Кран с многофункциональной стрелой - RU2271330C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к подъемным агрегатам или агрегатам для проведения погрузочно-разгрузочных работ и, в частности, к кранам, которые могут принимать различные конфигурации и выполнять различные функции, особенно это относится к стреле.

Среди кранов известны, в частности, башенные краны, преимущественно используемые при строительстве зданий, как правило, в форме параллелепипеда.

Существуют, в частности, башенные краны со сгибаемой или телескопической мачтой, с системой удержания стрелы. Типичный пример описан во французском патенте №9112384/2682096, зарегистрированный 02.10.1991 на имя Заявителя. Среди таких кранов известны примеры выполнения складных стрел, состоящих из нескольких последовательных элементов, среди них стрелы с промежуточным участком раскладывания - см., например, французском патенте №9112384/2682097, зарегистрированный 02.10.1991 на имя Заявителя.

Для использования такого крана в заданном месте необходимо предварительно определить конфигурацию крана до его монтажа или демонтировать кран для изменения конфигурации, причем выбор должен быть произведен именно между следующими конфигурациями:

- кран с горизонтальной распределительной стрелой,

- кран с распределительной стрелой Г-образной формы,

- кран с наклонной распределительной стрелой, образующей, например, угол от 30° до 45° по отношению к вертикали,

- кран с подъемной консольной стрелой [FLYING JIB].

Пространство, занимаемое при работе крана, определено выбранной конфигурацией и не позволяет обходить воздушные препятствия, такие как уже существующие здания, линии электропередач, мосты, другие соседние краны и т.п.

Пространство, занимаемое при монтаже крана, определено выбранной конфигурацией, кинематикой крана и не может быть изменено.

Пространство, занимаемое неработающим краном, в частности, краном, установленным "на флюгер", может быть значительным и создающим помехи.

Настоящее изобретение направлено на то, чтобы устранить все эти неудобства, предлагая агрегат новой концепции, легко и быстро приспосабливаемый к условиям строек, даже загроможденных, благодаря изменяемой конфигурации, которая допускает, кроме того, многочисленные способы использования одного и того же агрегата.

В связи с этим, объектом изобретения, в основном, является кран с многофункциональной стрелой, кран, имеющий мачту, установленную на опору, и распределительную стрелу, состоящую, по меньшей мере, из двух последовательных элементов, шарнирно соединенных между собой по горизонтальным осям, причем первый элемент стрелы шарнирно соединен своим задним концом по горизонтальной оси с вершиной мачты, и все элементы стрелы имеют поверхность качения для грузовой тележки; этот кран отличается тем, что по меньшей мере первый элемент стрелы пригоден к переводу в практически вертикальное положение на одну линию с поднятой мачтой с тем, чтобы увеличить высоту вышеупомянутой мачты.

Согласно предпочтительной форме исполнения изобретения распределительная стрела состоит из трех последовательных элементов стрелы, а именно основания стрелы, промежуточного элемента стрелы и головного элемента стрелы, шарнирно соединенных между собой по горизонтальным осям, и предусмотрено применение крана как только с основанием стрелы, приведенном в практически вертикальное положение на одну линию с поднятой мачтой, так и с основанием стрелы и промежуточным элементом стрелы, приведенными оба в практически вертикальное положение на одну линию с поднятой мачтой.

Преимущественно мачта крана содержит на своей вершине опорную поверхность, практически горизонтальную, и ориентированную кверху при установленной мачте, предусмотренную для взаимодействия с дополнительной опорной поверхностью, расположенной сзади первого элемента стрелы или основания стрелы. Взаимодействие этих двух опорных поверхностей обеспечивает передачу усилий, когда первый элемент стрелы выставлен на одну линию с поднятой мачтой.

Таким образом, изобретение характеризуется, в основном, тем фактом, что по меньшей мере один элемент стрелы, преимущественно два элемента стрелы, могут быть временно выставлены на одной линии с поднятой мачтой и, таким образом, стать частью этой мачты, образуя ее "продолжение", причем один или несколько других элементов образуют при этом полезную стрелу, более или менее укороченную.

Кроме того, один или несколько элементов стрелы, которые не использованы как части мачты, благодаря многочисленным предусмотренным шарнирным соединениям могут быть использованы по выбору при различных конфигурациях, а именно для образования горизонтальной распределительной стрелы, наклонной распределительной стрелы, Г-образной стрелы или подъемной стрелы. В случае использования по последней конфигурации преимуществом является то, что стрела имеет по меньшей мере один элемент, который имеет возможность поворота вокруг горизонтальной оси, расположенной на вершине мачты или на верхнем конце элемента стрелы, выставленного на одну линию с поднятой мачтой, в то время как головной элемент стрелы оставлен в практически горизонтальном положении и сохраняет распределительную функцию. Подъемная стрела может быть также распределительной по всей ее длине и при значительном угле наклона, причем все элементы этой стрелы (не используемые как части мачты) остаются выставленными по одной линии.

Благодаря своим особенностям кран, являющийся объектом изобретения, позволяет адаптировать кривые характеристик нагрузка - вылет стрелы, в особенности при строительстве зданий в форме параллелепипеда. Кроме того, изобретение позволяет адаптировать конфигурации крана к загроможденным стройплощадкам для использования зон, обычно запрещенных, и для доступа в зоны, не доступные для традиционных подъемных агрегатов или механизмов для погрузочно-разгрузочных работ (подвижные краны, погрузчики с телескопической подъемной стрелой, строительные краны). Необходимо отметить, что рабочие конфигурации крана, являющегося объектом изобретения, настолько же многочисленны и разнообразны, что и конфигурации элементов стрелы, такие которые отмечены ниже, могут быть комбинируемы с различными конфигурациями мачты, а именно, если мачта складная или телескопическая и также может быть используема в нескольких положениях.

Кроме того, благодаря своей конструкции и своим многочисленным рабочим положениям, стрела крана, являющегося объектом изобретения, может, преимущественно, принимать на своем переднем конце оборудование, приспособление или устройство, например, удлинитель стрелы, или корзину, или вилку, закрепляемые на опоре, установленной в свою очередь с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси на этом конце стрелы, что еще преумножает возможности использования крана.

Необходимо также отметить, что многочисленные шарнирные соединения крана, а именно соединения стрелы, преимущественно снабжены приводным механизмом с ходовым винтом (домкратом) или приводным механизмом с ходовым винтом (домкратом) и рычажной системой, позволяющей легко и быстро переходить от одной конфигурации к другой, например, чтобы выставить элемент стрелы на одну линию с мачтой или, наоборот, чтобы перевести его в положение, в котором он будет принадлежать к используемой части стрелы.

Изобретение будет более понятно с помощью описания со ссылками на чертежи, которые, в качестве примера, показывают форму исполнения этого крана с многофункциональной стрелой и возможности использования такого крана:

Фиг.1 - вид сбоку крана, соответствующего настоящему изобретению в полностью сложенном транспортном положении;

Фиг.2 - вид крана, показанного на фиг.1, используемого в качестве крана с подъемной стрелой, при сложенной мачте;

Фиг.3 показывает различные рабочие положения, соответствующие конфигурации на фиг.2;

Фиг.4 иллюстрирует другие рабочие положения с упором и с частично распрямленной мачтой;

Фиг.5 - вид того же крана со стороны, иллюстрирующий различные рабочие положения с распрямленной мачтой;

Фиг.6 - вид, подобный виду на фиг.5, иллюстрирующий другие рабочие положения с одним элементом стрелы, установленной на одной линии с мачтой;

Фиг.7 - вид, иллюстрирующий использование стрелы Г-образной формы, подъемной и/или с передвижной тележкой (распределительной);

Фиг.8 - вид, иллюстрирующий еще одно рабочее положение с двумя элементами стрелы, выставленными по одной линии с мачтой;

Фиг.9 иллюстрирует, на том же виде сбоку, различные рабочие положения крана, используемого в качестве опоры для корзины.

Кран, показанный на чертежах, имеет основную опору 1, установленную на колесах 2 и снабженную стабилизаторами 3. На основной опоре 1 смонтирована поворотная опора 4, ориентируемая вокруг вертикальной оси 5. На поворотной опоре установлена складываемая мачта 6, которая несет, в свою очередь, распределительную стрелу 7.

Складываемая мачта 6 состоит из двух элементов мачты - из нижнего элемента 8 мачты и верхнего элемента 9 мачты, имеющих каждый или коробчатую конструкцию (как показано), или решетчатую, полигонального поперечного сечения. Нижний элемент 8 мачты шарнирно соединен своим основанием по горизонтальной оси 10 с поворотной опорой 4. Верхний элемент 9 мачты шарнирно соединен своим основанием по горизонтальной оси 11 с вершиной нижнего элемента 8 мачты, причем это шарнирное соединение позволяет взаимный поворот на угол 180°.

Складывающаяся мачта 6 удерживается при помощи двойного упора 12, причем устройство в сборе снабжено приводом, включающим ходовые винты (домкраты) и рычажную систему, непоказанные, который осуществляет раскладывание и складывание мачты 6. В полностью сложенном положении (см. фиг.1 и 2) оба элемента 8 и 9 мачты 6 расположены горизонтально, один на другом, на поворотной опоре 4. В этом сложенном положении верхняя часть верхнего элемента 9 мачты лежит на вертикальной опоре с боковыми направляющими 41, предусмотренными сзади поворотной опоры 4. В полностью разложенном положении (см. фиг.5 и остальные) оба элемента 8 и 9 мачты 6 вытянуты в одну линию и установлены практически вертикально, причем между установленной мачтой 6 и вертикальной осью 5 может быть дан малый угол α.

Верхний элемент 9 мачты содержит на своей вершине торцевую поверхность 13, которая, как будет описано ниже, служит опорной поверхностью для задней части основания стрелы.

Распределительная стрела 7 состоит из трех последовательных элементов 14, 15 и 16 стрелы, каждый или коробчатой, или решетчатой конструкции, имеющих каждый на уровне нижней стороны поверхность качения 17.

Первый элемент 14 стрелы, называемый также основанием стрелы, шарнирно соединен своим задним концом по горизонтальной оси 18 с вершиной верхнего элемента 9 мачты, причем это шарнирное соединение позволяет взаимный поворот на угол 180°. Приводной механизм с ходовым винтом (домкратом) 19 и рычажной системой 20 связывает верхний элемент 9 мачты с основанием стрелы 14, с тем чтобы управлять поворотом этого основания стрелы 14 относительно верхнего элемента 9 мачты. Основание стрелы 14 содержит на своей задней части торцевую поверхность 21, которая служит опорной поверхностью, взаимодействуя с торцевой поверхностью 13 верхнего элемента 9 мачты при выставлении основания стрелы 14 и этого верхнего элемента 9 мачты на одну линию.

Второй элемент 15 стрелы, называемый также промежуточным элементом стрелы, в свою очередь состоит из двух участков 22 и 23.

Первый участок 22 малой длины, называемый задний участок складывания, шарнирно соединен своим задним концом по горизонтальной оси 24, расположенной на уровне поверхности качения 17, с передним концом основания стрелы. Это шарнирное соединение, позволяющее взаимный поворот на угол 180°, снабжено приводным механизмом с ходовым винтом (домкратом) 25 и рычажной системой 26.

Второй участок 23 большей длины, называемый передний участок, промежуточного элемента 15 стрелы шарнирно соединен своим задним концом по горизонтальной оси 27, расположенной на уровне поверхности качения 17, с передним концом первого участка 22. Это шарнирное соединение, позволяющее взаимный поворот на угол 90°, снабжено приводным механизмом с ходовым винтом (домкратом) 28.

Третий и последний элемент 16 стрелы, называемый также головным элементом стрелы, шарнирно соединен своим задним концом по горизонтальной оси 29, расположенной на уровне поверхности качения 17, с передним концом промежуточного элемента 15 стрелы (т.е. с передним концом второго участка 23 этого элемента 15). Это шарнирное соединение, позволяющее взаимный поворот на угол 180° снабжено приводным механизмом с ходовым винтом (домкратом) 30 и рычажной системой 31.

Стрела 7 оборудована грузовой тележкой 32, передвигающейся вдоль поверхности качения 17, приводимая лебедкой (не показана), располагаемой, преимущественно, внутри основания стрелы 14. Проход канатов, управляющих передвижением грузовой тележки 32, и подъемных канатов выполнен в различных местах шарнирных соединений стрелы 7 при помощи направляющих канатных шкивов (не показаны), обеспечивающих работу канатов во всех конфигурациях стрелы 7.

В примере исполнения, показанном на схемах, кран снабжен также кабиной управления 33, установленной на поворотной опоре 4 при помощи рычажной системы 34, образующей конструкцию в форме изменяющего форму параллелограмма и приводимого в действие непоказанным ходовым винтом (домкратом). Кабина 33 может быть перемещена из нижнего положения (фиг.1-4) в верхнее положение (фиг.5 и далее).

В сложенном транспортном положении, как показано на фиг.1, стрела 7 сложена, благодаря своим различным шарнирным соединениям, ранее описанным, таким образом, что основание 14 стрелы занимает горизонтальное положение на мачте 6, в свою очередь сложенной, у промежуточного элемента 15 стрелы ее первый участок 22 (задний участок складывания) расположен вертикально и ее второй участок 23 (передний участок) расположен горизонтально над основанием 14 стрелы, а головной участок 16 стрелы ориентирован вертикально или наклонно вниз. Головной участок 16 стрелы, расположенный таким образом, служит для крепления грузовой тележки 32. Кабина 33, опущенная, занимает место сбоку от ансамбля, образованного сложенными и положенными горизонтально мачтой 6 и стрелой 7.

Исходя из этого полностью сложенного положения, кран может быть приведен в одно из многочисленных рабочих положений согласно конфигурациям, даваемым стреле 7, которые сами могут быть скомбинированы со сложенной, частично или полностью выпрямленной мачтой 6. Так, фиг.2 и 3 показывают использование этого крана с его мачтой 6, удерживаемой в полностью сложенном положении (как в транспортном положении), фиг.4 показывает его использование с мачтой, частично выпрямленной, и фиг.5-8 показывают другие виды использования крана с мачтой 6, полностью разложенной и выпрямленной.

Согласно фиг.3 кран используют с мачтой 6, полностью сложенной, следовательно, находящейся на вертикальной опоре 41 его поворотной опоры 4, причем стрела 7 может быть использована как подъемная стрела и/или распределительная с различными конфигурациями (уточненными далее).

В варианте, показанном на фиг.4, кран оборудован упором 42, шарнирным или телескопическим, который установлен между опорой 41 его поворотной опоры 4 и элементом 9 мачты 6, точнее головной частью мачты 6. В своем развернутом положении упор 42 обеспечивает работу крана с частично выпрямленной мачтой 6. Фиг.4 показывает различные способы применения крана с полностью развернутым упором 42 и показывает также неполным образом возможность использования с частично развернутым упором 42, при этом элемент 9 мачты оказывается более близко к горизонтальному положению. Конечно, вариант с несколькими положениями упора, разрешающими многочисленные промежуточные наклонные положения элемента 9 мачты, также возможен. Упор 42 может быть шарнирно соединен своим верхним или нижним концом и может иметь приводящий ходовой винт (домкрат) или не иметь.

Кроме этого, фиг.4 показывает использование крана с подъемной стрелой 7 и распределительной передней частью 16 (головным элементом), и в варианте, показанном штриховой линией, с распределительной стрелой 7 Г-образной формы. Соответствующие способы применения, но без упора, показаны на фиг.3.

По другой особенности один или два элемента стрелы 7, а именно только основание 14 стрелы или основание 14 стрелы и промежуточный элемент 15 стрелы, могут быть выставлены по одной линии с полностью или частично выпрямленной мачтой 6 и таким образом удлинить мачту 6, при этом, как следствие, сократив полезную длину стрелы 7.

В частности, кран может быть использован в качестве крана с распределительной стрелой 7, практически горизонтальной, при различных конфигурациях, описанных далее.

Кран используют с "длинной" распределительной стрелой 7, все три элемента которой 14, 15 и 16 выставлены на одной линии практически горизонтально - см. положение, отмеченное буквой "А" на фиг.5; одни соответствующие поверхности качения 17 всех трех элементов 14, 15 и 16 становятся продолжением других, образуя прямолинейную и непрерывную поверхность качения, вдоль которой перемещается грузовая тележка 32.

Кран используют со "средней" распределительной стрелой 7, причем первый элемент 14 стрелы продолжает разложенную и установленную мачту 6, которую он продолжает вверх, и ее второй и третий элементы 15 и 16 выставлены практически горизонтально - см. положение, отмеченное буквой "В" на фиг.6.

Кран используют с "короткой" распределительной стрелой 1, причем первый и второй элементы 14 и 15 стрелы продолжают разложенную и установленную мачту 6, которую они продолжают вверх, и только третий элемент 16 или головной элемент выставлен практически горизонтально - см. положение, показанное на фиг.8.

Кран используют с его частично разложенной стрелой 7, причем первый элемент 14 выставлен практически горизонтально, первый участок или участок складывания 22 промежуточного элемента 15 ориентирован вверх и второй участок или передний участок 23 этого промежуточного элемента 15, как и головной элемент 16 стрелы, оказываются на одной линии на первом элементе 14 стрелы, повернутые на 180° - см. положение, отмеченное буквой "С" на фиг.5.

Исходя из только что описанных конфигураций, один и тот же кран может быть использован с подъемной распределительной стрелой 7, образующей угол от 0° до 45° с горизонталью, даже больше. Эта возможность комбинируется с различными длинами используемых стрел, получаемые при этом конфигурации легко себе представить.

Другой тип использования определен как стрела Г-образной формы. При этом типе использования основание 14 стрелы образует промежуточный угол, заключенный между 0° и 90° по отношению к горизонтали, следовательно, также и по отношению к мачте. Остальная часть стрелы 7, т.е. второй и третий элементы 15 и 16 стрелы удерживается практически горизонтально (по меньшей мере более или менее наклонно). Такая Г-образной форма конфигурации стрелы отмечена положением "D" на фиг.5, а также на фиг.7 (см. далее).

Кран может быть использован также как кран с подъемной стрелой.

При таком типе использования грузовая тележка 32 удерживается на головном элементе 16 стрелы, который в варианте может быть расположен горизонтально и сохранять распределительные функции. Согласно одной из возможностей первый и второй элементы 14 и 15 стрелы вытянуты в линию и имеют возможность поворота вокруг горизонтальной оси 18, расположенной на вершине мачты 6 - см. положение, обозначенное буквой "Е" на фиг.5. Согласно другой возможности первый элемент 14 стрелы составляет одну линию с поднятой мачтой 6 и только второй элемент 15 стрелы с его двумя участками 22 и 23, составляющими прямую линию, - имеет возможность поворота вокруг горизонтальной оси 24 на вершине мачты, высота которой здесь увеличена при помощи элемента 14 стрелы - см. положение, обозначенное буквой "F" на фиг.6. Фиг.2 показывает еще один пример использования крана с подъемной стрелой, в котором элементы 14 и 15 стрелы вытянуты в линию и имеют возможность поворота вокруг горизонтальной оси 18, находящейся в нижнем положении, так как мачта 6 остается при этом сложенной. При этом используется опора 41 для обеспечения работы крана с мачтой 6, лежащей горизонтально.

Согласно другому варианту при том же использовании крана, как крана с подъемной стрелой, элементы 14, 15, 16 стрелы 7 (которые не использованы как части мачты) вытянуты в линию таким образом, что стрела 7 становится распределительной по всей длине ее элементов. Это показано на фиг.5, позиция "Е1", для подъемной стрелы распределительной по всей длине ее трех элементов 14, 15, 16, вытянутых в линию, и на фиг.6, позиция "F1", для подъемной стрелы распределительной по длине ее двух передних элементов 15 и 16, вытянутых в линию.

Этот последний вариант может быть объединен с Г-образной формой, удерживая первый элемент 14 стрелы наклонно, как показано на фиг.7.

Во всех случаях подъемной распределительной стрелы стрела 7 (или подъемная часть стрелы 7) между своим нижним положением и максимально поднятым положением имеет угол отклонения β, который может быть порядка 45° под нагрузкой (этот угол может быть выше при использовании крана с малой нагрузкой или без груза).

Различные конфигурации, описанные выше, могут быть изменены во время рабочего цикла крана, например, в зависимости от очередности:

- переход от распределительной стрелы 7 (разгрузка грузовика) к подъемной стреле 7 для распределения груза на вершине здания;

- обход здания 35 путем перевода стрелы 7 и мачты 6 на одну прямую перед возвратом к конфигурации распределительной стрелы 7 для подачи груза 36 на другую часть стройки (см. фиг.8);

- погрузка-разгрузка груза через отверстие, используя комбинацию подъема мачты 6 с одним из вариантов Г-образной формы стрелы 7.

Головной элемент стрелы 16 может быть заменен в своем назначении крайнего элемента простой траверсой, служащей опорой для концевого шкива для канатов, управляющих перемещением грузовой тележки 32, и точкой фиксации грузового каната, причем вышеупомянутая траверса закреплена на переднем участке 23 "промежуточного" элемента 15 стрелы. В транспортном положении крана грузовая тележка 32 в этом случае помещена на один из участков 22 или 23 "промежуточного" элемента 15.

В случае удаления головного элемента стрелы 16 "промежуточный" элемент 15 стрелы может быть оборудован, в порядке компенсации, на своем переднем конце, как показано на фиг.9, опорой, шарнирно соединенной по горизонтальной оси 38, с корзиной 39. Шарнирное соединение опоры 37 на элементе 15, позволяющее относительный поворот на 180°, снабжено приводным механизмом с ходовым винтом (домкратом) и рычажной системой. В таком положении корзина 39 может быть приведена во множество рабочих положений, таких как отмеченные буквами "G", "Н", "I" и "J", используя различные шарнирные соединения крана и, в частности, уже объясненные выше возможности выставлять на одной линии первый элемент 14 стрелы, или два элемента 14 и 15, с мачтой 6, поднятой и распрямленной (в иллюстрируемых примерах). В частности, в позиции, отмеченной буквой "G", корзина 39 может быть введена в зону, отделенную от основной опоры 1 стеной 40 или другим препятствием более или менее высоким. Мачта 6 может быть сложенной или частично разложенной.

В непредставленных вариантах на опоре 37 может быть установлено другое оборудование, механизмы или приспособления, или особый инструмент, например ковш, позволяющий проведение подъемных, погрузочно-разгрузочных, земляных или других работ.

Само собой разумеется, и это вытекает из вышесказанного, что изобретение не ограничивается только одной формой исполнения и только теми вариантами использования крана с многофункциональной стрелой, которые были описаны выше в качестве примера, но, наоборот, охватывает все варианты изготовления и применения, соответствующие тому же принципу. Так, в частности, не выходят за рамки изобретения:

- изготавливая мачту только из одного участка фиксированной длины или нескольких телескопических участков;

- изготавливая мачту и элементы стрелы в виде конструкций произвольной формы и сечения, например, выполняя основание стрелы в виде конструкции с треугольным сечением;

- изменяя число или распределение элементов или участков стрелы, например, выполняя весь промежуточный элемент стрелы как единый жесткий участок;

- заменяя приводные устройства, относящиеся к различным шарнирным соединениям, одинаковыми устройствами, ранее указанными;

- устанавливая ту же структуру крана на основную опору или другой несущий элемент любого типа и формы, передвижной или нет;

- предусматривая на этом кране любое расположение кабины или поста управления, отличное от рассмотренного частного примера;

- добавляя тяги и стойки [STRUTS] для увеличения жесткости конструкции.

Реферат

Изобретение относится к подъемным агрегатам для погрузочно-разгрузочных работ. Кран включает установленную на опоры 1, 4, мачту 6 и распределительную стрелу 7, состоящую из последовательных элементов 14, 15, 16, шарнирно соединенных между собой по горизонтальным осям 24, 29, причем первый элемент 14 стрелы шарнирно соединен по горизонтальной оси 18 с вершиной мачты 6. Первый элемент 14 стрелы и в случае необходимости следующий элемент 15 могут быть переведены в практически вертикальное положение на одну линию с поднятой мачтой 6 с тем, чтобы увеличить высоту мачты. Все элементы 14, 15, 16 стрелы имеют поверхность качения 17 для грузовой тележки 32 и эти элементы могут быть используемы в различных положениях. Промежуточный элемент стрелы состоит из двух участков: заднего участка складывания малой длины и переднего участка большей длины, позволяющие использовать частично сложенную стрелу, причем передний участок промежуточного элемента стрелы и головной элемент стрелы, выставленные в практически горизонтальное положение, оказываются на одной линии на первом элементе стрелы. Изобретение расширяет зону обслуживания. 8 з. п. ф-лы, 9 ил.

Формула