УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ВРАЩЕНИЯ ГРУЗА Российский патент 1997 года по МПК B66F11/00 B64D1/22 

Изобретение относится к грузоподъемной технике, применяемой при выполнении строительно-монтажных работ, и может быть использовано при точной установке груза, как наземными, так и летательными аппаратами, в частности вертолетом.

Известно устройство для стабилизации вращения груза, содержащее грузонесущий вал с шарнирным узлом подвески и фиксатором вращения, строповочные приспособления с канатами и демпфер крутильных колебаний груза.

Известное устройство не обеспечивает достаточную точность установки ггуза.

Целью изобретения является повышение точности установки груза, а также сокращение времени его монтажа при канатах любой длины.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для стабилизации вращения груза, содержащем грузонесущий вал с шарнирным узлом подвески и фиксатором вращения, строповочные приспособления с канатами и демпфер крутильных колебаний груза. Демпфер размещен между канатами и выполнен в виде полой распорной балки, на концах которой установлены ползуны со средствами крепления к канатам, а в полости распорной балки размещен гаситель колебаний ползунов вдоль оси балки.

Гаситель колебаний выполнен в виде тел вращения из упругого материала, преимущественно резины, взаимодействующих своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью полости распорной балки.

В качестве гасителя колебаний использовано газообразное вещество, а ползуны снабжены уплотнениями, взаимодействующими с внутренней поверхностью полости распорной балки.

Гаситель колебаний выполнен в виде пружины сжатия
Устройство снабжено дополнительными распорными балками, закрепленными между канатами параллельно друг другу.

На фиг. 1 показана общая схема устройства; на фиг. 2 вариант распорной балки с набором резиновых демпфирующих элементов.

Устройство для стабилизации вращения груза содержит грузонесущий вал 1, размещенный на грузоподъемном средстве, в частности на вертолете 2. Верхний конец вала, размещенный внутри вертолета, оснащен фиксатором вращения 3, например тормозом, собачкой или другим управляемым приспособлением, фиксирующим вал и препятствующим его вращению на необходимых этапах работы. Грузонесущий вал 1 может быть оснащен приводом /не показан/. К нижнему концу вала 1 при помощи шарнирного узла 4 /например, кардана/присоединена подвеска, состоящая из хвостовика 5 и балансира 6. К последнему прикреплены строповочные приспособления, состоящие, например, из канатов 7 и грузозахватных крюков 8 для подцепки груза 9. Между канатами 7 установлена полая распорная балка 10 с ползунами 11 на концах. Каждый ползун 11 снабжен средством крепления к канату, содержащим, например, шарнирно закрепленный башмак 12, полухомут 13 и стягивающие болты 14. благодаря такому крепления балка может закрепляться в любом месте по длине канатов 7.

Внутри балки 10 между ползунами 11 размещен гаситель колебаний ползунов вдоль оси балки. Один из вариантов гасителя демпфирующие элементы 15 /фиг. 2/, выполненные из резины в виде тел вращения /шаров, дисков, цилиндров и т. п. /. Форма и размеры элементов 15 могут быть и другими, т.к. зависят от профиля полости, предлагаемой нагрузки, жесткости и эластичности материала и т.д.

В качестве гасителя колебаний может быть использовано газообразное вещество, а ползуны 11 могут быть снабжены уплотнениями, взаимодействующими с внутренней поверхностью полости распорной балки 10.

При использовании длинных канатов возможна установка нескольких распорных балок 10 /см. фиг.2/, закрепленных параллельно друг другу.

Устройство работает следующим образом.

Перед подцепкой груза 9 грузонесущий вал 1 устанавливают в положение, обеспечивающее необходимую ориентацию груза в процессе его монтажа, и фиксируют тормозом 3. Груз 9 подцепляют крюками 8 таким образом, чтобы канаты 7 в местах крепления к балке 10 имели перегиб на башмаках 12. Поэтому при подъеме груза канаты, стремящиеся к выпрямлению под нагрузкой, воздействуют на ползуны 11 и предварительно нагружают демпфирующие элементы 15.

При переносе груза с места подцепки к месту монтажа возможны факторы, вызывающие крутильные колебания груза. Например, при повороте стрелы грузоподъемного крана или разворотах вертолета вследствие инерции груза, особенно длинномерного и крупногабаритного /т.е. с большим моментом инерции/, груз будет стремиться сохранить свое прежнее положение в пространстве, что при зафиксированном и разворачивающемся вместе с грузоподъемным средством вале 1 вызовет и их рассогласование по углу. В свою очередь, это рассогласование вызывает изменение геометрии строповой системы. В результате длина балки сокращается за счет еще большего деформирования упругих элементов 15, а центр масс груза будет подниматься за счет подъема крюков 8 по дуге при отклонении канатов 7 относительно их точек крепления на балансире 6. Закрутка груза 9 относительно вала 1 будет продолжаться до накопления запаса потенциальной энергии сжатия элементов 15 и потенциальной энергии от изменения высоты центра масс груза, сумма которых /энергий/ необходима для поворота груза в противоположном направлении. При этом могут возникать крутильные колебания относительно устойчивого /исходного/ положения груза, в процессе которых изменяется длина балки 10. Вследствии потерь энергии на внешнее трение элементов 15 при контакте со стенками балки 10 и потерь на внутреннее трение в элементах 15 время затухания колебательного процесса сокращается.

Над местом установки груз 9 при наличии привода поворачивают валом 1 для более точного совмещения с проектными отметками. При повороте вала 1 приводом за счет динамики пуска могут также возникнуть крутильные колебания груза 9, которые также будут погашены демпфирующими элементами 15.

При выполнении строительно-монтажных работ с применением вертолета установка груза на место не всегда получается с первой попытки из-за возможных ошибок наведения. Возникающие при этом удары груза о препятствия также вызывают крутильные колебания, которые препятствуют возобновлению попыток монтажа. Наличие в предлагаемом устройстве распорной балки 10 с гасителем колебаний внутри сократит время затухания колебаний до минимума и обеспечит возможность снижения груза в ловители /направляющие приспособления/ и установку его в проектное положение.

При наличии в зоне монтажа высоких препятствий используют канаты 7 большой длины, между которыми устанавливают несколько балок 10, обеспечивающих ускоренное затухание крутильных колебаний груза. При этом каждая балка 10 реагирует на изменение геометрии прилежащих к ней участков канатов, в результате чего образуется интегральный эффект.

Предлагаемое устройство позволяет стабилизировать вращения и крутильные колебания груза, в результате чего обеспечиваются сокращение времени установки груза, повышение точности монтажа.

Использование: в грузоподъемной технике при выполнении строительно- монтажных работ, например при точечной установке груза как наземными средствами, так и летательными аппаратами, в частности вертолетом. Сущность изобретения: между строповочными канатами 7 размещены одна или несколько распорных балок 10, каждая из которых выполнена пустотелой и на концах ее установлены ползун со средствами крепления к канатам 7. В полости распорной балки 10 размещен: гаситель колебаний ползунов, выполненный, например, в виде тел вращения их упругого материала, преимущественно резины. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для стабилизации вращения груза, содержащее грузонесущий вал с шарнирным узлом подвески и фиксатором вращения, строповочные приспособления с канатами и демпфер крутильных колебаний груза, отличающееся тем, что демпфер размещен между канатами и выполнен в виде полой распорной балки, на концах которой установлены ползуны со средствами крепления к канатам, а в полости распорной балки размещен гаситель колебаний ползунов вдоль оси балки. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гаситель колебаний выполнен в виде тел вращения из упругого материала, преимущественно резины, взаимодействующих своей наружной поверхностью с внутренней поверхностью полости распорной балки. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве гасителя колебаний использовано газообразное вещество, а ползуны снабжены уплотнениями, взаимодействующими с внутренней поверхностью полости распорной балки. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гаситель колебаний выполнен в виде пружины сжатия. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительными распорными балками, закрепленными между канатами параллельно друг другу.