башенный кран и способ его монтажа и демонтажа

Формула изобретения

1. Башенный кран, включающий опорную раму, на которой закреплена башня, выполненная из связанных между собой стыковыми соединениями секций, каждая из которых включает вертикально расположенные пояса, оголовок башни, закрепленные на оголовке противовесную консоль и стрелу, установленную на башне монтажную обойму с гидроцилиндром и шарнирно соединенной с ним траверсой, отличающийся тем, что башня выполнена из наружной части, на торце которой неподвижно закреплена монтажная обойма, и внутренней части, которая расположена в монтажной обойме и наружной части башни с возможностью ее перемещения относительно них, гидроцилиндр с траверсой расположен между внешней стороной внутренней части башни и внутренней стороной монтажной обоймы, наружная часть башни снабжена промежуточной рамой, выполненной с возможностью ее установки между торцем наружной части башни и торцем монтажной обоймы, при этом промежуточная рама выполнена с расположенными в ее внутреннем контуре поворотными в горизонтальной плоскости балками, в которых выполнены средства для их стыковки с поясами нижнего торца внутренней части башни, каждая балка расположена в углу промежуточной рамы с возможностью ее жесткого крепления к ней, монтажная обойма выполнена с расположенными на одной из ее сторон направляющими, в которых установлены подвижные опоры, расположенные с возможностью взаимодействия со скошенными выступами, выполненными на поясах секций внутренней части башни, каждый конец траверсы выполнен с шарнирно закрепленным на нем упором, расположенным с возможностью взаимодействия с упомянутыми выступами.

2. Башенный кран по п.1, отличающийся тем, то наружная часть башни снабжена дополнительными промежуточными рамами, установленными между торцами состыкованных между собой секций наружной части башни.

3. Способ монтажа и демонтажа башенного крана, включающий операции установки в вертикальное положение башни путем стыковки ее секций, соединение с оголовком башни противовесной консоли и стрелы, установку на башне монтажной обоймы с гидроцилиндром и шарнирно соединенной с ним траверсой, с помощью которой затем увеличивают высоту башни, а также демонтаж крана в обратной последовательности упомянутых операций, отличающийся тем, что увеличение высоты башни производят путем предварительной установки одной или нескольких секций внутренней части башни в одну или несколько секций наружной части башни, а затем стыкуют секции между собой до образования наружной и внутренней частей башни, обеспечивающих ее заданную проектную высоту, при этом внутреннюю часть башни устанавливают с возможностью ее свободного перемещения в наружной части башни, на торце наружной части башни устанавливают промежуточную раму, выполненную с расположенными в ее внутреннем контуре поворотными в горизонтальной плоскости балками, каждая из которых имеет средства для ее стыковки с поясами нижнего торца внутренней части башни, затем на промежуточную раму устанавливают и закрепляют монтажную обойму, высоту которой оставляют неизменной, и с помощью этой монтажной обоймы, путем использования шарнирно закрепленных упоров траверсы, взаимодействующих со скошенными выступами внутренней части башни, увеличивают высоту башни путем выдвижении из нее внутренней части башни, а при демонтаже крана перед операциями расстыковки противовесной консоли и стрелы с оголовком, внутреннюю часть башни пропускают через неподвижную монтажную обойму в наружную часть башни, затем демонтируют противовесную консоль и стрелу, снимают с башни монтажную обойму, после чего производят демонтаж башни.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к грузоподъемным строительным машинам, в частности к башенным кранам, оборудованным средствами для увеличения высоты башни с целью расширения функциональных возможностей крана, например возможности увеличения высоты перемещения грузов и строительных компонентов при возведении зданий или их реконструкции.

Известно соединение телескопических секций башни грузоподъемного крана, включающее внешнюю и внутреннюю части телескопической башни, причем внешняя часть башни выполнена с закрепленными на ней диагональными балками с возможностью их поворота в горизонтальной плоскости вокруг осей их крепления, каждая диагональная балка расположена в углу внешней части башни и выполнена с фланцем крепления к ней внутренней части башни, в частности пояса промежуточной секции башни [I].

Для прохождения внутренней части башни при ее выдвижении из наружной части диагональные балки приподнимают специальным приспособлением, а затем поворачивают в горизонтальной плоскости, освобождая внутренний проем внешней части башни для выдвижения внутренней части. Этот процесс является трудоемким вследствие того, что диагональные балки имеют сложную конструкцию и большой вес.

Известна также телескопическая башня крана, включающая гидроцилиндр механизма выдвижения внутренней части башни, связанный с платформой выдвижения, опорно-выдвижное устройство, средство фиксации башни в горизонтальном направлении, причем платформа и опорно-выдвижное устройство выполнено в виде крестообразных рам с установленными в них выдвижными опорными балками с гидроцилиндрами, при этом опорные балки снабжены самоустанавливающимися головками закрепления, средство фиксации выполнено в виде угловых упорных башмаков, связанных с поясами башни, головка закрепления выполнена в виде двух соосных гидроцилиндров с общей гильзой, а в качестве наружной части башни использована шахта с угловыми отверстиями в ней под выдвижные балки крестообразных рам [II].

Выдвижные балки крестообразных рам несут большие изгибающие нагрузки в конструкции этой башни, в результате для обеспечения работоспособности данной телескопической башни крестообразные рамы имеют мощную конструкцию, значительно увеличивающую массу выдвижной внутренней части башенного крана. При этом следует отметить, что данная башня предназначена в основном для ее использования в конструкциях самоподъемных башенных кранов.

Известен башенный кран, содержащий башню, монтажную обойму с проемом для заводки секций башни при ее подращивании, подъемное устройство с вертикально перемещаемой траверсой, которая соединена посредством тяг с поворотной рамкой, при этом подъемное устройство выполнено с выдвижными штырями, расположенными с возможностью взаимодействия с упорами, закрепленными на поясах башни, а монтажная обойма расположена с возможностью ее опирания на упомянутые штыри [III].

Известный башенный кран имеет сравнительно сложную конструкцию, при этом операции способа наращивания башни крана включают большое число подготовительных операций, связанных с заводкой секций башни в проем монтажной обоймы.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является башенный кран, содержащий опорную раму, на которой закреплена башня, выполненная из соединенных между собой стыковыми соединениями секций, каждая из которых включает вертикально расположенные пояса, оголовок башни, на котором закреплены противовесная консоль и стрела, установленная на башне монтажная обойма с гидроцилиндром и траверсой [IV].

Монтажная обойма известного крана устанавливается на башне. Монтажная обойма в процессе подращивания башни крана также изменяет свое положение, поскольку она связана с оголовком.

Известный башенный кран предусматривает способ его монтажа и демонтажа, который включает операцию установки в вертикальное положение башни путем стыковки ее секций между собой, установку на башне монтажной обоймы, оголовка, соединение с последним противовесной консоли и стрелы, увеличение высоты башни с помощью монтажной обоймы, а также демонтаж крана.

Демонтаж крана производят в обратной последовательности упомянутых операций за исключением того, что сначала с помощью монтажной обоймы уменьшают высоту башни до ее минимума, а затем монтажным краном снимают стрелу, противовесную консоль, оголовок, монтажную обойму, после чего демонтируют нижнюю часть крана.

Известный башенный кран имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что в случае необходимости увеличения высоты башни необходимо каждый раз вводить в проем монтажной обоймы дополнительную секцию башни, причем перед этой операцией производить расстыковку секций башни, поднимать оголовок над верхней секцией башни, соединять введенную в проем башни дополнительную секцию с башней и оголовком и повторять описанный цикл увеличения высоты башни постоянно по мере увеличения высоты сооружаемого строительного объекта, что связано со значительными потерями времени и трудозатратами.

Решаемой и достигаемой задачей заявленного изобретения является повышение эффективности использования башенного крана путем сокращения потерь времени и трудозатрат при наращивании высоты башни с целью увеличения высоты подъема груза башенным краном в процессе возведения или реконструкции строительных объектов.

Поставленная задача решается тем, что в башенном кране, содержащем опорную раму, на которой закреплена башня, выполненная из связанных между собой стыковыми соединениями секций, каждая из которых включает вертикально расположенные пояса, оголовок башни, закрепленные на оголовке противовесную консоль и стрелу, установленную на башне монтажную обойму с гидроцилиндром и шарнирно соединенной с ним траверсой, отличающийся тем, что башня выполнена из наружной части, на торце которой неподвижно закреплена монтажная обойма, и внутренней части, которая расположена в монтажной обойме и наружной части башни с возможностью ее перемещения относительно них, гидроцилиндр с траверсой расположен между внешней стороной внутренней части башни и внутренней стороной монтажной обоймы, наружная часть башни снабжена промежуточной рамой, выполненной с возможностью ее установки между торцoм наружной части башни и торцoм монтажной обоймы, при этом промежуточная рама выполнена с расположенными в ее внутреннем контуре поворотными в горизонтальной плоскости балками, в которых выполнены средства для их стыковки с поясами нижнего торца внутренней части башни, каждая балка расположена в углу промежуточной рамы с возможностью ее жесткого крепления к ней, монтажная обойма выполнена с расположенными на одной из ее сторон направляющими, в которых установлены подвижные опоры, расположенные с возможностью взаимодействия со скошенными выступами, выполненными на поясах секций внутренней части башни, каждый конец траверсы выполнен с шарнирно закрепленным на нем упором, расположенным с возможностью взаимодействия с упомянутыми выступами.

Наружная часть башни снабжена дополнительными промежуточными рамами, установленными между торцами состыкованных между собой секций наружной части башни.

Предусмотрен способ монтажа и демонтажа башенного крана, включающий операции установки в вертикальное положение башни путем стыковки ее секций, соединение с оголовком башни противовесной консоли и стрелы, установку на башне монтажной обоймы с гидроцилиндром и шарнирно соединенной с ним траверсой, с помощью которой затем увеличивают высоту башни, а также демонтаж крана в обратной последовательности упомянутых операций, отличающийся тем, что увеличение высоты башни производят путем предварительной установки одной или нескольких секций внутренней части башни в одну или несколько секций наружной части башни, а затем стыкуют секции между собой до образования наружной и внутренней частей башни, обеспечивающих ее заданную проектную высоту, при этом внутреннюю часть башни устанавливают с возможностью ее свободного перемещения в наружной части башни, на торце наружной части башни устанавливают промежуточную раму, выполненную с расположенными в ее внутреннем контуре поворотными в горизонтальной плоскости балками, каждая из которых имеет средства для ее стыковки с поясами нижнего торца внутренней части башни, затем на промежуточную раму устанавливают и закрепляют монтажную обойму, высоту которой оставляют неизменной, и с помощью этой монтажной обоймы, путем использования шарнирно закрепленных упоров траверсы, взаимодействующих со скошенными выступами внутренней части башни, увеличивают высоту башни путем выдвижения из нее внутренней части башни, а при демонтаже крана перед операциями расстыковки противовесной консоли и стрелы с оголовком, внутреннюю часть башни пропускают через неподвижную монтажную обойму в наружную часть башни, затем демонтируют противовесную консоль и стрелу, снимают с башни монтажную обойму, после чего производят демонтаж башни.

На фиг.1 показан башенный кран с выдвинутой внутренней частью башни;

на фиг.2 - башенный кран в положении, когда внутренняя часть башни расположена в ее наружной части;

на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2, фрагмент;

на фиг. 4 - внутренняя часть башни в роликовых направляющих монтажной обоймы, фрагмент;

на фиг.5 - роликовые направляющие;

на фиг. 6 - упор траверсы монтажной обоймы во взаимодействии со скошенными выступами внутренней части башни;

на фиг.7 - подъемный механизм монтажной обоймы;

на фиг.8 - вид Б на фиг.7;

на фиг 9 - узел соединения монтажной обоймы; промежуточной рамы, наружной и внутренней частей башни;

на фиг. 10 - балка во взаимодействии с промежуточной рамой и внутренней частью башни;

на фиг. 11 - установка башни крана в вертикальное положение монтажным краном;

на фиг. 12 - присоединение к оголовку крана противовесной консоли и стрелы монтажным краном в воздухе и установка монтажной обоймы на башне.

Башенный кран (фиг.1 и 2) включает опорную раму 1, на которой закреплена башня 1, при этом внутренняя часть башни выполнена из состыкованных секций 3, а стыковые соединения этой части башни выполнены в виде фланцев 4 (фиг. 3). Каждая секция 3 башни включает, кроме других элементов, вертикально расположенные пояса 5 (фиг.4). Оголовок 6 башни шарнирно соединен с противовесной консолью 7 крана (фиг.1) и стрелой 8. На башне 2 установлена монтажная обойма 9 с гидроцилиндром 10 (фиг.7) механизма выдвижения башни монтажной обоймой, при этом гидроцилиндр 10 выдвижения башни шарнирно связан с траверсой 11.

Башня 2 включает наружную ее часть 12 (фиг.1 и 9), с торцом 13 которой связана монтажная обойма 9, и внутреннюю часть 14, которая расположена в монтажной обойме 9 с возможностью свободного ее перемещения относительно монтажной обоймы 9. Внутренняя часть 14 башни выполнена с возможностью ее свободного введения в наружную часть 12 башни. Гидроцилиндр 10 с траверсой 11 (фиг.8) расположен между внешней стороной 15 внутренней части 14 башни и внутренней стороной 16 монтажной обоймы 9.

Наружная часть 12 башни (фиг.9) снабжена промежуточной рамой 17, установленной между торцом 13 наружной части башни и нижним торцом 18 монтажной обоймы 9. Другие дополнительные промежуточные рамы 17 могут быть установлены на разных уровнях (фиг.11) между торцами состыкованных между собой секций 19 наружной части 12 башни (фиг.1 и 2). Секции 19 наружной части башни выполнены с возможностью размещения в них секций 3 внутренней части башни.

Промежуточная рама 17 (фиг.10) выполнена с расположенными в ее внутреннем контуре поворотными в горизонтальной плоскости балками 20 (фиг.3, 9 и 10). Каждая балка 20 имеет средства для ее стыковки с поясами 5 нижнего торца внутренней части 14 башни. Эти средства включают отверстия 21 под болты крепления (не показаны) фланцев 4 стыковых соединений секций 3 внутренней части башни. Фланцы 4 стыковых соединений также выполняют функции средств стыковки балки 20 с поясами 5 секции 3.

Каждая балка 20 расположена в углу промежуточной рамы 17 с возможностью ее жесткого крепления к раме 17.

Монтажная обойма 9 выполнена с расположенными на одной из ее сторон направляющими 22 (фиг.8). В направляющих 22 установлены подвижные опоры 25, расположенные с возможностью взаимодействия со скошенными выступами 24. Каждый конец траверсы 11 (фиг.7) выполнен с шарнирно закрепленным на нем упором 23, расположенным с возможностью взаимодействия со скошенными выступами 24, которые выполнены на поясах 5 на разных уровнях. Скошенные выступы 24 имеют нижние поверхности 26.

Каждая балка 20 (фиг.3) закреплена на промежуточной раме 17 посредством болтов 21, вокруг одного из которых балка может поворачиваться в горизонтальной плоскости для совмещения отверстия 28 балки с отверстием 29 промежуточной рамы 17. Когда эти отверстия совмещены, в них вводится болт 27 и балка фиксируется в нерабочем ее положении - располагается вдоль элемента промежуточной рамы 17.

Каждый упор 23 (фиг.7) закреплен на траверсе 11 посредством пальца 30, вокруг которого упор 23 поворачивается в вертикальной плоскости. Упор 23 расположен с возможностью взаимодействия с поверхностью 31 опоры 32 траверсы 11, при этом опора 32 исключает возможность поворота упора 23 вниз, когда он взаимодействует со скошенным выступом 24. Подвижные опоры 25 установлены в монтажной обойме с возможностью их перемещения в поперечном направлении по отношению к продольной оси монтажной обоймы 9 (фиг.7 и 8). Секции 3 внутренней части башни могут беспрепятственно опускаться вниз внутри секций 19 наружной части башни, когда подвижные опоры 25 отведены в сторону. Гидроцилиндр 10 связан с монтажной обоймой 9 и траверсой 11 соответственно пальцами 33 и 34.

Монтажный кран на чертежах показан условно крюком 35 (фиг.11 и 12). На башенном кране, в частности на его стреле, посредством грузовой тележки установлен крюк 36 (фиг.1) с возможностью его перемещения вдоль стрелы.

Внутренняя часть 14 башни установлена в монтажной обойме 9 посредством балансиров 37 (фиг.5) и роликовых направляющих 38 - спаренных роликов (фиг. 4, 5, 8), которые расположены с возможностью взаимодействия с поясами 5 секций внутренней части 14 башни и закреплены на монтажной обойме 9.

Работает башенный кран следующим образом.

Устанавливают известным способом башню крана в вертикальное положение на раму 1 (фиг.1), для чего сначала стыкуют секции 3 и 19 внутренней и наружной частей 14 и 12 башни (фиг.11, 12), а также соединяют с секциями башни промежуточные рамы 17 (фиг. 1, 2, 9, 10, 11, 12). После закрепления внутренней части 14 башни во внешней ее части 12 всю башню 2 башенного крана, либо ее часть или всю башню вместе с оголовком 8 поднимают крюком 35 монтажного крана (фиг. 11) и устанавливают вертикально на опорную раму 1. Затем крюком 35 монтажного крана поднимают собранные на земле противовесную консоль 7 и стрелу 8, соединяют их с оголовком (фиг.2) и, далее, крюком 38 башенного крана или крюком 35 монтажного крана устанавливают на торце 13 наружной части 12 башни промежуточную раму 17 и на нее затем устанавливают монтажную обойму 9 в положение, показанное на фиг.1. Монтажную обойму 9 закрепляют на промежуточной раме 17. При этом следует отметить, что монтажная обойма 9 охватывает со всех сторон внутреннюю часть 14 башни, для чего одна сторона монтажной обоймы выполняется разъемной с целью обеспечения демонтажа монтажной обоймы при выдвинутой внутренней части 14 башни из ее наружной части.

Показанное на фиг. 9 взаимное расположение внутренней части 14 башни, монтажной обоймы 9, промежуточной рамы 17 и балок 20 соответствует положению башенного крана при выдвинутой полностью внутренней части 14 башни из ее наружной части 12 (фиг 1). Очевидно, что при закреплении внутренней части башни на нижней промежуточной раме 17, расположенной внизу, высота крана уменьшается (фиг.1 и 12).

При монтаже и включении гидроцилиндра 10 и перемещении траверсы 11 с упорами 23 вверх (фиг.2 и 7) последние упираются в скошенные выступы 24 и поднимают вверх внутреннюю часть 14 башни вместе с оголовком (фиг.7 и 2), причем во время подъема внутренней части 14 башни и ее выдвижения из наружной части 12 башни подвижные опоры 25 монтажной обоймы 9 выдвинуты наружу в нерабочее положение, поскольку при монтаже они служат для опоры на них внутренней части 14 башни, когда шток гидроцилиндра втягивается, а траверса 11 движется вниз. Циклическая работа гидроцилиндра 10 и взаимодействие упоров 23 с нижними поверхностями 26 скошенных выступов 24 (фиг.7) обеспечивает полное выдвижение внутренней части 14 башни на высоту, когда нижняя секция внутренней части 14 башни (фиг.9) займет положение, при котором под ее нижний торец, в частности под фланцы 4 внутренней части 14 башни, будут подведены балки 20 (фиг.3 и 10). Далее закрепляют на балках 20 болтами (не показаны) фланцы 4 внутренней части 14 башни, а балку 20 закрепляют на промежуточной раме 17 болтами 27 (фиг.3), после чего монтажная обойма может быть либо снята с башни и использоваться в качестве инвентарной для монтажа других кранов, либо оставаться на башне смонтированного крана с целью ее сохранности или с целью дальнейшего подъема внутренней части башни в случае, если имеются дополнительные промежуточные рамы, расположенные по высоте башни, и выдвижение внутренней части башни произведено не полностью, а также с целью исключения непроизводительных операций переустановки обоймы, когда обойма потребуется для демонтажа башенного крана.

Демонтаж крана производится в обратной последовательности, при условии, что сначала опускают внутреннюю часть 14 башни в наружную часть 12 башни, а затем снимают с оголовка противовесную консоль 7 и стрелу 8 (фиг.12). После выполнения этих операций снимают с башни монтажную обойму 9, затем демонтируют башню в обратной последовательности.

Данный башенный кран и способ его монтажа и демонтажа в значительной мере обеспечивает увеличение высоты башни крана в случаях, когда монтажным краном монтажная обойма устанавливается на предельно возможной высоте, выше которой монтажный кран не может установить эту обойму. Заявленное техническое решение позволяет при установке монтажной обоймы на предельной высоте монтажным краном выдвигать внутреннюю часть 14 башни из ее наружной части 12 на высоту внутренней части 14 башни, которая в практике может составлять несколько десятков метров, что имеет существенное значение при использовании башенного крана в строительстве. По сути заявленное техническое решение повышает функциональные возможности башенного крана и его универсальность, при этом в сравнении с прототипом исключается множество операций для образования в башне проема, подъема и установки в проем секций с последующей стыковкой с секциями башни в процессе ее наращивания.

Источники информации

I. Авторское свидетельство СССР 409945, кл. В 66 С 23/26, 1972.

II. Патент РФ 2045463, кл. В 66 С 23/28, 1992.

III. Авторское свидетельство СССР 357147, кл. В 66 С 23/16, 1970.

IV. Проспект "DAS Kransystem EC-H. NUR bei Liebherr" Germany, Liebherr-Werk Biberach GMBH, 1996 г. (прототип).