РАЗЪЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МАЧТЫ БАШЕННОГО КРАНА Российский патент 2011 года по МПК B66C23/28 

Настоящее изобретение относится в целом к области башенных кранов с решетчатой металлической конструкцией. В частности, изобретение относится к разъемному устройству для соединения элементов мачты такого башенного крана.

Действительно, мачта башенного крана часто состоит из накладываемых друг на друга элементов, которые приходится часто соединять между собой или разъединять в зависимости от того, требуется ли кран собрать или установить, или же его разобрать. Элементы мачты, имеющие обычно горизонтальное квадратное сечение, состоят каждый из четырех, вертикальных угловых поясов, связанных попарно на четырех боковых поверхностях элемента мачты треугольной решеткой, состоящей из горизонтальных поперечин и косых, так называемых диагональных стержней. В собранном состоянии крана элементы мачты расположены вертикально друг на друге и жестко соединены между собой ближними концами своих угловых поясов. Выполненное при этом соединение встык между угловыми поясами должно обеспечить целостность стоек мачты и передачу продольных и поперечных усилий, возникающих при разных нагружениях крана.

Соединение поясов двух последовательных элементов мачты башенного крана осуществляется специальными соединительными устройствами, называемыми также устройствами для соединения или проставками, отвечающими специальным требованиям в данной области применения. Существуют две крупные категории устройств для соединения проставками элементов мачты башенного крана.

Первая категория устройств для соединения проставками предусматривает для соединения концов поясов двух последовательных элементов мачты применение срезных осей, т.е. соединительных осей, расположенных перпендикулярно продольному направлению поясов, другими словами, горизонтальных осей, проходящих через участки типа «выступ» на концах поясов. Эти срезные оси могут располагаться, в частности, в двух ортогональных направлениях. В качестве примеров, касающихся таких соединительных устройств, можно сослаться на патенты EP 0530114 и EP 0974546, выданные на имя заявителя, на заявку на патент DE 3936257 и патент US 3511388 (в последнем документе описана стрела крана).

Вторая категория устройств для соединения проставками предусматривает применение натяжных болтов, которые соединяют концы поясов двух последовательных элементов мачты и которые расположены параллельно продольному направлению поясов, т.е. в вертикальном направлении. В частности, два натяжных болта расположены рядом с двумя диаметрально противоположенными углами, образуемыми концами соединяемых поясов. Действительно при такой конфигурации натяжные элементы должны неизбежно располагаться симметрично по отношению к поясам. В отношении второй категории соединительных устройств можно сослаться на патент Франции 2184418.

Обе приведенные выше категории устройств для соединения проставками имеют недостатки одинакового характера. В случае применения устройств со срезными осями, оси и/или наружные усиливающие накладки выступают за пределы наружных поверхностей образующих пояса профилей. В случае же применения натяжных болтов последние проходят через две втулки, расположенные с наружной стороны образующих пояса профилей, и, следовательно, болты располагаются на наружной поверхности поясов. В любом случае элементы или их части выступают над наружными поверхностями поясов, при этом эти элементы создают неровности, препятствующие скольжению одного элемента мачты по ее другому элементу, если только между этими элементами не предусмотрен значительный зазор. Однако скольжение одного элемента мачты по ее другому элементу требуется для телескопического складывания башенного крана как при его демонтаже, так и при установке дополнительного элемента для «наращивания», соединяемого с другими элементами мачты.

Кроме того, существующие устройства требуют, как правило, применения двух или нескольких соединительных осей или болтов. В случае использования устройств со срезными осями упомянутым европейским патентом EP 0974546 предусматривается применение двух ортогональных срезных осей, а в указанном выше европейском патенте EP 0530114 требуется применения четырех срезных осей. Для устройств с натяжными болтами, как упоминалось выше, требуются два болта. Однако это количество осей или болтов требуется умножить на четыре в том случае, когда проводится соединение всех поясов двух последовательных элементов мачты. Следовательно, в любом случае затраты времени на монтаж и демонтаж, т.е. на соединение двух элементов мачты или на их разъединение, остаются значительными.

Задачей изобретения является устранение всех приведенных выше недостатков и, следовательно, создание разъемного устройства для соединения элементов мачты башенного крана, которое, с одной стороны, устраняет наружные неровности и обеспечивает тем самым относительное скольжение элементов мачты, разделенных между собой минимальным зазором и, с другой стороны, сводит к минимуму количество соединительных элементов и тем самым обеспечивает более быстрый монтаж и демонтаж.

Поэтому объектом изобретения является разъемное устройство для соединения элементов мачты башенного крана, причем устройство обеспечивает соединение встык угловых поясов расположенных друг на друге элементов мачты, при этом концевой участок пояса одного элемента мачты соединяется с ответным концевым участком соответствующего пояса другого элемента мачты, причем разъемное соединительное устройство по существу характеризуется тем, что для соединения двух концевых участков поясов предусмотрены средства болтового крепления, расположенные по вертикальной оси, проходящей внутри горизонтального сечения этих концевых участков, причем, по меньшей мере, один из указанных концевых участков содержит вырез, открытый сбоку и обеспечивающий доступ к средствам болтового крепления для манипуляции с ними.

Согласно предпочтительному варианту выполнения разъемного соединительного устройства, согласно изобретению, средства болтового крепления содержат, с одной стороны, болт, установленный по вертикальной оси и содержащий головку с рабочей частью, расположенной в вырезе на одном из концевых участков, и, с другой стороны, гайку, жестко соединенную с другим концевым участком, причем оба концевых участка содержат отверстия по вертикальной оси для прохода стержня болта в направлении к гайке.

Таким образом в разъемном соединительном устройстве, являющемся объектом изобретения, используется всего лишь один соединительный болт, который располагается вертикально внутри горизонтального сечения поясов, в частности, их концевых участков, причем головка этого болта остается тем не менее доступной для манипуляций специальным ключом, при этом устраняется любая боковая неровность, которая могла бы препятствовать свободному скольжению одного элемента мачты по ее другому элементу. Кроме того, наличие только одного соединительного болта на каждом поясе позволяет ускорить сборку и разборку мачты соответствующего башенного крана. Таким образом полностью достигаются поставленные цели изобретения.

Предпочтительно головка болта содержит диаметральные сверления для размещения в них чеки для стопорения болта в затянутом положении. Кроме того, шплинт может обеспечить стопорение также чеки от смещения, вставленной в диаметральное сверление головки болта. Таким образом после полной затяжки болта последний надежно блокируется от самоотвинчивания.

Кроме того, в том случае, когда головка болта располагается снизу, то на нижней поверхности выреза на первом концевом участке может быть выполнено гнездо для размещения головки болта или ее части после отвинчивания. Дополнительно стержень болта может содержать вблизи своего конца, по меньшей мере, одно диаметральноесверление для размещения в нем, после отвинчивания болта, шплинта для крепления болта с соответствующим концевым участком. Следовательно, во временном отвинченном положении болт находится на концевом участке пояса, занимает определенное положение и удерживается на нем.

Гайка, взаимодействующая с данным болтом, предпочтительно расположена с возможностью взаимозаменяемости в соответствующей выемке на другом концевом участке, причем предпочтительно гайка удерживается в этом положении посредством шплинта. Сменяемость гайки обеспечивает возможность ее замены в случае повреждения, причем соответствующий концевой участок остается на прежнем месте на конце углового пояса.

Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения оба рассмотренных концевых участка представляют собой две дополнительных полупроставки, скрепленных сваркой с соответствующими концами угловых поясов, причем обе полупроставки содержат ответные опорные поверхности конической или пирамидальной формы, вершины которых располагаются на вертикальной оси средств болтового соединения. Эти опорные поверхности обеих полупроставок, из которых одна охватываемая, а другая охватывающая поверхность, служат для передачи срезающих усилий с одного элемента мачты на ее другой элемент, существенно облегчая выравнивание угловых поясов элементов мачты и предупреждая возможные дефекты этого выравнивания.

Подробнее изобретение поясняется ниже с помощью описания со ссылкой на чертежи, на которых в качестве примера представлен вариант выполнения разъемного устройства для соединения элементов мачты башенного крана.

Фиг.1 - вид на соединительное устройство согласно изобретению, в вертикальном сечении, посредством которого соединены два расположенных друг на друге элемента мачты (частичное изображение);

фиг.2 - вид в перспективе на участок элемента мачты с одной из полупроставок устройства, согласно изобретению;

фиг.3 - увеличенное изображение полупроставки в перспективе;

фиг.4 - вид в перспективе на другую полупроставку устройства, согласно изобретению в перевернутом положении;

фиг.5 - вид, аналогичный виду на фиг.1, на один из участков соединительного устройства согласно изобретению, разобщенный с другим участком (не показан), вертикальное сечение;

фиг.6 - вид на средства для стопорения болта от проворачивания в затянутом положении, горизонтальное сечение.

На фиг.1 частично показаны два последовательно расположенных друг на друге элемента мачты башенного крана. Каждый элемент мачты 1 имеет горизонтальное сечение квадратной формы и содержит четыре угловых пояса 2 (показан только один), расположенных вертикально и соединенных попарно на четырех боковых поверхностях элемента мачты 1 посредством треугольной решетки, образованной горизонтальными поперечинами 3 и наклонными стержнями 4, называемыми также «диагональными». Каждый пояс 2 представляет собой трубчатый профиль с горизонтальным, по существу квадратным сечением и ориентирован аналогично поясу с квадратным сечением элемента мачты 1, к которому он относится.

Для разъемного соединения двух элементов мачты 1 предусмотрено разъемное устройство для соединения встык соответствующих угловых поясов 2 элементов мачты 1. Разъемное соединительное устройство, полностью изображенное на фиг.1, содержит первую концевую деталь, выполненную в виде полупроставки 5 и расположенную на вершине каждого углового пояса 2 нижнего элемента мачты 1, и вторую концевую деталь, выполненную в виде полупроставки 6, являющуюся ответной по отношению к первой, расположенную в основании соответствующего углового пояса 2 верхнего элемента мачты 1. Разъемное соединительное устройство содержит также один вертикальный болт 7 и гайку 8.

Первая полупроставка 5, хорошо видимая на фиг.2 и 3, имеет горизонтальное сечение, как правило, квадратной формы, ее нижний участок 9 выполнен, в частности, с меньшим квадратным сечением и вставлен с креплением сваркой в верхний конец углового пояса 2 элемента мачты 1.

Верхний участок первой полупроставки 5 содержит охватывающую коническую опорную поверхность 11, расположенную по вертикальной оси 10 полупроставки 5.

На своем среднем участке первая полупроставка 5 содержит широкий вырез 12, открытый наружу со стороны двух, смежных между собой боковых поверхностей 13 полупроставки 5. На нижней поверхности выреза 12, на нижнем участке 9 полупроставки 5, выполнено по оси 10 цилиндрическое гнездо 14.

Отверстие 15 круглого сечения, отцентрованное по оси 10, проходит от основания конической поверхности 11 до вершины выреза 12 первой полупроставки 5. Наконец боковое отверстие 16 проходит от вершины выреза 12 до боковой поверхности 13 первой полупроставки 5.

Вторая полупроставка 6, отдельно изображенная на фиг.4 (в перевернутом положении), имеет горизонтальное сечение, как правило, также квадратной формы, ее верхний участок 17 выполнен с меньшим сечением, вставлен в нижний конец углового пояса 2 верхнего элемента мачты 1 и закреплен сваркой, как показано на фиг.1.

Нижний участок второй полупроставки 6 содержит расположенную по вертикальной оси 18 полупроставки 6 охватываемую коническую опорную поверхность 19, выполненную ответной по отношению к конической охватывающей поверхности 11 первой полупроставки 5.

На своем среднем участке вторая полупроставка 6 также содержит вырез 20, открытый со стороны боковой поверхности 21 полупроставки 6. Отверстие 22, отцентрованное по оси 18 полупроставки 6, проходит через вырез 20 и оканчивается на нижнем конце полупроставки 6, т.е. на вершине конической поверхности 19.

Болт 7 имеет цилиндрическую головку 23 и стержень 24 с наружной резьбой. Головка болта 23 содержит несколько диаметральных сверлений 25, как показано на фиг.6. Головка болта 23 содержит также рабочий участок 26, например, в форме углубления квадратного сечения. Другое диаметральное сверление 27 выполнено на конце стержня 24 болта 7. Болт 7 заводится сбоку в вырез 12 на первой полупроставке 5 таким образом, чтобы он располагался по вертикальной оси 10 этой полупроставки 5, при этом головка 23 болта 7 расположена внизу, а его стержень 24 направлен вверх.

Гайка 8, внутренняя резьба которой выполнена ответной по отношению к наружной резьбе стержня 24 болта 7, вводится в вырез 20 на второй полупроставке 6. Гайка 8 является взаимозаменяемой и удерживается на полупроставке 6 с помощью шплинта 28, как показано на фиг.1.

Ниже описывается применение разъемного соединительного устройства согласно изобретению, при этом предполагается, что при монтаже крана верхний элемент мачты 1 располагается на нижнем элементе мачты таким образом, что четыре нижних полупроставки 6 верхнего элемента мачты 1 будут располагаться соответственно на четырех верхних полупроставках 5 нижнего элемента мачты 1. Следовательно, охватываемые опорные конические поверхности 19 полупроставок 6 верхнего элемента мачты 1 опираются на соответствующие охватывающие опорные конические поверхности 11 нижнего элемента мачты 1, как это показано на фиг.1, при этом достигается расположение в одну линию угловых поясов 2 обоих расположенных друг на друге элементов мачты 1, предупреждая возможное смещение.

Болт 7 затягивают специальным ключом 29 с трещоткой, который вводят сбоку через вырез 12 на первой полупроставке 5 таким образом, чтобы стержень 24 болта 7 мог завинчиваться в гайку 8, жестко соединенную со второй полупроставкой 6. После полной затяжки болт 7 стопорят против проворачивания, т.е. против самоотвинчивания, вставлением чеки 30 в одно из сверлений 25 в головке 23. Чеку 30 вставляют через боковое отверстие 16 первой полупроставки 5 и, в свою очередь, стопорят против смещения шплинтом 31 (см. фиг.6).

Для разделения обоих расположенных друг на друге элементов мачты 1 удаляют шплинт 31 и чеку 30 и отвинчивают болт, это позволяет поднять угловой пояс 2 верхнего элемента мачты 1, следовательно, разделить между собой полупроставки 5 и 6.

После отвинчивания, как показано на фиг.5, болт остается внутри выреза 12 первой полупроставки 5. В частности, рабочая часть 26 головки болта 23 располагается в гнезде 14 на нижней поверхности выреза 12. Шплинт 32, вставленный в сверление 27 на конце стержня 24 болта 7, обеспечивает в этом положении жесткую связь болта 7 с полупроставкой 5.

Изобретение не ограничивается только одним вариантом выполнения разъемного устройства для соединения элементов мачты башенного крана, описанного выше в качестве примера. Напротив, изобретение охватывает все варианты выполнения и применения, использующие один и тот же принцип. Следовательно, не считаются выходящими за рамки изобретения:

- изменения формы деталей обеих полупроставок устройства, например, замена их опорных конических поверхностей на опорные пирамидальные поверхности того же назначения,

- изменение положения на обратное верхней и нижней полупроставок, при этом устройство окажется «перевернутым» по отношению к положению, в котором он был описан выше и изображен на чертеже,

- применение, для затяжки и разъединения болта, рабочей части иной формы, например, полной шестиугольной формы или углубления с шестью гранями, для которого используется соответствующий ключ,

- замена чеки любым другим средством для предупреждения проворачивания болта.

Устройство обеспечивает соединение встык угловых поясов (2), установленных друг на друге элементов мачты (1) соединением концевого участка пояса элемента мачты с ответным концевым участком соответствующего пояса другого элемента мачты. Соединение обоих концевых участков достигается средствами крепления болтами, в частности, болтом (7) и гайкой (8), расположенными вдоль вертикальной оси (10, 18), проходящей внутри горизонтального сечения этих концевых участков. Один из этих участков содержит вырез (12), открытый сбоку и обеспечивающий доступ к головке (23, 26) болта (7) для манипуляции ключом (29). Устраняются наружные неровности собранной мачты, чем обеспечивается относительное скольжение элементов мачты, разделенных между собой минимальным зазором, и уменьшается количество соединительных элементов, чем обеспечивается более быстрый монтаж и демонтаж мачты. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Разъемное устройство для соединения элементов мачты башенного крана, обеспечивающее соединение встык угловых поясов (2) устанавливаемых друг на друге элементов мачты (1) посредством соединения концевого участка углового пояса (2) элемента мачты (1) с ответным концевым участком соответствующего углового пояса (2) другого элемента мачты (1), отличающееся тем, что для соединения двух концевых участков поясов (2) установлены средства крепления (7, 8), расположенные вдоль вертикальной оси (10, 18), проходящей внутри горизонтального сечения концевых участков, при этом, по меньшей мере, в одном из указанных концевых участков выполнен вырез (12), открытый сбоку и обеспечивающий доступ к средствам крепления болтами (7, 8) для манипуляции с ними.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства крепления болтами содержат, с одной стороны, болт (7), установленный вдоль вертикальной оси (10) и содержащий головку (23) с рабочей частью (26), расположенной в вырезе (12) на одном из концевых участков, и, с другой стороны, гайку (8), жестко соединенную с другим концевым участком, причем в обоих концевых участках выполнены отверстия (15, 22) вдоль вертикальной оси (10, 18) для прохода стержня (24) болта (7) в направлении к гайке (8).

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в головке (23) болта (7) выполнены диаметральные сверления (25) для размещения в них чеки (30), предназначенной для стопорения болта (7) в затянутом положении против прокручивания.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что для стопорения чеки (30) против смещения установлен шплинт (31), который выполнен с возможностью введения в диаметральное сверление (25) в головке (23) болта (7).

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что на нижней поверхности выреза (12) на первом концевом участке выполнено гнездо (14) для размещения в нем головки (23) болта (7) и участка (26) этой головки после отвинчивания болта (7).

6. Устройство по п.2, отличающееся тем, что на конце стержня (24) болта (7) выполнено, по меньшей мере, одно диаметральное сверление (27) для размещения в нем после отвинчивания болта (7) шплинта (32) для жесткого соединения болта (7) с соответствующим концевым участком.

7. Устройство по п.2, отличающееся тем, что гайка (8) установлена с возможностью взаимозаменяемости в соответствующем вырезе (20) на другом концевом участке, причем удержание гайки (8) в этом положении осуществляется предпочтительно посредством шплинта (28).

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оба концевых участка выполнены в виде двух ответных полупроставок (5, 6), закрепленных сваркой на соответствующих концах угловых поясов (2), причем обе полупроставки (5, 6) содержат ответные опорные поверхности (11, 19) конической или пирамидальной формы, вершины которых расположены вдоль вертикальной оси (10, 18) средств крепления болтами (7, 8).