Стрела грузоподъемного крана Советский патент 1993 года по МПК B66C23/66 

Изобретёние относится к подъемно- трансгортному оборудованию и может быть и:пользовано для кранов со стрелами большой длины, которые испытывают значительные боковые нагрузки при повороте, усилив ветра перпендикулярно плоскости качания стрелы.

известны и широко применяются коробчатые стрелы, содержащие листовые пояса и стенки, подкрепленные рядом диафрагм, акие конструкции имеют сплошное сечение, что приводит к значительным ветровым нагрузкам и увеличению массы стрелы.

Лз известных крановых стрел наиболее близко по конструкции является безра- скосная стрела. Стрела между поперечинами, служащими диафрагмами, выполнена из четырех труб. Поперечные элементы, связывающие трубы, между собой в местах присоединения с продольными трубами усилены косынками.

Недостатком данной конструкции является то, что при незначительной боковой наветренней поверхности в местах стыковки продольных труб и поперечных элементов возникают значительные местные концентраторы напряжений, которые приводят к понижению надежности работы стрелы. При многократном нагружении трубы, которые образуют поперечное сечение стрелы между продольными элементами испытывают при поперечных нагрузках переменные изгибающие моменты дспол- нительно к напряжениям растяжения-сжатия, идущим по трубам. Поперечное сечение трубы на длине между поперечными элементами остается постоянным. Это постоянное сечение неэффективно с точки зрения восприятия нагрузок, что снижает надежность работы стрелы.

К недостаткам безраскосной конструкции стрел следует отнести их большую трудоемкость изготовления, т.е. поперечные элементы должны быть тщательно изготовлены для стыковки с продольными элементами.

Целью изобретения является повышение надежности работы и снижение металлоемкости стрелы. Указанная цель

ел

С

vj Ю

CJ СЛ Ю

достигается тем, что в стреле грузоподъемного крана, содержащей корневую, концевую и среднюю часть, последняя из которых выполнена в виде коробчатой конструкции, стенки и полки которой выполнены из лис- трвого материала, а внутри расположены поперечные диафрагмы, полки стенки.имеют овальные отверстия между поперечными диафрагмами, продольные оси которых па- раллел ьны продольной оси стрелы, причем отверстия в стенках выполнены с замкнутыми окантовками из листового материала, выступающими за пределы стенок и расположенными ассимметрично относительно их со смещением к оси стрелы, а полки рас- положены со смещением их краев относительно наружных поверхностей стенок на величину смещения относительно них наружных краев окантойбк. ; - ;i : .:

V На фиг. 1 изображена стрела, вид сбоЙу; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3/сечение А-А на фиг. Г; на фиг 4 - сечете Б-Б на фиг. 1, .- ,.-./. : . . .-

Средняя часть 1 стрелы грузЬНодь емнр-- го крана выполнена в виде коробчатой кон- струкции, внутри которой расположены поперечные диафрагмы 2.

Замкнутый коробчатый профиль поперечного сечения стрелы образован стенками 3 и полками 4 из листового материала. В стенках 3 и полках 4 выполнены овальные отверстия 5 и 6, продольные оси которых параллельны продольной оси стрелы. Отверстия в стенках 3 выполнены с замкнутыми окантовками 7 из листового материала, выступающими за пределы стенок и расположенными асимметрично или со смещением к оси стрелы. При этом полки 4 расположены со смещением их краев относительно наружных поверхностей стенок 3 на величину смещения относительно них наружных краев окантовок. Корневой частью 8 стрела опирается на платформу 9.

В концевой части 10 имеются отверстия для установки канатных блоков.

Стрела грузоподъемного крана работает следующим образом,

При сбегании каната с грузом с концевой части 10 стрелы и сходе каната с концевой части стрелы на механизм подъема появляется результирующая этих двух усилий в канатах, которая составляет некоторый угол с продольной осью стрелы. Результирующая этих усилий раскладывается на сжимающее усилие вдоль стрелы и усилие, перпендикулярно к оси стрелы. Из-за наличия угла между осью стрелы и результирующим усилием, усилие, перпендикулярное оси стрелы, вызовет в стреле напряжения изгиба в плоскости качания

стрелы. Далее, груз на канате, при сходе его с концевой части 10 стрелы отклоняется из плоскости качания стрелы. Это усилие вызывает появление изгибающего момента из плоскости качания стрелы. На стрелу действует собственный вес, инерционные нагрузки. Эти нагрузки вызывают появление изгибающих моментов в двух плоскостях качания стрелы. Грузовые канаты сходят с блока концевой части 10 стрелы под углом к плоскости качания стрелы, что вызывает появление момента на стрелу. Весь перечисленный спектр усилий должна воспринимать конструкция стрелы. При этом, нагрузки зачастую имеют знакопеременный характер. Превалирующее напряженное состояние на стрелу оказывает усилие сжатия и силы, вызывающие изгиб из плоскости качания стрелы.

./Моменты инерции поперечного сечения трелы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, образованные стенками 3 и полками 4 должны быть возможно большими. Чтобы это выполнить, необходимо в коробчатом профиле поперечного сечения стрелы 1 стенки 3 и полки 4 дальше устанавливать от оси стрелы. Изгибающий момент в плоскости качания стрелы превышает момент из плоскости качания стрелы, поэтому полки 4 выполнены толще стенок 3, коробчатое сечение вытянуто в высоту и полки 4 расположены со смещением их краев относительно наружных поверхностей стенок 3. Полки 4 расположены со смещением их краев относительно наружных поверхностей стенок 3 еще и потому, что стрела грузоподъемного крана сварная, и чтобы хорошо образовался угловой шов между стенкой и полкой, стенка несколько утоплена под полкой. Коробчатый профиль поперечного сече- ния 1 обеспечивает восприятие всех ействующих на стрелу нагрузок. Диафрагмы 2 сохраняют форму коробчатого сечения стрелы при действии нагрузок. Минимизация массы стрелы, уменьшение наветрен- ней поверхности в полках и стенках остигается путем выполнения овальных отверстий 5 и б в стенках 3 и полках 4. Эти отверстия вызывают неравномерности напряжений относительно напряжений в коробчатом профиле сдрелы, которые принимаются за базовые. Для уменьшения неравномерности напряжений вблизи отверстий, они выполнены овальными, что направлено на повышение надежности работы стрелы, особенно при знакопеременных нагрузках. В стрелах большой длины при значительных боковых нагрузках, возникающих при повороте, усилиях ветра, появляются значительные изгибающие моменты перпендикулярно плоскости качания стрелы. Для восприятия этих изгибающих моментов, а также рационального восприятия продольных сжимающих усилий по стреле, отверстия в стенках 3 выполнены с замкнутыми окантовками 7 из листового материала, выступающими за пределы стенок 3 и расположенными ассимметрично относительно них со смещением к оси стрелы.

ЛР ем

1 этом полки 4 расположены со смещени- 10 их краев относительно наружных поверхностей стенок 3 на величину смещения относительно них наружных краев окантовок 7. При этом окантовки 7 образуют с овэ льными отверстиями 5 и 6 стенок 3 и 15 полок 4 в поперечном сечении четыре Н-об- разных профиля. Н-образные профиля, ввиду ассймметричности расположения полосы 7, имеют близкие между собой по вел ччине моменты сопротивления изгибу 20 отн )сительно вертикальной и горизонтальной плоскости качания стрелы. Это повышает надежность работы этих профилей на действие продольно-поперечного изгиба. кот( рым они подвергаются в своей работе. 25

Овальные отверстия 5 и б образуют с полосой 7 Н-образные профили переменной высоты и ширины, увеличивающимися к опорным частям/что также повышает надежность работы на продольно-поперечный 30 изгиб. Размещение полосы 7 асимметрично стенке 3 со смещением к оси стрелы не

увеличивает габариты стрелы по ширине, что повышает надежность работы стрелы. Использование предлагаемой крановой стрелы обеспечивает надежную работу при минимальной массе и наветренной площади. При этом стрела может воспринимать значительные боковые нагрузки при повороте и усилии ветра перпендикулярно плоскости качания стрелы.

Формула изобретения Стрела грузоподьемного крана, содержащая корневую, концевую и среднюю части, последняя из которых выполнена в виде коробчатой конструкции, стенки и полки которой выполнены из листового материала, а внутри расположены поперечные диафрагмы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы и снижения металлоемкости стрелы, полки и стенки выполнены с овальными отверстиями между поперечными диафрагмами, продольная ось которых параллельна продольной оси стрелы, причем отверстия в стенках выполнены с замкнутыми окантовками из листового материала, выступающими за пределы стенок и расположенными асимметрично относительно них со смещением к оси стрелы, а полки расположены со смещением их краев относительно наружных поверхностей стенок на величину смещения относительно них наружных краев окантовок.

АЛ

6-6

/

Использование: изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, Сущность изобретения: стрела грузоподъемного крана имеет замкнутый коробчатый профиль в месте установки поперечных диафрагм. Замкнутый профиль образован стенками и полками, выполненными в виде продольных листов. В стенках и полках между диафрагмами выполнены овальные отверстия. Отверстия, выполненные в стенках, окантованы широкими замкнутыми полосами, размещенными асимметрично относительно вертикальных листов, со смещением к оси стрелы. 4 ил.

Фиг;

Фиг4