устройство складывания стрелы крана с элементами, укладываемыми один в другой

Формула изобретения

1. Устройство для складывания/раскладывания стрелы крана, состоящей из последовательно расположенных и шарнирно соединенных между собой элементов с двумя элементами, укладываемыми один в другой в сложенном положении стрелы (10), причем оба этих элемента (12, 13) имеют сечения, позволяющие их укладывать один в другой, и шарнирно соединены один с другим по горизонтальной оси (17), расположенной на уровне половины высоты сечения стрелы (10), при этом передний элемент (13) стрелы имеет в своей задней части боковые направляющие в форме дуги окружности, принимающие поперечную горизонтальную ось (27), соединенную с задним элементом стрелы (12), содержащее привод складывания/раскладывания, отличающееся тем, упомянутый привод содержит домкрат (32) двойного действия, расположенный в средней вертикальной плоскости стрелы (10) и шарнирно соединенный своим первым концом при помощи горизонтальной оси (35) с задним элементом (12) стрелы на уровне верхнего пояса или верхних поясов (19, 26) фермы этого элемента стрелы (12), и рычажную систему (33), состоящую из прямого рычага (38), шарнирно соединенного с одной стороны горизонтальной осью (37) со вторым концом домкрата (32) и с другой стороны горизонтальной осью 39 с задней частью переднего элемента (13) стрелы в нижней части этого элемента, и углового рычага (41), шарнирно соединенного с одной стороны горизонтальной осью (37) со вторым концом домкрата и с другой стороны горизонтальной осью 42 с передней частью заднего элемента (12) стрелы в нижней части этого элемента (12).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прямой рычаг (38) и угловой рычаг (41) выполнены двойными, обеспечивающими свободный проход домкрата (32).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что соотвествующие концы рычагов (38, 41), противоположные концам, шарнирно соединенным горизонтальной осью (37) с домкратом (32), шарнирно соединены с соответствующими вилками (40, 43), одна из которых установлена на нижней части переднего элемента (13) стрелы, а другая - на нижней части заднего элемента (12) стрелы.

4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что задняя часть переднего элемента (13) стрелы содержит две вертикальные боковые пластины (29), в каждой из которых выполнены направляющие и упорные прорези (30) в форме дуги окружности, образующие упомянутые направляющие для поперечной горизонтальной оси (27), причем в каждую прорезь (30) входит один из концов упомянутой оси (27), соединенной с задним элементом (12) стрелы, и через каждую боковую пластину (29) проходит упомянутая ось (17) шарнирного соединения переднего элемента (13) с задним элементом (12) стрелы.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что передние концы поясов (26) фермы заднего элемента (13) стрелы соединены посредством втулки (49) для увеличения поперечной жесткости, через которую проходит упомянутая поперечная горизонтальная ось (27).

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что нижние пояса (18) фермы заднего элемента (12) стрелы содержат на своих передних концах опорные и направляющие приспособления (45, 46, 47) для задних концов нижних поясов (20) фермы переднего элемента (13) стрелы, причем эти приспособления включают преимущественно на передних концах каждого нижнего пояса (18) фермы заднего элемента (12) стрелы горизонтальную опору (45), нижнюю направляющую, подкрепленную опорной пластиной (46), и боковую направляющую, подкрепленную опорной пластиной (47) с наклонной площадкой.

7. Устройство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что из двух шарнирно соединенных элементов стрелы (10) крана, укладываемых один в другой, задний элемент (12) стрелы является основанием стрелы, а передний элемент (13) образует головную часть стрелы.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к устройству складывания/раскладывания с независимым приводом стрелы крана, состоящей из шарнирно соединенных между собой элементов, с двумя последовательными элементами, укладываемыми один в другой в сложенном положении стрелы.

Уже известен, из заявки на немецкий патент №3441573, башенный кран, стрела которого образована двумя элементами, соответственно основанием стрелы и головной частью стрелы, которые шарнирно соединены между собой по горизонтальной оси, расположенной практически на половине высоты сечения стрелы. Основание стрелы имеет поперечное сечение треугольной формы и головная часть стрелы имеет сечение U-образной формы, с тем чтобы складывание головной части стрелы на основание стрелы, осуществляемое вокруг вышеупомянутой горизонтальной оси, могло бы происходить до укладывания обоих элементов стрелы один в другой.

Это известное устройство складывания включает также соединительную штангу, соединяющую верхние пояса ферм двух элементов стрелы, которая шарнирно соединена с передним концом верхнего пояса фермы основания стрелы и имеет возможность скользить в боковых направляющих, имеющих форму дуги окружности, предусмотренных в задней части головной части стрелы.

В вышеупомянутой заявке на немецкий патент №3441573 привод складывания/раскладывания стрелы осуществлен через талевый канат, приводимый в действие посредством шарнирного соединения между основанием стрелы и вершиной мачты крана. Из этого следует, что кинематика складывания/раскладывания элементов стрелы обусловлена движением основания стрелы.

Следовательно, пространство, занимаемое стрелой во время монтажа, остается достаточно большим и не позволяет обойти возможное препятствие. Кроме того, невозможно складывание/раскладывание головной части стрелы при рабочем положении крана, с тем чтобы обойти препятствие или распределить грузы при укороченной конструкции стрелы.

В заявке на французский патент №2546496 описывается другой башенный кран со стрелой, состоящей из двух элементов, шарнирно соединенных между собой и укладываемых один в другой. Оба элемента стрелы шарнирно соединены между собой по горизонтальной оси, расположенной на половине высоты сечения стрелы, причем основание стрелы имеет поперечное сечение U-образной формы, тогда как головная часть стрелы имеет сечение треугольной формы. Привод складывания/раскладывания стрелы осуществляется через канат, соединенный с плечом рычага в форме дуги окружности, приводимого в действие в свою очередь посредством шарнирного соединения основания стрелы на вершине мачты крана.

Это приводное устройство позволяет получить Г-образное положение стрелы при продолжении ее подъема. Тем не менее оно сохраняет те же неудобства, что и в предыдущем документе, из-за того, что кинематика складывания/раскладывания элементов стрелы остается обусловленной движением основания стрелы.

Настоящее изобретение направлено на устранение этих неудобств, предлагая устройство складывания/раскладывания, позволяющее обходить во время монтажа или работы крана такие препятствия, как существующие строения, деревья, линии электропередач, допуская повышение грузовых характеристик посредством складывания конца стрелы.

В связи с этим объектом изобретения является устройство складывания/раскладывания стрелы крана, состоящей из последовательно расположенных и шарнирно соединенных между собой элементов с двумя элементами, укладываемыми один в другой в сложенном положении стрелы, причем оба эти элемента имеют сечения, позволяющие их укладывать один в другой, и шарнирно соединенными один с другим по горизонтальной оси, расположенной на уровне половины высоты сечения стрелы, при этом передний элемент стрелы имеет в своей задней части боковые направляющие в форме дуги окружности, принимающие поперечную горизонтальную ось, соединенную с задним элементом стрелы; содержащее привод складывания/раскладывания, причем упомянутый привод содержит домкрат двойного действия, расположенный в средней вертикальной плоскости стрелы и шарнирно соединенный своим первым концом при помощи горизонтальной оси с задним элементом стрелы на уровне верхнего пояса или верхних поясов фермы этого элемента стрелы, и рычажную систему, состоящую из прямого рычага, шарнирно соединенного с одной стороны горизонтальной осью со вторым концом домкрата и с другой стороны горизонтальной осью с задней частью переднего элемента стрелы в нижней части этого элемента, и углового рычага, шарнирно соединенного с одной стороны горизонтальной осью со вторым концом домкрата и с другой стороны горизонтальной осью с передней частью заднего элемента стрелы в нижней части этого элемента.

Преимущественно прямой рычаг и угловой рычаг выполнены двойными рычагами, обеспечивающими свободный проход домкрата. Соответствующие концы этих рычагов, противоположные концам, шарнирно соединенным горизонтальной осью с домкратом, шарнирно соединены с соответствующими вилками, одна из которых установлена на нижней части переднего элемента стрелы, а другая - на нижней части заднего элемента стрелы.

Получают таким образом устройство складывания/раскладывания двух последовательных элементов стрелы, укладываемых один в другой, таких как основание стрелы и головная часть стрелы, для стрелы из двух шарнирно соединенных элементов, которое является устройством с независимым приводом, приводимым в действие при помощи специального домкрата. Операция выдвижения стержня домкрата позволяет разгибать элементы стрелы до положения, в котором они выставлены на одну линию один относительно другого, а операция втягивания стержня домкрата позволяет складывать элементы стрелы до их полного укладывания один в другой, при этом могут быть получены все промежуточные относительно друг друга положения. Таким образом, положение головной части стрелы больше не обуславливается положением основания стрелы и головная часть стрелы может быть приведена в любой момент в желаемое положение для обхода препятствия. Кроме того, головная часть стрелы в случае необходимости может быть сложена с тем, чтобы позволить работу крана с более короткой стрелой и повысить таким образом грузовые характеристики крана. Рычажная система сконструирована таким образом, чтобы позволить поворот на 180° переднего элемента стрелы по отношению к заднему элементу.

Согласно способу исполнения устройства задняя часть переднего элемента стрелы содержит две вертикальных боковых пластины, в каждой из которых выполнены направляющие и упорные прорези в форме дуги окружности, образующие упомянутые направляющие для поперечной горизонтальной оси, причем в каждую прорезь входит один из концов горизонтальной оси, соединенной с задним элементом стрелы, и через каждую боковую пластину проходит горизонтальная ось шарнирного соединения переднего элемента стрелы с задним элементом стрелы, расположенная практически на половине высоты сечения стрелы.

Прорези шарнирного соединения, предусмотренные на боковых поверхностях переднего элемента стрелы, а именно головной части стрелы, выполняют следующие функции:

- функцию верхнего упора, осуществляющего совместно с горизонтальной осью, проходящей через эти прорези, связь между верхними поясами ферм двух элементов стрелы, а именно основания стрелы и головной части стрелы, когда стрела полностью выпрямлена;

- функцию нижнего упора для той же оси, когда стрела полностью сложена и оба элемента стрелы при этом уложены один в другой;

- функцию направляющих безопасности этой оси при операциях раскладывания и складывания элементов стрелы.

Преимущественно ось шарнирного соединения переднего элемента стрелы с задним элементом стрелы, расположенная практически на половине высоты сечения стрелы, имеет функциональный зазор с тем, чтобы освободить эту ось от всех усилий и сделать систему связи двух элементов стрелы статически определимой, когда они выставлены на одной линии.

При выполнении устройства согласно изобретению передние концы поясов фермы заднего элемента стрелы соединены посредством втулки для увеличения поперечной жесткости, через которую проходит вышеупомянутая поперечная горизонтальная ось.

Для обеспечения связи на уровне нижних поясов фермы элементов стрелы предусмотрено, что нижние пояса фермы заднего элемента стрелы содержат на своих передних концах опорные и направляющие приспособления для задних концов нижних поясов фермы переднего элемента стрелы; эти приспособления включают преимущественно на передних концах каждого нижнего пояса фермы заднего элемента стрелы горизонтальную опору, нижнюю направляющую, подкрепленную опорной пластиной, и боковую направляющую, подкрепленную опорной пластиной с наклонной площадкой, обеспечивая при таком сочетании восприятие всех усилий и точное выставление на одной линии нижних поясов ферм элементов стрелы, формируя таким образом непрерывную ходовую дорожку для тележки, перемещаемой вдоль стрелы.

Из двух шарнирно соединенных элементов стрелы крана, укладываемых один в другой, задний элемент стрелы является основанием стрелы, а передний элемент образует головную часть стрелы.

Изобретение во всяком случае будет более понятно с помощью описания, следующего ниже, со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, которые в качестве примера показывают форму исполнения этого устройства складывания стрелы крана с укладываемыми один в другой элементами:

Фиг.1 - вид сбоку в рабочем положении крана со стрелой, оборудованной устройством складывания, соответствующим настоящему изобретению;

Фиг.2 представляет тот же кран сбоку, но в сложенном для транспортировки положении;

Фиг.3 - вид с торца сложенного крана;

Фиг.4 - частичный вид в аксонометрии выставленной на одну линию стрелы, показывающий детально устройство складывания;

Фиг.5 - частичный вид сбоку выставленной на одну линию стрелы в области ее устройства складывания;

Фиг.6 - частичный вид снизу выставленной на одну линию стрелы, иллюстрирующий опоры нижних поясов ферм;

Фиг.7 - другой частичный вид сбоку стрелы во время складывания или раскладывания;

Фиг.8 - другой частичный вид сбоку полностью сложенной стрелы.

На фиг.1-3 представлен кран со складываемой башней, имеющий неподвижную опору 1, на которой установлена поворотная опора 3 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси 2. Кран состоит из мачты 4, выполненной из двух элементов 5 и 6, шарнирно соединенных между собой по горизонтальной оси 7. Нижний элемент мачты шарнирно соединен своим основанием по горизонтальной оси 8 с передней частью поворотной опоры 3. К вершине верхнего элемента мачты 6 шарнирно присоединена по горизонтальной оси 9 стрела 10, вдоль которой перемещается тележка 11, причем стрела 10 в данном случае состоит из двух элементов, а именно основания 12 стрелы и головной части 13 стрелы. Как показано на фиг.1, кран содержит также штанги 14 выпрямления мачты, устройство поддержки 15 стрелы 10 и груз 16, расположенный на задней части подвижной опоры 3.

Основание 12 стрелы имеет треугольное сечение, а головная часть 13 стрелы имеет сечение U-образной формы. Эта головная часть 13 стрелы шарнирно соединена своей задней частью с передней частью основания 12 стрелы по горизонтальной оси 17, расположенной практически на половине высоты сечения стрелы 10. Таким образом, в сложенном положении крана (см. фиг.2 и 3) оба элемента 5 и 6 мачты расположены горизонтально один над другим и оба элемента 12 и 13 стрелы также расположены горизонтально над элементами 5 и 6 мачты, причем эти элементы 12 и 13 стрелы вложены один в другой, треугольное сечение основания 12 стрелы входит в сечение U-образной формы опрокинутой головной части 13 стрелы (см. также фиг.8).

Более детально, как показывают фиг.4 и следующие, основание 12 стрелы содержит два нижних пояса 18 рамы, служащих ходовой дорожкой тележки 11, и верхний пояс 19 рамы, формирующий треугольное сечение основания 12 стрелы. Головная часть 13 стрелы содержит два нижних пояса 19 рамы и два верхних пояса 20 рамы. Пояса связаны между собой в различных местах двух элементов 12 и 13 стрелы стержнями 22, 23 и нижними траверсами 24, 25.

В передней части основания 12 стрелы верхний пояс 19 рамы разделен на две симметричных ветви 26, передние концы которых соединены поперечной втулкой жесткости 49, сквозь которую проходит горизонтальная ось 27, которая расположена на уровне верхних поясов 21 рамы головной части 13 стрелы. Две боковых пластины 28 соединяют концы втулки жесткости 49 с передними концами соответственно двух нижних поясов 18 рамы основания 12 стрелы.

В задней части головной части 13 стрелы предусмотрены две боковые вертикальные пластины 29, каждая из которых соединяет нижний пояс 20 рамы с верхним поясом 21 рамы, расположенным с той же стороны.

Горизонтальная ось 17, по которой головная часть 13 стрелы шарнирно соединена с основанием 12 стрелы, проходит через обе боковые пластины 28 и также через обе боковые пластины 29. Эта горизонтальная ось 17 имеет функциональный зазор, позволяющий освободить ее от всех усилий и сделать систему связи двух элементов стрелы статически определимой, когда стрела 10 выставлена на одной линии.

В каждой из боковых пластин 29 головной части 13 стрелы сделаны прорези в форме дуги окружности формы 30 для шарнирного соединения с центром по горизонтальной оси 17. В каждую прорезь в форме дуги окружности формы 30 входит один из концов горизонтальной оси 27, расположенной в начале основания 12 стрелы. Эта ось 27 снабжена на каждом конце приспособлением для осевой блокировки 31, таким как головка или шайба.

Шарнирное соединение, описанное выше, может быть приведено в действие посредством домкрата 32 двойного действия и рычажной системы 33.

Домкрат 32, расположенный в средней вертикальной плоскости стрелы 10, имеет корпус 34, шарнирно соединенный своим задним концом по горизонтальной оси 35 с основанием 12 стрелы на уровне верхнего пояса 19 рамы именно в той точке, где этот пояс разделяется на две ветви 26. Стержень 36 домкрата 32 шарнирно соединен своим передним концом по горизонтальной оси 37 с концом первого рычаг 38, принадлежащего рычажной системе 33.

Рычаг 38 представляет собой прямой двойной рычаг, нижний конец которого шарнирно соединен по горизонтальной оси 39 с вилкой 40, закрепленной на нижней задней траверсе 25 головной части 13 стрелы.

Рычажная система 33 содержит другой двойной рычаг 41 угловой формы. Один конец углового рычага 41 шарнирно соединен по вышеупомянутой горизонтальной оси 37 с передним концом стержня 36 домкрата 32. Другой конец углового рычага 41 шарнирно соединен по горизонтальной оси 42 с вилкой 43, закрепленной на нижней передней траверсе 24 основания 12 стрелы.

Угол 44 двойного рычага 41 допускает проход горизонтальной оси 27, как это, в частности, показано на фиг.4 и 5. Конструкция этого углового рычага 41 в виде двойного рычага, так же как и первого рычага 38, обеспечивает свободный проход стержня 36 домкрата 32.

Положение полностью выдвинутого стержня 36 домкрата 32 соответствует выставленному на одну линию положению стрелы 10, показанному на фиг.4, 5 и 6. В этом положении горизонтальная ось упирается в конец прорези в форме дуги окружности формы 30, что обеспечивает связь и непрерывность соответственно верхних 19, 26 и 21 поясов ферм, основания стрелы 12 и головной части 13 стрелы.

Кроме того, в этом выставленном на одну линию положении стрелы 10, как это представлено, в частности, на фиг.5 и 6, осуществлена направляемая связь нижних поясов ферм соответственно 18 и 20 основания стрелы 12 и головной части 13 стрелы. Эта направляемая связь осуществляется при помощи:

- горизонтальной опоры 45, горизонтальной опоры, воспринимающей силу тяжести от головной части 13 стрелы, шарнирно присоединенной по горизонтальной оси 27;

- нижних направляющих с каждой стороны стрелы 10, подкрепленных опорной пластиной 46, приваренной к переднему концу нижнего пояса 18 рамы основания 12 стрелы, предназначенных для восприятия вертикальных нагрузок;

- боковых направляющих с каждой стороны, подкрепленных опорной пластиной 47 с наклонной площадкой, предназначенных для облегчения выставления на одну линию нижних поясов 18 и 20 ферм и восприятия горизонтальных поперечных нагрузок.

Исходя из ранее описанного выставленного на одну линию положения складывание стрелы 10 получают, приводя в движение стержень 36 домкрата 32 в направлении втягивания. Основание 12 стрелы при этом удерживается практически горизонтально, а головная часть 13 стрелы поворачивается вокруг горизонтальной оси 17 и поднимается в направлении стрелки 48, проходя при этом через промежуточные положения, одно из которых показано на фиг.7.

Продолжая под действием домкрата 32 движение, головная часть 13 стрелы может опускаться на основание 12 стрелы вплоть до вхождения после поворота на 180° в основание 12 стрелы. На фиг.8 представлено положение полностью сложенной стрелы 10. В этом положении ось 27 входит в упор с другим концом прорези в форме дуги окружности формы 30.

Обратное движение стержня 36 домкрата 32 в направлении выдвижения вызывает движение в противоположном направлении - раскладывание стрелы 10, приводящее головную часть 13 стрелы в выставленное на одну линию с основанием 12 стрелы положение.

Не выходят за рамки изобретения, которые определены в прилагаемой формуле изобретения:

- предусматривая, в противоположность описанному примеру, основание стрелы с сечением U-образной формы и головную часть стрелы с треугольным сечением, элементы стрелы с любыми другими формами, укладываемыми один в другой;

- применяя то же устройство складывания для стрелы крана с более чем двумя шарнирно соединенными элементами, например, для стрелы с тремя элементами, в которой устройство установлено между промежуточным элементом стрелы и головной частью стрелы, укладываемой на промежуточный элемент.