кран-погрузчик (варианты)

Формула изобретения

1. Кран-погрузчик, содержащий башню с прикрепленной к ней балочной стрелой и противовесной консолью, в направляющих балочной стрелы установлена приводная грузовая тележка с рабочим органом, например грейфером, который связан с грузовой тележкой гибкой канатной связью, отличающийся тем, что кран оснащен по крайней мере одной приводной дополнительной грузовой тележкой с закрепленным на ней посредством манипулятора дополнительным рабочим органом, например дополнительным грейфером, дополнительная грузовая тележка установлена с возможностью перемещения и фиксации в направляющих стрелы или в направляющих противовесной консоли, манипулятор дополнительной грузовой тележки шарнирно связан с соответствующим ему дополнительным рабочим органом.

2. Кран-погрузчик, содержащий башню с прикрепленной к ней балочной стрелой, на которой в направляющих установлена приводная грузовая тележка с рабочим органом, например грейфером, который связан с грузовой тележкой гибкой канатной связью, отличающийся тем, что кран оснащен по крайней мере одной приводной дополнительной грузовой тележкой с закрепленным на ней посредством манипулятора дополнительным рабочим органом, например дополнительным грейфером, дополнительная грузовая тележка установлена с возможностью перемещения и фиксации в направляющих стрелы, манипулятор дополнительной грузовой тележки шарнирно связан с соответствующим ему дополнительным рабочим органом.

3. Кран-погрузчик по п.2, отличающийся тем, что привод перемещения дополнительной грузовой тележки включает жесткую тягу, концы которой в рабочем положении связаны с основной и дополнительной грузовыми тележками.

4. Кран-погрузчик по п.2, отличающийся тем, что фиксация дополнительной грузовой тележки осуществлена упором, который связан с дополнительной грузовой тележкой и стрелой.

5. Кран-погрузчик по п.1 или 2, отличающийся тем, что дополнительная грузовая тележка связана с дополнительным приводом перемещения этой тележки, которым оснащен кран-погрузчик.

Описание изобретения к патенту

Изобретение кран-погрузчик (два варианта) относится к погрузочно-разгрузочным машинам, в частности к кранам для разгрузки транспорта и погрузки в транспорт преимущественно бревен, а также для их складирования, перевалки и иной переработки в процессе транспортировки. Изобретение представлено двумя вариантами кранов-погрузчиков, которые предназначены для использования, в основном, в конструкциях лесопогрузчиков. Изобретение может использоваться в погрузочных машинах для погрузки, разгрузки и перевалки длинномерных грузов.

Известен перегружатель материалов, содержащий неповоротную раму, на которой посредством опорно-поворотного круга установлена башня, при этом на верхней раме башни закреплена кабина оператора, приводную от гидропривода стрелу, гидропривод, включающий гидроцилиндры поворота звеньев стрелы, которые шарнирно связаны между собой, при этом на конце стрелы закреплен соединенный с гидроприводом грейфер [1]. Рабочий орган данного перегружателя располагается на большом расстоянии от поверхности земли с целью обеспечения возможности работы с материалами, уложенными в высокие штабеля.

В другом известном техническом решении с целью повышения обзорности кабина оператора башенного крана расположена на его крюковой подвеске, причем подвеска связана с грузовой тележкой, которая установлена в направляющих стрелы крана [2].

Известны башенные краны, используемые в качестве кранов-погрузчиков [3-7]. Кран-погрузчик [7] содержит портал для проезда под ним железнодорожных вагонов и другого транспорта, при этом на портале установлена башня с балочной стрелой, установленную на балочной стреле грузовую тележку с крюковой обоймой и грузозахватным рабочим органом, связанным с крюковой обоймой. Кран-погрузчик [7] реализован в конструкции лесопогрузчика КБ-578, который содержит все признаки технического решения [7].

Лесопогрузчик КБ-578 используется на погрузке и разгрузке бревен из транспорта, включая железнодорожные полувагоны, проходящие под краном через проем портала. При грузовой переработке леса (погрузке-выгрузке) кран-погрузчик [7] оснащают навесным оборудованием, в частности грейферным захватом, имеющим гибкую (канатную) связь с крюковой подвеской крана. Данная гибкая связь обеспечивает перемещение грейфера вверх-вниз и не обеспечивает активную управляемость грейфером в других направлениях.

Поскольку бревна не пакетированы и их переработка ведется из штабелированных навалом массивов бревен, а также осуществляется выгрузка бревен в навал, то существенным недостатком известного крана-погрузчика с грейферным челюстным захватом является то, что малый вес такого захвата не позволяет эффективно внедряться с достаточным усилием в штабель леса. Для полного заполнения захвата приходится многократно производить зачерпывание или захват бревен челюстями грейфера. Это приводит к существенным трудозатратам при переработке бревен, интенсивной загрузке лесопогрузчика и большому простою транспорта под погрузкой и выгрузкой. В случае замены челюстных грейферов на канатные стропы возникает проблема заведения их петель под лежащие в штабелях бревна во время погрузки. Другой проблемой является высвобождение строп из-под завала выгруженной связки бревен после ее опускания, поскольку стропы оказываются защемленными выгружаемой связкой бревен. В связи с этим крюком крана приходится выдергивать стропы за их один конец, что категорически запрещено. Однако на практике такие нарушения довольно часты. В результате это приводит к поломкам крана и преждевременному износу строп.

Известен портальный кран, содержащий портал, поворотную колонну со стрелой, при этом на портале установлена поворотная платформа с выдвижной секцией, образующей дополнительную стрелу, на конце которой выполнена обойма с установленной в ней штангой с закрепленным на ее конце поворотным рычажным механизмом и грузозахватным органом. Это техническое решение предназначено для выполнения строительно-монтажных операций [8]. Кран представляет собой по сути башенный кран с балочной стрелой, грузовой тележкой, второй грузовой тележкой, на которой подвижно в вертикальном направлении установлена рука манипулятора с крюковым захватом.

Известен кран-манипулятор, содержащий башню, закрепленную на башне балочную стрелу, на которой подвешена траверса с установленной на ней тележкой, при этом на тележке установлен рычажный манипулятор с грузозахватным органом [9]. Данное техническое решение предназначено для переработки крупногабаритных грузов.

Известен башенный кран с манипулятором на стреле, при этом манипулятор закреплен на тележке и имеет захват [10].

Известен кран-погрузчик, содержащий башню с прикрепленной к ней балочной стрелой, на которой в направляющих установлена приводная грузовая тележка с рабочим органом, который связан с грузовой тележкой гибкой канатной связью [11]. Башня этого крана-погрузчика является вращающейся, поскольку она установлена на поворотной раме опорно-поворотного устройства. Этот кран не имеет противовесной консоли. Кран-погрузчик [11], как и кран-погрузчик [7], при необходимости оснащается грейферным захватом и используется для погрузки и выгрузки длинномерных грузов, при этом он имеет все вышеописанные недостатки крана-погрузчика [7].

Прототипом первого варианта крана-погрузчика по сути и достигаемому результату является кран-погрузчик, содержащий башню с прикрепленной к ней балочной стрелой и противовесной консолью, в направляющих балочной стрелы установлена приводная грузовая тележка с рабочим органом, например грейфером, который связан с грузовой тележкой гибкой канатной связью [7].

Прототипом второго варианта крана-погрузчика по сути и достигаемому результату является кран-погрузчик, содержащий башню с прикрепленной к ней балочной стрелой, на которой в направляющих установлена приводная грузовая тележка с рабочим органом, например грейфером, который связан с грузовой тележкой гибкой канатной связью [11]. Башня этого крана - вращающаяся.

Достигаемым техническим результатом данного изобретения является повышение производительности крана-погрузчика.

Для решения поставленной задачи в первом варианте кран-погрузчик, содержащий башню с прикрепленной к ней балочной стрелой и противовесной консолью, в направляющих балочной стрелы установлена приводная грузовая тележка с рабочим органом, например грейфером, который связан с грузовой тележкой гибкой канатной связью, - оснащен по крайней мере одной приводной дополнительной грузовой тележкой с закрепленным на ней посредством манипулятора дополнительным рабочим органом, например дополнительным грейфером, каждая дополнительная грузовая тележка установлена с возможностью перемещения и фиксации в направляющих стрелы или в направляющих противовесной консоли, манипулятор каждой дополнительной грузовой тележки шарнирно связан с соответствующим ему дополнительным рабочим органом.

В другом варианте кран-погрузчик, содержащий башню с прикрепленной к ней балочной стрелой, на которой в направляющих установлена приводная грузовая тележка с рабочим органом, например грейфером, который связан с грузовой тележкой гибкой канатной связью, - оснащен по крайней мере одной приводной дополнительной грузовой тележкой с закрепленным на ней посредством манипулятора дополнительным рабочим органом, например, дополнительным грейфером, каждая дополнительная грузовая тележка установлена с возможностью перемещения и фиксации в направляющих стрелы, манипулятор каждой дополнительной грузовой тележки шарнирно связан с соответствующим ему дополнительным рабочим органом.

В обоих вариантах дополнительная грузовая тележка связана с дополнительным приводом перемещения этой тележки, которым оснащен кран-погрузчик.

По второму варианту привод перемещения дополнительной грузовой тележки включает жесткую тягу, концы которой в рабочем положении связаны с основной и дополнительной грузовыми тележками.

По второму варианту фиксация дополнительной грузовой тележки осуществлена упором, который связан с дополнительной грузовой тележкой и стрелой.

На фиг.1 показан кран-погрузчик (первый вариант) с балочной стрелой, противовесной консолью, дополнительной приводной грузовой тележкой с дополнительным грейфером;

на фиг.2 - вид со стороны основной приводной грузовой тележки, стрела установлена вдоль рельсового пути (выдвижная часть нижнего звена манипулятора втянута);

на фиг.3 - схема взаимного расположения на стреле основной и дополнительной приводных грузовых тележек с их приводами;

на фиг.4 - схема взаимного расположения на стреле основной и дополнительной приводных грузовых тележек, связанных между собой тягой;

на фиг.5 - средство фиксации дополнительной грузовой тележки;

на фиг.6 - кран-погрузчик с манипулятором в сложенном положении с дополнительной приводной грузовой тележкой с манипулятором и дополнительным грейфером;

на фиг.7 - кран-погрузчик с установленной на его противовесной консоли дополнительной приводной грузовой тележкой с манипулятором и дополнительным грейфером;

на фиг.8 - кран-погрузчик с установленными на его противовесной консоли и на стреле дополнительными приводными грузовыми тележками с манипуляторами и дополнительными грейферами;

на фиг.9 - второй вариант исполнения крана-погрузчика, имеющего балочную стрелу (кран без противовесной консоли с вращающейся башней);

на фиг.10 - первый вариант крана-погрузчика с установленными на его стреле двумя дополнительными приводными грузовыми тележками с манипуляторами и дополнительными грейферами, и одной дополнительной приводной грузовой тележкой с манипулятором и дополнительным грейфером, установленными на противовесной консоли.

Кран-погрузчик (первый вариант исполнения) включает установленный на рельсовом пути с возможностью передвижения по нему портал 1 (фиг.1), имеющий привод передвижения, закрепленную на портале башню 2, с которой связаны противовесная консоль 3 и балочная стрела 4. На стреле в направляющих установлена грузовая тележка 5, имеющая крюковую подвеску 6 с подвешенным на ней основным рабочим органом, например грейфером 7. Следует отметить, что кран-погрузчик может не иметь портала. В этом случае он выполняет все функции, кроме связанных с наличием центрального портального проема. Приводная грузовая тележка 5 имеет канатный привод ее перемещения. Ветвь 8 каната (фиг.3) привода грузовой тележки 5 расположена в верхней части стрелы, а ветвь 9 каната этого привода расположена в нижней части стрелы. Одни концы каждой ветви каната соединены с грузовой тележкой 5, а другие концы каждой ветви каната закреплены на барабане лебедки 10 крана-погрузчика. Последняя установлена на стреле 4. Верхняя часть крана-погрузчика (фиг.1) закреплена на опорно-поворотном устройстве 11, которое расположено над башней 2 крана-погрузчика. На поворотной части опорно-поворотного устройства 11 крана-погрузчика закреплена кабина 12 оператора. Кран-погрузчик имеет приводную дополнительную грузовую тележку 13, подвижно установленную в направляющих стрелы 4 с возможностью ее фиксации в рабочем положении. На дополнительной грузовой тележке 13 (на ее нижней или иной стороне) установлен манипулятор, включающий поворотное устройство 14 и связанный с ним рычажный механизм, на конце которого закреплен дополнительный рабочий орган, например дополнительный грейфер 15. Грузоподъемность дополнительного грейфера 15 меньше грузоподъемности грейфера 7. Дополнительная грузовая тележка 13 может иметь самостоятельный привод, например, связанную с ней лебедку 16 (фиг.3). Привод дополнительной грузовой тележки 13, перемещающий и фиксирующий ее в рабочем положении, выполнен в одном варианте аналогично описанному выше приводу грузовой тележки 5. Перемещение приводной дополнительной грузовой тележки 13 по стреле 4 может осуществляться от привода грузовой тележки 5 жесткой тягой 17 (фиг.4), посредством которой грузовую тележку 5 соединяют с дополнительной тележкой 13. В этом варианте дополнительную грузовую тележку 13 фиксируют в рабочем положении жесткой тягой 17 и приводом грузовой тележки 5. При этом во время работы манипулятора тележка 5 располагается рядом с дополнительной грузовой тележкой 13. Дополнительная грузовая тележка 13 может иметь средство ее фиксации на стреле 4, которое представляет собой упор 18 (фиг.5), выполненный, например, в виде входящего в отверстия стрелы 4 и дополнительной грузовой тележки 13 стержня. При этом грузовая тележка отводится на расстояние, не препятствующее проведению работ с дополнительным грейфером.

Кран-погрузчик имеет гидропривод 19 (фиг.1), все компоненты которого (насос, бак, клапаны, гидрораспределители, электромагниты управления) установлены на дополнительной грузовой тележке 13. Рычажный механизм манипулятора выполнен, например, из первого звена 20, шарнирно связанного с поворотным устройством 14 манипулятора и, по крайней мере, одного второго звена 21, шарниром 22 связанного с первым звеном 20. Звено 20 также связано шарнирно с гидроцилиндром 23. Последний шарниром 24 связан с поворотным устройством 14 манипулятора. Нижний конец второго звена 21 шарниром 25 соединен со звеном 26, имеющим, по крайней мере, одну телескопируемую пару. На конце выдвижной части 27 нижнего звена 26 через ротатор 28 закреплен дополнительный грейфер 15, имеющий поворотные от гидроцилиндров 29 челюсти 30 грейфера. Первое и второе звенья 20 и 21, второе звено 21 и звено 26 соединены, соответственно, вторым и третьим гидроцилиндрами 31 и 32. Телескопируемая пара звена 26 имеет гидроцилиндр 33, связанный с выдвижной частью 27 звена 26.

Кран-погрузчик имеет дополнительную кабину 34 оператора, которая предназначена для управления дополнительным грейфером 15. Эта кабина в одном исполнении крана может быть установлена на стреле 4 и неподвижно закреплена на ней, а в другом исполнении - дополнительная кабина 34 может быть установлена на поворотной части поворотного устройства 14 манипулятора. В последнем исполнении дополнительная кабина 34 имеет возможность поворачиваться вокруг вертикальной оси дополнительной грузовой тележки 13. Предусмотрен вариант электромагнитного управления дополнительным грейфером 15 из основной кабины 12 оператора. В этом исполнении дополнительную кабину на кране-погрузчике не устанавливают. Предусмотрен вариант исполнения крана-погрузчика, когда на его стреле 4 установлены несколько дополнительных приводных идентичных грузовых тележек 13 с манипуляторами и дополнительными грейферами 15 (фиг.10). Это исполнение не исключает установку на противовесной консоли крана-погрузчика одной или двух дополнительных приводных грузовых тележек с манипуляторами и дополнительными грейферами. В этом случае привод по крайней мере одной дополнительной грузовой тележки 13, установленной на противовесной консоли, осуществляют аналогично описанному выше приводу канатом 9 (фиг.8) от лебедки 10 или от лебедки 16 (фиг.4), которую устанавливают на противовесной консоли. Или привод дополнительной грузовой тележки 13, которая установлена на противовесной консоли, может быть осуществлен от лебедки (не показана) перемещения противовеса, которая имеется на противовесной консоли выпускаемых кранов. Перемещение и фиксация одной или двух дополнительных грузовых тележек по противовесной консоли осуществляют вышеописанным аналогичным образом.

Во втором варианте крана-погрузчика (фиг.9) имеют место все вышеперечисленные элементы крана-погрузчика первого варианта, за исключением противовесной консоли, которую второй вариант крана-погрузчика не имеет.

В обоих вариантах крана-погрузчика дополнительная грузовая тележка, установленная в направляющих стрелы, может быть расположена на стреле до или после основной грузовой тележки по ходу ее перемещения.

Работает кран-погрузчик (первый вариант) следующим образом.

Перемещение и работа основного грейфера 7 (фиг.1) осуществляется известным образом, а перемещение дополнительного грейфера 15 осуществляется рычажным механизмом манипулятора в трех взаимно перпендикулярных плоскостях, когда основной грейфер 7 не работает. При выполнении рабочих операций, связанных с поступательными перемещениями дополнительного грейфера 15 относительно оси поворотного устройства 14, дополнительный грейфер перемещают соответствующими поворотами рычагов 20, 21 и 26 манипулятора от действия гидроцилиндров манипулятора. Дополнительный грейфер 15, имеющий меньшую грузоподъемность в сравнении с грузоподъемностью грейфера 7, принудительно погружает в массив бревен свои челюсти 30, захватывает бревна и перемещает их в зону выгрузки. При этом усилие погружения челюстей 30 дополнительного грейфера 15 обеспечивается гидроцилиндром 33 путем выдвижения выдвижной части 27 звена 26. Поворот дополнительного грейфера 15 в горизонтальной плоскости относительно своей оси обеспечивается ротатором 28.

Когда стрела 4 располагается вдоль рельсового пути, дополнительным грейфером 15, имеющим большие скорости перемещений и принудительность движений, осуществляют быструю разгрузку-загрузку боковых штабелей 35 или загрузку-разгрузку полувагонов, барж, бортовых автомобилей, что создает значительный экономический эффект, получаемый как от повышения производительности крана-погрузчика, так и от сокращения времени простоя транспорта под погрузкой и выгрузкой. Если на стреле установлено несколько дополнительных грузовых тележек 13 с дополнительными грейферами 15, то выгрузка (или загрузка) железнодорожного состава ведется одновременно из нескольких полувагонов состава. Аналогичным образом работает кран-погрузчик с другими транспортными средствами, когда они установлены вдоль стрелы крана или когда транспортное средство, например баржа, расположена вдоль стрелы.

Поворот в горизонтальной плоскости всех упомянутых звеньев рычажного механизма каждого манипулятора вместе с дополнительным грейфером 15 относительно оси дополнительной грузовой тележки 13 осуществляется поворотным устройством 14 манипулятора.

В одном случае перемещают дополнительную грузовую тележку 13 вдоль стрелы 4 лебедкой 16 (фиг.3), в другом случае перемещают дополнительную грузовую тележку 13 вдоль стрелы приводом грузовой тележки 5 через жесткую тягу 17 (фиг.4). Для удаления грузовой тележки 5 с грейфером 7 из зоны действия манипулятора дополнительную грузовую тележку 13 фиксируют, например, с помощью упора 18 (фиг.5) и после этого отсоединяют конец тяги 17 (фиг.4) от одной из тележек. Далее грузовая тележка 5 своим приводом - лебедкой 10 удаляется из зоны действия манипулятора.

Предусмотрен способ перевалки или погрузки бревен, заключающийся в том, что во время погрузки или перевалки бревен сначала грейфером 15 меньшей грузоподъемности (фиг.1) зачерпывают бревна малыми захватками, соответствующими грузоподъемности грейфера 15 и перегружают их в специальные накопители (карманы). Затем бревна из накопителей захватывают грейфером 7 и грузят их на транспорт или перемещают в зону перевалки механизмами крана-погрузчика. Используя этот способ, краном-погрузчиком можно осуществлять формирование большегрузных пакетов или загрузку специальных контейнеров. Для этого в накопителях (не показаны) производят пакетирование или контейнеризацию бревен, после чего из накопителей осуществляют погрузку пакетов или контейнеров на железнодорожный подвижной состав, баржи или на контейнеровозы.

Такой способ переработки бревен или иных длинномерных материалов реализуется благодаря большой грузоподъемности грейфера 7 крана-погрузчика, поскольку он имеет крюковую подвеску 6 этого грейфера.

Если на противовесной консоли 3 и стреле 4 установлено по крайней мере по одному дополнительному грейферу 15 (фиг.8), или только на противовесной консоли 3 установлен по крайней мере один дополнительный грейфер 15 (фиг.7), или на стреле 4 установлены по крайней мере два дополнительного грейфера 15, то кран-погрузчик работает по вышеописанным схемам работы.

Кран-погрузчик (второй вариант, фиг.9) работает аналогично первому варианту крана-погрузчика.

Преимущества обоих вариантов крана-погрузчика заключаются в том, что они обеспечивают возможность охвата большой площади мест перевалки, погрузки и разгрузки бревен, при этом использование для этих целей по крайней мере двух рабочих органов обеспечивает возможность реализации нового способа переработки длинномерных грузов, в частности бревен. Представленные в данном описании краны-погрузчики существенно уменьшают трудоемкость погрузки и выгрузки бревен, сокращают простой транспорта под погрузкой и выгрузкой, обеспечивают возможность создания крупных терминалов высокой производительности для перевалки длинномерных грузов.

Источники информации

1. ЕР 1075450 А1, 02.03.2000.

2. RU 2006449, 30.01.1994.

3. Строительные машины, справочник под ред. В.А.Баумана и Ф.А.Лапира, изд. 4-ое, переработанное и дополненное, М.: Машиностроение, т.1, 1976, стр.21, рис.215.7 и стр.222, рис.224.

4.Справочник по специальным работам. Подъемно-транспортное оборудование для монтажных и специальных работ. / Под ред. А.И.Щепетьева, изд. 3-е, переработанное и дополненное, М.: Стройиздат, 1974, стр.486, рис.7-11.

5. RU 94012427 А1, 20.03.1996.

6. DD 35436 A, 25.02.1965.

7. RU 2172291 С1, 14.07.1999 (прототип первого варианта крана-погрузчика).

8. SU 211049, 08.11.1968.

9. SU 1668278, 07.08.1991.

10. SU 1355598, 30.11.1987.

11. Кран портальный полноповоротный с горизонтальной стрелой. Проспект «Кран портальный», ОАО «БАЛТКРАН», 2000 г. (прототип второго варианта).