СТРЕЛОВОЕ УСТРОЙСТВО КРАНА Российский патент 1994 года по МПК B66C23/64 F15B9/00 

Изобретение относится к грузоподъемным машинам, преимущественно к стреловым самоходным кранам.

Известны стреловые устройства кранов, гидропривод которых включает гидроцилиндр подъема и опускания стрелы, а стрела оснащена шарнирно-сочлененным гуськом, угол наклона которого изменяется с помощью гибкой оттяжки. Управление гидроцилиндрами осуществляется распределителем с ручным управлением, к его поршневой полости пристыкован гидрозамок, а для плавного опускания стрелы установлен тормозной клапан.

Приводы подъема и опускания стрелы и наклона гуська в этих устройствах не обеспечивают автоматического горизонтального перемещения груза при изменении углов наклона стрелы или гуська, что снижает производительность при выполнении монтажных работ, а применение гибких оттяжек усложняет конструкцию стрелового устройства.

Известно также устройство с гидравлическим приводом шарнирно сочлененных частей стрелы крана, связанных гидроцилиндром. В этом устройстве также использованы гибкие оттяжки, запасовка которых позволяет получить траекторию груза, близкую к горизонтальной при изменении угла между шарнирно сочлененными частями стрелы. Недостатком устройства является усложнение конструкции стрелового устройства за счет применения двух приводов - гидравлического и лебедки изменения длины с гибкими оттяжками, кроме того, наличие гибких оттяжек вызывает увеличение габаритов стрелового устройства и машинного отделения в связи с необходимостью установки дополнительной лебедки.

Целью изобретения является снижение металлоемкости стрелового устройства при автоматическом обеспечении горизонтального груза наклоном стрелы.

Это достигается тем, что система автоматического обеспечения горизонтального переноса груза включает в себя установленные в шарнирах стрелы и гуська потенциометрические датчики углов наклона и усилитель, через который сопротивления датчиков, соединенные между собой по мостовой схеме, подключены в цепь управления распределителем гидроцилиндра наклона гуська, при этом сопротивления датчиков углов наклона выполнены по зависимостям
R₁ = R_o1 ˙α ,
R₂=R180^°-+arcsinsinα - , где R₁ - сопротивление датчика угла наклона стрелы, Ом;
R₂ - сопротивление датчика наклона гуська, Ом;
R_o1, R_o2 - начальные сопротивления реохордов датчиков, Ом;
α - угол наклона стрелы, град.;
L - длина стрелы, м;
l - длина гуська, м;
Н - высота от шарнира стрелы до нижней точки гуська, м.

Выполнение сопротивлений датчиков по указанным зависимостям позволяет получить горизонтальные законы передвижения нижней точки гуська при изменении угла наклона стрелы. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается тем, что вместо системы гибких оттяжек в шарнирах установлены датчики углов поворота стрелы и гуська, соединенные через усилитель с распределителем с электромагнитным приводом, причем сопротивления датчиков выполнены по предложенным зависимостям. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Сравнение заявляемого решения с другими схемами гидроприводом подъемно-транспортных машин не позволило выявить в них заявляемые признаки, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена схема стрелового устройства крана; на фиг.2 - схема соединения датчиков.

В стреловое устройство крана входит стрела 1 с потенциометрическим датчиком 2 угла наклона, включающим сопротивление 3, установленным в нижнем шарнире стрелы. В верхнем шарнире стрелы и стрелового гуська 4 установлен потенциометрический датчик 5 угла наклона стрелового гуська с сопротивлением 6. Стрела 1 и стреловой гусек 4 шарнирно соединены с гидроцилиндром 7 угла наклона стрелового гуська, который трубопроводами соединен с управляемым распределителем 8 жидкости, электромагниты 9 которого через усилитель 10 соединены с сопротивлениями 3, 6 датчиков угла наклона стрелы 1 и стрелового гуська 4.

Для обеспечения безопасности и плавности поршневая полость гидроцилиндра соединена через гидрозамок 11 и тормозной клапан 12 с распределителем.

Устройство работает следующим образом.

При изменении угла наклона стрелы α пропорционально изменяется сопротивление 3 датчика 2 по линейному закону R₁ = = R_o1 ˙α . Сопротивление 6 датчика 5 соединено с сопротивлением 3 и предварительно сбалансировано. Датчики углов наклона соединены по мостовой схеме, представленной на фиг.2. При изменении сопротивления 3 возникает электрический сигнал, который через усилитель 10 подается к одному из электромагнитов 9 распределителя 8, вызывая его срабатывание и перемещение штока гидроцилиндра 7, изменяющего угол γ наклона гуська.

При изменении угла γ происходит изменение сопротивления 6 до величины выравнивания с сопротивлением 3, при этом прекращается подача электрического сигнала на электромагниты 9, включающие работу гидроцилиндра 7.

Таким образом, при изменении угла α происходит автоматическое изменение угла γ . Горизонтальное перемещение груза при изменении угла α обеспечивается при условии H = const и требуемым соотношением α = f(γ). На основании геометрических соотношений (фиг.1) зависимость между углами α = f(β) представляется в виде
L sin α = l sin β + H, (1) где β - угол наклона гуська относительно горизонтальной плоскости.

Груз перемещается горизонтально при выполнении соотношения
L sin α - l sin β = Н = сonst, (2) из выражения (2) функция γ = f (β) описывается формулой
β=arcsinsinα - , (3) а угол γ=180^o-(α+β) формулой
γ=180^°-+arcsinsinα - (4)
Равенство сопротивлений датчиков 2,5 обеспечивается при законах изменения сопротивления
R₁ = f (α) и R₂ = f (γ) (5)
На основании выражения (4) при линейном законе изменения сопротивления 3
R₁ = R_o1 ˙α , (6) закон изменения сопротивления 6 определяется формулой
R₂=R₀₂·γ=R180^°-+arcsinsinα - . (7)
Таким образом, при выполнении сопротивлений 3, 6 изменения по законам (6), (7), наклон стрелы на угол α вызывает сопротивление датчика 2, которое не соответствует величине R₂ сопротивления датчика 5. Электрический сигнал вызывает срабатывание гидроцилиндра 7 и изменения угла γ , в результате чего сопротивление 6 изменяется по закону R₂ = f(γ) по уравнению (7), в результате чего перемещение штока гидроцилиндра изменением угла α "следит" за углом γ по условию горизонтального перемещения.

Применение предложенного устройства, например, на современных пневмоколесных кранах позволяет уменьшить многократность включения привода наклона стрелы и гуська при горизонтальном перемещении груза. Механизмом подъема груз устанавливается на высоту Н, наклоном стрелы автоматически изменяется угол наклона гуська без переключений приводов, что сокращает время на подачу груза в заданное место, а отсутствие гибких оттяжек и лебедки привода гуська уменьшает металлоемкость стрелового устройства крана.

Сущность изобретения: стреловое устройство крана содержит стрелу, шарнирно соединенную с платформой крана, шарнирно соединенный со стрелой гусек, гидроцилиндры, управляемый распределитель, систему автоматического обеспечения горизонтального переноса груза. Устройство снабжено установленными в шарнирах стрелы и гуська потенциометрическими датчиками, соединенными по мостовой схеме, сопротивления которых выполнены по соответствующим зависимостям. 2 ил.

СТРЕЛОВОЕ УСТРОЙСТВО КРАНА, содержащее стрелу, шарнирно соединенную с платформой крана, шарнирно соединенный со стрелой гусек, гидроцилиндры подъема и опускания стрелы и наклона гуська, управляемый распределитель, через который полости гидроцилиндра наклона гуська сообщены с напорной и сливной линиями, и систему автоматического обеспечения горизонтального переноса груза, отличающееся тем, что, с целью снижения металлоемкости стрелового устройства, система автоматического обеспечения горизонтального переноса груза включает в себя установленные в шарнирах стрелы и гуська потенциометрические датчики углов наклона и усилитель, через который сопротивления датчиков, соединенные между собой по мостовой схеме, подключены в цепь управления распределителем гидроцилиндра наклона гуська, при этом сопротивления датчиков углов наклона выполнены по зависимостям
R₁ = R₀₁˙α ;
R₂=R180^°-+arcsinsinα - ,
где R₁ - сопротивление датчика угла наклона стрелы, Ом;
R₂ - сопротивление датчика угла наклона гуська, Ом;
R₀₁, R₀₂ - начальные сопротивления реохордов датчиков, Ом;
α - угол наклона стрелы, град;
L - длина стрелы, м;
l - длина гуська, м;
H - высота от шарнира стрелы до нижней точки гуська, м.