КРАНО-МАНИПУЛЯТОРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2009 года по МПК B66C23/44 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Изобретение относится к области грузоподъемного оборудования, а именно к крано-манипуляторным установкам (КМУ). КМУ содержит опорно-поворотное устройство, многосекционную шарнирно-рычажную стрелу с закрепленной на ее головке малогабаритной гидравлической лебедкой, оснащенной крюком, чувствительную к нагрузке гидросистему (ГС) с соответствующими исполнительными органами (ИО), основным регулируемым аксиально-поршневым и вспомогательным ручным насосами и маслобаком для их питания и двумя чувствительными к нагрузке электрогидравлическими секционными распределителями с дистанционным пропорциональным управлением, устройства безопасности и электросистему с переносным пультом управления, построенные на относительно недорогой и высокоэффективной микропроцессорной элементной базе с несложным программным обеспечением. В КМУ реализован двухскоростной режим работы с одновременным задействованием нескольких ИО ГС. Достигается упрощение конструкции и улучшение технико-эксплуатационных качеств, а также снижение стоимости и сроков изготовления КМУ. 23 з.п. ф-лы, 57 ил.

1. Крано-манипуляторная установка для выполнения, преимущественно в составе специализированных подъемно-транспортных средств, погрузочно-разгрузочных, монтажных и других работ, содержащая опорно-поворотное устройство со снабженным соответствующей опорно-установочной базой основанием балочного типа, выполненным из разнесенных между собой поворотной двухконсольной балансирной и неподвижной поперечных балок, шарнирно сочлененных друг с другом через приваренный к последней из них вертикально ориентированный полый корпус, аутригерами стационарного либо выносного типа, выпускаемые лапы которых снабжены самоустанавливающимися опорными пятами, и установленной в посадочные гнезда корпуса основания на подшипниках искривленной стойкой, поворачиваемой вокруг собственной оси при помощи соответствующего механизма, выполненного в виде закрытой реечной цилиндрической зубчатой передачи, концевые присоединители рейки которой шарнирно сопряжены с проушинами поршней располагаемых напротив них единичных секций одностороннего действия жестко закрепленного на основании двухсекционного гидроцилиндра посредством продетых по подвижной посадке через их стыковочные отверстия цилиндрических пальцев, а зубчатый венец кинематически взаимодействующей с рейкой шестерни передачи сформирован на наружной поверхности опоры стойки, шарнирно пристыкованную к верхнему концу стойки, с возможностью углового перемещения в вертикальной плоскости, стрелу с закрепленной на ней гидравлической грузоподъемной лебедкой, оснащенной крюком, подвешенным на конце гибкого тягового органа, намотанного на барабан и выведенного, с обеспечением необходимой блокировки от соскакивания, на установленный в головке стрелы свободно вращающийся концевой блок, выполненную по двухнасосной схеме гидросистему с исполнительными органами перемещения лап аутригеров, рейки зубчатой передачи механизма поворота стойки опорно-поворотного устройства, стрелы и барабана лебедки, последний из которых выполнен в виде гидромотора, а остальные - в виде гидроцилиндров двухстороннего действия и упомянутого выше двухсекционного гидроцилиндра с противоположно направленными по отношению друг к другу единичными рабочими секциями одностороннего действия, основным регулируемым аксиально-поршневым и съемным вспомогательным ручным насосами и маслобаком для питания их рабочей жидкостью, соответствующей защитно-предохранительной, регулирующей и распределительной аппаратурой с двумя секционными распределителями золотникового типа в составе последней, а также гидравлическими соединительными напорными, управляющими и сливными каналами, линиями и магистралями, проложенными по кратчайшим трассам с формированием соответствующих слабин, дискретной фиксацией в необходимых местах и обеспечением подачи рабочей жидкости от неподвижного основания к поворотной стойке опорно-поворотного устройства и обратно через центрально закрепленный на нижнем срезе полого корпуса указанного основания съемный блок одноканальных подвижных соединителей поворотного типа с одной степенью свободы либо компактный многоканальный коммуникационный соединитель такого же назначения, ограничитель высоты подъема крюка, однокоординатный либо двухкоординатный креномер маятникового или иного типа для контроля горизонтирования основания опорно-поворотного устройства, фары-прожекторы для освещения крюка и места проведения работ, клаксон для подачи предупредительных звуковых сигналов и электросистему, обеспечивающую функционирование размещаемого на опорно-поворотном устройстве и стреле электрооборудования, с соответствующей, электрически сообщенной между собой, а также с указанным оборудованием, посредством соединительных токопроводов, коммутационной и управляющей аппаратурой, с имеющимся в составе последней переносным дистанционным пультом управления поясного типа, снабженным отстыковываемым кабельным удлинителем оканчивающимся электрическим разъемным присоединителем, двухпозиционным тумблером включения - выключения электропитания со световым индикатором, подтверждающим наличие либо отсутствие его в электросистеме, кнопкой включения - выключения клаксона и таким же, как и только что упомянутый, тумблером включения - выключения фар-прожекторов, отличающаяся тем, что в ней стрела выполнена шарнирно-рычажной из нескольких, и в частности подъемной, выносной и телескопической секций, необходимых размеров, кинематически сочлененных между собой при помощи цилиндрических осей, рычагов фиксированной и «стержней» изменяющейся длины, в качестве которых использованы поступательные кинематические пары, образованные гильзами и штоками исполнительных органов углового перемещения выносной и выдвижения - втягивания телескопической секций, и регулируемых поперечных и продольных направляющих "плавающего" типа из высокопрочного износостойкого антифрикционного материала, фиксируемых от выпадения наружу посредством соответствующих стопоров, а лебедка - в виде размещенного, с жестким закреплением болтами, на сформированной снаружи на потолочной полке головки ее телескопической секции плоской привалочной площадке компактного грузоподъемного модуля, вращающийся барабан которого кинематически соединен через встроенный в него редуктор планетарного типа с упоминавшимся выше гидромотором, снабженного интегрированными в его гидросхему кинематически сопряженными со входным валом редуктора и корпусом лебедки нормально замкнутым многодисковым тормозом, подвижные и неподвижные фрикционные диски которого принудительно поджаты друг к другу при помощи подпружиненного нажимного поршня гидроцилиндра перемещения последнего в обратном направлении, избирательным клапаном типа "ИЛИ", сообщенным с обеими линиями питания гидромотора привода барабана и посредством управляющей магистрали - с поршневой полостью указанного гидроцилиндра, и встроенным в линию питания гидромотора, обеспечивающую вращение барабана на поднятие груза, гидравлическим тормозным клапаном, нормально закрытый запорный элемент, которого сообщен, управляющим каналом с другой из вышеупомянутых линией питания, обеспечивающей вращение барабана в противоположную сторону, с одновременным формированием в рассматриваемой зоне параллельного обходного тракта для подвода напроход потока нагнетаемой жидкости к гидромотору, минуя указанный клапан, с автоматически открывающимся по ходу движения потока обратным клапаном, располагаемый над концевым блоком головки телескопической секции стрелы ограничитель пространственного положения гибкого тягового органа лебедки выполнен в виде примыкающего своими ребордами к ребордам указанного блока, с обеспечением необходимой свободы вращения, ролика с такими же, как и у блока, обводами, образующего в совокупности с последним геометрически замкнутый по периметру ручей, имеющий конфигурацию развитого в поперечном направлении оконного проема с подвижными формообразующими поверхностями для прохода сквозь него нисходящей ветви упомянутого выше тягового органа, крюк лебедки подсоединен к ее гибкому тяговому органу по полиспастной схеме, с обеспечением самоориентации вдоль проходящей через него гравитационной вертикали и вращения вокруг собственной оси при любых пространственных манипуляциях стрелы, ограничитель высоты подъема крюка лебедки подвешен по маятниковой схеме, с обеспечением самоориентации его вдоль проходящей через точку подвеса гравитационной вертикали, на одном из консольных хвостовиков встроенной, с возможностью вращения, в головку телескопической секции стрелы между ее концевым блоком и местом крепления присоединителя свободного конца гибкого тягового органа индивидуальной полой цилиндрической оси при помощи жестко прикрепленного к ней и корпусу ограничителя легкого стержня плоской либо иной конфигурации, а освещающая крюк фара-прожектор неподвижно закреплена посредством резьбового соединения, с ориентацией книзу и обеспечением стопорения от проворота, на другом, противоположном консольном хвостовике той же оси с прокладкой внутри последней соединительных токопроводов от нее в зону расположения ограничителя, подвешенное при помощи натяжного тросика к хвостовику подпружиненного толкателя ограничителя высоты подъема крюка лебедки, используемого для включения его концевого выключателя, грузило выполнено в виде надетой на восходящую ветвь охватывающего подвижный полиспастный блок упомянутого выше тягового органа ступенчатой втулки с обращенным книзу и развитым по диаметру плоским фланцем, кинематически взаимодействующим при подъеме крюка в крайнее верхнее положение с верхним срезом обоймы указанного блока, основной насос гидросистемы снабжен встроенными в него регулятором постоянного перепада давления и клапаном отсечки давления, оба секционных распределителя выполнены электрогидравлическими, с обеспечением чувствительности их к нагрузке и дистанционного пропорционального управления при штатной работе и ручного - только в исключительных случаях, и в частности в аварийной ситуации при выходе из строя основного насоса, электросистемы и других обстоятельствах для перевода стрелы в транспортное положение при помощи вспомогательного насоса, и параллельно подсоединены к напорной линии указанных насосов через установленный в ней перед фильтром очистки рабочей жидкости и автоматически открывающийся по ходу движения потока последней обратный клапан, причем конструктивно один из них, предназначенный для управления работой исполнительных органов перемещения секций стрелы и барабана лебедки выполнен из входной клапанной, четырех рабочих и замыкающей секций, объединенных в четырехсекционный, по числу рабочих секций, распределительный модуль блочного типа, а другой, служащий для управления исполнительными органами перемещения рейки зубчатой передачи механизма поворота стойки опорно-поворотного устройства и лап аутригеров, - трехсекционным и отличается от него меньшим на одну количеством рабочих секций, во входной клапанной секции четырехсекционного распределителя размещены первичный предохранительный клапан, ограничивающий величину предельного давления в системе по линии напора, редукционный клапан, обеспечивающий подачу соответствующего давления в линию управления, и ограничивающий величину предельного давления в ней вспомогательный предохранительный клапан, а в составе входной клапанной секции трехсекционного распределителя имеются только два, точно таких же по исполнению как и последние из перечисленных, клапана, в каждую из рабочих секций первого и в среднюю секцию второго распределителей встроены главные золотники соответственно проточного и отсечного типов "J" и "Е", клапаны разности давлений, обеспечивающие поддержание заданного перепада давления между входной напорной и выходными линиями питания рабочих полостей исполнительных органов, два редукционных клапана с пропорциональными управляющими электромагнитами, обеспечивающие дистанционное перемещение главного золотника из нейтральной позиции соответственно в крайние верхнюю и нижнюю, два вторичных обратно-предохранительных клапана, избирательный клапан типа "ИЛИ" и соответствующий электронный блок, две крайние рабочие секции второго распределителя отличаются от всех из них отсутствием вторичных обратно-предохранительных клапанов, а средняя - исполнением главного золотника по отсечному типу, в располагаемые между распределителями и исполнительными органами перемещения секций стрелы и лап аутригеров отрезки линий питания их рабочей жидкостью встроены, с обеспечением необходимой коммутации управляющих каналов и формированием соответствующих обходных трактов, индивидуальные двухэлементные автономные гидравлические блоки тормозных клапанов, съемный вспомогательный ручной насос подсоединен к напорной линии основного насоса через запорный кран на участке, размещенном между встроенными в нее обратным клапаном и фильтром очистки рабочей жидкости.

2. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней на наружной поверхности каждой из секций гидроцилиндра перемещения рейки зубчатой передачи механизма поворота стойки опорно-поворотного устройства установлено по одному, жестко закрепленному при помощи стяжных хомутов, с дополнительной блокировкой от проворота фиксаторами рычажного типа, плоскому съемному мостику обслуживания с шероховатой лицевой поверхностью.

3. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней плоская привалочная площадка, используемая для размещения лебедки, выполнена в виде жестко прикрепленной, посредством приварки либо иным способом, снаружи к потолочной полке головки телескопической секции стрелы, с перекрытием ширины последней, развитой в продольном направлении плиты, снабженной соответствующими присоединительными отверстиями под крепежные болты.

4. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней сформированный между щеками головки телескопической секции стрелы зев выполнен полностью открытым спереди.

5. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней присоединитель свободного конца гибкого тягового органа лебедки шарнирно подвешен через подшипниковую опору на встроенной в головку телескопической секции стрелы, позади ее концевого блока, неподвижной цилиндрической оси.

6. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней профиль канавки ручья подвижного блока полиспастной подвески крюка лебедки выполнен клиновидным, с закруглением ее донной части по диаметру гибкого тягового органа, а присоединение крюка к обойме упомянутого блока - по маятниковой схеме через шарнирно пристыкованную к ней траверсу U-образной конфигурации.

7. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней на крюке лебедки сформирован, посредством присоединения к его резьбовому хвостовику, с обеспечением стопорения привертной шайбой или иным способом, цилиндрической резьбовой втулки, кольцевой опорный бурт, кинематически взаимодействующий через упорный подшипник с подпятником используемой для закрепления указанного крюка на обойме подвижного блока полиспастной подвески U-образной траверсы.

8. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней полость размещения упорного подшипника, используемого для подвески крюка лебедки на подпятнике U-образной траверсы, герметизирована с внешней стороны при помощи кольцевого уплотнителя, выполненного из антифрикционного материала.

9. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней подвод управляющего давления к регулятору постоянного перепада давления основного насоса гидросистемы осуществляется через входные клапанные секции четырехсекционного и трехсекционного распределителей по чувствительной к нагрузке управляющей линии.

10. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней каждая из рабочих секций обоих распределителей гидросистемы снабжена автономной механической ручкой рычажного типа для соответствующих перемещений главного золотника в нештатной ситуации, и в частности при выходе из строя управляющих электромагнитов их редукционных клапанов, переносного дистанционного пульта электросистемы основного насоса и других обстоятельствах.

11. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней четырехсекционный распределитель гидросистемы размещен на спинке корпуса стойки опорно-поворотного устройства в ее средней по высоте части, напротив гидроцилиндра углового перемещения подъемной секции стрелы, а трехсекционный распределитель смонтирован в другом месте, а именно - на обращенной в сторону поворотной двухконсольной балансирной поперечной балки основания упомянутого выше устройства боковой вертикальной стенке одного из концов неподвижной поперечной балки того же основания, рядом с аутригером.

12. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней маслобак гидросистемы выполнен в виде отдельно поставляемого с установкой функционально законченного автономного модуля, представляющего собой заправляемый рабочей жидкостью закрытый резервуар необходимой емкости, снабженный заливной горловиной с фильтрующей сеткой и сапуном, патрубками для слива дренажа и подсоединения всасывающих магистралей основного и вспомогательного насосов, фильтром очистки сливаемой в него рабочей жидкости, указателем уровня и электронным датчиком контроля температуры последней, а также комплектом соответствующего крепежа для монтажа его на платформе того же транспортного средства, на котором размещена и упомянутая выше установка, причем отсеки расположения заливной горловины, сливной и всасывающей полостей указанного резервуара пространственно удалены друг от друга и разобщены между собой двумя установленными внутри него вертикальными перфорированными перегородками, имеющими высоту не менее двух третей высоты минимального уровня заливаемой жидкости.

13. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней гидравлические соединительные магистрали гидросистемы выполнены из набора соответствующих жестких трубопроводов и состыкованных с ними компенсационных вставок из гибких шлангов, обеспечивающих необходимое удобство монтажа и беспрепятственность перемещения подвижных звеньев установки.

14. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней для дискретного закрепления и упорядочения пространственного положения соединительных гидравлических магистралей в зонах прокладки их по металлоконструкции опорно-поворотного устройства и стрелы, а также формирования компенсационных вставок использованы соответствующие приварные либо привертные ложементы с легкосъемными прижимными плоскими либо фасонными планками, стяжные хомуты, бандажи и согнутые в виде скоб приварные либо иного исполнения захваты.

15. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней в состав управляющей аппаратуры электросистемы помимо переносного дистанционного пульта управления дополнительно введен стационарно устанавливаемый на внешней боковой стенке неподвижной поперечной балки основания опорно-поворотного устройства, рядом с одним из аутригеров, напротив трехсекционного распределителя гидросистемы, блок приема команд, а коммутирующая аппаратура сформирована из двух коммутационных коробок, оснащенных переходными соединительными колодками клеммного типа, одна из которых размещена на внутренней боковой стенке той же балки рядом с упомянутым распределителем, со стороны, обращенной к центральной части опорно-установочной базы основания, а другая - на тыльной стенке корпуса поворотной стойки рядом с коммуникационным проемом в боковой стенке последнего, над четырехсекционным распределителем.

16. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней входящие в состав управляющей аппаратуры электросистемы переносной дистанционный пульт управления и блок приема команд выполнены в виде построенных на недорогой и высокоэффективной микропроцессорной элементной базе с соответствующим относительно несложным программным обеспечением компактных электронных модулей небольших габаритов и веса, позволяющих реализовать работу объектов управления в необходимом режиме, и в частности в двухскоростном, когда производимые операции могут осуществляться в высоком либо замедленном темпах, при соблюдении задаваемой очередности между ними и предусматриваемых по условиям безопасности блокировок, путем соответствующего программного трансформирования подаваемых на управляющие пропорциональные электромагниты редукционных клапанов рабочих секций чувствительных к нагрузке электрогидравлических распределителей гидросистемы командных токов.

17. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней переносной дистанционный пульт управления электросистемы в схемно-компоновочном отношении выполнен секционным, и в частности из одной входной боковой и пяти рабочих секций с удерживаемыми в нейтральном положении при помощи пружин индивидуальными клавишными органами управления рычажного типа, конструкция которых позволяет отклонять их в одной плоскости в обе стороны от нейтрали, «от себя» - «на себя», с обеспечением задействования одного либо, при необходимости, нескольких, но, исходя из практической целесообразности, не более двух исполнительных органов гидросистемы с разнесением в последнем случае этих операций во времени и соответствующими блокировками, обеспечивающими необходимую безопасность работ, при помощи двухпозиционного коммутационного тумблера переключения видов работ "Аутригеры - Стойка, стрела, лебедка".

18. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней по обе стороны от клавиш каждой из рабочих секций переносного дистанционного пульта управления на их лицевых панелях нанесены соответствующие пиктограммы, графическим образом поясняющие вид производимых с использованием данных секций манипуляций установки.

19. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней помимо упомянутых выше органов управления и световой индикации, переносной дистанционный пульт управления электросистемы дополнительно снабжен двумя двухпозиционными тумблерами переключения скоростных режимов работы установки «быстро-медленно» и видов работ "Аутригеры - Стойка, стрела, лебедка" с идентичными средствами визуального контроля, а также обобщенным световым индикатором регистрации фактов перегрева рабочей жидкости и срабатывания концевого выключателя ограничителя высоты подъема лебедки.

20. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней все органы управления и световой индикации переносного дистанционного пульта электросистемы за исключением клавиш его рабочих секций, сосредоточены в одном месте, на лицевой и передней панелях его входной боковой секции с нанесением возле них соответствующих графических символов, поясняющих их функциональное назначение.

21. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней переносной дистанционный пульт управления электросистемы снабжен неподвижно прикрепленным к донной части его корпуса при помощи механических прихватов жестким несущим каркасом из согнутых, с формированием плавных обводов, профилей круглого либо иного сечения с наклонно расположенной по отношению к упомянутому корпусу и способной изменять свое пространственное положение посредством соответствующей подгибки или другим путем развитой по высоте опорной нагрудной рамкой, в нижней зоне которой с обеих ее сторон сформированы отогнутые назад боковые стабилизаторы, оснащенной кольцевыми присоединителями для закрепления в них регулируемых по длине поясного и нагрудного ремней подвески пульта на поясе оператора.

22. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней переносной дистанционный пульт управления электросистемы снабжен возвышающимся над лицевыми панелями его входной боковой и рабочих секций двухсторонним ограждением барьерного типа с такими же, как и у наклонной рамки несущего каркаса, плавными обводами.

23. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней на блоке приема команд электросистемы размещен ряд таких же по исполнению, как и на переносном дистанционном пульте управления, дублирующих органов управления и контроля, и в частности двухпозиционный тумблер включения - выключения фар-прожекторов и световые индикаторы, подтверждающие соответственно факты наличия либо отсутствия электропитания в электросистеме, перегрева рабочей жидкости и срабатывания концевого выключателя ограничителя высоты подъема крюка лебедки.

24. Крано-манипуляторная установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней клаксон размещен на внутренней боковой стенке неподвижной поперечной балки основания опорно-поворотного устройства между полым корпусом последнего и расположенной в этой же зоне коммутационной коробкой электросистемы.