УСТРОЙСТВО для ПОВОРОТА поднятого КРАНОМ ГРУЗА ОТНОСИТЕЛЬНО ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ Советский патент 1970 года по МПК B66C13/04 

Известные устройства для (поВ0(рота поднятого гк.раном груза отнооительно Вертикаль,ной оси, выюолнеиные в виде соедииенного с грузопадъемным оргалом крана п-риводного механиЗ|Ма, конечное звено которого может лередаеать грузу вращательное движение, сложны ввиду наличия у ««х 1пе редаточных механизмов и в оцределенной степени .неудобны .в экоплуата-цин.

Цель изобретения - создать устройство подобного |рода без .передаточного .механизма и ЭТ1И.М (ПОВЫСИТЬ его эксплуатационную надежность.

Это достигается тем, Что в устройстве IKOнеч1ное :31вено лриео/дного механизма представляет собой раму, содержащую ino Меньшей мере одну (Вращаемую относительно вертикальной оси массу и по меньшей мере одно устройство для передачи на раму реа ктивньгх сил, возникающих от /вращения упомянутой маесы.

РеактИВные силы могут быть двух основных типов и могут возникать Л1ибо от ускорения И за.медления 01дной или более вращ,аюЩ|ихся деталей (масс), либо от дефлекторного устройства, установленного на раме для отражения потоков воздуха, соз даваемых одной или более враща.ющи1мися деталями .в форме Вентиляторных колес. Сил-ы реакций этих двух типов МОгут быть ако1Мбинированы

путе.м образования одной или более вращающихся деталей, таквх как .маховик с вентиляторными лопастями, и путем установки деталей для ускорения и замедления, а также для отражения воздушных нотоков, создаваемых зти,ми вентиляторными колесами.

Когда силы реакции создаются путем отражения воздушных потоков от вращающихся вентиляторных колес lПOQpe.дcтвoм дефлекторрюто приап|ОС10|бления, установленного на выходной CTOpoiHe вентиляторного колеса, можно применить 1прИ1способление, которое создавало бы составляющие силы, действующие радиально на груз, а именно устааювнть дефлекторное приспособление, создающее необходимую радиальную составляющую из части ы:хо|дящего воздуи ного потока. При помощи такого приспособления 1зна читель1но ослабится тенденция пОлТвешенпого предмета к колебанию относительно оси вращения или к раскач|Иванию подъемных тросов.

Когда силы реакции создаются ускорением и за.медлением, вращающиеся массы могут созда1вать К(рутящий мю.мент на грузе при их движении в направлении, противоположном заданному направлеииао вращения груза. Обратный «рутящий люмонт в таких случаЯ|Х для остановки вращающегося груза (МОжет создаваться торМожен.ием маос до полной остановки.

Можно также применять вращающиеся маасы, вращение которых лостоянНО поддерживается приводным механизмом и которые ©заимодейст.вовать с тормозными деталями, присоединеН,нЫ|МИ к грузу. KpoiMe тогю, можно использовать две массы, вращающиеся в тротиВОПОложном направлении, с лр,иводньш .крутящим моментОМ, действующим между ними, и 1C тормозными де.таля|ми, взаимодействующими с каждой из вращающихся масс, чтобы юбеапенить ,вращ,е.ние -груза .в одном напр-авлении пр.и торможении одщой из вращающих-ся масс, а также остановку груза ари тО|рможе,нии другой .массы.

На фиг. 1 и 2 представлены два варианта предлагаемого устройства, в которых для вращения груз:а используются силы реакции вращающихся масс, сечение по вертикали; на фиг. 3 - устройство, в .котором .используются СИЛЫ реакции, .возникающие от потоков воздуха, производимых вращающейся деталью; на фиг. 4-полеречные сечения по А-А и Б-Б на фиг. 3; ,на фиг. 5 - .модифицироваиное устройство, в котцрам используются юилы реакции, возникающие от потоков воздуха, Произ1води,мых вращающимися деталями; на фиг. 6 - устройство, IB котором .сочетается использовамие сил реакции .вращающихся деталей, действующих как от масс, так и от потоков воздуха, производимых вращающимися деталям.и.

Груз / (.контейнер) может быть пр.исоедикен к 1Г10дъемно.й раме 2 с верхней частью 3, подвешенной с помощью шарнирного соединения 4 к тросу 5 кра.н.а. Вер(ХНяя .часть 5 раМ.Ы образует .стойку (см. фиг. 1). Вращаемая Мааса (маховик) 6 установлена в .стойке 5 соОсно с шар1Н1ир,ным соединением 4. Маховик 5 имеет сцепляющийся с -ним диск 7, обра|3ующий 1поло.вину фр.икдионной .Муфты сцеплен.ия, другая половища 8 1которо.й также соосна с Махов.икОМ, щ.а.рнир01М 4 и тросом 5 и установлена |на валу мотора 9. Мотор .сконструирован таким образом, что когда он намагничен, две (Полум.уфты 7 и -8 находятся в сцеплении, и Махо.ви1к 6 в зависимости от полярности ,матнит1ного поля, создаваемого на|пряжением, вр.ащается ,в одном или другом направлении, а уже вращающийся маховик 6 либо тормозится, либо разгоняется мотором 9 в зависимости от нужного лэправления результирующего реактивного К|рутящего момента, стремящегося повернуть груз. Можно создать оди.н ил.и .несколько импульсов вращения труза различной продолжительности в соответствии с желаемым направлением вр.ащения, желаемой скоростью вращения и действителыной .массой гр.уза. Начальное вращение груза может .-быть оста,новладо в лЮ|бой момент посредством соответствующего .импульса торможения соответствующей силы и длительности, и тогда груз примет точно заданное положение при Вращении относитсль«0 крана в конце его опускания.

В некоторых случа.ях, oc.o6eiHiHO когда требуется тра.н1спорт1иравать очень тяжелые грузы, стойку 3 целесоо.бразно разгрузить испол(Нением вала мотора 9 и ма.ховика б полыми и соединением части подшипника 4, которая В|ращ.ается вместе ,с грузо.м, непосре.дственно с подъе.м.ной ра.мой 2 с .помощью прутка, проходящего через отвер1стие IB указанном валу. При очень больщих грузах поворотное устройство, состоящее из маховика, муфты .и Мотора, .может быть удвоено, и каждое из этих двух устройств может быть установлено с любой Стороны жесткого или шарнирного подъем1ного звена, соединяющего подъемную раму 2 непосредственно с подщиП|НИ1КО.м 4. Вращаемая iM.acca, ее :подш.и.нники., муфта и мотор могут быть выполнены в этом случае с .меньшими размерами и с упр.ощеиной конструкцией. Особенно легче и про.ще м.ожет быть выполнена стойка 3, так как она не будет воспринимать .нагрузку от П0|днимаемого К|раном груза. Муфта 7-8 также .может о.тсутствов.ать, если маховик 6 непосредственно связан с ротор.ом мотора, .способного вызывать торМОЗЯ1ЩИЙ и вращающий моменты в любо-м направлении с помощ,ью намагничивания с различной полярностью Любого соответствующего данному случаю известного элемента электрического поля.

Устройство, представленное на фиг. 2, имеет двевращаемые массы - м.аховики 10 и 1L Ма1хов.ик 10 установлен на валу 12 мотора

13,т. е. присоединен к ротору мотора, а маховик 11 присоединен к статору мотора. Оба .маховика и части мотора, сое|дине1нные с ними, уста.новлены так, что они мо.гут :овободно вращаться в обоих направлениях ,в стойке 3, т. е. посредством осевого подщипника

14.Обе массы имеют )радиальн1ые ребра 13, которые образуют «в.оздущные тормоза. Каждая (маоса связана своей поверхностью с тормозящим устройством, содержащим по меньшей мере дв.а с.имметрично расположенных тор1мозных башмака 16, которые подвижно установлены в стойке 3 и могут перемещаться в направлении к поверхности соответствующей массы .или от игее с по-мощью известного электр.ического или гидравлического устройства.

В работе обе .массы приводятся при существенно .однородной относительной скорости, Благодаря ребрам 15, воздушное сопротивление котор.ых увеличивается о.чень бьгст ро при увеличивающейся скорости, обе массы (м.ахоВИ1КИ 10 и 11) стремятся вращаться с одинаковой скоростью, каждая в своем нап.ра.влении. Так как .обе вращаемые массы относительно велики и их движение сиМ|МетрИЧНО стойке 3, подъемной раме 2 и грузу /, при запуске маховико.в никакой рез.у,льтирующий Крутящий .момент не передается.

Если один из маховиков, а именно маховик 10, то.рмозится посредством примыкающих к нему тормозных бащма1К.а1В 16, часть момента инерции махов.ика будет передавать:

ся тойке 3 и грузу, который в результате этого -будет (вращаться в желаемом налравлеН.ии, При торМожании другого .маховика, а именно //, Г|руз вращается в тротиво-положНОМ 1нап;равшении. При «аждом торможении одного из MaiXOB-HKOiB 10 .или } 1, мотор 13, который ютремитюя сохранить заданную относительную скорость между маьховйками, будет ускорять другой iMaxOBHK, в 1котором затем мажет ВО31ни1К1нуть больший момент .инердии для 1по1следующей остановки вращения груза. В Промежуток времени между тор.Можением одного из маховиков ири «ачале вращения груза « торможением другого маховика Пр.и оста«ов.ке вращения :Г|руза воздушные ребра 15 будут действовать с целью уравнивания скорости махоВдаков относительно окружающего их .воздуха. ЕсЛИ при большом ускорении вращения груза один из маховиков тормозится до остановки, мотор будет посредством другого маховика в-се еще создавать некоторый крутящий момент, та,к как ребра 15 другого маховика, используя окружающий воздух е качестве олоры, создает противопсл-ожный момент на моторе, блокирующий маховик и груз. Даже при этом иополнении -можно будет либо соединить шарнирное соединение 4 с рамой 2 /по-сред|СТБ01М прутка, частично разПружатощего стойку и 1Нр-оходя1щего через отверстие вала мотора, либо установить два поворотиых устройства такого типа, 1ка:к показаны на фиг. 2, с лшбой стороны бруса, поддерживающего груз.

В иопол.нении, локаза-нном .на фиг. 3-5, вращающиеся детали, установленные в стойке, имеют фор/му радиально.го вентиляторного колеса 17, установленного на валу 18 мотора 19. Вентиляторное колесо 17 имеет нерифе;рий|ное отверстие, направленное к соосному дефлектору, состоящему из наиравляющ.их лопастных колец 30 и 21, которые не вращаются, но одновременно или индивидуально иеремещаютСЯ в осевом направлении в стойке, так что любое из двух направляющих лопа-стны:Х колец располагается у поверхности пе(риферийного отверстия вентиляторного к-олеса. Два наПраВЛЯтощих лопастных -кольца .имеют лопасти, наклоненные в противонодожном на правлении, так что поток В03|ду(ха, выходящий из вентиляторного колеса, отражается ими тангенциально. Оба направляющих лопастных кольца 20 и 21 /могут двигаться полностью онаруж.и потока воз.духа, выходящего из вентиляторного .колеса, -чтобы получить .реактивный крутящий момент желаемой величины «ли направления в стойке 3, а следовательно и «а грузе /.

Па 1ФИГ. 3 по/казан дефлектор 22, который С по мощьЮ любого соот1ветствующего приапособления может -перемещаться в различные положения относительно оси вентиляторного колеса и который имеет воронкообразное впускное отв ерстие, повер1нутое inoi направлению к выходной стоооне на-правляюадего лопаспного кольца 20 в положение вблиз-и выходного отверстия вентиляториого колеса 17. Дефлектор 22 (.ом. фиг. 5) располагается над частью окружности направляющего лопастного кольца и имеет выходн-ое отверстие, расположенное снаружи области действия воздушного потока и направленное в радиальном направлении противоположно напра-влению вы-ходноро воздушного ятотока вентиляторного колеса.

Этот радиальный рефлектор создает силу реакции, нaпpaвлeннyю радиально наружу в направлении положения дефлектора 22 относительно оси вентиляторного колеса. Эта радиальная сила реакции поддерживается радиальной -со-ставля,ющей направления воздушного потока, выходящего из остальной ча-сти Поверхности вентиляторного устройства. Радиальный дефлектор 22 также может пере-мещ-аться IB oce-B-OiM направлении в -свое рабочее положение .и из него при обращеаши его входа iK вентиляторному колесу.

Устройство, приведенное на фиг. 6, имеет два вентиляторных колеса 23, установленных сооспо одно над другим в стойке 3. Верхнее вентиляторное .ко.лесо неподвижно установлено на валу мотора 24, в то время .как нижнее колесо, которое установлено на этом валу с возможностью вращевия, приводится вторым мотором 25. Папр.авляющие лопастные кольца 20 т 21 1C лопастями, наклоненными в противоположных направлениях, как показано на ф.иг. 4 и 5, установл ены неподвижно, причем каждое из н-их напротив выхода одного из вентиляторных колес. Тангенциалвная сила реакции, создава-емая каждым направляющим лопастным кольцом, в ЗТ01М исполнении регулируется изменением скорости соответствую|щего мотора и поср.едством этого количеством .и скоростью воздуха, п.ро ходящего через каждое из направляющих лопастньк колец. В этом исполнении -показаны два радиальных дефлектора 26, которые могут перемещаться относительно оси -вентилятора и создавать радиальные составляю щие реактивных -сил, действующие на гр-уз. Если радиальные реактивные составляющие, которые служат для демпфироваН ия колебаний груза на тросе крана, нежелательны, радиальные дефлекторы 22 (ом. фиг. 3) и 26 (см. фиг. 6) мо1гут быть -установлены с возможностью осевого перемещения таким образоа, что они могут передвигаться за пределы потока воздуха, выходящего из направляющих лопастных колец 20 и 21. Изо|бретение (см. фиг. 6) -может быть использовано с устройством для п-овор ота груза такого типа, ка1к показано на фиг. 1 ил-и 2, где окружные ускорения или замедления груза достигаются за счет ускорения или замедления вращения .В|ращающихся масс 27, -которые ускоряются мотором 28 и замедляются тормозом 29. В Варианте, показан1иом на фиг. 6, имеются две вращающиеся kac-сы (два маховика 27 и 30), вращаемые в противоположных направлениях. В таких устройс1вах невозможно получить ускоряющие или ,замед,ляЮ|ЩИе крутящие шоменты больш-ие, чем лшм-енты, соответствующие динаМ«ческой энергии, накоплеиной маховиками. Поэтому имеющаяся энергия люжет ис;пользова,на ч режде, чем груз |До.ст-И|ПИет желаемого (положения. Можио выполнить маховики 27 и 30 с вентилято ра1ыми ч олеса1М1И 23 и установить в устройстве направляющие лопа стные кольца 20 и 21. Если е этом случае на1клоН лопастей в кольцах сделать в таком нап,ра-влении:, чтобы сила реакции, полученная в 1на1правляю1щем лопастном кольце, противостоящем одному из AiaxoBiHiKOB, действовала в таком же ;нап,равлен1ии, 1как и сила р|еа1кци1и, полученная от замедления другого маховика, увеличс ние скорости в (первом упомянутом маховике вызовет увеличение потока воздуха и увеличение реакции дефлектора, .которое вызывает значительный крутящий (Момент Д01полпитель1но ;к 1моменту, полученному от силы реа;к;циа-1, еызваиной заМедл-ением другого 1маховика.

Устройство может также (применяться и в исполчгении с одной вращающейся массой, которая может создавать «крутящий момент ускорением и замедлением, с установкой ве«ТилятО рных лопастей на массе и с установкой падвил 1ных тангенциальных дефлекторов.

Предмет изобретения

. Устройство для поворота поднятого «раном (Лруза относительно вертикальной оси, вьшолнентое в виде соединенного с трузоиодъемным ор|Гано:м 1крана приводного механизма, конечное звено которого лшжет передавать грузу вращательное движение, отличающееся там, что, с целью упрощения конструкции, (конечное звено механизма представляет собой раму, содержащую по меньшей мере одну вращаемую относительно вертикальной оси масоу и по меньшей мере одно устройство ДЛЯ передачи ша раму реакти вных сил, возникающих от вращения уромянутой массы.

2.Устройство по 1П. 1, отличающееся тем, что вращаемая масса выполнена в виде маховика.

3.Уст ройство по п. 2, отличающееся тем, что маховик соединен с .ротором мотора, неподвижно установленного в раме игаредназначенного для создания ускоряющего 1ил« замедляющего крутя щего момента на маховике в любом желаемом направлении.

4.Устройство по п. 3, отличающееся тем, что маховик Соединен с роторам мотора при помощи фриициоиной муфты.

5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что рама содержит две сооаные вращаемые массы, нап ример маховики, одна №з которых связана с ротором, а другая - со статором .MOTQpia для о беопечения вращения масс в

противоположном направлении, а для замедления вращения любой массы относительно рамы в ней установлено тормозящее приспособление.

6. Устрой|Ство 1ПО 1П. 5, отличающееся тем, что на вращаемых массах установлены воздушные тормозные лопасти.

7.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ра.ма П0|двещена к подъемному тросу крана посредством осевого подшипника с возможностью свободного вращения и имеет устрой|ст1во для подвескИгруза к ра.ме.

8.Устройство по пп. 1 и 7, отличающееся тем, ЧТО рама соединена с поворотной частью

осевого подщинника с помощью прутка, прохадящего -через полость вала мотора т вра(щаемую м-аосу.

9. Устройство ПО п. 1, отличающееся тем, что вращаемая масса выполнена в виде по

.меньшей мере одного вентиляторного колеса, напротив выходной стороны которого установлено регулируемое направляющее лопастное устройство, отражающее выходящий из вентиляторного колеса воздушный поток, ,на1пример, в тангенциальном направлении и создаю:щес силы реа1кции, дейСтвующие на груз в заданном 1на1П|разлвнии.

10.Устройство ото 1П. 9, отличающееся тем, i4TO направляющее лопастное устройство выполнено в ви.де одного или. нескольких лопастНЫ1Х колец с ретуии|руамы)ми лопастями.

11.Устройство по п. 10, отличающееся тем, что направляющее лопастное устройство состоит И13 двух .направляющих лопастных юолец с противоположно наклонеиньцми лопастя.ми, подвижных в осевом направлении относительно вентилятор|ного колеса. il2. Устройство по ш. 9, отличающееся гем, что вращаемая масса состоит из двух вентиляторных колес, приводимых во вращение отдельными приводными уст1ройствам;и с регулируемой скоростью, а направляющее ло паст1ное устройство состоит из двух лопастных колец, отражающих выходящий из венти.ляторных колес воздушный поток в противоположных направлениям.

13. Устройство по пел. 9-12, отличающееся тем, что оно сиабж.ено радиальнькм .дефлекTopiHbiiM ;приспособ1лениам, состоящи1М по (М еньшей мере из одного (собирающего и от|ражающего устройств и имеющим возможность перемещаться по дуге в различные положения относительно оси вентиляторного колеса. 14. Устройство по п. 13, отличающееся тем,

что радиа.лыное деф.лекторное приспособление состоит из нескольки1Х собирающих и oiip aжающих устройств., рааположевных вак1руг noBiepxHOCTH вентиляторно1го колеса и им-еющих возможность .перемещаться по выбору в

осевом направлении в Pai6o4iee положение, противостоящее поверхности вентиляторного ко.л:еса, или из пего-.

15. Устройство .по пп. 1-14, отличающееся тем., что вращаемая масса выполнена в которых предуамотрбно .приспособление, ускоряющее и .замедляющее ИХ , а также дефлекто рное трйспособление для тангенциального и (ил«) радиального отражения воздушньк inoioiKOB, .создаваемых вентиляторными лапастя1ми.

21

ful 3

А -А

21

fua

21

23

27