ТЕЛЕСКОПИЧЕСКАЯ МАЧТА ДЛЯ БАШЕННОГО КРАНА Российский патент 2002 года по МПК B66C23/26 B66C23/62 

Изобретение относится к области башенных кранов, в частности к конструкции телескопической мачты для башенного крана.

В области башенных кранов, складывающихся при транспортировке, известны краны с разборной мачтой, состоящей из нескольких элементов, и краны с телескопической мачтой.

Изобретение относится к кранам с телескопической мачтой, состоящей из двух, трех, а иногда и более элементов, которые свободно входят друг в друга, образуя телескопическую конструкцию, увеличивающуюся и уменьшающуюся в вертикальном направлении.

Элементы телескопической мачты башенного крана должны обеспечивать передачу усилий в ходе работы крана, а также непрерывность передачи усилий при выдвижении; эти усилия подразделяются на нормальные усилия, усилия на срез, изгибающий момент и крутящий момент. Необходимо также обеспечивать направление и центровку элементов мачты относительно друг друга и их сцепление в рабочем положении.

Обычно элементы мачт башенных кранов имеют вид металлических ажурных конструкций. Недавно появились телескопические мачты, элементы которых имеют трубчатую конфигурацию или конфигурацию короба со сплошными боковыми поверхностями. Известны, в частности, телескопические мачты, элементы которых состоят из квадратных и прямоугольных в поперечном сечении коробов, имеющих четыре боковых поверхности, при этом элементы мачты выдвигаются относительно друг друга при помощи ползунов или роликов.

Настоящее изобретение относится к последнему типу мачты и предлагает ее усовершенствование. Согласно изобретению, определено оптимальное сечение элементов мачты, благодаря чему возрастает ее механическая прочность, в частности, увеличивается сопротивление ветру и обеспечивается надежное направление элементов мачты относительно друг друга.

Поставленная задача решается тем, что в телескопической мачте для крана, состоящей из нескольких элементов, которые свободно входят друг в друга и представляют собой короб, согласно изобретению, каждый из ее коробообразных элементов имеет многоугольное сечение с более чем четырьмя сторонами, образующими переднюю боковую поверхность и заднюю боковую поверхность, перпендикулярные средней плоскости, правую боковую поверхность и левую боковую поверхность, параллельные средней плоскости, и промежуточные боковые поверхности, наклонные относительно средней плоскости, при этом данная мачта имеет средства направления, выполненные в виде направляющих элементов, для направления элементов относительно друг друга, расположенные на боковых наклонных поверхностях ее элементов, и средства автоблокировки элементов мачты в последовательно определенных положениях. Эти средства автоблокировки находятся на боковых поверхностях, параллельных средней плоскости.

В предпочтительном варианте реализации изобретения телескопической мачты, каждый коробообразный элемент имеет двенадцатигранное сечение, определяемое двумя сплошными противоположными боковыми поверхностями, параллельными средней плоскости, одной передней и одной задней боковыми поверхностями, перпендикулярными средней плоскости и восемью наклонными поверхностями, разбитыми на четыре пары наклонных примыкающих поверхностей, которые попарно соединяют указанные ранее боковые поверхности.

Предложенное многоугольное сечение с двенадцатью сторонами представляет собой компромисс между квадратным или прямоугольным сечениями, идеальными для направления, и круглым сечением, идеальным для сопротивления ветру. В частности, двенадцатигранное сечение приближается к сечению с оптимальным сопротивлением ветру, которым обладает труба круглого сечения. Мачта с двенадцатигранным сечением при таком же сопротивлении ветру, как и труба круглого сечения, имеет размер и вес меньший, чем мачта с квадратным или прямоугольным сечением. Сопротивление прогибу сторон также увеличивается, за счет чего отпадает необходимость в ребрах жесткости. По сравнению с элементами мачты, состоящими из труб круглого сечения, преимущество предлагаемой конструкции мачты также в ее более легком и дешевом изготовлении, которое представляет собой холодную гибку листового металла или сборку листов металла, соответствующих разным поверхностям. Наличие большого числа боковых поверхностей элементов мачты с многоугольным сечением позволяет отделить друг от друга устройства направления и устройства блокировки. В частности, расположение средств направления на наклонных поверхностях обеспечивает самоцентрированное направление по вертикали с распределением зазоров, причем исключается любое вращение внутреннего элемента мачты относительно внешнего при испытывании внутренним элементом усилий на срез.

Средства направления включают в себя в совокупности для внутреннего и внешнего элементов мачты четыре направляющих элемента, расположенных в основании внутренней части мачты и закрепленных снаружи на наклонных поверхностях этой части, прилегающих к передним и задним поверхностям, и четыре других направляющих элемента, расположенных в верхней части внешнего элемента мачты и внутри на наклонных поверхностях этого элемента, то есть на наклонных поверхностях, примыкающих к передним и к задним поверхностям.

Обычно этот направляющий элемент имеет скользящую пластину, покрывающую по ширине всю соответствующую наклонную поверхность для того, чтобы уменьшить контактное давление до минимальной величины. Эта пластина имеет синтетическое покрытие, имеющее меньший коэффициент трения так, что отпадает необходимость в смазке.

Размещение направляющих элементов, контактирующих с соответствующими наклонными поверхностями, позволяет устранить боковые зазоры, а передние и задние зазоры компенсируются "феноменом угла", что позволяет осуществлять самоцентрированное направление.

Средства автоматической блокировки элементов мачты включает в себя в совокупности для внутренних и внешних элементов мачты приспособление для верхней блокировки, состоящее из двух боковых ползунов, расположенных снаружи боковых поверхностей внутреннего элемента, параллельных средней плоскости, и из двух пазов для крепления, расположенных внутри соответствующих поверхностей на вершине внешнего элемента мачты, приспособление для нижней блокировки, состоящее из двух других боковых ползунов, расположенных снаружи боковых поверхностей внутреннего элемента, параллельных средней плоскости, и из двух пазов для крепления расположенных внутри соответствующих поверхностей внешнего элемента, причем боковые ползуны снабжены направляющими движения, две симметричные откидывающиеся задвижки, которые присоединены на шарнирах к основанию внешнего элемента мачты и приводятся в действие автоматически во время выдвижения элементов мачты, причем задвижки взаимодействуют с боковыми ползунами и с пазами для крепления приспособления для верхней блокировки и в откинутом положении помещаются между двумя боковыми ползунами и соответствующими пазами для крепления.

Благодаря этим приспособлениям, внутренний элемент мачты вставляется во внешний в выдвинутом положении для того, чтобы обеспечить передачу всех усилий от одного элемента мачты к другому. Более того, эти приспособления обеспечивают хороший переход между функциями направления и закрепления.

В совокупности средства направления и блокировки, описанные выше, позволяют разграничить функции направления и закрепления, которые испытывают разные по характеру усилия и, таким образом, оптимально улучшить осуществления каждой из этих функций, обеспечивая переход от одной к другой. Кроме того, благодаря этим средствам можно снизу (с земли) наблюдать за маневрами блокировки и разблокировки.

В дальнейшем изобретение поясняется описанием со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых изображен в качестве примера один вариант телескопической мачты башенного крана:
фиг. 1 представляет общий вид крана в выдвинутом положении. Кран имеет телескопическую мачту, согласно изобретению;
фиг. 2 представляет вид фрагмента мачты, показывая внутренний и внешний элементы в процессе выдвижения;
фиг. 3 представляет фиг.2 в горизонтальном сечении III-III и показывает приспособления направления, расположенные в основании внутреннего элемента мачты;
фиг. 4 представляет фиг. 2 в горизонтальном сечении IV-IV и показывает средство управления, расположенное в верхней части внешнего элемента мачты;
фиг. 5 представляет фрагмент мачты, подобный фиг.3, но показывает внутренний элемент мачты, закрепленный с внешним элементом;
фиг. 6 представляет фиг.5 в горизонтальном сечении и показывает систему верхней блокировки и задвижки;
фиг. 7 представляет фиг.5 в горизонтальном сечении и показывает системы нижней блокировки.

Башенный кран, схематично представленный на фиг.1, состоит из фиксированного шасси основания 1, на которое опирается шасси 2, вращающееся вокруг вертикальной оси 3. Вращающееся шасси 2 имеет сзади противовес, а спереди этого шасси вокруг горизонтальной оси 5 крепится на шарнирах телескопическая мачта 6. Телескопическая мачта 6 состоит из трех элементов 7, 8 и 9, которые входят друг в друга, при этом имеются:
- первый элемент 7, закрепленный своим основанием на вращающемся шасси 2,
- второй элемент 8 мачты или средний элемент, который заходит внутрь первого элемента 7 мачты,
- и третий элемент 9 мачты или верхний элемент, который заходит внутрь второго элемента 8 мачты.

Кран также снабжен раздвижной распределительной стрелой 10, которая крепится на вершине мачты по шарнирной оси и поддерживается в горизонтальном положении устройством 12, находящимся в задней части вращающегося шасси 2.

Настоящее изобретение относится, в частности, к конструкции телескопической мачты 6, элементы которой изображены более детально на фиг.2 и последующих. В дальнейшем описании речь пойдет о внутренних и внешних элементах, согласно чертежу, ими соответственно являются второй 8 и первый 7 элементы (но могли бы являться третий или второй элементы).

Элементы 7, 8 и 9 мачты состоят из коробов, каждый из которых имеет двенадцатигранное сечение, то есть форму многоугольника с двенадцатью сторонами. Таким образом, каждый элемент мачты имеет двенадцать сплошных боковых поверхностей. Для того чтобы определить ориентацию этих поверхностей, предлагается ссылаться на среднюю продольную плоскость 13 вращающейся части крана, соответствующей движению крана вперед-назад, причем под передней понимается сторона, в которую повернута распределительная стрела 10.

Таким образом, каждый элемент 7, 8 и 9 мачты имеет переднюю боковую поверхность 14 и заднюю боковую поверхность 15, перпендикулярные средней плоскости 13, правую боковую поверхность 16, параллельную средней плоскости 13, и левую боковую поверхность 17, также параллельную средней плоскости 13. Четыре первых боковых поверхности с 14 по 17, описанные выше, соединяются друг с другом восемью средними или наклонными поверхностями, обозначенными под цифрами 18-25. Среди них можно выделить:
четыре наклонные поверхности 18, 19, 20 и 21, примыкающие к передним боковым поверхностям 14 и к задним боковым поверхностям 15 и образующие углы в 60^o относительно средней плоскости 13;
четыре другие наклонные поверхности 22, 23, 24 и 25, примыкающие к правой 16 и левой 17 боковым поверхностям и образующие углы в 30^o относительно средней плоскости 13.

Можно также разделить восемь наклонных поверхностей 18-25 на четыре пары примыкающих наклонных поверхностей, соответственно: 18-22, 19-23, 20-24, 21-25.

Направление внутреннего элемента 8 мачты относительно внешнего элемента 7 осуществляется с помощью направляющих элементов, закрепленных на косых поверхностях 18, 19, 20 и 21 (примыкающих к передней боковой поверхности 14 и к задней 15) этих двух элементов крана 7 и 8.

Фиг. 3 представляет четыре первых направляющих элемента 26, 27, 28 и 29, которые расположены в основании внутреннего элемента 8. Эти направляющие элементы 26, 27, 28 и 29 закреплены соответственно на четырех наклонных поверхностях 18, 19, 20 и 21 снаружи внутреннего элемента 8.

На фиг. 4 показаны четыре первых направляющих элемента 30, 31, 32 и 33, которые расположены в верхней части внешнего элемента 7. Эти направляющие элементы закреплены соответственно на четырех наклонных поверхностях 18, 19, 20 и 21 внутри элемента 7.

Каждый из направляющих элементов 26-33 имеет, как это показано на фиг.3 и 4, ширину, равную ширине наклонной поверхности, с которой он взаимодействует.

Фиг.2 представляет участки контакта между направляющими элементами одного элемента мачты и соответствующими поверхностями другого элемента.

Благодаря вышеописанным направляющим элементам 26-33, внутренний элемент 8 мачты может выдвигаться вплоть до достижения им определенной позиции по отношению к внешнему элементу 7 мачты. В этой позиции он автоматически заблокирован с внешним элементом 7. Для этого существуют приспособления для блокировки, показанные, в основном, на фиг.5, 6 и 7.

Эти средства включают в себя совокупность верхней блокировки, состоящей из двух боковых ползунов 34 и 35 и из двух пазов 36 и 37 для крепления. Два боковых ползуна 34 и 35 расположены снаружи двух боковых поверхностей, соответственно правой 16 и левой 17, в верхней части внешнего элемента 7.

Приспособления для блокировки также включают в себя нижнее устройство, состоящее из двух других боковых ползунов 40 и 41 и из двух других пазов для крепления. Два боковых ползуна 40 и 41 также расположены в основании внутреннего элемента 8 мачты, снаружи двух боковых поверхностей, соответственно правой 16 и левой 17 элемента 8.

Эти боковые ползуны 40 и 41 также снабжены направляющими 44 и 45 движения. Два паза 42 и 43 для крепления расположены внутри соответствующих поверхностей 16 и 17 внешнего элемента мачты 7. Боковые ползуны 34 и 35 снабжены направляющими 38 и 39 движения.

Совокупность верхней блокировки дополнена двумя симметричными задвижками 46 и 47, закрепленными в верхней части внешнего элемента мачты и вращающимися вокруг горизонтальной оси 48, перпендикулярной средней плоскости 13 и находящейся близко от верхнего края задней поверхности 15 элемента 7.

В конце выдвижения нижнего элемента 8, боковые ползуны 34, 35, 40 и 41 взаимодействуют с соответствующими пазами 36, 37, 42 и 43, как показано на фиг. 5. Две задвижки 46 и 47, изначально поддерживаемые в поднятом и отведенном назад положении (фиг.2), откидываются и входят между двумя боковыми ползунами 34, 35 и соответствующими пазами 36 и 37 совокупности верхней блокировки. Участки контакта одного элемента мачты с другим в заблокированном положении обозначены как С, D и Е на фиг.5.

Напротив, две задвижки 46 и 47 освобождаются и поднимаются, когда внутренний элемент 8 входит во внешний элемент 7.

Не выходя за рамки изобретения, можно также:
- предусмотреть сечение в форме неправильного двенадцатигранника (углы и/или стороны не равны) в отличие от сечения в форме правильного двенадцатигранника (углы и стороны равны),
- предусмотреть другие многогранные сечения, правильные или неправильные с более чем четырьмя сторонами,
- применить изобретение к телескопической мачте, состоящей только из двух элементов или состоящей из более чем трех элементов,
- модифицировать устройства направления и блокировки.

Изобретение относится к области башенных кранов, в частности к конструкции телескопической мачты для башенного крана. Телескопическая мачта для башенного крана состоит из нескольких элементов, которые свободно входят друг в друга. Каждый элемент мачты представляет собой коробообразную конструкцию, имеющую многогранное сечение с более чем четырьмя сторонами, в частности двенадцатигранное сечение, образуемое передней боковой поверхностью и задней боковой поверхностью, которые перпендикулярны средней плоскости, правой боковой поверхностью и левой боковой поверхностью, которые параллельны средней плоскости, и боковыми наклонными поверхностями. При этом мачта имеет средства направления и средства автоблокировки. Средства направления выполнены в виде направляющих элементов, имеющих скользящую пластину, для направления элементов относительно друг друга, расположенные на боковых наклонных поверхностях элементов мачты. Средства автоблокировки элементов мачты в последовательных определенных положениях, которые расположены на боковых поверхностях, параллельных средней плоскости. Технический результат - определение оптимального сечения элементов мачты, благодаря чему возрастает ее механическая прочность, в частности, увеличивается сопротивление ветру и обеспечивается надежное направление элементов мачты. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Телескопическая мачта (6) для башенного крана, содержащая ряд элементов (7, 8 и 9), которые свободно входят друг в друга и представляют собой короб, отличающаяся тем, что каждый из ее коробообразных элементов (7, 8 и 9) имеет многоугольное сечение с более чем четырьмя сторонами, образующими переднюю боковую поверхность (14) и заднюю боковую поверхность (15), перпендикулярные средней плоскости (13), правую боковую поверхность (16) и левую боковую поверхность (17), параллельные средней плоскости (13), и промежуточные наклонные поверхности (18-25), наклонные относительно средней плоскости (13), при этом мачта (6) имеет средства направления, выполненные в виде направляющих элементов (26-33), для направления элементов относительно друг друга, расположенные на боковых наклонных поверхностях (18-21) элементов (7, 8, 9) мачты и средства автоблокировки элементов (7, 8, 9) мачты в последовательных определенных положениях, которые расположены на боковых поверхностях (16, 17), параллельных средней плоскости (13). 2. Мачта по п. 1, отличающаяся тем, что каждый коробообразный элемент (7, 8, 9) имеет двенадцатигранное сечение, определяемое двумя сплошными противоположными боковыми поверхностями (16, 17), параллельными средней плоскости (13), одной передней (14) и одной задней (15) боковыми поверхностями, перпендикулярными средней плоскости (13) и восемью наклонными поверхностями (18-25), разбитыми на четыре пары наклонных примыкающих поверхностей, которые попарно соединяют указанные ранее боковые поверхности. 3. Мачта по п. 2, отличающаяся тем, что средства направления включают в себя в совокупности для внутреннего и внешнего элементов мачты четыре направляющих элемента (26-29), расположенных в основании внутренней части мачты и закрепленных снаружи на наклонных поверхностях (18-21) этой части, прилегающих к передним (14) и задним (15) поверхностям, и четыре других направляющих элемента (30-33), расположенных в верхней части внешнего элемента мачты и внутри на наклонных поверхностях (18-21) этого элемента, то есть на наклонных поверхностях, примыкающих к передним (14) и к задним (15) поверхностям. 4. Мачта по п. 3, отличающаяся тем, что направляющий элемент (26-33) имеет скользящую пластину (26а-33а), покрывающую по ширине всю соответствующую наклонную поверхность (18-21), причем пластина имеет синтетическое покрытие, имеющее меньший коэффициент трения. 5. Мачта по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что средства автоматической блокировки элементов (7, 8, и 9) мачты включают в себя в совокупности для внутренних и внешних элементов мачты приспособление для верхней блокировки, состоящее из двух боковых ползунов (34, 35), расположенных снаружи боковых поверхностей внутреннего элемента (16, 17), параллельных средней плоскости (13), и из двух пазов (36, 37) для крепления, расположенных внутри соответствующих поверхностей (16, 17) на вершине внешнего элемента мачты, приспособление для нижней блокировки, состоящее из двух других боковых ползунов (40, 41), расположенных снаружи боковых поверхностей внутреннего элемента (16, 17), параллельных средней плоскости (13), и из двух пазов (42, 43) для крепления, расположенных внутри соответствующих поверхностей (16, 17) внешнего элемента, причем боковые ползуны (34, 35, 40, 41) снабжены направляющими (38, 39, 44, 45) движения, две симметричные откидывающиеся задвижки (46, 47), которые присоединены на шарнирах (48) к основанию внешнего элемента мачты и приводятся в действие автоматически во время выдвижения элементов мачты, причем задвижки (46, 47) взаимодействуют с боковыми ползунами (34, 35) и с пазами (36, 37) для крепления приспособления для верхней блокировки и в откинутом положении помещаются между двумя боковыми ползунами (34, 35) и соответствующими пазами (36, 37) для крепления.