УПОР ТУПИКОВЫЙ Российский патент 2005 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 упора тупикового 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 - стойка, 5 - буфер, 6 - коробчатая косынка, 7 - эксцентрик, 8 - шток привода эксцентрика, 9 - пружина возврата, 10 - толкатель, 11 - ограничитель перемещения, 12 - болтовое соединение, 13 - дополнительный аварийный ограничитель, 14 - рычаг привода эксцентрика, 15 - пластина прижима к рельсу, F (F₁, F₂, F₃) - сила воздействия крана на предохранительное устройство, F₁=F_зат - сила затяжки, F_П - сила прижатия тупикового упора к рельсу, К - коэффициент запаса сцепления, Q - расчетная сдвигающая сила, f - коэффициент трения, S_t - смещение тупикового упора по рельсу 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_cр - средний угол подъема эксцентрика в точке зажима, ϕ, ϕ₁ - углы трения скольжения в точке зажатия на оси эксцентрика.

3.3. Отличительные признаки

Упор тупиковый для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути, выполненный в виде ударно-фрикционного устройства, включающего корпус с буфером, закрепленный к рельсу болтовым соединением с возможностью скольжения по рельсу для создания сил трения, и ограничитель перемещения, в отличие от известного, снабжен эксцентриком с приводом, выполненным в виде связанных шарнирно рычага, штока, пружины возврата и толкателя, с возможностью наезда последнего на ограничитель перемещения и прижатия эксцентрика к рельсу, при этом корпус выполнен в виде косынки коробчатого сечения, соединенной с основанием и стойкой, на которой установлен буфер, причем болтовое соединение закрепления корпуса к рельсу выполнено с силой прижатия, равной

где К - коэффициент запаса сцепления,

Q - расчетная сдвигающая сила (кгс),

f - коэффициент трения,

а усилие зажима эксцентрика к рельсу равно

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).

Дополнительно упор может быть оборудован аварийным ограничителем (13), работающим в зоне дополнительного ограничения.

3.4. Сущность устройства

Упор тупиковый для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути с ограничителем перемещения (11), выполнено в виде ударно-фрикционного устройства, в котором корпус (1) для восприятия ударных воздействий состоит из коробчатой косынки (6), соединенной с основанием (3) и стойкой (4), на которой установлен буфер (5). Корпус закреплен к рельсу (2) с возможностью скольжения по нему для создания сил трения, плавно гасящих ударные воздействия. Силы трения, гасящие ударные воздействия, создаются перемещающимися элементами, выполненными например в виде корпуса (1), присоединенного к рельсу болтовым соединением (12) с силой прижима F_П (кгс), равной:

где К - коэффициент запаса сцепления, Q - расчетная сдвигающая сила (кгс), f- коэффициент трения.

Предохранительное устройство оборудовано эксцентриком с приводом в виде связанных шарнирно рычага привода (14), штока (8), пружины (9) и толкателя (10) и с усилием зажима W (кгс), 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).

Устройство дополнительно может быть оборудовано аварийным ограничителем (13).

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 удерживается силой прижима тупикового упора к рельсу (удерживается жесткий удар деформированием буфера); если сила удара превышает величину F₁, то происходит скольжение корпуса (1) тупикового упора по рельсу (торможение силами трения), если действующая сила превысит значение F₂, то толкатель (10) при наезде на ограничитель перемещения (11) через шток (8) и пружину (9) воздействует на эксцентрик (7), шток, воздействуя на эксцентрик через рычаг (14), поворачивает и прижимает его к рельсу, то есть увеличивается тормозная сила пропорционально величине смещения. Если сила действия превысит значение F₃, то корпус наезжает на аварийный ограничитель (13) и механизм останавливается.

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 F_ЗАT=F₁=9,6 тc), при количестве болтов 10 шт. - момент затяжки болтов 15,4 кгс·м. 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 и является упором тупиковым для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути, с ограничителем перемещения, выполненным в виде ударно-фрикционного устройства, в котором корпус закреплен с возможностью скольжения по рельсу. Корпус выполнен в виде косынки коробчатого сечения, соединенной с основанием и стойкой, на которой установлен буфер, корпус присоединен к рельсу болтовым соединением с силой прижатия, равной

где К - коэффициент запаса сцепления, Q - расчетная сдвигающая сила (кгс), f - коэффициент трения. При этом ударно-фрикционное устройство снабжено эксцентриком с приводом с усилием зажима эксцентрика, равным

где М=S×l - момент на эксцентрике (кгс·см), l - плечо (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 (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. Устройство дополнительно оборудовано аварийным ограничителем. Технический результат - повышение надежности и безаварийности работы устройства. 6 ил.

1. Упор тупиковый для механизма или устройства, перемещающегося по рельсовому пути, выполненный в виде ударно-фрикционного устройства, включающего корпус с буфером, закрепленный к рельсу болтовым соединением с возможностью скольжения по рельсу для создания сил трения, и ограничитель перемещения, отличающийся тем, что ударно-фрикционное устройство снабжено эксцентриком с приводом, выполненным в виде связанных шарнирно рычага, штока, пружины возврата и толкателя, с возможностью наезда последнего на ограничитель перемещения и прижатия эксцентрика к рельсу, при этом корпус выполнен в виде косынки коробчатого сечения, соединенной с основанием и стойкой, на которой установлен буфер, причем болтовое соединение закрепления корпуса к рельсу выполнено с силой прижатия, равной

К - коэффициент запаса сцепления;

Q - расчетная сдвигающая сила (кгс);

f - коэффициент трения,

а усилие зажима эксцентрика к рельсу равно

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_cр - средний угол подъема эксцентрика в точке зажима (градусов);

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