СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРАНОМ-ТРУБОУКЛАДЧИКОМ Российский патент 2017 года по МПК B66C23/00 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для строительства магистральных трубопроводов.

Известен способ управления, реализованный в устройстве крана-трубоукладчика с боковой стрелой, закрепленной на гусеничной тележке трактора, например патент [U.S. Patent 4132317, Jan. 2, 1979. Pipe laying crane] [1], в котором операция вертикального перемещения трубы выполняется канатным грузовым полиспастом, управляемым гидравлической барабанной лебедкой; операция изменения угла наклона стрелы выполнена канатным полиспастом, управляемым гидравлической барабанной лебедкой; операция регулирования устойчивости крана-трубоукладчика реализуется откидным противовесом.

Кран-трубоукладчик [1] имеет следующие недостатки. Способ регулирования угла наклона стрелы и вылета крюковой подвески при помощи канатного полиспаста характеризуется сложностью и громоздкостью конструкции, которая не отвечает современному уровню развития техники. Другим недостатком способа [1] является регулирование угла наклона стрелы при помощи канатного полиспаста, что приводит к запаздыванию процесса регулирования угла наклона стрелы (несколько секунд) и снижению устойчивости крана-трубоукладчика.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ управления краном-трубоукладчиком, реализованный в устройстве [Патент РФ №2144156, опубл. 10.01.2000 г.] [2], в котором операция вертикального перемещения трубы выполняется канатным грузовым полиспастом, управляемым гидравлической барабанной лебедкой; операция изменения угла наклона стрелы выполнена гидроцилиндром, работающим на растяжение; операция регулирования устойчивости крана-трубоукладчика реализуется откидным противовесом.

Недостатком прототипа [2] является нерациональный режим использования силового гидроцилиндра, работающего на операцию растяжения. При этом главной рабочей полостью гидроцилиндра является штоковая полость, имеющая меньшую на 25-30% рабочую полость и меньшую грузоподъемность. Кроме этого гидроцилиндр прототипа [2] плохо сочетается с длинной стрелой. А именно, при использовании силового гидроцилиндра вместо канатного полиспаста увеличивается масса стрелы вследствие неблагоприятного режима ее силового нагружения деформацией изгиба. При использовании канатного полиспаста, например, в аналоге [1] стрела работает в основном на деформацию простого сжатия, что является положительным фактором, снижающим ее массу и поперечные размеры, а при использовании силового гидроцилиндра в стреловом механизме в прототипе [2] вместо канатного полиспаста главной деформацией стрелы является ее изгиб, что приводит к увеличению массы и поперечных размеров сечения.

Таким образом, использование силового гидроцилиндра, работающего на растяжение, в механизме изменения угла наклона стрелы в прототипе [2] ухудшает не только условие работы самого гидроцилиндра, но и приводит к ухудшению силовой нагруженности стрелы, которая вместо легкой решетчатой конструкции превращается в массивную коробчатую конструкцию.

Задачей изобретения является создание способа управления краном-трубоукладчиком, который повышает эффективность работы крана за счет использования принципа работы силового гидроцилиндра, работающего в режиме деформации сжатия в сочетании с кулисным механизмом управления стрелой и тягой.

Технический результат достигается упрощением конструкции крана за счет замены сложной лебедки с гидромотором вращательного действия на простой и надежный гидроцилиндр, сочлененный с кулисой. Кроме этого исключение канатного полиспаста в механизме управления стрелой уменьшает стоимость крана и позволяет повысить его общую устойчивость за счет уменьшения времени запаздывания при управлении краном.

Задача способа управления краном-трубоукладчиком, включающего операцию захвата собранного плети трубопровода, операцию вертикального перемещения трубы при помощи канатного полиспаста, снабженного гидравлической барабанной грузовой лебедкой, операцию горизонтального перемещения трубопровода при укладке в траншею путем изменения угла наклона стрелы гидроцилиндром, операцию перемещения крана-трубоукладчика вдоль трубопровода в непрерывном технологическом процессе, при этом в способе дополнительно выполняется операция изменения угла наклона стрелы при помощи гидроцилиндра, работающего на сжатие, в сочетании с кулисой и тягой, соединяющей шарнир кулисы с шарниром вершины стрелы.

Способ управления краном-трубоукладчиком поясняется чертежами: на фиг. 1 изображен кран-трубоукладчик - вид спереди, реализующий способ с элементами управления стрелой и грузовой лебедкой; на фиг. 2 – вид крана-трубоукладчика сбоку.

Способ управления краном-трубоукладчиком содержит: 1 - раму трактора; 2 - гусеничные тележки трактора; 3 - противовес; 4 - канатную грузовую лебедку с гидромотором; 5 - стрелу крана в виде двуногой рамы; 6 - кулису в виде двуногой рамы; 7 - тягу стрелы; 8 - силовой гидроцилиндр; 9 - канат грузоподъемного полиспаста; 10, 11 - направляющие блоки канатного грузового полиспаста; 12 - верхнюю подвеску грузового полиспаста; 13 - грузовой полиспаст; 14 - нижнюю подвеску грузового полиспаста; 15 - трубопровод, укладываемый в траншею; 16 - портал крана-трубоукладчика.

Сущность работы способа управления краном-трубоукладчиком заключается в выполнении последовательности технологических операций. После захвата трубы 15 подвеской 14 грузового полиспаста 13 операция подъема трубы осуществляется путем наматывания каната 9 на грузовой барабан 4. При заторможенном режиме барабана 4 труба 15 удерживается на заданной высоте. Для выполнения операции опускания трубы под действием ее силы тяжести производят растормаживание грузового барабана 4.

Операции изменения угла наклона стрелы 5 выполняются силовым гидроцилиндром 8, кулисой 6 и тягой 7, установленных на портале 16, закрепленном на тракторе.

При подаче рабочей жидкости в поршневую полость силового гидроцилиндра 8 кулиса 6 поворачивается влево и с помощью шарнира A и тяги 7 перемещает вершину стрелы влево, увеличивая угол наклона стрелы α_стр. При подаче рабочей жидкости в штоковую полость силового гидроцилиндра 8 шток входит в гидроцилиндр, кулиса 6 поворачивается вправо и при помощи тяги 7 производит уменьшение угла стрелы α_стр.

В предложенном способе управления краном-трубоукладчиком технический результат достигается благодаря использованию силового гидроцилиндра 8 в сочетании с кулисой 6 и тягой 7 стрелы. Выполнение кулисы 6 в виде двуногой стойки (см. фиг. 2) обеспечивает боковую устойчивость и жесткость конструкции.

Предложенный способ управления позволяет создавать эффективные краны-трубоукладчики.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к оборудованию для строительства магистральных трубопроводов. При управлении выполняют операцию захвата собранной плети трубопровода, вертикально перемещают трубы при помощи канатного полиспаста, горизонтально перемещают трубопровод путем изменения угла наклона стрелы. Операцию изменения угла наклона стрелы выполняют при помощи силового гидроцилиндра в сочетании с кулисой и тягой, соединяющей шарнир кулисы с шарниром вершины стрелы. Достигается повышение эффективности работы крана. 2 ил.

Способ управления краном-трубоукладчиком, в котором выполняется операция захвата собранной плети трубопровода, операция вертикального перемещения трубы при помощи канатного полиспаста, снабженного гидравлической барабанной грузовой лебедкой; операция горизонтального перемещения трубопровода при укладке в траншею путем изменения угла наклона стрелы гидроцилиндром, операция перемещения крана-трубоукладчика вдоль трубопровода в непрерывном технологическом процессе, отличающийся тем, что операцию изменения угла наклона стрелы выполняют при помощи силового гидроцилиндра, работающего на сжатие, в сочетании с кулисой и тягой, соединяющей шарнир кулисы с шарниром вершины стрелы.