ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО УПОР ТУПИКОВЫЙ МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ Российский патент 2004 года по МПК B66C7/16 B61K7/16 B61K7/18 

1. Область техники

Изобретение относится к дополнительным предохранительным устройствам машин и механизмов, перемещающихся по рельсовому пути, главным образом грузоподъемных кранов, и применяется, в основном, для нештатной остановки механизмов, например, в условиях несрабатывания отключающих устройств кранов при их перемещении.

2. Уровень техники

Известен тупиковый упор безударного типа, закрепляемый к рельсу с элементами, гасящими энергию движущегося крана при остановке с ограничением ударных сил (Механизация строительного производства. Рельсовые пути башенных кранов. СНиП 3.08.01-85, Госстрой, М., 1986, с.11, 36).

Недостаток устройства - возможность опрокидывания крана в направлении, обратном движению крана.

Известен тупиковый упор ударного типа, закрепляемый к рельсу, гасящий энергию удара деформированием (Инструкция по устройству, эксплуатации и перебазированию рельсовых путей строительных башенных кранов. СН 78-79. Госстрой, М.: Стройиздат, 1980, с.26). Недостаток устройства - возможность опрокидывания крана в направлении его движения.

Известно также, принятое заявителем за наиболее близкий аналог, предохранительное устройство, включающее корпус, привод в виде штока и пружины и перемещающиеся элементы для создания сил трения, гасящие энергию удара (А.С. СССР №948841, В 66 С 7/16, 1981).

Устройство не учитывает опрокидывающие моменты перемещающихся механизмов по рельсовому пути.

3. Сущность изобретения

3.1. Техническая задача

Техническая задача состоит в повышении надежности и безаварийности работы устройства при остановке перемещающихся по рельсовому пути механизмов, особенно в нештатных условиях, при превышении предельных нагрузок, возникающих в случаях несрабатывания отключающих устройств.

3.2. Перечень фигур чертежей

На фиг.1 показана конструкция предохранительного устройства упора тупикового многоступенчатого кранового ударно-фрикционного действия; на фиг.2 - вид сбоку по стрелке А на фиг.1; на фиг.3 - узел I на фиг.1 - конструкция привода эксцентрикового устройства, находящегося в свободном не зажатом положении; на фиг.4 - схема эксцентрикового устройства в зажатом положении; на фиг.5 - график действующих сил; на фиг.6 - график зависимости смещения (S_т) тупикового упора по рельсу под силой воздействия (F), где 1 - корпус упора тупикового, 2 - рельс кранового пути, 3 - основание, 4 - ползун, 5 - буфер, 6 - коробчатая стенка, 7 - эксцентрик, 8 - шток привода эксцентрика, 9 - пружина возврата, 10 - толкатель, 11 - ограничитель перемещения, 12 - болтовое соединение, 13 - пластина прижима к постаменту, 14 - рычаг привода эксцентрика, 15 - пластина прижима к рельсу, 16 - постамент, 17 - упор постамента, 18 - плита постамента, 19 - основание постамента, 20 - коробчатая конструкция; F(F₁, F₂, F₃) - сила воздействия крана на предохранительное устройство, F_П1=F₁ - сила прижатия тупикового упора к постаменту, F_П2 - сила прижатия тупикового упора к рельсу, К - коэффициент запаса сцепления, Q - расчетная сдвигающая сила, f - коэффициент трения, S_T - смещение тупикового упора под силой F, W - усилие зажима эксцентрика, М - момент на эксцентрике, l - плечо, S - усилие на рычаге привода эксцентрика, r_cр - среднее значение радиуса из центра вращения эксцентрика в точку зажима, α_cp - средний угол подъема эксцентрика в точке зажима, ϕ, ϕ₁ - углы трения скольжения в точке зажатия на оси эксцентрика.

3.3. Отличительные признаки

Предохранительное устройство включает корпус, привод и перемещающиеся элементы с возможностью создания сил трения. В отличие от известного, предохранительное устройство является упором тупиковым для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути, с ограничителем перемещения, выполнено многоступенчатым, в виде ударно-фрикционного устройства, в котором корпус закреплен к постаменту с возможностью скольжения по нему, постамент соединен с рельсом с возможностью скольжения по рельсу.

Корпус выполнен в виде коробчатой стенки, соединенной с основанием и с ползуном, на котором установлен буфер, причем корпус через основание присоединен к постаменту болтовым соединением с силой прижатия F₁, равной:

где K₁ - коэффициент запаса сцепления,

Q₁ - расчетная сдвигающая сила скольжения (кгс),

f₁ - коэффициент трения.

Ударно-фрикционное устройство снабжено эксцентриком с приводом в виде штока и пружины возврата, установленными на корпусе тупикового упора, с усилием зажима эксцентрика, равным:

где М=S×l - момент на эксцентрике (кгс·см),

l - плечо (см),

S - усилие на рычаге (кгс),

r_cр - среднее значение радиуса из центра вращения эксцентрика в точку зажима (см),

α_cp - средний угол подъема эксцентрика в точке зажима (градусов),

ϕ, ϕ₁ - углы трения скольжения в точке зажатия на оси эксцентрика (градусов),

привод эксцентрика выполнен в виде связанных шарнирно рычага привода эксцентрика, штока привода, пружины возврата и толкателя.

Постамент выполнен в виде коробчатой конструкции с основанием, упором и плитой, постамент через основание присоединен к рельсу болтовым соединением с силой прижатия Fп₂, равной:

где К₂ - коэффициент запаса сцепления,

Q₂ - расчетная сдвигающая сила скольжения (кгс),

f₂ - коэффициент трения.

Дополнительно устройство может быть оборудовано аварийным ограничителем, работающим в зоне дополнительного ограничения.

3.4. Сущность устройства

Предохранительное устройство - упор тупиковый многоступенчатый для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути с ограничителем перемещения 11, выполнено в виде ударно-фрикционного устройства, в котором ползун 4 для восприятия ударных воздействий состоит из коробчатой стенки 6, соединенной с основанием 3, и имеет фланец с установленным буфером 5.

Корпус основанием закреплен болтами на плите постамента 18 с возможностью скольжения по ней для создания сил трения, плавно гасящих ударные воздействия. Внутри ползуна на валу установлен эксцентрик 7 с рычагами, штоками, пружинами и толкателем.

Постамент выполнен в виде коробчатой конструкции 20 с основанием 19, упором 17 и плитой 18, постамент через основание присоединен к рельсу болтовым соединением с возможностью перемещения по рельсу.

Устройство работает следующим образом.

Принцип действия устройства основан на ступенчато-плавном гашении энергии удара силами трения и обеспечивает плавную остановку механизма или устройства, перемещающегося по рельсам, без возникновения как положительных, так и отрицательных критических опрокидывающих моментов.

При наезде на тупиковый упор механизма, например грузоподъемного крана, в случае, если сила удара не превышает величины F1 (фиг.5, 6), механизм тормозится деформированием буфера; если сила удара превышает величину F1, то происходит скольжение ползуна по плите постамента (торможение силами трения); если сила превышает значение F₂, то толкатель при соприкосновении с упором постамента воздействует через толкатель, пружины, штоки, рычаги и вал на эксцентрик, поворачивая его для прижатия к плите постамента и увеличивая силу трения; если сила действия превышает значение F₃, то происходит скольжение постамента по рельсу (повторное торможение силами трения). Для аварийных ситуаций, в случае превышения значения сил F₄, устройство оборудовано аварийным ограничителем 11.

4. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Расчет конструктивных элементов устройства производится исходя из возможных действующих сил, при этом аварийная нештатная ситуация может возникнуть при экстремальных условиях, например при ураганном ветре. Для обычных условий тупиковые упоры рассчитываются на минимальные прикладываемые силы удара.

Для грузоподъемного крана до 30 т со скоростью передвижения до 100 м/мин ударно-фрикционный тупиковый упор имеет габариты 1600×700 мм, сдвигающая сила 9,6 тс, (сила затяжки Fзaт=F₁=9,6 тс), при количестве болтов 10 шт. - момент затяжки болта 15,4 кгс·м при количестве болтов 10 шт. Пределы срабатывания соответствующих элементов приведены на фиг.5.

Изобретение относится к дополнительным предохранительным устройствам машин и механизмов, перемещающихся по рельсовому пути, главным образом грузоподъемных кранов, и применяется, в основном, для нештатной остановки механизмов, например, в условиях несрабатывания отключающих устройств кранов при их перемещении. Устройство включает корпус, привод и перемещающиеся элементы с возможностью создания сил трения. Предохранительное устройство является упором тупиковым для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути, с ограничителем перемещения. Устройство выполнено многоступенчатым, в виде ударно-фрикционного устройства, в котором корпус закреплен к постаменту с возможностью скольжения по нему, постамент соединен с рельсом с возможностью скольжения по рельсу. Технический результат - повышение надежности и безаварийной работы при остановке перемещающихся по рельсовому пути механизмов, особенно в нештатных условиях, при превышении предельных нагрузок, возникающих в случаях несрабатывания отключающих устройств. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Предохранительное устройство, включающее корпус, привод и перемещающиеся элементы с возможностью создания сил трения, отличающееся тем, что предохранительное устройство является упором тупиковым для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути, с ограничителем перемещения, выполнено многоступенчатым, в виде ударно-фрикционного устройства, в котором корпус закреплен к постаменту с возможностью скольжения по нему, постамент соединен с рельсом с возможностью скольжения по рельсу.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде коробчатой стенки, соединенной с основанием и с ползуном, на котором установлен буфер, корпус через основание присоединен к постаменту болтовым соединением с силой прижатия F_П1, равной

где К₁ - коэффициент запаса сцепления;

Q₁ - расчетная сдвигающая сила скольжения, кгс;

f₁ - коэффициент трения.

где M=S·l - момент на эксцентрике, кгс·см;

- плечо эксцентрика, см;

S - усилие на рычаге, кгс;

r_ср - среднее значение радиуса из центра вращения эксцентрика в точку зажима, см;

α_ср - средний угол подъема эксцентрика в точке зажима, градусы;

ϕ, ϕ₁ - углы трения скольжения в точке зажатия на оси эксцентрика (градусы),

привод эксцентрика выполнен в виде связанных шарнирно рычага привода эксцентрика, штока привода, пружины возврата и толкателя.

где К₂ - коэффициент запаса сцепления;

Q₂ - расчетная сдвигающая сила скольжения, кгс;

f₂ - коэффициент трения.