Результат интеллектуальной деятельности: Стрела грузоподъемной машины

Изобретение относится к грузоподъемному оборудованию и может быть использовано в грузоподъемных машинах.

Известна конструкция погрузчика самоходного, содержащего трехсекционную телескопическую стрелу, установленные внутри первой неподвижной и третьей подвижной секции стрелы, жесткие трубопроводы, которые соединены между собой гибкими трубопроводами, охватывающими барабан, закрепленный на задней части средней подвижной секции (патент РФ 2096311 B66F 9/22, опубликовано 20.11.1997).

Недостатком такой конструкции телескопической стрелы является большая деформативность секций, низкая жесткость и малая несущая способность.

Известна грузоподъемная стрела к лесопогрузчику, содержащая балку, концы которой соединены предварительно натянутыми канатами с целью повышения несущей способности стрелы, причем предварительно натянутые канаты расположены в плоскости, не проходящей через продольную ось стрелы (авторское свидетельство СССР №568592, опубликовано 15.08.77. Бюллетень №30).

Недостатком такой конструкции является то, что предварительное натяжение канатов пригодно только для односекционной стрелы.

Наиболее близкой по технической сущности является стрела грузоподъемной машины, на верхней стороне которой смонтированы тросы с натяжным устройством, обеспечивающие предварительное напряжение конструкции стрелы (патент RU №2458850 В66С 23/04, опубликовано 20.08.2012. Бюллетень №23).

При изменении вылета такой стрелы за счет подъема ее верхний пояс предварительно сжатый тросами будет испытывать также дополнительные сжимающие напряжения от составляющей силы тяжести поднимающего груза, направленной вдоль верхнего пояса. В связи с этим возникает необходимость усиления верхнего пояса для предотвращения потери его прочности и местной устойчивости. Кроме того, использование подобного рода предварительного напряжения в односекционной стреле по конструктивным признакам невозможно в телескопических стрелах.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение деформативности телескопических стрел при увеличении ее несущей способности и жесткости.

Поставленная задача достигается тем, что со стороны верхних поясов каждой секции стрелы закреплены натяжные тросы с натяжными гидроцилиндрами с возможностью предварительного напряжения в металлоконструкциях секций. Кроме того, на портале грузоподъемной машины в нижней зоне корневой секции стрелы установлено гидромеханическое регулировочное устройство изменения предварительного напряжения в металлоконструкциях стрелы в зависимости от угла наклона ее и содержащее четырехпозиционный распределитель с возвратной пружиной перевода его в нейтральное положение, а также ролик, шарнирно закрепленный на рычаге соединенном шарнирно с выходным штоком четырехпозиционного распределителя с возможностью перемещения ролика в направляющих, жестко установленных на корневой секции вдоль ее оси.

Отличия от ближайшего аналога заключаются в ряде существенных признаков:

- предварительное напряжение достигается не на односекционной стреле, а на телескопической, состоящей из нескольких секций;

- установлена на грузоподъемной машине система регулирования предварительных напряжений в металлоконструкции стрелы в зависимости от угла наклона ее.

Стрела грузоподъемной машины изображена на чертежах, где на фиг. 1 - продольный разрез стрелы с втянутыми секциями, вид сбоку; на фиг. 2 - продольный разрез с выдвинутыми секциями, вид сбоку; на фиг. 3 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - схема гидромеханического устройства регулирования предварительных напряжений в металлоконструкции стрелы в зависимости от угла ее наклона.

Стрела грузоподъемной машины 1 содержит корневую секцию 2, выдвижные секции 3, системы выдвижения и втягивания 4 выдвижных секций 3 в корневую секцию 2, гидромеханизм подъема-опускания 5 стрелы, скользуны 6 между отдельными секциями, гибкие и жесткие масляные трубопроводы 7, блоки натяжные 8 для гибких масляных трубопроводов, проемы 9 для выхода гибких масляных трубопроводов из корневой секции 2 стрелы, натяжные тросы 10, закрепленные к секциям стрелы со стороны верхнего пояса, натяжные гидроцилиндры 11, проушины которых закреплены к натяжным тросам 10. На портале 24 грузоподъемной машины в нижней части корневой секции 2 стрелы закреплено гидромеханическое регулировочное устройство 12 изменения предварительного напряжения в металлоконструкциях секций стрелы, которое содержит четырехпозиционный распределитель 13 с возвратной пружиной 14, рычаг 15, закрепленный шарнирно на выходном штоке 16 и кронштейне 17 четырехпозиционного распределителя 13, ролик 18, шарнирно закрепленный на рычаге 15 и имеющий возможность перемещения в направляющих 19, жестко закрепленных на корневой секции 2 и вдоль ее оси. Гидромеханическое регулировочное устройство 12 оснащено насосом 20, дросселем 21, масляным баком 22 и фильтром 23. Насос 20, бак 22 и фильтр 23 располагаются в гидросистеме базовой грузоподъемной машины, а дроссель 21 в кабине оператора. На стреле установлены штуцеры 26 для подвода масла к гидроцилиндрам, а также кронштейны 27 для укладки гибких масляных трубопроводов вне стрелы. Канатно-блочная система подъема груза 28 установлена со стороны нижних поясов секций стрелы.

Стрела грузоподъемной машины работает следующим образом.

Перед началом работы стрела 1 находится на портале 24 в сложенном состоянии, а четырехпозиционный распределитель 13 включен в IV позицию, то есть плавающее положение, когда масло в гидросистеме свободно перетекает из нагнетательной ветви гидросистемы через фильтр 23 в бак 22.

Включают гидромеханизм подъема-опускания 5 стрелы и приподнимают ее от портала 24 на небольшую высоту для работы с грузом на максимальном вылете. Затем включают систему выдвижения и втягивания 4 выдвижных секций 3 и вытягивают секции 3 из корневой секции 2 по скользунам 6. Одновременно с вытягиванием секций 3 включают насос 20 гидромеханического регулировочного устройства 12, а четырехпозиционный распределитель 13 ставят в позицию II. При таком включении масло от насоса 20 по гибким и жестким масляным трубопроводам 7 от штуцеров 26 поступает в штоковые полости натяжных гидроцилиндров 11. Под действием гидроцилиндров 11 возникают растягивающие усилия в натяжных тросах 10, в результате чего в верхних поясах секций стрелы создаются предварительные напряжения сжатия, которые частично, при загружении стрелы собственной силой тяжести и грузом Q, уменьшают чрезмерные растягивающие напряжения. При этом также уменьшается возможность остаточных деформаций в сечениях стрелы. В нижних поясах секций стрелы наоборот создаются компенсирующие напряжения растяжения, которые частично уменьшают чрезмерные сжимающие напряжения, способные вызвать потерю местной устойчивости пояса.

При переходе грузоподъемной машины на работу с меньшими вылетами стрелы, то есть с большими углами а, стрела поднимается и направляющие 19, закрепленные на корневой секции 2, надавливают на ролик 18 и переводят его вместе с рычагом 15 вверх. Рычаг 15 вытягивает выходной шток 16, который переставляет распределитель 13 в позицию III. При таком положении распределителя масло от насоса 20 поступает в бесштоковую полость натяжных гидроцилиндров 11 и при этом штоки выходят из корпусов гидроцилиндров, ослабляя усилие растяжения в натяжных тросах 10. Ослабление усилий в натяжных тросах 10 вызывает уменьшение сжимающих напряжений в верхних и нижних поясах секций стрелы.

В случае остановки стрелы 1 в каком-либо положении наклона в пределах угла а перестает действовать давление на ролик 18 со стороны направляющих 19 и тогда возвратная пружина 14 через выходной шток 16 переводит распределитель 13 в нейтральное (запертое) положение, то есть в позицию I, при котором усилие в натяжных тросах 10 остается постоянным.

Окружная скорость подъема стрелы в месте контакта ролика 18 с направляющими 19 регулируется со скоростью выдвижения штоков натяжных гидроцилиндров 11 дросселем 21 путем уменьшения или увеличения подачи масла.

Втягивание выдвижных секций 3 в корневую происходит за счет системы выдвижения и втягивания 4 при этом гибкие масляные трубопроводы 7 выходят через проемы 9 за пределы стрелы с помощью натяжных блоков 8 и кронштейнов 27. При посадке собранной стрелы на портал 24 распределитель 13 переводится в плавающее положение (позиция IV) с помощью ролика 18, рычага 15 и выходного штока 16. В плавающем положении IV масло свободно перетекает от насоса 20 через фильтр 23 в бак 22. По окончании работы грузоподъемной машины со стрелой насос 20 отключают.

Существенные признаки, отличающие стрелу грузоподъемной машины от ближайшего аналога, позволяют получить следующий технический результат:

- возможность предварительного напряжения всех секций телескопической стрелы;

- регулирование предварительного напряжения в поясах секций стрелы в процессе ее подъема и опускания;

- увеличение несущей способности и уменьшение деформативности металлоконструкций телескопической стрелы.