кабелями силовой и контрольных цепей, поворотную раму с коническими роликами, опирающуюся на круговую неповоротную раму. Круговая рама соединена с неповоротной рамой стержнями, связанными тягами, имеющими возможность поворота вокруг вертикальной и двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей. На тягах закреплены блоки. Приводной вал механизма поворота расположен по оси вращения поворотной рамы и имеет на верхнем и нижнем концах кинематически жестко связанные между собой барабаны для кабелей силовой и контрольной цепей и связан с поворотной рамой зубчатой муфтой со сферическим подшипником. На круговой раме закреплены съемные пластины, образующие поверхность катания для конических роликов. Силовой и контрольный кабели закреплены на барабанах так, что при сматывании с верхнего барабана они наматываются на нижний, а в промежутке между барабанами огибают блоки, закрепленные на стойке, смонтированной на неповоротной раме.
Существенным отличием от прототипа является то, что круговая рама соединена с неповоротной рамой стержнями, связанными с тягами, имеющими возможность поворота вокруг вертикальной и двух взаимно перпендикулярных горизонтальных осей, при этом на тягах закреплены канатные блоки. Такое крепление блоков позволяет им самоустанавливаться в соответствии с изменением направления равнодействующей усилий в канатах по мере подъема и опускания контейнера, что увеличивает долговечность канатов и блоков.
Другим существенным отличием является соосное расположение приводного вала механизма поворота с осью вращения поворотной рамы. При этом на верхнем и нижнем концах приводного вала смонтированы кинематически жестко связанные между собой барабаны для кабелей силовой и контрольной цепей, а крепление кабелей на барабанах выполнены так, что при сматывании с верхнего барабана они наматываются на нижний. Такое решение обеспечивает механическую долговечность кабелей при многократных реверсивных поворотах рамы.
Существенным отличием является и то, что приводной вал механизма поворота связан с поворотной рамой зубчатой муфтой со сферическим подшипником. При такой конструкции боковые нагрузки от ветра и сил инерции, действующие на контейнер, воспринимаются сферическим подшипником, а приводной вал нагружен в отличие от прототипа только крутящим моментом, что увеличивает долговечность привода.
Следующее существенное отличие - закрепленные на круговой раме съемные пластины, образующие поверхность катания для конических роликов. Такое конструктивное решение позволяет увеличить площадь пятна контакта от конического ролика на круговой раме. Кроме того, технологически можно обеспечить высокую твердость пластин. Все это увеличивает долговечность конструкции.
На фиг.1 показан главный вид и вид сверху спредера; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.2; на фиг.4 - вид В на фиг.2; на фиг.5 - разрез Г-Г на фиг.2; на фиг.6 - вид Д на фиг.5; на фиг.7 - разрез Е-Е на фиг.2; на фиг.8 - разрез Ж-Ж на фиг.1; на фиг.9 - разрез И-И на фиг.2; на фиг.10 - разрез К-К на фиг.9.
Поворотная подвеска спредера 1 содержит неповоротную раму 2 с канатными блоками 3, механизмом поворота 4, поворотную раму 5 с коническими роликами 6, опирающимися на неповоротную круговую раму 7. Рама 7 соединена с неповоротной рамой стержнями 8, связанными с тягами 9 посредством вилок 10 и 11 и взаимно перпендикулярных горизонтальных осей 12 и 13 (см. фиг.7 и 8). На тягах 9 с помощью осей 14 закреплены блоки 3. Механизм поворота 4 представляет собой коническо-цилиндрический мотор-редуктор с двигателем 15 со встроенным тормозом. Приводной вал 16 привода имеет два выхода - сверху и снизу (см. фиг.2 и 3). Сверху на вал жестко насажен кабельный барабан 17 для кабелей 18 силовой и контрольной цепей, снизу - зубчатая втулка 19, сопряженная с зубчатой обоймой 20 зубчатой муфты. Зубчатая обойма жестко соединена с валом 21 поворотной рамы 5. На зубчатой обойме 20 жестко закреплен кабельный барабан 22 для кабелей 18. Барабаны 22 и 17 имеют одинаковые диаметры обечаек для намотки кабелей. На зубчатую обойму 20 насажен сферический подшипник 23, сопрягающийся наружным кольцом с неповоротной рамой 2. Геометрические центры подшипника 23 и зубчатого зацепления втулки 19 и обоймы 20 совпадают. Зубчатая муфта и подшипник 23 закрыты от атмосферных воздействий лабиринтным уплотнением 24, заполненным густой смазкой.
На круговой раме закреплены с помощью винтов 25 съемные пластины 26, образующие поверхность катания для конических роликов 6.
На неповоротной раме 2 жестко смонтирована стойка 27 с двухручьевыми блоками 28 и 29, буферы 30 и 31, кабельные барабаны 32 и 33 с пружинными приводами, шкаф 34 с электрооборудованием, трубы 35. Барабан 32 предназначен для контрольного кабеля, барабан 33 - для силового. Кабели 18 с тележки крана опускаются вниз, наматываются на барабаны 32 и 33 и поддерживаются в натянутом состоянии пружинными приводами барабанов. С барабанов 32 и 33 кабели вводятся в шкаф 34, из него - в трубу 35, из трубы - на барабан 17, блоки 28, 29, на барабан 22, с него - на поворотную раму 5, с рамы - на спредер 1. Барабан 22 через обойму 20 и втулку 19 кинематически жестко связан с барабаном 17, поэтому барабаны 17 и 22 могут вращаться только в одну сторону и с одинаковой скоростью.
На поворотной раме 5 жестко закреплен упор 36, взаимодействующий с буферами 30 и 31 и ограничивающий поворот рамы 5. Спредер 1 крепится к раме 5 болтами 37. Для центрирования болтов 37 с резьбовыми отверстиями в остове спредера 1 на раме 5 жестко установлены два конических штыря 38 и 39, взаимодействующих с конусом 40 и вилкой 41, установленных жестко на спредере 1.
В зависимости от схемы строповки канатов, на которых спредер подвешивается к тележке крана или к механизму подъема какого-либо другого грузоподъемного устройства, и габаритных ограничений блоки 3 могут быть развернуты вокруг вертикальной оси стержней 8 (см. фиг.8) и зафиксированы от поворота упорами 42, присоединенными жестко к раме 2.
Диаметр круговой рамы выбирается максимальным в зависимости, главным образом, от ширины контейнера, при этом при максимальном смещении центра масс контейнера на 1,2 м нагрузка на ролик 6 и его подшипники (см. фиг.2) остается ниже допускаемой, а противоположный ролик 6 не отрывается от пластин 26.
Спредер работает следующим образом. При включении двигателя 15 механизма поворота 4 вращение передается на вал 16, зубчатую втулку 19, зубчатую обойму 20, барабаны 17 и 22, вал 21, поворотную раму 5, спредер 1. Ролики 6 обкатываются по пластинам 26 круговой рамы 7. После установки продольной оси спредера вдоль контейнера двигатель 15 отключается, спредер опускается на контейнер, захватывается им, поднимается, опускается и транспортируется краном.
На спредер разработан технический проект.