ПОРТАЛ БАШЕННОГО КРАНА

Данное техническое решение относится к грузоподъемной технике, в частности к башенным кранам, у которых ходовая рама выполнена в виде портала, опирающегося на ходовые тележки на рельсовом ходу.

Известны крановые порталы, каждый из которых содержит верхнюю часть (раму) и соединенные с ней стойки, образующие с рамой портал, при этом рама и стойки имеют решетчатую или коробчатые конструкции [1].

Известен портал башенного крана, содержащий верхнюю раму с опорным кругом, соединенные с верхней рамой стойки, нижние концы которой связаны между собой шарнирно прикрепленной к ним растяжкой [2].

Элементы данного портала соединены между собой сварными соединениями, портал имеет большие габариты. В результате установка такого портала и его транспортировка к месту установки связана с большой трудоемкостью.

Известен портал башенного крана, выполненный из верхней рамы, соединенных с ней стоек, нижние концы которых связаны между собой растяжками, каждая из которых шарнирно связана с нижним концом стойки [3].

Известен портал грузоподъемного крана, содержащий стойки, соединенные оголовком с ригелем, часть каждой стойки, расположенная ниже ригеля выполнена в виде Г-образной опоры, соединенной шарнирно со смежной опорой и дополнительно - стяжками [4].

Известен также портал подъемно-транспортной машины, содержащий оголовок или верхнюю раму, изогнутые опоры, которые вдоль пути попарно соединены нижними стяжками, верхние стяжки, которые соединены с опорами по диагонали, фланцы соединения рамы с опорами [5].

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению по сути и достигаемому эффекту является портал башенного крана, содержащий верхнюю опорную раму, связанные с ней стойки, связанные со стойками нижние продольные балки с отверстиями под шкворни ходовых тележек [6].

Стойки, балки и рама этого технического решения имеют коробчатую цельную конструкцию, причем стойки жестко связаны с рамой портала.

Монтаж (установка) данного портала на подкрановом рельсовом пути связана с большой трудоемкостью вследствие большого веса портала и его больших габаритов. Данное техническое решение реализовано в конструкции башенного портального крана-погрузчика КБ-578 [7], портал которого выполнен в соответствии с техническим решением, представленным в описании изобретения [6].

Решаемой и достигаемой задачей данного изобретения является упрощение конструкции портала, снижение трудоемкости его изготовления, монтажа и демонтажа.

Для этого в портале башенного крана, содержащем верхнюю опорную раму, связанные с ней стойки, связанные со стойками нижние продольные балки с отверстиями под шкворни ходовых тележек, - опорная рама связана со стойками шарнирными соединениями, в нижней части опорной рамы выполнены гнезда, в каждом гнезде расположено шарнирное соединение стойки с опорной рамой, каждая продольная балка в ее средней части имеет расположенные вблизи друг от друга проушины под пальцы разъемных соединений и между этими проушинами расположен конус, стойки соединены с балками пальцами разъемно, каждая стойка выполнена из жестко соединенных между собой пары наружной и внутренней опор, в средней части каждой продольной балки выполнен конус, обращенный вершиной в сторону рамы, при этом конус расположен на балке между смежными внутренними опорами стоек.

Каждая стойка имеет Λ-образную форму, образованную парой опор, в нижней части опорной рамы выполнены гнезда, в каждом гнезде расположено шарнирное соединение стойки с опорной рамой, каждая продольная балка в ее средней части имеет расположенные вблизи друг от друга проушины под пальцы разъемных соединений и между этими проушинами расположен конус.

Ближайшее расстояние между поверхностью конуса до центра смежной с этой поверхностью отверстия проушины балки равно расстоянию от внешней поверхности нижней части внутренней опоры до центра отверстия проушины этой опоры.

Опоры каждой стойки жестко соединены между собой в верхней части перемычкой, а в нижней части растяжкой.

В каждом гнезде опорной рамы выполнена наклонная стенка, расположенная с возможностью взаимодействия с наружной опорой в крайнем верхнем ее положении.

Центр каждого пальца, соединяющего опорную раму со стойкой, расположен между центром тяжести каждой стойки и центральной осью опорной рамы таким образом, что между центром тяжести и вертикальной линией, проходящей через центр пальца, образовано плечо действия от массы стойки силы, создающей момент вращения, направленный в сторону осевой линии опорной рамы.

На фиг.1 показан портал в сборе с ходовыми тележками крана.

На фиг. - вид А на фиг.1.

На фиг.3 - вид А на фиг.1 (ходовые тележки, кабельный барабан и лестницы портала сняты).

На фиг.4 - вид Б на фиг.3.

На фиг.5 - шарнирное соединение стоек портала с опорной рамой портала, сечение Г-Г на фиг.3.

На фиг.6 - сечение Е-Е на фиг.3.

На фиг.7 - сечение Д-Д на фиг.3.

На фиг.8 - соединение балки портала со шкворнем ходовой тележки.

На фиг.9 - соединение балок с рамой портала.

Портал башенного крана содержит верхнюю опорную раму 1 (фиг.1), нижние продольные балки 2 и Λ-образные стойки 3 и 4 (далее - стойки), шарнирно связанные верхней частью с рамой 1, а нижними своими частями соединенные с продольными балками 2. В продольных балках 2 (фиг.8), на их концах, выполнены отверстия 5 (фиг.3), в которых расположены шкворни 6 ходовых тележек 7.

В верхней опорной раме 1 в местах ее шарнирного соединения со стойками 3 и 4 выполнены гнезда 8 (фиг.3), в каждом из которых расположено шарнирное соединение 9, посредством которого стойка соединена с опорной рамой 1. Каждая продольная балка 2 в ее средней части имеет пару расположенных вблизи друг от друга проушин 10 и 11 (фиг.3, 6) под пальцы 12 соединения стойки 3 или 4 с продольной балкой 2. Каждая проушина 10 или 11 образована отверстием 13, выполненным в кронштейне 14 балки 2 портала. Каждая стойка 3 или 4 имеет ответную проушину 15, образованную отверстием 16, которое выполнено на нижнем конце стойки 3.

Между упомянутой парой проушин 10 и 11 (фиг.3) выполнен прикрепленный к каждой продольной балке 2 обращенный вверх вершиной симметричный конус 17 для развода в стороны стоек 3 и 4 во время монтажа портала.

В рабочем положении портала расстояние L (фиг.10) между точкой F касания стойки 3 или 4, расположенной на поверхности 18 конуса 17, до центра О смежной с этой поверхностью отверстия 13 каждой проушины 10 или 11 равно радиусу R закругления торцов стоек 3 и 4.

На фиг.1 и 2 позицией 19 показаны опоры ходовых тележек крана для регулировки положения тележек на подкрановом пути при монтаже крана. Позицией 20 показано опорное кольцо, жестко закрепленное на опорной раме 1 портала.

Опорная рама 1 выполнена прямоугольной, упомянутые пальцы 9 шарнирного соединения стоек с опорной рамой расположены на противоположных сторонах 21 и 22 (фиг.4) опорной рамы. Каждая пара стоек 3 и 4 расположена на соответствующей стороне портала 21 и 22. В гнезде 8 опорной рамы 1 имеется наклонная стенка 23 рамы, которая образует в раме уступ. Расположение каждого пальца 9 в упомянутом гнезде 8 выполнено таким образом, что верхний конец каждой стойки может повернуться в гнезде 8 на прямой угол в сторону стенки 23. Этот поворот стоек в гнездах 8 необходим при демонтаже и монтаже крана портала. При этом стенка 23 выполняет роль ограничителя поворота стоек при монтаже портала на монтажной площадке. Стенка 23 при монтаже портала указывает на горизонтальное расположение опор 27 на монтажной площадке или на их отклонение от горизонтали. Таким образом, угол наклона наклонной каждой стенки 23 гнезда 8 соответствует горизонтальному положению опоры 27 на монтажной площадке во время соединения опорной рамы 1 со стойками 3 и 4. Пальцы 9 (фиг.5) шарнирного соединения опорной рамы и стоек расположены в отверстиях 24 рамы и в отверстиях 25 стоек. Каждая стойка 3 или 4 (фиг.3) содержит наружную опору 26 и внутреннюю опору 27. Нижние концы опор 26 и 27 жестко соединены растяжками 28. Верхние концевые части опор 26 и 27 каждой стойки жестко соединены перемычкой 29.

Центр каждого пальца 9 (фиг.3) расположен между центром тяжести Цт каждой стойки и центральной осью 30 опорной рамы 1 таким образом, что между центром тяжести Цт и вертикальной линией, проходящей через центр пальца 9, образовано плечо действия силы Р от массы стойки. Сила Р создает на плече ее действия момент вращения, направленный в сторону центральной оси 30 опорной рамы.

Работает портал башенного крана следующим образом.

Сборку портала проводят на монтажной площадке (на земле). Для этого опорную раму 1 и наружные опоры 26 стоек 3 и 4 располагают на земле в горизонтальном положении. Далее пальцами 9 соединяют опорную раму 1 со стойками 3 и 4. Собранный таким образом портал зацепляют за опорную раму и поднимают вверх монтажным краном в горизонтальном положении опорной рамы 1. Вывешивают опорную раму вместе со стойками 3 и 4 над продольными балками 2, установленными на ходовых тележках 7. Поскольку каждый палец 9 расположен между центральной осью 29 (фиг.3) опорной рамы 1 и центром тяжести Цт каждой стойки 3 или 4, то при подъеме опорной рамы 1 стойки 3 и 4 поворачиваются на пальцах 9 до момента соприкосновения внутренних опор 27. Их сближение осуществляется от действия силы от массы каждой опорной стойки на плече, равном расстоянию от центра пальца 9 до вертикальной линии, проходящей через центр тяжести Цт опорной стойки.

В результате во время установки стоек 3 и 4 на продольные балки 2 внутренние опоры 27 стоек 3 и 4 находятся в сведенном положении и их проушины 10 и 11 касаются друг друга (на фиг.10 это положение стоек показано пунктиром). При опускании монтажным краном опорной рамы вниз конус 17 разводит в противоположные стороны друг от друга внутренние опоры 27 стоек 3 и 4, проушины 10 и 11 скользят по поверхности 18 конуса и занимают нижнее положение. При этом центрируются отверстия 16 проушин стоек 3 и 4 с отверстиями 13, которые выполнены в кронштейнах 14 продольных балок 2. После этого пальцами 12 стойки 3 и 4 соединяют с продольными балками 2.

При работе крана нагрузка на ходовые тележки 7 крана от верхней его части передается через опорное кольцо 20 на опорную раму 1 портала, стойки 3 и 4 и продольные балки 2. При этом стойки 3 и 4 перераспределяют нагрузку на две составляющие, одна из которых воспринимается внутренними опорами 26 и передается на средние части продольных балок 2 (фиг.3), а вторая составляющая нагрузки воспринимается наружными опорами 27 и передается от них на концевые части продольных балок 2 и на ходовые тележки 7 (фиг.1).

При работе крана возникают динамические нагрузки. Каждая продольная балка 2 в ее средней части прогибается вниз в допустимых пределах и за счет свойств ее упругости восстанавливает форму когда нагрузки уменьшаются. Нагрузки на наружные и внутренние опоры 26 и 27 соответствуют углам наклона опор (фиг.3).

Гнезда 8 рамы портала (фиг.3) обеспечивают возможность доступа к пальцам 9 (фиг.5) шарнирного соединения опорной рамы 1 и стоек 3 и 4, когда необходимо выбить пальцы 9 из отверстия 24 опорной рамы 1 и из отверстия 25 стойки 3 или 4. При этом гнезда 8 рамы обеспечивают поворот в них опор в горизонтальное положение, когда они на монтажной площадке соединяются с рамой 1.

Источники информации.

1. Справочник по кранам под ред. А.М. Дукельского, том 1, М.: Машгиз, 1961, Порталы портальных кранов, с.364-369.

2. Справочник по кранам под ред. А.М. Дукельского, том 1, М.: Машгиз, 1961, Порталы портальных кранов, с.368, фиг.3,65, а).

3. Башенный портальный кран полноповоротный с горизонтальной стрелой, проспект Открытого акционерного общества «Балткран», 2003 г.

4. SU 770997, 15.10.1980.

5. SU 1245541 А1, 23.07.1986.

6. RU 2172291 C2, 14.07.1999. Лунден Е.Е., Инденбаум А.И., Меркин К.В., Симонян Ю.А. (прототип).

7. Кран-погрузчик КБ-578, проспект ОАО Торговый Дом «УРАЛКРАН» Нязепетровского краностроительного завода, 2001.