СТРЕЛОВОЕ УСТРОЙСТВО ПОДЪЕМНО-ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B66C23/42 

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению и может быть использовано в самоходных подъемных установках для ремонта и освоения нефтяных и газовых скважин в качестве металлоконструкции вышки (стрелы) для подъема груза.

Известны стрелы, применяемые в самоходных подъемных установках, с использованием принципа выдвижения одной подвижной секции стрелы при переводе ее из транспортного (горизонтального) в рабочее (вертикальное) положение с постановкой удерживающих стрелу канатов (оттяжек) для последующей работы с грузом (см. Учебник "Оборудование и инструмент для ремонта скважин" авт. Е. А.Бухаленко и В.Е.Бухаленко. М. Недра, 1991 г. с. 91.115).

В этих конструкциях возникает необходимость наличия механизма выдвижения секции стрелы и трудоемкий монтаж стрелы при переводе ее из транспортного в рабочее положение, требующий совместной работы различных механизмов самоходной подъемной установки и последующего раскрепления стрелы с помощью гибких оттяжек на внешние анкерные опоры, предварительно укрепляемые в грунте площадки, где располагается ремонтируемая скважина.

Известны также конструкции шарнирно сочлененных стреловых устройств, применяемые в подъемных портальных кранах и построенные на принципе складирования раскладывания стрелового устройства для изменения вылета и высоты подъема его при работе с грузом (см.Справочник по кранам под ред. М.М.Гохберга. М. Машиностроение, 1988 г. т.1, с.491: монографию "Металлические конструкции ПТМ", авт. М.М.Гохберг. М. Машиностроение, 1969. с. 455).

В качестве прототипа принимается стреловое устройство портального крана с механизмом изменения вылета по авт. свид. СССР N 1191418, кл B 66 C 23/06, 1984
Стреловое устройство по прототипу содержит стрелу, шарнирно сочлененный с ней прямолинейный хобот и жесткую оттяжку, шарнирно сочлененную с хоботом.

Стрела и оттяжка шарнирно укреплены на портале крана.

Стреловое устройство по кинематической схеме представляет собой шарнирно сочлененный четырехзвенник, перемещаемый в процессе использования механизмом изменения вылета.

Механизм изменения вылета включает в себя зубчатую рейку, укрепленную на стреле, редуктор, электро- или гидродвигатель и тормоз, и укреплен на колонне (каркасе) портального крана.

В процессе функционирования механизма изменения вылета, при перемещении зубчатой рейки, происходит складывание-раскладывание стрелового устройства, как шарнирно сочлененного четырехзвенника, и удержание стрелового устройства в том или ином положении с помощью механизма изменения вылета при его остановке.

При этом схема четырехзвенника стрелового устройства портального крана используется на углах поворота стрелы в пределах 50^o, в отличие от использования этой схемы в самоходных подъемных установках, требующих для соблюдения высотного габарита в транспортном положении самоходной установки складывания-раскладывания стрелового устройства на углах поворота стрелы в пределах 80^o.

Схема шарнирно сочлененного четырехзвенника при использовании ее на углах поворота стрелы в пределах 80^o, близких к крайним ("мертвым") положениям четырехзвенника, становится кинематически неустойчивой и сопровождается наличием значительных (пиковых) нагрузок в отдельных звеньях четырехзвенника, что требует увеличения массогабартных характеристик этих звеньев.

Конструкция механизма изменения вылета портального крана и его расположение также не позволяют исключить кинематическую неустойчивость шарнирно сочлененного четырехзвенника в крайних кинематических положениях и препятствовать возникновению пиковых нагрузок в отдельных звенья четырехзвенника.

Задачей изобретения является снижение массогабаритных характеристик стрелового устройства при использовании известного стрелового устройства в крайних кинематических положениях схемы шарнирно сочлененного четырехзвенника.

Поставленная задача достигается тем, что известное стреловое устройство подъемно-транспортного средства снабжено замком, служащим для преобразования схемы шарнирно сочлененного четырехзвенника в рабочем положении стрелового устройства в схему двух жестких, кинематически неизменяемых треугольников, где один из треугольников входит в состав звена другого. Перевод стрелового устройства из транспортного положения в рабочее (и обратно осуществляется с помощью гидроцилиндров, разгружаемых от действия внешних сил после преобразования схемы четрыхзвенника в схему двух треугольников.

Замок стрелового устройства состоит из крюка, шарнирно укрепленного на стреле, гидроцилиндра, перемещающего крюк, и оси, формирующей шарнир сочленения хобота с оттяжкой и захватываемой крюком в рабочем положении стрелового устройства.

На фиг. 1 изображено стреловое устройство, общий вид, в транспортном (показано штрих-пунктиром) и в рабочем положениях в составе самоходной подъемной установки; на фиг. 2 узел А на фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг. 2.

Стреловое устройство расположено на раме 1 самоходной установки 2 и состоит из стрелы 3, хобота 4 и жесткой оттяжки 5, совместно образующими шарнирно сочлененный четырехзвенник с шарниром K, L, M и N.

Замок стрелового устройства включает в себя крюк 6, шарнирно укрепленный на стреле 3, гидроцилиндр 7, шарнирно связанный со стрелой 3 и крюком 6, и ось 8, формирующую шарнир L сочленения хобота 4 с оттяжкой 5.

В рабочее положение из транспортного стреловое устройство переводится с помощью гидроцилиндров 9, поворачивающих стрелу 3 на угол в пределах 80^o, что соответствует крайнему кинематическому положению четырехзвенника с шарнирами K, L, M и N.

После перевода стрелового устройства в рабочее положение гидроцилиндр 7 замка перемещает крюк 6 в направлении к оси 8.

Крюк 6 своим зевом захватывает ось 8 и соединяет стрелу 3 с шарниром L, при этом сам крюк 6, стрела 3 и хобот 4 образуют схему кинематически неизменяемого треугольника с неподвижными шарнирами L, M и P.

Кинематический неизменяемый треугольник L, M и N, и схема шарнирно сочлененного четырехзвенника преобразуется в схему двух кинематически неизменяемых треугольников.

Вновь образованная схема стрелового устройства освобождает от воздействия внешних сил гидроцилиндры 9 и позволяет использовать стреловое устройство для работ с грузом на угле поворота стрелы 3 в пределах 80^o без увеличения масса-габаритных характеристик отдельных звеньев.

Использование: в подъемно-транспортном машиностроении, а именно для самоходных подъемых установок для ремонта и освоения нефтяных и газовых скважин в качестве металлоконструкции стрелового устройства (вышки) для подъема груза. Сущность изобретения: Стреловое устройство шарнирно устанавливается на раму самоходной установки и состоит из стрелы, прямолинейного хобота и жесткой оттяжки, образуя шарнирно сочленный четырехзвенник. Стреловое устройство снабжено замком, включающим в себя крюк и гидроцилиндр, шарнирно закрепленные на стреле, и ось шарнира сочленения хобота с оттяжкой. После перевода стрелового устройства из транспортного положения в рабочее с помощью гидроцилиндров крюк перемещается гидроцилидром в направлении оси 8 и своим зевом захватывает ось, тем самым фиксируя шарнирно сочленный четырехзвенник. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Стреловое устройство подъемно-транспортного средства, содержащее стрелу, прямолинейный хобот и жесткую оттяжку, шарнирно укрепленное на раме с образованием шарнирно-сочлененного четырехзвенника, отличающееся тем, что оно снабжено замком шарнира сочленения хобота с жесткой оттяжкой, выполненным в виде шарнирно установленного на стреле крюка с приводом его поворота и оси упомянутого шарнира, захватываемой крюком. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приводом поворота крюка является гидроцилиндр, шарнирно установленный на стреле.