СКЛАДЫВАЕМЫЙ КРАН Российский патент 1995 года по МПК B66C23/68 

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, в частности к складываемому крану.

Известен складываемый кран, содержащий основание, прикрепленную к нему шарнирно с возможностью поворота в вертикальной плоскости и перехода в горизонтальное положение колонну, шарнирно прикрепленную к верхнему концу колонны стрелу, выполненную из трех шарнирно соединенных элементов, приводной трос для складывания и развертывания стрелы в вертикальной плоскости, прикрепленные к элементам стрелы укосины, блоки, одни из которых, расположенные в одну линию и коаксиально друг другу, закреплены на укосине элемента стрелы, связанного с колонной, и лебедку.

Известный кран не очень надежен, т.к. трос, служащий для развертывания и складывания стрелы, проходит сложный путь и подвергается изменениям на изгиб, которые преждевременно разрушают его.

Цель изобретения повышение надежности.

Для достижения цели в складываемом кране, содержащем основание, прикрепленную к нему шарнирно с возможностью поворота в вертикальной плоскости и перехода в горизонтальное положение колонну, шарнирно прикрепленную к верхнему концу колонны стрелу, выполненную из трех шарнирно соединенных элементов, приводной трос для складывания и развертывания стрелы в вертикальной плоскости, прикрепленные к элементам стрелы укосины, блоки, одни из которых, расположенные в одну линию и коаксиально друг другу, закреплены на укосине элемента стрелы, связанного с колонной, и лебедку, укосины выполнены каждая в форме портала, трос прикреплен к вершине первой укосины, а вторые блоки закреплены в вершине укосины, прикрепленной к среднему элементу стрелы и к первой укосине перпендикулярно первым блокам. Трос запасован через блоки с образованием полиспаста между вершинами второй и первой укосин с натяжным участком между блоками в вершине и блоками в середине первой укосины. Лебедка, к которой прикреплен второй конец троса, расположена в конце основания стрелы. Кран снабжен гибкими элементами связи постоянной длины, один из которых связан с вершиной укосины и с верхней балкой первого элемента стрелы, второй с вершиной второй укосины и с верхней балкой третьего элемента стрелы, огибая вершину третьей укосины.

Второй гибкий элемент связи может состоять из трех частей для обеспечения размещения третьего элемента стрелы под вторым, первая из которых соединена с вершинами второй и третьей укосин, а две другие шарнирно соединены между собой и с вершиной третьей укосины и ее верхней балкой.

Складываемый кран может быть снабжен средствами для крепления поверхностями между собой второго и третьего элементов связи, третьим гибким элементом связи, присоединенным к вершинам первой и второй укосин при горизонтальном расположении элементов стрелы, съемной тягой для соединения основания стрелы и ее второго элемента при расположении первого и второго элементов стрелы под углом друг к другу.

Блоки, расположенные в вершине первой укосины, выполнены двойными.

На фиг.1 показан кран в сложенном для транспортировки положении; на фиг. 2 сечение А-А на фиг.1 (относительное положение колонны и откинутых для транспортировки элементов стрелы); на фиг.3 кран с поднятой, но не развернутой телескопической колонной, стрела находится в сложенном на колонне положении после поворота вокруг вертикальной оси комплекса, состоящего из второго элемента стрелы и небольшой стрелы; на фиг.4-9 последовательные фазы монтажа крана; на фиг.10 кран с телескопической колонной в поднятом и телескопированном состоянии, стрела полностью развернута в горизонтальном рабочем положении; на фиг.11 положение крана, позволяющее обойти препятствие; на фиг. 12 положение крана, обеспечивающее установку на место с поверхности земли одного или нескольких дополнительных элементов удлинения стрелы; на фиг.13 сложный блок складывания и разворота стрелы.

Кран имеет неподвижное или движущееся шасси 1, поддерживающее с помощью устройства 2 ориентации поворотное шасси 3, которое несет противовес 4 и две оттяжки 5 и 6 выпрямления и удержания телескопической колонны 7. Телескопическая колонна 7 состоит из внешнего элемента 8, в котором может скользить внутренний элемент 9 колонны. Телескопическая колонна 7 может либо лежать горизонтально в транспортном положении (фиг.1), либо выпрямиться вертикально (фиг.3-12). В вертикальном положении внешний элемент 8 колонны закреплен вокруг горизонтальной оси 10 на передней части поворотного шасси 3. Известные средства телескопирования и запирания колонны 7 (не показаны) позволяют обеспечить скольжение внутреннего элемента 9 колонны во внешнем элементе 8 и удержание его в верхнем положении (фиг.10), а внутренний элемент 9 колонны может оставаться втянутым во внешний элемент 8 колонны или занимать любое промежуточное положение.

Кран снабжен разворачиваемой распределительной стрелой 11, выполненной из трех шарнирно соединенных элементов: три последовательных элемента стрелы 11 обозначены соответственно как основание 12 стрелы, второй элемент 13 стрелы и малая стрела 14.

Основание 12 стрелы шарнирно соединено по горизонтальной оси 15 с вершиной внутреннего элемента колонны 9 так, чтобы можно было отогнуть его вертикально вперед вдоль колонны 7 (фиг.3-8). Основание 12 стрелы имеет в задней части заднюю укосину 16 стрелы в форме рамы, шарнирно закрепленной своим основанием вокруг горизонтальной оси 17 на основании 12 стрелы, отгибаемой на верхний пояс 18 этого основания в транспортном и монтажном положении и запираемой в точке 19 в отогнутом положении. Гибкий элемент 20 связи постоянной длины состоит из троса или нескольких жестких элементов, шарнирно соединенных между собой по принципу звеньев цепи, связывающих вершину 21 задней укосины стрелы 16 с точкой 22 верхнего пояса 18.

Второй элемент 13 стрелы шарнирно соединен с основанием 12 стрелы по горизонтальной оси 23, расположенной на уровне соответствующих нижних поясов 24 и 25 основания и второго элемента 13 стрелы. Он несет в задней части переднюю укосину 26 стрелы в форме рамы, шарнирно закрепленной своим основанием вокруг горизонтальной оси 27 на элементе 13, откидываемом на верхний пояс 28 этого второго элемента 13 стрелы в транспортном и монтажном положении и запираемом в точке 29 откинутого положения. Элемент 30 связи постоянной длины, состоящий из нескольких участков 31, 32 и 33, связывает вершину 34 передней укосины 26 стрелы с точкой 35 верхнего пояса 36 малой стрелы 14. Первый участок 31 элемента 30 связи состоит из троса постоянной длины, связывающего вершину 34 передней укосины 26 с вершиной 37 укосины 38 малой стрелы в форме рамы, шарнирно соединенной в своем основании вокруг горизонтальной оси 39, расположенной в передней части второго элемента 13 стрелы, две другие части 32 и 33 элемента 30 связи составляют комплекс двух тяг, шарнирно соединенных между собой на одном из своих концов вокруг горизонтальной оси 40 и связывающих вершину 37 укосины 38 малой стрелы с точкой 35 верхнего пояса 36 фермы малой стрелы 14. Формирование в три участка 31, 32 и 33 элемента 30 связи позволяет сложить малую стрелу 14 под второй элемент 13 стрелы.

Малая стрела 14 шарнирно соединена со вторым элементом 13 стрелы по горизонтальной оси 41, расположенной на уровне нижних поясов 25 и 42. Она удерживается на месте элементов связи 30 и имеет на свободном конце 43 все известные необходимые средства (не показаны), позволяющие реализовать распределение и подъем грузов. Известным образом кран снабжен подъемной лебедкой, лебедкой распределения и монтажной лебедкой (не показаны). Монтажная лебедка обеспечивает выпрямление и телескопирование колонны 7.

Кран снабжен лебедкой 44 складывания и развертывания стрелы 11, расположенной в задней части основания 12 стрелы. Трос складывания и развертывания стрелы закреплен в точке 46 в вершине задней укосины 16 стрелы и проходит последовательно через первый шкив 47 горизонтальной оси 48, расположенной сбоку на вершине 34 передней укосины 26 стрелы, через второй двойной шкив 49 и 50 горизонтальной оси 51 и 52, закрепленной сбоку в вершине 31 задней укосины 16 стрелы, через третий шкив 53 с осью 54, перпендикулярной осям 51 и 52, закрепленной в задней укосине 16 стрелы и расположенной на оси симметрии указанной укосины 16 между вершиной 21 и горизонтальной осью 17 на основании 12 стрелы, с тем чтобы вернуться симметрично на четвертый двойной шкив 55 и 56 горизонтальной оси 51, 52, закрепленной сбоку вершины 21 задней укосины 16 стрелы и коаксиально со вторым двойным шкивом 49, 50, и через пятый шкив 57 горизонтальной оси 48, закрепленной сбоку в вершине 34 передней укосины 26 стрелы коаксиально с первым шкивом и в линию с предыдущим 55 и 56, затем через комплекс двух шкивов 58 и 59, закрепленных в вершине 21 задней укосины 16 стрелы и коаксиально со шкивами 49, 55 и 50, 56 прежде, чем накрутиться на барабан лебедки 44 складывания и развертывания стрелы. Таким образом, трос 45 образует сложный блок 60 складывания и развертывания стрелы, связывая вершины 34 и 21 передней укосины 26 стрелы и заднюю укосину 16 стрелы.

Кран снабжен сложным блоком 61 подъема стрелы 11, связывая заднюю часть 62 поворотного шасси 3 с вершиной комплекса 64, состоящего из двух жестких укосин 65 и 66, которые имеют шарнирные концы в точке 67, связи вершины внутреннего элемента колонны 9, а другие концы 68 и 69 связаны между собой двумя тягами 70 и 71, шарнирно соединенными между собой в точке 72. Конец 68 укосины 65, расположенный максимально сзади, составляет общую вершину комплекса 64 укосин, тогда как конец 69 другой укосины 66 составляет точку присоединения элемента 73 связи, соединяющего комплекс 64 укосин с вершиной 21 задней укосины 16 стрелы.

В положении, показанном на фиг.1, телескопическая колонна 7 покоится горизонтально: внутренний элемент 9 втянут во внешний элемент 8, основание 12 стрелы, шарнирно соединенное в точке 15 с внутренней вершиной колонны 9, отогнуто вдоль колонны 7, второй элемент 13 стрелы и малая стрела 14 согнуты рядом друг с другом и вдоль основания 12 стрелы таким образом, чтобы они занимали положение, представленное на фиг.2.

Из этого положения монтаж крана выполняется следующим образом. В первой фазе монтажа комплекс, включающий телескопическую колонну 7 во втянутом положении и стрелу 11 в сложенном положении, поднимается в вертикальное положение с помощью монтажной лебедки, а внешний элемент 8 колонны соединяется с осью 10 на поворотном шасси 3. В этом положении обеспечивается поворот комплекса, состоящего из второго элемента 13 стрелы и малой стрелы 14 вокруг верхних поясов 18 и 28 посредством разъединяемых вертикальных осей (не показаны), с тем чтобы прийти в положение, показанное на фиг.3. В этом положении второй элемент 13 стрелы шарнирно соединяется с основанием 12 стрелы посредством разъединяемой горизонтальной оси 74 на уровне верхних поясов 18 и 28, задняя укосина 16 стрелы отгибается к верхнему поясу 18 основания 12 стрелы и запирается в точке 19. Передняя укосина 26 стрелы отгибается к верхнему поясу 28 второго элемента 13 стрелы и запирается в точке 29. Укосина 38 малой стрелы отгибается к передней части второго элемента 13 стрелы, чтобы различные части 31, 32 и 33 элемента 30 связи охватывали с внешней стороны форму элементов 13 и 14 стрелы.

Во второй фазе монтажа телескопируют колонну 7, поднимают основание 1 стрелы и разворачивают стрелу 11 независимым и автономным образом, что дает многочисленные возможности для приведения крана в рабочее положение. Предпочтительная возможность монтажа показана на фиг.4-9.

После установления крана в положение, показанное на фиг.3, разматывают трос 45 с лебедки 44 складывания и развертывания стрелы, сложный блок 60, который собирает соответствующие вершины 21 и 34 задней укосины 16 стрелы и передней укосины 26 стрелы с помощью шкивов 49, 50 и 55, 56, с одной стороны, и шкивов 47 и 57, с другой стороны, отпускается и под воздействием собственного веса элементов 13 и 14 стрелы они поворачиваются вокруг шарнирной оси 74 до момента, когда нижние пояса 24 и 25 основания 12 стрелы и второго элемента 13 стрелы приходят в контакт своими концами (фиг.4). В течение этого времени малая стрела 14 разворачивается под воздействием элемента связи 30, связанного с укосиной 38 малой стрелы, поворачиваясь вокруг своей шарнирной оси 41 со вторым элементов 13 стрелы.

На поверхности земли устанавливается шарнирная ось 23, связывая нижние пояса 24 и 25 основания 12 стрелы и второго элемента 13 стрелы. После того как второй элемент 13 стрелы становится жестко связанным с основанием 12 стрелы, немного ослабляют трос 45 сложного блока 60 лебедкой 44 складывания и разворота стрелы. Разгружают и отсоединяют ось 29, запирая переднюю укосину 26 стрелы на втором элементе 13 стрелы.

В положении, показанном на фиг.5, разблокировали переднюю укосину 26 стрелы и, накручивая трос 45 лебедкой 44 складывания и разворота стрелы, вызывают выпрямление передней укосины 26 стрелы, затем подъема малой стрелы 14 поворотом вокруг своей шарнирной оси 41 со вторым элементом 13 стрелы под воздействием элемента 30 связи, связанный с выпрямлением укосины 38 малой стрелы. В конце рассматриваемой фазы элементы 13 и 14 стрелы размещаются в линию и жестко скрепляются элементом 75 крепления в точке соединения верхних поясов 28 и 36 (фиг.6).

Начиная с этого нового положения, отсоединяют горизонтальную ось 74, связывающую верхние пояса 18 и 28, от основания 12 стрелы и второго элемента 13 стрелы; распуская трос 45 сложного блока 60 лебедкой 44 складывания и развертывания стрелы, комплекс элементов 13 и 14 стрелы, жестко связанных между собой, поворачивается вокруг своей шарнирной оси 23 на основании 12 стрелы под воздействием собственного веса указанного комплекса.

В положении, показанном на фиг.7, комплекс элементов 13 и 14 стрелы горизонтален и располагается под углом по отношению к основанию 12 стрелы, которое остается в вертикальном положении вдоль телескопической колонны 7. В этом положении комплекс элементов 13 и 14 стрелы закрепляют на основании 12 стрелы путем установки на место жесткой тяги 76 между расположенными напротив друг друга концами верхних поясов 18 и 28 основания 12 стрелы и второго элемента 13 стрелы.

Немного отпускают трос 45 сложного блока 60 с помощью лебедки 44 складывания и разворота стрелы, разгружают и высвобождают оси запирания задней укосины 16 стрелы на основании 12 стрелы. Действуя на задней удерживающий трос либо непосредственно через сложный блок 61 и лебедку подъема, либо непосредственно телескопируя внутренний элемент 9 колонны во внешнем элементе 8 колонны, поворачивают комплекс 64 укосин вокруг шарнирной оси 67, расположенной сзади вершины внутреннего элемента 9 колонны, и натягивают элемент 73 связи, связывая комплекс 64 укосин с вершиной 21 задней укосины 16 стрелы, которая поднимается до положения, когда гибкий элемент 20 связи натянется (фиг.8).

Начиная с этого нового положения, немного натягивают трос 45 сложного блока 60 с помощью лебедки 44 складывания и развертывания стрелы, разгружают и вытягивают жесткую тягу 76, жестко связывающую комплекс элементов 13 и 14 стрелы на основании 12 стрелы.

Воздействуя одновременно или раздельно на сложный блок 61 подъема стрелы 11 и на сложный блок 60 складывания и развертывания стрелы, получают различные положения стрелы 11 и различные относительные положения основания 12 стрелы и комплекса элементов 13 и 14 (фиг.9).

Продолжают воздействовать на сложный блок 61 подъема стрелы 11 до момента, когда основание 12 стрелы будет горизонтальным, и на сложный блок 60 складывания и разворота стрелы до момента, когда три элемента 12, 13, 14 стрелы 11 будут выстроены в одну линию в рабочее горизонтальное положение распределения.

Вершины 34 и 21 передней 26 и задней 16 укосин стрелы собраны вместе гибкой связью 77, которая натянута, когда три элемента стрелы выстроены в линию, и которая затягивает элемент связи в работе (фиг.10).

Из положения, показанного на фиг.10, можно, продолжая воздействие на сложный блок 60 лебедкой 44 складывания и развертывания стрелы, поднять комплекс элементов 13, 14 по отношению к основанию 12 стрелы, например, для обхода препятствия 63 в процессе работы (фиг.11).

Сложный блок складывания и развертывания стрелы 60 (фиг.12) позволяет удлинить стрелу 11 с земли без демонтажа крана простым присоединением элемента 78 удлинения стрелы или нескольких аналогичных элементов на конце малой стрелы 14.

Таким образом реализуется складываемый кран, снабженный сложным блоком 60 складывания и развертывания стрелы преимущественной конфигурации, используя значительную демультипликацию усилий.

Полное складывание крана из развернутого рабочего положения выполняется обратным выполнением маневров.

Моторизованный трос 45 складывания и развертывания стрелы пригоден для прохождения от одного к другому элементарному шкиву каждого двойного шкива 49, 50 и 55, 56, закрепленных сбоку на вершине 21 задней укосины 16 стрелы, причем это выполняется в функции конфигурации стрелы 11. В процессе соответствующих фаз (фиг.3-7) трос 45 проходит через шкивы 50 и 56. Когда поднимают заднюю укосину 16, трос 45 постепенно сходит со шкивов 50 и 56 и постепенно переходит на шкивы 49 и 55. В процессе соответствующих фаз (фиг.8-12) трос 45 набегает на шкивы 49 и 55.

Подъем и разворот стрелы 11 может выполняться из любого телескопического положения колонны 7 и даже в ходе телескопирования; в частности, в случае, когда не существует сложного блока подъема стрелы на заднем тросе удержания, телескопирование колонны 7 приводит в первый момент к натяжению заднего троса удержания между вершиной 68 комплекса 64 укосин и задней частью 62 поворотного шасси 3, а во второй момент времени к подъему стрелы 11 в сравнительно развернутое положение в зависимости от воздействия на сложный блок 60 складывания и развертывания стрелы.

Изобретение не ограничивается одной формой реализации крана со складываемой стрелой, которая была описана выше в качестве примера. Напротив, оно охватывает все варианты, основанные на том же принципе. В частности, возможны различные формы эквивалентных конструкций для различных гибких или складываемых элементов связи 20, 30 и 77 без выхода за рамки изобретения.

Использование: в подъемно-транспортной технике. Сущность изобретения: кран с распределительной стрелой из трех элементов имеет моторизованный трос 45 для складывания и развертывания стрелы, связывающий второй элемент стрелы с основанием стрелы посредством комплекса укосин 16 и 26. Трос 45, закрепленный в точке 46 в вершине задней укосины 16, расположенной на основании стрелы, формирует сложный блок 60 между вершиной 34 передней укосины 26, расположенной на втором элементе стрелы, и вершиной 21 задней укосины 16, проходя последовательно через шкивы 47, 49, 50, 53, 55, 56, 57 с симметричным расположением, затем через комплекс шкивов 58 и 59, закрепленных на вершине задней укосины 16 перед тем, как накрутиться на барабан лебедки 44 складывания и развертывания стрелы, расположенной на заднем конце основания стрелы. 5 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. СКЛАДЫВАЕМЫЙ КРАН, содержащий основание, прикрепленную к нему шарнирно с возможностью поворота в вертикальной плоскости и перехода в горизонтальное положение колонну, шарнирно прикрепленную к верхнему концу колонны стрелу, выполненную из трех шарнирно соединенных элементов, приводной трос для складывания и развертывания стрелы в вертикальной плоскости, прикрепленные к элементам стрелы укосины, блоки, одни из которых коаксиальны друг другу и закреплены на укосине элемента стрелы, связанного с колонной, и лебедку, отличающийся тем, что укосины выполнены каждая в форме портала, упомянутый трос прикреплен к вершине первой укосины, а другой блок крепится на первой укосине перпендикулярно первым блокам, при этом трос запасован через блоки с образованием полиспаста между вершинами второй и первой укосин с натяжным участком между блоками в вершине и блоками в середине первой укосины, а лебедка, к которой прикреплен второй конец упомянутого троса, расположена в конце основания стрелы, причем кран снабжен гибкими элементами связи постоянной длины, один из которых связан с вершиной укосины и с верхней балкой первого элемента стрелы, другой с вершиной второй укосины и с верхней балкой третьего элемента стрелы, огибая вершину третьей укосины. 2. Кран по п.1, отличающийся тем, что второй гибкий элемент связи состоит из трех частей для обеспечения размещения третьего элемента стрелы под вторым, первая из которых соединена с вершинами второй и третьей укосины, а две другие шарнирно соединены между собой и с вершиной третьей укосины и с ее верхней балкой. 3. Кран по п.1, отличающийся тем, что он снабжен средствами для крепления верхних частей между собой второго и третьего элементов стрелы. 4. Кран по пп.1 3, отличающийся тем, что он снабжен третьим гибким элементом связи, присоединенным к вершинам первой и второй укосин, и натянут при горизонтальном положении элементов стрелы. 5. Кран по пп.1 4, отличающийся тем, что он снабжен съемной тягой для соединения основания стрелы и ее второго элемента при расположении первого и второго элементов стрелы под углом друг к другу. 6. Кран по пп.1 5, отличающийся тем, что блоки, расположенные в вершине первой укосины, выполнены двойными.