башенный кран и способ его монтажа

Формула изобретения

1. Башенный кран, включающий башню с оголовком, выполненным с площадкой для монтажника, шарнирно соединенные с оголовком стрелу и противовесную консоль, шарнирно соединенные с оголовком с возможностью поворота в вертикальной плоскости монтажные звенья, оттяжки стрелы и противовесной консоли, выполненные из шарнирно соединенных между собой посредством серег промежуточных и крайних звеньев, при этом крайние звенья оттяжек, расположенные ближе к оголовку, выполнены с возможностью установки их в наклонных в сторону оголовка положениях при монтаже крана и возможностью их опирания на закрепленные на стреле и противовесной консоли стойки с ложементами, в которых расположены крайние звенья оттяжек, соединенные в рабочем положении крана соединительными пальцами с монтажными звеньями, отличающийся тем, что по крайней мере конец одного промежуточного звена оттяжки, соединенный с крайним звеном последней, выполнен с ограничителем поворота серег в вертикальной продольной плоскости крана, причем ограничитель поворота выполнен из жестко закрепленной на конце промежуточного звена пластины, расположенной на верхней части промежуточного звена с возможностью взаимодействия с серьгами при их повороте вокруг пальцев соединения серег с концом промежуточного звена оттяжки, а каждое монтажное звено шарнирно закреплено на его нижнем конце с дополнительным монтажным звеном, выполненным из поворотных вокруг пальца одна относительно другой пары пластин, посредством которого пластины соединены с основным монтажным звеном и между собой, при этом дополнительные монтажные звенья свободно расположены на упомянутом пальце с возможностью установки в вертикальное положение, нижний конец каждого дополнительного монтажного звена расположен над площадкой для монтажника за пределами верхней части оголовка таким образом, что в предмонтажном положении крана основные и дополнительные монтажные звенья расположены с возможностью образования над монтажной площадкой -образного контура.

2. Способ монтажа башенного крана, включающий установку в вертикальное положение башни, подъем в заданной последовательности в собранном виде противовесной консоли и стрелы и соединение их с оголовком башни в воздухе посредством шарниров, оттяжек и монтажных звеньев, причем перед операцией подъема противовесной консоли и стрелы на них в монтажных положениях фиксируют промежуточные звенья оттяжек противовесной консоли и стрелы, а посредством монтажных стоек, закрепленных на противовесной консоли и стреле, в наклонных положениях в сторону оголовка фиксируют ближние к оголовку крайние звенья оттяжек, отличающийся тем, что соединение каждого крайнего звена оттяжки стрелы или противовесной консоли с оголовком производят при зафиксированном в монтажном положении неподвижном относительно оголовка монтажном звене и при неподвижном относительно стрелы или противовесной консоли крайнем звене оттяжки с помощью дополнительного монтажного звена, шарнирно соединенного одним концом с основным монтажным звеном, для чего поворачивают дополнительное монтажное звено в вертикальной плоскости относительно зафиксированного неподвижного основного монтажного звена до совмещения отверстия проушины крайнего звена оттяжки с отверстием проушины дополнительного монтажного звена.

Описание изобретения к патенту

Данное техническое решение относится к башенным кранам, выполненным со средствами их монтажа и демонтажа. Техническое решение предназначено для использования в конструкциях так называемых кранов-сити, которые крупными узлами собираются монтажным краном на строительной площадке и монтируются и демонтируются с его помощью, причем башня устанавливается вертикально, а стрела и противовесная консоль крепятся к башне в воздухе горизонтально. Эти операции проводятся на большой высоте и связаны с маневрированием для совмещения точек соединения оголовка с оттяжками стрелы и противовесной консоли, посредством которых стрела и противовесная консоль удерживаются в рабочем положении крана в горизонтальном положении.

Известен башенный кран, включающий башню с оголовком, к которому шарнирно прикреплены стрела и противовесная консоль, связанные с оголовками оттяжками, при этом каждая оттяжка выполнена из ряда шарнирно соединенных между собой звеньев, имеющих возможность их фиксации на стреле и противовесной консоли в предмонтажных положениях посредством стоек, которые установлены на стреле и противовесной консоли, при этом крайние звенья оттяжек, расположенные ближе к оголовку, зафиксированы в ложементах, закрепленных на концах стоек [1].

Известный башенный кран монтируется и демонтируется монтажным стреловым краном, который последовательно поднимает на монтажную высоту противовесную консоль и стрелу, шарнирно соединяемые с оголовком, при этом концы оттяжек о консоли и стрелы соединяют с монтажными звеньями, закрепленными на конце оголовка, для чего совмещают отверстия монтажных звеньев с отверстиями оттяжек. Совмещение отверстий монтажных звеньев и звеньев оттяжек производят путем поворота монтажных звеньев, которые имеют значительный вес, причем монтаж или демонтаж башенного крана производятся на большой высоте монтажником, находящемся на монтажной площадке. Последняя закреплена на верхней части оголовка башни, что оказывает влияние на трудоемкость операций совмещения отверстий звеньев.

Наиболее близким техническим решением по сущности и достигаемому эффекту к заявленному техническому решению является башенный кран, включающий башню с оголовком, выполненным с площадкой для монтажника, шарнирно соединенные с оголовком, противовесную консоль и стрелу, шарнирно установленные на конце оголовка с возможностью поворота в вертикальной плоскости монтажные звенья, оттяжки стрелы и противовесной консоли, выполненные из шарнирно соединенных посредством серег промежуточных и крайних звеньев, при этом расположенные ближе к оголовку крайние звенья оттяжек выполнены с возможностью установки их в наклонных в сторону оголовка монтажных положениях крана и возможностью опирания на закрепленные на стреле и противовесной консоли стойки с ложементами, в которых расположены крайние звенья оттяжек, соединенные в рабочем положении крана соединительными пальцами с монтажными звеньями [2].

В этом известном башенном кране предусматривается способ его монтажа, включающий установку в вертикальное положение башни крана, подъем в заданной последовательности в собранном виде противовесной консоли и стрелы и соединение их с оголовком башни в воздухе посредством шарниров, оттяжек и монтажных звеньев, причем перед операцией подъема противовесной консоли и стрелы на них в монтажных положениях фиксируют промежуточные звенья оттяжек консоли и стрелы, а посредством монтажных стоек, закрепленных на противовесной консоли и стреле, в наклонных положениях в сторону оголовка фиксируют ближние к нему крайние звенья оттяжек.

Дополнительно перед монтажом и подъемом противовесной консоли и стрелы их оттяжки вытягивают монтажным краном на земле таким образом, что во время стыковки противовесной консоли и стрелы с оголовком эти оттяжки находятся в натянутом монтажном положении, близком к рабочему положению.

Стыковка упомянутых узлов крана является трудоемкой и дорогостоящей операцией в связи с использованием для монтажно-демонтажных работ специального монтажного крана, причем стоимость монтажа башенного крана связана с эффективностью и временем стыковки противовесной консоли и стрелы с оголовком башни.

Решаемой и достигаемой технической задачей заявленного технического решения является повышение удобства и снижение трудоемкости монтажа башенного крана.

Эта цель достигается тем, что в башенном кране, включающем башню с оголовком, выполненным с площадкой для монтажника, шарнирно соединенные с оголовком стрелу и противовесную консоль, шарнирно соединенные с оголовком с возможностью поворота в вертикальной плоскости монтажные звенья, оттяжки стрелы и противовесной консоли, выполненные из шарнирно соединенных между собой посредством серег промежуточных и крайних звеньев, при этом крайние звенья оттяжек, расположенные ближе к оголовку, выполнены с возможностью установки их в наклонных в сторону оголовка положениях при монтаже крана и возможностью их опирания на закрепленные на стреле и противовесной консоли стойки с ложементами, в которых расположены крайние звенья оттяжек, соединенные в рабочем положении крана соединительными пальцами с монтажными звеньями, отличающийся тем, что по крайней мере конец одного промежуточного звена оттяжки, соединенный с крайним звеном последней, выполнен с ограничителем поворота серег в вертикальной продольной плоскости крана, причем ограничитель поворота выполнен из жестко закрепленной на конце промежуточного звена пластины, расположенной на верхней части промежуточного звена с возможностью взаимодействия с серьгами при их повороте вокруг пальцев соединения серег с концом промежуточного звена оттяжки, а каждое монтажное звено шарнирно закреплено на его нижнем конце с дополнительным монтажным звеном, выполненным из поворотных вокруг пальца одна относительно другой пары пластин, посредством которого пластины соединены с основным монтажным звеном и между собой, при этом дополнительные монтажные звенья свободно расположены на упомянутом пальце с возможностью установки в вертикальное положение, нижний конец каждого дополнительного монтажного звена расположен над площадкой для монтажника за пределами верхней части оголовка таким образом, что в предмонтажном положении крана основные и дополнительные монтажные звенья расположены с возможностью образования над монтажной площадкой образного контура.

Предусмотрен способ монтажа башенного крана, включающий установку в вертикальное положение башни, подъем в заданной последовательности в собранном виде противовесной консоли и стрелы и соединение их с оголовком башни в воздухе посредством шарниров, оттяжек и монтажных звеньев, причем перед операцией подъема противовесной консоли и стрелы на них в монтажных положениях фиксируют промежуточные звенья оттяжек противовесной консоли и стрелы, а посредством монтажных стоек, закрепленных на противовесной консоли и стреле, в наклонных положениях в сторону оголовка фиксируют ближние к оголовку крайние звенья оттяжек, отличающийся тем, что соединение каждого крайнего звена оттяжки стрелы или противовесной консоли с оголовком производят при зафиксированном в монтажном положении неподвижном относительно оголовка монтажном звене и при неподвижном относительно стрелы или противовесной консоли крайнем звене оттяжки с помощью дополнительного монтажного звена, шарнирно соединенного одним концом с основным монтажным звеном, для чего поворачивают дополнительное монтажное звено в вертикальной плоскости относительно зафиксированного неподвижного основного монтажного звена до совмещения отверстия проушины крайнего звена оттяжки с отверстием проушины дополнительного монтажного звена.

Совокупность изложенных существенных признаков башенного крана и способа его монтажа обеспечивает возможность соединения оттяжек противовесной консоли и стрелы с оголовком минимальными усилиями монтажника, находящемся на монтажной площадке в верхней части оголовка башни в опасных условиях работы, что снижает трудоемкость монтажа крана.

На фиг. 1 показана передняя часть башенного крана со стрелой в рабочем положении,

на фиг.2 - стойка стрелы башенного крана в транспортном положении, узел I на фиг.1,

на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2,

на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2,

на фиг. 5 - задняя часть башенного крана с противовесной консолью в рабочем положении,

на фиг. 6 - оголовок башенного крана с траверсами и монтажными звеньями (повернуто на 180^o),

на фиг.7 - вид В на фиг.6,

на фиг. 8 - противовесная консоль в промежуточном монтажном положении, соединенная с оголовком,

на фиг. 9 - противовесная консоль в промежуточном монтажном положении, соединенная с оголовком оттяжкой,

на фиг.10 - вид Г на фиг.9,

на фиг.11 - узел II на фиг.10,

на фиг.12 - противовесная консоль перед подъемом с уложенной на ней оттяжкой,

на фиг.13 - оттяжка противовесной консоли,

на фиг.14 - сечение Д-Д на фиг.13,

на фиг.15 - сечение Е-Е на фиг.13,

на фиг.16 - стрела башенного крана в процессе монтажа и ее соединения с оголовком,

на фиг.17 - шарнир соединения стрелы с оголовком, узел III на фиг.16,

на фиг.18 - положение стрелы башенного крана в процессе монтажа, стрела, соединенная с оголовком оттяжкой,

на фиг.19 - сечение Ж-Ж на фиг.18,

на фиг. 20 - схема соединения крайних звеньев оттяжек противовесной консоли и стрелы с монтажными звеньями посредством дополнительных монтажных звеньев.

Башенный кран включает башню 1 с закрепленным на ней оголовком 2, шарнирно соединенные с оголовком 2 стрелу 3 и противовесную консоль 4, установленные на конце оголовка монтажное звено 5 для крепления оттяжки 6 противовесной консоли 4, а также монтажное звено 7 для крепления оттяжки 8 стрелы 3. Монтажные звенья 5 и 7 являются основными монтажными звеньями и они установлены на конце оголовка 2 на оси 9 с возможностью поворота в вертикальной фронтальной плоскости башенного крана. На концах монтажных звеньев 5 и 7 шарнирно закреплены на пальцах 10 дополнительные монтажные звенья 11 и 12, имеющие возможность свободного поворота вокруг пальцев 10 (фиг.6) от небольшого усилия руки монтажника в вертикальной фронтальной плоскости. Каждое дополнительное монтажное звено выполнено легким, длина его намного меньше длины основного монтажного звена с целью облегчения совмещения отверстий стыкуемых элементов при стыковке стрелы и противовесной консоли с оголовком.

Каждое дополнительное монтажное звено (фиг.6 и 8) в монтажном положении крана занимает под собственным весом вертикальное положение. Дополнительные монтажные звенья 11 и 12 и основные монтажные звенья 5 и 7 образуют во фронтальной плоскости образный контур, при этом образный контур и дополнительные монтажные звенья 11 и 12 расположены над монтажной площадкой 13 оголовка. Дополнительные монтажные звенья 11 и 12 расположены между концами основных монтажных звеньев 5 и 7 и монтажной площадкой 13 таким образом, что нижние концы дополнительных монтажных звеньев 11 и 12 расположены приблизительно на уровне плеча монтажника, обеспечивающем максимальное удобство работы монтажника при незначительных усилиях, направленных на совмещение отверстий крайних звеньев оттяжек с отверстиями дополнительных монтажных звеньев при соединении этих звеньев.

Каждое дополнительное монтажное звено 11 или 12 выполнено из двух параллельно расположенных пластин 14 (фиг.11), которые соединены пальцами 10, расположенными в отверстиях пластин. Каждая пластина 14 одного монтажного звена установлена на пальце 10 с возможностью ее свободного поворота вокруг пальца 10 независимо от положения смежной пластины 14 этого же звена. Между пластинами 14 дополнительного монтажного звена 12 (фиг.19) расположены проушина 15 основного монтажного звена 7 и проушина 16 оттяжки 8 стрелы. В отверстиях проушин 15 и 16 расположены пальцы 10.

Оттяжка 8 стрелы 3 (фиг.1) выполнена из ряда промежуточных звеньев 17, которые шарнирно соединены серьгами. Расположенное ближе к оголовку 2 крайнее звено 18 оттяжки 8 установлено на стреле в монтажном положении таким образом, что оно может располагаться в ложементе 19, закрепленном на откидной стойке 20, которая соединена со стрелой 3 с возможностью фиксации в двух положениях. Конец крайнего звена 18 оттяжки (фиг.18) представляет собой проушину 16 (фиг.19) и эта проушина направлена при монтаже крана на пластины 14 дополнительного монтажного звена 12 (фиг.18). Остальные промежуточные звенья 17 оттяжки 8 в предмонтажном положении расположены на стреле в горизонтальном положении и в этом положении зафиксированы на ней от боковых смещений.

Оттяжка 6 противовесной консоли 4 (фиг.5, 9) выполнена из соединенных серьгами 21 звеньев, включая ближнее к оголовку 2 крайнее звено 22, которое соединено в рабочем положении крана с дополнительным монтажным звеном 11, а в монтажном положении крайнее звено 22 оттяжки направлено на пластины 14 дополнительного монтажного звена 11 (фиг.11) и расположено в ложементе 23 стойки 24, которая закреплена на противовесной консоли 4. Верхний конец крайнего звена 22 (фиг.11) заканчивается проушиной 25, выполненной в виде пластины с отверстием в ней под палец 10 крепления дополнительного монтажного звена 11 к крайнему звену 22 оттяжки 6. Между пластинами 14 дополнительного монтажного звена 11 расположена проушина 26 основного монтажного звена 5, которое выполнено с двумя дополнительными монтажными звеньями 11 (фиг.10), каждое из которых соединено с основным монтажным звеном посредством пальцев 10. Звенья обеих оттяжек 6 и 8 выполнены жесткими.

Крайние звенья 18 и 22 оттяжек стрелы и противовесной консоли выполнены удлиненными, имеют значительный вес. Например, крайнее звено 22 (фиг.12), уложенное в ложемент 23 стойки 24, образует коромысло с равнодействующей силой G, показанной на примере противовесной консоли (фиг.8, 12). Сила G образует момент вращения М относительно ложемента 23 (фиг.8 и 12). Сила G стремится повернуть по часовой стрелке относительно ложемента 23 крайнее звено 22 оттяжки (фиг. 12), а серьгу 21 (фиг.13) - против часовой стрелки вокруг левого пальца 10 (фиг. 14) и приподнять вверх правый конец промежуточного звена 22 оттяжки, что ведет к дестабилизации положения звена 22 (фиг.9) при монтаже крана.

С целью исключения поворота крайнего звена 22 оттяжки 6 конец промежуточного звена 27 (фиг.14) выполнен с ограничителем 28, исключающим поворот серьги 21 (фиг.12-15) в вертикальной плоскости. Ограничитель 28 выполнен из пластины, жестко закрепленной сварным швом 29 (фиг.15) на конце промежуточного звена 27. Ограничитель 28 расположен с возможностью взаимодействия его поверхности 30 (фиг.15) с серьгой 21 в случае ее поворота вокруг пальца 10 (слева на фиг.13), когда крайнее звено 22 стремится повернуться относительно ложемента 23 и повернуть правый конец серьги 21 вверх. Аналогичным образом может при необходимости быть выполнено соединение промежуточного звена 17 оттяжки 8 стрелы (фиг.1) с серьгой 21 и крайним звеном 18 оттяжки 8. При этом следует отметить, что для соединения звеньев оттяжки 8 стрелы применены серьги 21 (фиг.1), конструкция которых идентична серьгам 21, посредством которых соединены между собой звенья оттяжки - противовесной консоли.

На чертежах показаны также элементы конструкции крана, необходимые для пояснения способа монтажа крана. Стрела 3 (фиг.16) крепится к оголовку 2 посредством подпятника 31 (фиг.17), закрепленного на оголовке, и оси 32, закрепленной на стреле 3. Ось 32 закрыта крышкой 33. Аналогичным образом закреплена на оголовке 2 противовесная консоль 4. На фиг.8 и 18 показан крюк 34 монтажного стрелового крана, посредством которого производятся подъем на монтажную высоту противовесной консоли и стрелы и их присоединение к вертикально установленной башне 1 башенного крана.

Работает башенный кран следующим образом. При подъеме груза и его перемещениях кран работает известным образом, при этом нагрузки от стрелы 3 и противовесной консоли 4 (фиг.1 и 5) передаются на подпятники 31 оголовка 2, а также на монтажные звенья 5 и 7, дополнительные монтажные звенья 11 и 12, серьги 21 и звенья оттяжек 6 и 8.

Монтаж башенного крана осуществляется следующей последовательностью операций. Крюком 34 монтажного крана сначала вертикально устанавливают башню 1 и закрепляют ее на ходовой тележке или на основании строительной площадки известным образом. Затем собирают на земле противовесную консоль, фиксируют на ней промежуточное звено 27 и крайнее звено 22 (фиг.8) оттяжки 6 на стойке 24 в ложементе 23 и в этом виде поднимают противовесную консоль 4 крюком 34 монтажного крана на монтажную высоту так, как это показано на фиг.8.

Далее соединяют ось 32 противовесной консоли 4 с подпятником 31 оголовка 2 (фиг.9 и 17), затем монтажным краном поворачивают противовесную консоль 4 вверх (фиг. 9) вокруг оси 32, монтажник совмещает отверстия пластин 14 дополнительных монтажных звеньев 11 с отверстиями проушин 25 и в эти отверстия монтажник вставляет пальцы 10 (фиг.10 и 11), которые затем фиксируют в рабочем положении. Для облегчения и обеспечения удобства ввода соединительных пальцев 10 в отверстия проушин 25 и пластин 14 последние могут быть повернуты вокруг пальцев 10 не одновременно, а последовательно, при этом каждый соединительный палец 10 может быть вставлен сначала лишь в отверстие одной пластины 14, после чего совмещают отверстие этой пластины 14 с отверстием проушины 25 и отверстием другой пластины 14, затем вводят (досылают) соединительный палец 10 в отверстие проушины 25 и отверстие другой пластины 14 дополнительного монтажного звена 11. После соединения оттяжки 6 с оголовком описанным образом крюк 34 монтажного крана опускают и противовесная консоль занимает горизонтальное рабочее положение, показанное на фиг.5.

Монтаж стрелы 3 башенного крана производят аналогичным образом: также на земле производят сборку стрелы - соединяют ее секции между собой, аналогичным образом, описанным выше, укладывают на стреле промежуточные звенья 17 оттяжки 8, крайнее звено 18 оттяжки 8, фиксируют в ложементе 19 стойки 20 (фиг.16), далее зачаливают стрелу 3, поднимают ее крюком 34 монтажного крана на монтажную высоту, стыкуют ее с оголовком 2, для чего ось 32 стрелы 3 (фиг. 17) соединяют с подпятником 31 оголовка 2, поворачивают вверх стрелу 3 вокруг оси 32 в вертикальной плоскости крюком 34 в положение, показанное на фиг. 16. Монтажник, находящийся на площадке 13, вручную поворачивает поочередно или одновременно пластины 14 дополнительного монтажного звена 12 в вертикальной плоскости и совмещает отверстие проушины 16 (фиг.19) крайнего звена 18 с отверстиями пластин 14, а затем вводит в эти совмещенные отверстия палец 10 (правый палец на фиг.19). Последний перед операцией совмещения отверстия проушины 16 с отверстиями пластин 14 может быть лишь частично или полностью введен в отверстие одной пластины 14 и зафиксирован (или незафиксирован) в этом положении, после чего совмещают отверстие проушины 18 с отверстием одной пластины 14 или с отверстиями обеих пластин 14 одновременно и вводят палец 10 в отверстия пластин 14 и проушины 16. После фиксации пальца 10 в отверстиях упомянутых элементов крюк 34 монтажного крана опускают и стрела 3 занимает рабочее горизонтальное положение, показанное на фиг. 1.

Таким образом, в совокупности с дополнительными монтажными звеньями 11 и 12 ограничители поворота крайних звеньев, или по крайней мере один ограничитель 28 поворота крайнего звена 22 оттяжки 6 противовесной консоли 4, обеспечивает существенное повышение удобства монтажа крана и значительное снижение усилий монтажника при совмещении соединяемых элементов крана. Причем существенным является расположение приблизительно на уровне плеча монтажника дополнительных монтажных звеньев 11 и 12, в большей мере влияющее на повышение удобства проведения монтажных операций, связанных с применением ручного труда, так как воздействие руки монтажника на дополнительное монтажное звено крана на уровне плеча монтажника обеспечивает при минимальных мускульных усилиях максимальную силу, воздействующую на дополнительное монтажное звено, что имеет существенное значение в крайне опасных условиях выполнения монтажных работ на большой высоте, когда башня башенного крана и присоединяемые к ней в воздухе противовесная консоль или стрела имеют пространственные амплитуды колебаний. Ограничитель 28 поворота крайнего звена 22 оттяжки 6 обеспечивает возможность не только стабилизации положения крайнего звена 22 во время проведения монтажных операций, но также позволяет расположить промежуточное звено 27 (фиг.12) по верхнему контуру противовесной консоли 4, например, с целью улучшения компоновки противовесной консоли 4, включая оттяжку 6 и ее месторасположение на противовесной консоли. В частности, обеспечивается возможность использования короткой стойки 24 при максимальной ее удаленности от оголовка 2.

Источники информации

1. Проспект Das Кransystom EC-H. LIEBHERR-WERK BIBERACH GMBH. 1996.

2. Описание изобретения к заявке RU N 94021633, кл. В 66 С 23/02, 1994, авторы Мишель Лесандр (Фр.), Ив Мийе (Фр.), заявитель Потен С.А. (Фр.) или патент RU N 2145934 С1, кл. В 66 С 23/64, 1994, те же авторы и заявитель (прототип).