Система автономного передвижения поднятой стрелы железнодорожного крана в продольном направлении платформы поворотной части крана на железнодорожном ходу

Полезная модель относится к подъемным кранам с поворотными механизмами с гидравлическим приводом и может использоваться, в частности, в железнодорожных кранах.
Суть проблемы заключается в следующем.
Для подготовки железнодорожного крана большой грузоподъемности (свыше 40 т) к работе по прибытию на место выполнения работ его необходимо расстановить.
Без расстановки крана проведение грузоподъемных операций запрещено по требованиям Ростехнадзора и нормам безопасности.
Для расстановки крана нужно подготовить горизонтальные площадки под опорные контуры (засыпать их грунтом, утрамбовать и выровнять, сделать на каждой площадке настил из шпал или бруса, расставить пирамидальные отпоры, отвязать, открыть и отжать аутригеры и т.д.). Таким образом, процесс расстановки крана очень трудоемкий и длительный, а при ведении аварийно-восстановительных работ необходимо проводить работы в крайне ограниченные сроки.
Довольно часто при выполнении работ краном на железнодорожном ходу бывают ситуации, когда не хватает вылета стрелы или нужно произвести перемещение груза при одном и том же вылете стрелы.
После полной расстановки крана на железнодорожном ходу, когда аутригеры установлены на полную базу и нет возможности произвести новую расстановку, часто возникает необходимость поднятия (перемещения) груза при одном и том же вылете стрелы. Например, если одна из тележек вагона разбита и необходимо ее заменить на резервную, то в этом случае кран поднимает часть вагона и перемещает его вдоль пути в противоположную от себя сторону при одном и том же вылете стрелы. После замены тележки производится перемещение на «себя» и установка вагона на новую тележку (опять же не меняя вылета стрелы и работая на одном и том же опорном контуре) или в процессе выполнения работ потребовалось поднять груз, лежащий чуть дальше полного вылета стрелы либо чуть увеличить вылет стрелы для качественного захвата и строповки груза. В итоге кран необходимо собрать, целиком передвинуть иногда лишь на метр и расстановить снова, что сопряжено с потерями времени.
Одной из задач данной разработки является решение данной проблемы.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой системе является «Опорно-поворотное устройство для автономного поворота поднятой стрелы железнодорожного крана влево/вправо на угол до 30 градусов», представленное в одноименном патенте РФ №187892 по кл. В66С 23/84, з. 10.01.2019 г, оп. 21.03.2019 г. и выбранное в качестве прототипа.
Известное устройство характеризуется следующей формулой: Опорно-поворотное устройство для автономного поворота поднятой стрелы железнодорожного крана влево/вправо на угол до 30°, включающее поворотную опору, нижняя неподвижная часть которой жестко закреплена на раме крана и снабжена по внутренней окружности зубчатым венцом, а на верхней подвижной части жестко установлена поворотная платформа, на которой смонтирован кран и механизм поворота платформы в горизонтальной плоскости относительно рамы крана, снабженный зубчатым элементом для вхождения в зацепление с зубчатым венцом неподвижной части и поворотным сектором, установленным с возможностью поворота относительно вертикальной оси и связанным с нижней неподвижной частью опоры с возможностью обкатывания по окружности неподвижной части опоры, при этом подвижный сектор и неподвижная часть связаны между собой соединительными элементами, отличающееся тем, что нижняя неподвижная часть поворотной опоры, жестко закрепленная на раме крана, представляет собой плиту с отверстием в ней в форме сегмента круга, симметрично усеченного с двух сторон относительно продольной оси прямыми линиями, параллельными между собой и продольной оси, с образованием с обеих сторон точками пересечения прямых с окружностью относительно ее центра угла, равного 30°, и двух дугообразных боковых сторон, снабженных каждая зубчатым венцом, на нижней стороне плиты, выполненной из металлического листа, по дугообразным сторонам уложен слой фторопласта толщиной не менее 30 мм, выполняющий функцию элемента скольжения, поворотная платформа подвижной части имеет такую же форму сегмента круга, как отверстие в неподвижной части поворотной опоры, соразмерна с ним и размещена внутри него, его боковые дугообразные стороны также снабжены зубчатыми венцами для вхождения при движении поворотной части относительно неподвижной в зацепление с зубчатыми венцами последней, при этом на поворотном сегменте установлены кронштейны для крепления задней части стрелы и кронштейны шарнирного крепления гидроцилиндров механизма поворота, причем неподвижная часть поворотной опоры и поворотный сегмент подвижной части скреплены между собой по дугообразным сторонам с помощью выдвижных валиков для обеспечения автономного поворота стрелы при выдвинутых валиках и поворота стрелы вместе с поворотной рамой крана при задвинутых валиках.
Недостатком известного устройства является то, что его эксплуатационные возможности ограничены, т.к. с его помощью невозможно обеспечить перемещение (поднятие) груза при одном и том же вылете стрелы, когда выполнена полная расстановка крана на железнодорожном ходу, аутригеры уже установлены на полную базу и нет возможности произвести новую расстановку.
Задачей является обеспечение возможности независимого передвижения поднятой стрелы крана в продольном направлении поворотной платформы крана на железнодорожном ходу с сохранением возможности поворота стрелы вправо/влево на 30°.
Поставленная задача решается тем, что в системе автономного передвижения поднятой стрелы железнодорожного крана в продольном направлении платформы поворотной части крана на железнодорожном ходу, включающей несущую поворотную прямоугольную раму крана, представляющую собой плиту, имеющую в одном ее конце отверстие, в котором установлен подвижный элемент, имеющий такую же форму, как и отверстие, при этом на подвижном элементе установлены два кронштейна для крепления стрелы крана, для обеспечения передвижения стрелы использованы гидравлические цилиндры, с одной стороны шарнирно крепящиеся на несущей поворотной раме, а с другой - штоком к подвижному элементу, также имеются два гидроцилиндра механизма поворота поворотного элемента, выполненного в виде сегмента круга, симметрично усеченного с двух сторон относительно продольной оси прямыми линиями, параллельными между собой и продольной оси, с образованием с обеих сторон точками пересечения прямых с окружностью относительно ее центра угла, равного 30°, и двух дугообразных боковых сторон, снабженных каждая зубчатым венцом, на нижней стороне плиты, выполненной из металлического листа, по дугообразным сторонам уложен слой фторопласта толщиной не менее 30 мм, выполняющий функцию элемента скольжения, поворотная платформа подвижной части имеет такую же форму сегмента круга, как отверстие в неподвижной части поворотной опоры, соразмерна с ним и размещена внутри него, его боковые дугообразные стороны также снабжены зубчатыми венцами для вхождения при движении поворотной части относительно неподвижной в зацепление с зубчатыми венцами последней, согласно полезной модели, отверстие в плите рамы выполнено прямоугольным, на плите вдоль ее продольных сторон закреплены направляющие, представляющие из себя бруски в форме швеллера, на верхней части которых в зоне отверстия в качестве подвижного элемента уложена по всей длине прямоугольная плита толщиной не менее 20 мм, в центральной части которой сверху вдоль ее продольной оси установлен скрепленный с ней с помощью двух стопорных выдвижных валиков поворотный элемент в форме усеченного с двух параллельных продольной оси сторон сегмента круга, на котором закреплены кронштейны для крепления стрелы крана, при этом для перемещения этого элемента служат два гидроцилиндра механизма поворота, а в исходном положении для крепления поворотного элемента к подвижному элементу служат выдвижные стопорные валики.
Выполнение отверстия в прямоугольной поворотной плите-раме крана прямоугольным с закреплением вдоль его продольных сторон направляющих брусков, на верхней части которых в зоне отверстия в качестве подвижного элемента уложена по всей длине прямоугольная плита толщиной не менее 20 мм при наличии двух гидроцилиндров для ее продольного перемещения в совокупности с установкой в ее центральной части сверху вдоль ее продольной оси скрепленного с ней с помощью двух стопорных выдвижных валиков поворотного элемента в форме усеченного с двух параллельных продольной оси сторон сегмента круга, на котором закреплены кронштейны для крепления стрелы крана, а для поворотного перемещения этого элемента служат два других гидроцилиндра, дает возможность перемещать стрелу крана в продольном направлении, сохраняя при этом возможность ее поворота вправо/влево на 30°.
Технический результат - обеспечение возможности независимого передвижения поднятой стрелы крана в продольном направлении поворотной платформы крана на железнодорожном ходу при сохранении возможности поворота стрелы вправо/влево на 30°.
Заявляемая система обладает новизной в сравнении с прототипом, отличаясь от него такими существенными признаками, как выполнение отверстия в плите рамы прямоугольным, закрепление на плите вдоль ее продольных сторон направляющих, представляющих из себя бруски в форме швеллера, использование в качестве подвижного элемента уложенной в зоне отверстия на верхней части направляющих брусков по всей длине прямоугольной плиты толщиной не менее 20 мм, установка в центральной части этого подвижной прямоугольной плиты сверху вдоль ее продольной оси скрепленного с ней с помощью двух стопорных выдвижных валиков поворотного элемента в форме усеченного с двух параллельных продольной оси сторон сегмента круга, размещение на нем кронштейнов для крепления стрелы крана, использование для перемещения этого элемента двух гидроцилиндров механизма поворота, а в исходном положении для крепления поворотного элемента к подвижному элементу - выдвижных стопорных валиков, обеспечивающих в совокупности достижение заданного результата.
Заявляемая система автономного передвижения поднятой стрелы железнодорожного крана в продольном направлении может использоваться в подъемных кранах и потому соответствует критерию «промышленная применимость».
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где представлены на:
- фиг. 1 - общий вид системы без гидроцилиндров и стрелы;
- фиг. 2 - вид системы сверху в динамике;
- фиг. 3 - вид системы сбоку в динамике.
1
2
1
2
1
2
1
2
Заявляемая система автономного передвижения поднятой стрелы железнодорожного крана в продольном направлении платформы поворотной части крана на железнодорожном ходу включает в себя несущую поворотную прямоугольную раму крана, представляющую собой плиту 1, имеющую в одном ее конце прямоугольное отверстие 2, в котором установлен подвижный элемент 3, также имеющий прямоугольную форму. На плите 1 вдоль ее продольных сторон закреплены направляющие 4 и 4, представляющие из себя бруски в форме швеллера, на верхней части которых в зоне отверстия 2 в качестве подвижного элемента 3 уложен по всей длине прямоугольный элемент - плита толщиной не менее 20 мм. В центральной части прямоугольного элемента 3 вдоль его продольной оси установлен скрепленный с ней с помощью двух стопорных выдвижных валиков 5 и 5 поворотный элемент 6 в форме усеченного с двух параллельных сторон вдоль продольной оси сторон сегмента круга с образованием с обеих сторон точками пересечения прямых с окружностью относительно ее центра угла, равного 30°, и двух дугообразных боковых сторон, снабженных каждая зубчатым венцом (на чертежах не показаны). На поворотном элементе 6 закреплены кронштейны 7 и 7 для крепления стрелы 8 крана (фиг. 1). Для обеспечения передвижения стрелы 8 использованы гидравлические цилиндры 9, с одной стороны шарнирно крепящиеся на несущей поворотной раме 1, а с другой - штоком 10 к подвижному элементу 3. Также имеются два гидроцилиндра 11 и 11 механизма поворота поворотного элемента 6. На нижней стороне элемента 6, выполненного из металлического листа, по дугообразным сторонам уложен слой фторопласта толщиной не менее 30 мм (на чертежах не показан), выполняющий функцию элемента скольжения. Его боковые дугообразные стороны также снабжены зубчатыми венцами для вхождения при движении поворотной части относительно неподвижной в зацепление с зубчатыми венцами последней.
Система работает следующим образом.
Как уже говорилось выше, для подготовки железнодорожного крана большой грузоподъемности (свыше 150 т) к работе по прибытию на место выполнения работ его необходимо расстановить. Процесс расстановки крана очень трудоемкий и длительный, а при ведении аварийно-восстановительных работ необходимо проводить работы в крайне ограниченные сроки. После полной расстановки крана на железнодорожном ходу, когда аутригеры установлены на полную базу и нет возможности произвести новую расстановку, часто возникает необходимость поднятия (перемещения) груза при одном и том же вынете стрелы. Для этого оператор разблокирует стопорные опорные валики 5, затем включением гидроцилиндров 9 перемещает подвижный элемент 3 со стрелой 8 в одно из ближайших положений груза относительно стрелы 8 и фиксирует это положение стопорными валиками 5. Тем самым при одном и том же положении крана обеспечивается необходимое положение груза. С помощью гидроцилиндров 11 и поворотного элемента 6 оператор может повернуть при необходимости стрелу 8 на угол до 30° вправо или влево, чтобы обеспечить подъем груза.
В сравнении с прототипом заявляемая система автономного передвижения поднятой стрелы железнодорожного крана в продольном направлении платформы поворотной части крана на железнодорожном ходу имеет более широкие эксплуатационные возможности.