ГРУЗОПОДЪЕМНЫЙ МЕХАНИЗМ В.С.ГРИГОРЧУКА Российский патент 1995 года по МПК B66C13/08 B66C1/68 

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в качестве грузоподъемного устройства в различных подъемных кранах.

Известен грузоподъемный механизм, содержащий корпус подвижного блока, внутри которого установлено на оси, закрепленной в корпусе, колесо с желобом, охватываемое грузовым тросом, связанный с корпусом подвижного блока гидроцилиндр и кинематически связанный с гидроцилиндром грузовика крюк.

Недостатком известного грузоподъемного механизма является невозможность уменьшения давления на грузовой трос.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных качеств грузоподъемного механизма путем уменьшения давления груза на трос подъемного крана.

Указанная цель достигается тем, что в грузоподъемном механизме, содержащем корпус подвижного блока, внутри которого установлено на оси, закрепленной в корпусе, колесо с желобом, охватываемое грузовым тросом, связанный с корпусом подвижного блока гидроцилиндр и кинематически связанный с гидроцилиндром грузовой крюк, связь корпуса подвижного блока с гидроцилиндром представляет собой стержень, а кинематическая связь гидроцилиндра с крюком включает в себя каркас, состоящий из двух вертикальных стоек и нижней горизонтальной планки, выполненной за одно целое со стойками, к которой прикреплен грузовой крюк, и прикрепленной к верхней части вертикальных стоек балки с отверстием в центре, через которое пропущен упомянутый стержень, при этом корпус гидроцилиндра выполнен с направляющими пазами, в которых расположены вертикальные стойки каркаса, установленного с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, причем гидроцилиндр размещен внутри каркаса и выполнен из вертикального цилиндра, закрытого снизу крышкой и имеющего в верхней части несколько пар разветвлений такого же сечения, расположенных под углом друг к другу и имеющих поршни с элементами уплотнения, связанные кинематически с балкой, а механизм снабжен сообщенной через штуцер с гидроцилиндром гидравлической системой, включающей масляный бак, два автоматических распределительных крана и масляный насос, соединенные между собой трубопроводами.

Также поршни на торцовых частях, обращенных в сторону жидкости имеют скосы, выполненные под острым углом.

Кроме того, масляный насос и автоматические распределительные краны механически через редуктор связаны с электродвигателем, закрепленным с одной стороны корпуса подвижного блока, при этом с другой стороны корпуса подвижного блока закреплен противовес.

На фиг. 1 изображен грузоподъемный механизм, общий вид; на фиг.2 то же, вид сверху; на фиг.3 то же, вид слева; на фиг.4 разрез А-А на фиг.3; на фиг. 5 гидравлический блок, общий вид; на фиг.6 гидроблок, разрез; на фиг.7 то же, вид сверху; на фиг.8 внутренний поршень, общий вид; на фиг.9 то же, вид сверху; на фиг.10 наружный поршень, общий вид; на фиг.11 то же, вид сверху; на фиг. 12 соединение поршня с Т-образной балкой; на фиг.13 насосный узел, общий вид; на фиг. 14 механизм поворота и фиксации золотников распределительных кранов; на фиг. 15 устройство распределительных кранов; на фиг.16 гидравлическая схема грузоподъемного механизма; на фиг.17 схема сил, действующих на внутреннюю полость гидравлического блока; на фиг.18 схема сил, действующих на поршни и основание крышки гидравлического блока; на фиг.19 схема установки грузоподъемного механизма на подъемном кране.

Грузоподъемный механизм 1 содержит перевернутый П-образный каркас 2, к которому сверху болтами привернута Т-образная балка 3, имеющая в центре отверстие, в которое вставлен вертикальный стержень 4, выполненный в верхней части как одно целое с корпусом 5 подвижного блока, а в нижней части привернутый гайкой к корпусу гидравлического блока 6, к которому с одной стороны привернут насосный узел 7, шлицевой вал 8 которого вставлен внутрь шлицевого полого вала 9 электродвигателя 10, закрепленного на корпусе подвижного блока, имеющего ось 11, на которой установлено колесо 12 с желобом. На нижнем конце шлицевого вала закреплена ведущая шестерня 13 масляного насоса 14, которая входит в зацепление с ведомой шестерней 15 этого насоса, а также шестерня 16 понижающего редуктора, приводящая в движение распределительные краны 17 и 18 через шестерни 19-23. Стопорный механизм, содержащий полукруглый сектор 24 и четырехугольник 25 с полукруглыми выемками 26, удерживает золотники 27 и 28 распределительных кранов в нужном положении. Золотники имеют перепускные отверстия 29 и 30. С противоположной стороны к корпусу гидравлического блока привернуты масляный бак 31, который установлен таким образом, чтобы масло к насосу подавалось самотеком, противовес 32, который предназначен для уравновешивания электродвигателя и насосного узла. Гидравлический блок представляет собой цилиндрический корпус 33 прямоугольного или круглого сечения с фланцем 34, закрытый снизу крышкой 35, выполненной заодно с планками 36, на концах которых закреплены направляющие 37 и 38, установленные с возможностью скольжения в них П-образного каркаса в вертикальной плоскости. В верхней части цилиндрический корпус разветвляется на две пары цилиндров такого же сечения, установленных в одной плоскости под углом 54^о один относительно другого в каждой паре (наружная пара цилиндров 39 и 40, внутренняя пара цилиндров 41, 42). Наружных цилиндров может быть две пары, которые могут располагаться в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (не показано). Внутрь этих цилиндров вставлены наружные поршни 43, 44 и внутренние поршни 45, 46, с уплотнительными элементами 47. Наружные поршни имеют на торцовой части, обращенной в сторону жидкости, скосы 48, выполненные под углом ϕ= 28^о по отношению к продольной оси поршня. Внутренние поршни на торцовой части, обращенной в сторону жидкости, имеют скосы 49, выполненные под углом β 35^о по отношению к продольной оси поршня. На противоположной стороне каждого поршня выполнен паз 50, в который входит выступ Т-образной балки. В нижней цилиндрической части корпуса установлен штуцер 51, который трубопроводом соединен с гидравлической системой грузоподъемного механизма. В гидравлическую систему включен клапан 52, ограничивающий давление. Распределительные краны одинаковы по конструкции и содержат корпуса 53, 54 с площадками 55, 56 для их крепления. Внутрь корпусов вставлены золотники. Снаружи на корпусах установлены штуцеры 57, 58 для соединения распределительных кранов с гидравлической системой. Отверстие одного золотника смещено относительно отверстия другого золотника на 90^о. Для предотвращения вытекания масла золотники имеют уплотнительные кольца 50, 60. Один из золотников имеет хвостовик 61 с пазом, в который входит выступ 62 другого золотника. Использование цилиндров и поршней прямоугольного сечения обусловлено необходимостью получения наибольшего сечения поршней при наименьшем сечении крышки гидравлического блока. Электродвигатель насосного узла соединен с источником электрического тока посредством кабеля 63, наматываемого на барабан пои подъеме груза и сматываемого с барабана при опускании груза (не показано).

Грузоподъемный механизм работает следующим образом.

На крюк каркаса 2 подвешивается груз. Включается лебедка подъемного крана, и груз начинает подниматься. Одновременно с подъемом груза включается электродвигатель 10, ток к которому поступает по кабелю 63. При этом золотники 27 и 28 распределительных кранов 17 и 18 неподвижны и занимают положение, показанное на фиг.16. Валы 9 и 8 вращаются и вращают шестерни 13 и 15 масляного насоса 14. Масло подается внутрь гидравлического блока 6, а его цилиндрическую часть 33 через штуцер 51. Под давлением масла поршни 43-46 с небольшой скоростью поднимаются вверх, скользя в поперечном направлении по балке 3, и вместе с ними поднимается каркас 2 с грузом, скользя в направляющих 37 и 38. Подъем груза происходит на небольшую высоту порядка 50-60 мм, после чего промежуточные шестерни 16, 19, 20, 21 понижающего редуктора повернут зубчатый сектор 22. Полукруглый сектор 24 выйдет из зацепления с четырехугольником 25. Шестерня 23 повернется на 90^о и вместе с ней повернутся золотники 27 и 28, которые займут положение, показанное на фиг.16 пунктиром. Масло станет откачиваться насосом 14 в масляный бак 31, и поршни 43-46 станут опускаться вниз вместе с грузом. Полукруглый сектор 24 снова войдет в соприкосновение с четырехугольником 25, фиксируя золотники 37 и 28 в нужном положении.

Таким образом, при работе электродвигателя 10 груз, подвешенный на крюке, периодически поднимается и опускается на небольшую высоту и с небольшой скоростью. При этом масло производит давление на поршни 43-46 и крышку 35, с которой это давление передается через корпус гидравлического блока 6, стержень 4, корпус подвижного блока 5 и колесо 12 на трос подъемного крана. Так как площадь сечения крышки 35 в несколько раз меньше, чем площадь сечения всех поршней, то давление на крышку 35 и соответственно на трос подъемного крана в несколько раз меньше, чем давление на поршни гидроблока (см. фиг. 18). Силы F_В и F_B1, действующие на внутренние поршни 45, 46, направлены под углом 54^о друг к другу. Их равнодействующая F_р направлена вверх и составляет 99,1% от суммы этих сил (на фиг.18 показано в масштабе). Силы F_н и F_н1, действующие на наружные поршни 43, 44, также действуют под тем же углом друг к другу. Их равнодействующая F_р1 также направлена вверх и составляет 99,1% от суммы этих сил. Эти две равнодействующие силы складываются и дают силу F_пор. На крышку 35 действует сила F_кр, равная по величине силе, действующей на один из внутренних поршней так, как площадь сечения крышки равна площади сечения одного внутреннего поршня. Площадь наружных поршней может быть больше площади внутренних поршней за счет длины, ширина же тех и других одинакова (см. фиг.17).

Масло, поступающее внутрь гидроблока, производит давление не только на поршни, но и на внутренние стенки цилиндров (см. фиг.17). Скосы 48 и 49 поршней делят внутреннюю поверхность на равные участки l l₁; l₂ l₃; l₄ l₅; l₆ l₇; l₈ l₉; l₁₀ l₁₁. Силы, действующие на эти участки, также равны и уравновешивают друг друга F₈ F₉, F₁₀ F₁₁, а силы F и F₂, действующие под углом друг к другу, равны и уравновешивают силы F₁ и F₃, действующие под таким же углом в противоположном направлении. Силы F₄ и F₆, действие под углом, равны и уравновешивают силы F₅ и F₇, действующие под таким же углом в противоположном направлении. Таким образом, силы, действующие на какой-либо участок внутренней поверхности гидроблока, уравновешены силами, действующими в противоположном направлении. Не уравновешены только силы, действующие на поршни 43-46, приводящие их в движение, и силы, действующие на крышку 35, давление на которую передается на подвижный блок и соответственно на трос подъемного крана. В момент, когда электродвигатель 10 выключается и поршни гидроблока останавливаются, давление на трос подъемного крана не увеличивается, так как сила давления груза на поршни передается крышке 35 через жидкость и в этом случае грузоподъемный механизм выполняет роль гидравлической опоры. Необходимость в движении поршней и периодическом поднятии и опускании груза обусловлена предотвращением заедания, перекосов и заклинивания поршней, что может привести к передаче давления груза на трос подъемного крана не через жидкость, а через корпус гидроблока, что приведет к поломке или аварии. Чтобы грузовой крюк располагался строго вертикально на грузоподъемном механизме, установлен противовес 32, который уравновешивает электродвигатель 10 и насосный узел 7.

Предлагаемый грузоподъемный механизм обеспечивает уменьшение давления груза на трос подъемного крана, меньшее усилие, необходимое для подъема груза, экономию электроэнергии и облегчение конструкции крана. Грузоподъемный механизм может быть использован на башенных стреловых и козловых кранах.

Использование: в качестве грузоподъемного устройства в различных подъемных кранах. Сущность изобретения: грузоподъемный механизм содержит корпус подвижного блока, внутри которого установлено на оси колесо с желобом, охватываемое грузовым тросом, связанный с корпусом подвижного блока посредством стержня гидроцилиндр, кинематически связанный с гидроцилиндром грузовой крюк. Кинематическая связь гидроцилиндра с крюком включает в себя каркас, внутри которого расположен упомянутый гидроцилиндр, выполненный из вертикального цилиндра, закрытого снизу крышкой и имеющего в верхней части несколько пар разветвлений такого же сечения, расположенных под углом друг к другу. 2 з. п. ф-лы, 19 ил.

1. Грузоподъемный механизм, содержащий корпус подвижного блока, внутри которого установлено на оси, закрепленной в корпусе, колесо с желобом, охватываемое грузовым тросом, связанный с корпусом подвижного блока гидроцилиндр и кинематически связанный с гидроцилиндром грузовой крюк, отличающийся тем, что связь корпуса подвижного блока с гидроцилиндром представляет собой стержень, а кинематическая связь гидроцилиндра с крюком включает в себя каркас, состоящий из двух вертикальных стоек и нижней горизонтальной планки, выполненной за одно целое со стойками, к которой прикреплен грузовой крюк, и прикрепленной к верхней части вертикальных стоек балки с отверстием в центре, через которое пропущен упомянутый стержень, при этом корпус гидроцилиндра выполнен с направляющими пазами, в которых расположены вертикальные стойки каркаса, установленного с возможностью перемещения в вертикальной плоскости, причем гидроцилиндр размещен внутри каркаса и выполнен из вертикального цилиндра, закрытого снизу крышкой и имеющего в верхней части несколько пар разветвлений такого же сечения, расположенных под углом друг к другу и имеющих поршни с элементами уплотнения, связанные кинематически с балкой, а механизм снабжен сообщенной через штуцер с гидроцилиндром гидравлической системой, включающей масляный бак, два автоматических распределительных крана и масляный насос, соединенные между собой трубопроводами. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что поршни на торцевых частях, обращенных в сторону жидкости, имеют скосы, выполненные под острым углом. 3. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что масляный насос и автоматические распределительные краны механически, через редуктор, связаны с электрдвигателем, закрепленным с одной стороны корпуса подвижного блока, при этом с другой стороны корпуса подвижного блока закреплен противовес.