КАБЕЛЬНЫЙ КРАН Российский патент 2003 года по МПК B66C21/00 B64B1/50 

Описание патента на изобретение RU2208571C2

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и предназначено для подъема и транспортировки грузов, например горной массы из карьера.

Известны кабельные краны, представляющие собой грузоподъемные машины с гибким несущим органом (стальным проволочным канатом), по которому движется грузовая крановая тележка.

Различают три разновидности крановых установок, имеющих гибкий несущий орган:
а) нормальные кабельные краны;
б) мостовые кабельные краны;
в) канатные башенные экскаваторы.

Кабельные краны подразделяются на большое число типов и разновидностей в зависимости от степени подвижности, характера работ и т.д.

В частности, по способу натяжения несущих канатов кабельные краны разделяются на четыре типа:
1) с натяжением несущего каната противовесом;
2) с неподвижно закрепленными несущими канатами;
3) с качающимися башнями;
4) со спускающимся несущим канатом.

В кабельных кранах с натяжением несущих канатов противовесом несущие канаты на одной из опорных башен закреплены в неподвижных концевых муфтах, а на другой опорной башне натягиваются с помощью противовеса. Противовес подвешивается к гибкому натяжному канату, перекинутому через направляющий блок на головке башни и соединенному с несущим канатом соединительной муфтой. Провес несущего каната у этих кранов меняется в зависимости от места нахождения грузовой тележки за счет подъема и опускания противовеса, натяжение же остается постоянным. Так как натяжной канат от перегибов на направляющем блоке быстро изнашивается то краны этого типа почти не находят применения.

В кабельных кранах с качающимися башнями несущий канат на обеих опорных башнях закреплен в неподвижных концевых муфтах, а натяжение его осуществляется весом одной из башен, поворачивающейся вокруг горизонтальной оси шарнирной опоры. Натяжение несущего каната в кранах этого типа колеблется в пределах 10-12% в зависимости от положения грузовой тележки.

Недостатком кранов этого типа являются значительные колебания канатов и тележек в вертикальной плоскости при резком изменении нагрузок, например при разгрузке контейнера.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков (прототипом) является кабельный кран с неподвижно закрепленным несущим канатом (И. Е. Барат, В. И. Плавинский. Кабельные краны, МАШГИЗ, Москва, 1954, с.5-12).

Кабельный кран с неподвижно закрепленным несущим канатом не имеет противовеса, а канат на обеих башнях закреплен в концевых муфтах. Этот кран, простой и надежный в эксплуатации, наиболее часто встречается в практике и содержит опорные башни, несущий канат, грузовую тележку, тяговый и подъемный канаты, обводные блоки тягового каната, лебедки и элементы крепления свободного конца подъемного каната. Несущий канат в кабельных кранах этого типа при монтаже получает первоначальное (монтажное) натяжение, которое в дальнейшем, при вытягивании каната, в эксплуатации регулируется натяжным устройством. Натяжение каната меняется в зависимости от массы и положения тележки в пролете и температуры. Причем максимальное натяжение возникает при положении груженой тележки посередине пролета и минимальной температуре, а минимальное - при подходе тележки к опоре.

На фиг. 1 приведена зависимость натяжения несущего каната (Т) от положения тележки (X) в пролете крана.

Недостатком кранов этого типа является значительное усиление натяжения несущего каната при подходе тележки к середине пролета, которое нередко поднимается до 140% от минимального, т.е.:
Тмах=1,4хТмин,
(Проф. А. И. Дукельский. Подвесные канатные дороги и кабельные краны. Изд. 3-е, МАШГИЗ, Москва-Ленинград, 1951 г., с.348). Из изложенного выше следует, что грузоподъемность крана ограничивается некоторым максимальным натяжением [Тмах], возникающим в несущем канате при нахождении груженой тележки посередине пролета. Значение натяжения (Тмах) принимается за допускаемое и определяется из выражения:
[Тмах]=Тдоп=Тразр.: n,
где - Тразр. - разрывное усилие каната;
n - коэффициент запаса.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение грузоподъемности кабельного крана сверх расчетного значения, не увеличивая при этом натяжения несущего каната больше допускаемого [Тдоп].

Поставленная задача решается следующим образом.

К несущему канату, с неподвижно прикрепленными концами на обеих башнях кабельного крана, содержащего тяговый и подъемный канаты, тяговую и подъемную лебедки, грузовую тележку с контейнером, перемещающуюся по несущему канату с помощью тяговых каната и лебедки, прикреплен аэростат посредством каната и узла подвески, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната.

Всплывная сила аэростата, так же как и вертикальные составляющие реакции опор, направлена вверх и уравновешивает часть суммарной силы тяжести несущего каната и груженой тележки, направленной вниз. При этом натяжение несущего каната достигает максимума при положении груженой тележки между узлом подвески и опорой, но этот максимум по величине меньше допускаемого натяжения каната прототипа. Тот дополнительный поднимаемый и перемещаемый груз, которым можно догрузить кран для доведения натяжения каната до допускаемого значения, и является достижением поставленной цели - повышения грузоподъемности.

На фиг.2 схематично изображен описываемый кабельный кран.

Кабельный кран содержит опорные башни 1, несущий канат с неподвижно закрепленными на башнях концами 2, тяговый канат 3, подъемный канат 4, тяговую лебедку 5, подъемную лебедку 6, грузовую тележку 7 с контейнером 8, аэростат 9, прикрепленный к несущему канату посредством каната и узла подвески 10, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната.

Работа крана происходит циклично. Цикл состоит из следующих операций:
- загрузка контейнера;
- подъем контейнера с помощью подъемного каната и подъемной лебедки до высоты горизонтального передвижения;
- передвижение тележки с контейнером по несущему канату с помощью тягового каната и тяговой лебедки до пункта разгрузки;
- разгрузка;
- передвижение тележки обратно к пункту погрузки;
- спуск контейнера на погрузочную площадку.

Техническая возможность реализации предлагаемого решения и его эффективность подтверждена проектными и расчетными работами и испытаниями макета кабельного крана с имитацией всплывной подъемной силы аэростата, равной четверти и половине силы тяжести груженой тележки.

Испытания показали, что повышение грузоподъемности при упомянутых фиксированных значениях всплывной подъемной силы аэростата составляет соответственно 24 и 32%. (Отчет по испытаниям макета АК1.000.000 148-101-97, ГРЦ "КБ им. академика В.П. Макева", 1997 г. Результаты проектных и расчетных работ представлены в эскизном проекте "Подъемно-транспортный аэростатический комплекс" АПК00.00.000ЭП, ГРЦ "КБ им. академика В.П. Макева", 1998 г.).

Узел подвески может быть вмонтирован в разрыв несущего каната, что является технически более простым и экономически более целесообразным, т.к. создает возможность замены несущего каната половинками, имеющими при эксплуатации разную интенсивность износа.

На кабельный кран могут быть установлены две грузовые тележки, кинематически не связанные между собой - по одной с каждой стороны узла подвески. Передвижение тележек по канату через систему управления синхронизируется так, что одна из тележек - груженая, от пункта погрузки, и другая - порожняя, к пункту погрузки начинают двигаться одновременно.

Схематичное изображение такого крана приведено на фиг.3. При этом варианте исполнения кабельный кран становится двухпролетным, работающим одновременно на два пункта разгрузки, а производительность крана повышается на 80%.

Похожие патенты RU2208571C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ ИЗ КАРЬЕРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2004
  • Ковалев Михаил Николаевич
  • Костылев Георгий Георгиевич
RU2286458C2
АЭРОСТАТНО-КАНАТНЫЙ ПОДЪЕМНИК 2004
  • Ковалев Михаил Николаевич
  • Костылев Георгий Георгиевич
RU2270339C2
АЭРОСТАТНО-КАНАТНЫЙ ПОДЪЕМНИК 1998
  • Ковалев М.Н.
  • Костылев Г.Г.
  • Жорницкий А.Б.
RU2208679C2
Способ замены каната грузоподъёмного крана 2018
  • Ильченко Евгений Константинович
RU2702326C1
Мобильный козловой кран 2018
  • Ильченко Евгений Константинович
  • Козлов Виктор Евгеньевич
RU2706773C1
СПОСОБ ЗАМЕНЫ КАНАТА ГРУЗОПОДЪЕМНОГО КРАНА 2011
  • Ильченко Евгений Константинович
  • Оськин Николай Иванович
  • Осипов Владимир Алексеевич
RU2476368C2
СПОСОБ ЗАМЕНЫ КАНАТА ГРУЗОПОДЪЁМНОГО КРАНА 2015
  • Ильченко Евгений Константинович
  • Оськин Николай Иванович
  • Осипов Владимир Алексеевич
  • Тарасов Алексей Юрьевич
RU2598704C1
Мостовой кран 2023
  • Ильченко Евгений Константинович
  • Бурдин Олег Владимирович
RU2820482C1
СПОСОБ ЗАМЕНЫ КАНАТА ГРУЗОПОДЪЁМНОГО КРАНА 2015
  • Ильченко Евгений Константинович
  • Оськин Николай Иванович
  • Осипов Владимир Алексеевич
  • Тарасов Алексей Юрьевич
RU2629549C2
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВАНИЯ ГОРНОЙ МАССЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2006
  • Ковалев Михаил Николаевич
  • Костылев Георгий Георгиевич
RU2353768C2

Иллюстрации к изобретению RU 2 208 571 C2

Реферат патента 2003 года КАБЕЛЬНЫЙ КРАН

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и предназначено для подъема и транспортировки груза. Кабельный кран содержит опорные башни, несущий канат с неподвижно закрепленными концами на обеих башнях, подъемный и тяговый канаты, подъемную и тяговую лебедки, грузовую тележку с контейнером, обводные блоки тягового каната, элементы крепления свободного конца подъемного каната. При этом грузовая тележка перемещается по несущему канату с помощью тяговых каната и лебедки. К несущему канату прикреплен аэростат посредством каната и узла подвески, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната. Технический результат изобретения - повышение грузоподъемности кабельного крана сверх расчетного значения, не увеличивая при этом натяжения несущего каната больше допускаемого. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 208 571 C2

1. Кабельный кран, содержащий опорные башни, несущий канат с неподвижно закрепленными концами на обеих башнях, подъемный и тяговый канаты, подъемную и тяговую лебедки, грузовую тележку с контейнером, перемещающуюся по несущему канату с помощью тяговых каната и лебедки, обводные блоки тягового каната, элементы крепления свободного конца подъемного каната, отличающийся тем, что к несущему канату прикреплен аэростат посредством каната и узла подвески, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната. 2. Кабельный кран по п.1, отличающийся тем, что узел подвески вмонтирован в разрыв несущего каната.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2003 года RU2208571C2

Барат И.Е., Плавинский В.И
Кабельные краны
- М.: Машгиз, 1954, с.5-12
Кабельный кран 1981
  • Куйбида Григорий Гордеевич
  • Ценципер Борис Матвеевич
  • Бурнашев Альберт Алексеевич
SU965973A1
Кабельный кран 1979
  • Щука Иван Степанович
SU1039858A1
Кабельный кран 1973
  • Шавкунов Анатолий Александрович
SU602467A1
Кабельный кран 1972
  • Юрченко Александр Герасимович
  • Павловский Анатолий Михайлович
  • Фурто Владислав Саввич
SU442142A1
RU 2000271 C, 07.09.1993
СПОСОБ СОПРОВОЖДЕНИЯ ЦЕЛИ И УСТРОЙСТВО МОНОИМПУЛЬСНОЙ РЛС, РЕАЛИЗУЮЩЕЙ СПОСОБ 2007
  • Васин Александр Акимович
  • Валов Сергей Вениаминович
  • Мухин Владимир Витальевич
  • Нестеров Юрий Григорьевич
  • Семухин Владимир Федорович
  • Сиразитдинов Камиль Шайхуллович
RU2338219C1

RU 2 208 571 C2

Авторы

Зиганшин З.Ш.

Ковалев М.Н.

Жиляев В.Н.

Жорницкий А.Б.

Даты

2003-07-20Публикация

1998-12-15Подача