Кран-балка з гравітаційним механізмом повороту

Винахід відноситься до вантажопідйомних кранів, які використовуються у будівництві для спуску і підйому різних вантажів. Відомі стрілові переносні крани, що включають раму, змонтовану на ній стрілу і лебідку з вантажним канатом [1]. Вони мають невелику масу та габарити, прості за конструкцією, зручні і надійні в експлуатації, але забезпечують тільки вертикальний підйом вантажів і використовуються там, де неможливо або недоцільно ставити потужніші вантажопідйомні машини. Найбільш близьким за технічною сутністю до заявленого є обраний за прототип вантажопідйомний кран, який використовують на суднах для спуску рятувальних засобів. Він складається зі змонтованої на плиті нерухомої колони, поворотної стріли, закріпленої на висувній секції усередині колони, висувної секції у нижній частині колони із гвинтовою нарізкою, стопора для фіксації стріли в крайніх положеннях, амортизатора і гідродемпфера, встановленого між фланцем колони і висувною секцією [2]. Недоліком цього технічного рішення є обмежені функціональні можливості, пов'язані з поворотом стріли крана під дією ваги вантажу тільки в одну сторону. Задача винаходу полягає в розширенні функціональних можливостей кран-балки і підвищенні її універсальності. Зазначена задача вирішується тим, що відома кран-балка, яка включає телескопічну колону, стрілу з вантажною підвіскою, висувну секцію, лебідку з вантажним канатом, поворотну секцію, пристрій керування поворотом, гідродемпфер та амортизатор, згідно з цим винаходом, споряджена втулкою з кільцевою канавкою на її внутрішній поверхні, яка встановлена всередині телескопічної колони; рухомо з'єднаним із втулкою повзуном, виконаним у вигляді гільзи з різнонаправленими внутрішньою та зовнішньою різьбами в нижній частині і радіальними отворами у його верхній частині; гвинтом, жорстко прикріпленим до низу висувної секції колони, виконаним із центральним отвором, гвинтовою різьбою у нижній частині меншого діаметру та кільцевою канавкою у верхній гладкій частині; шариками, розташованими в радіальних отворах повзуна з можливістю часткового розміщення в кільцевих канавках втулки і гвинта. Повзун зовнішньою різьбою з'єднаний з гайкою, жорстко закріпленою всередині телескопічної колони, а внутрішньою - з різьбою гвинта, до нижньої частини якого прикріплено висувний шток амортизатора, встановленого у вн утрішній порожнині гідродемпфера, який з'єднано трубопроводом через дросельну заслінку з компенсаційним баком. Причому різьби гайки, повзуна, гвинта і втулки виконані несамогальмівними, типу гвинтової різьби дзиґи, хід гвинта відносно повзуна дорівнює відстані ∆1 між кільцевими канавками втулки і гвинта у його верхньому положенні, хід повзуна відносно гайки дорівнює відстані ∆2 між кільцевою канавкою втулки і її нижнім кінцем, а повний робочий хід висувної секції телескопічної колони становить (D 1 + D 2 ) . На фіг. 1 показано загальний вид кран-балки; на фіг. 2 дано гідравлічну схему пристрою керування механізмом; на фіг. 3 - гравітаційний механізм повороту у вихідному (а) проміжному (б) та кінцевому (в) положеннях. Кран-балка складається із телескопічної колони 1, стріли 20 з вантажною підвіскою 21 і блоками 2, висувної секції 17, лебідки 4 з вантажним канатом 3, закріпленої всередині колони гайки 8 та поворотної секції 18, встановленої в підшипниках кочення 19 і ковзання 16, пристрою керування поворотом, гідродемпферів 5 і амортизаторів 22, з'єднаних з висувною секцією колони через упорний підшипник 7 (фіг. 1). Всередині телескопічної колони жорстко закріплено втулку 10 з кільцевою канавкою 12 на її внутрішній поверхні. Із втулкою 10 рухомо з'єднано повзун 9, виконаний у вигляді гільзи з різнонаправленими внутрішньою та зовнішньою різьбами в нижній частині і радіальними отворами 14 у його верхній частині. Знизу висувної секції 17 жорстко прикріплено гвинт 11, виконаний із центральним отвором, гвинтовою різьбою у нижній частині меншого діаметру та кільцевою канавкою 15 у верхній гладкій частині. В радіальних отворах 14 повзуна 9 розташовані шарики 13 з можливістю часткового розміщення в кільцевих канавках втулки і гвинта. Повзун 9 зовнішньою різьбою з'єднаний з гайкою 8, а внутрішньою - з різьбою гвинта 11. Нижню частину гвинта 11 прикріплено через упорний підшипник 7 до висувного штоку амортизатора, встановленого у внутрішній порожнині гідродемпфера 5. Останній з'єднано трубопроводом 24 через дросельну заслінку 23 з компенсаційним баком 25 (фіг. 2). Різьби гайки 8, повзуна 9, гвинта 11 і втулки 10 виконані несамогальмівними, типу гвинтової різьби дзиґи. Хід гвинта 11 відносно повзуна 9 дорівнює відстані D 1 між кільцевими канавками втулки 12 і гвинта 15 у його верхньому положенні. Хід повзуна 9 відносно гайки 8 дорівнює відстані D 2 між кільцевою канавкою 12 втулки і її нижнім кінцем. Повний робочий хід висувної секції 17 телескопічної колони 1 становить (D 1 + D 2 ) . Для зменшення бокових зусиль кран-балку споряджено як мінімум двома гідродемпферами 5. Несамогальмівні різьби виконано одно-, дво- або тризахідними, а повзун 9 має щонайменше три отвори для шариків 13. Кут повороту стріли 20 в одному напрямі визначається ходом D 1 гвинта 11, а в зворотному ходом D 2 повзуна 9, максимальне значення якого обмежене упором 6. Кран-балка працює в такий спосіб. У вихідному положенні, коли стріла 20 знаходиться у верхньому положенні, а дросельна заслінка 23 закрита (фіг. 3, а), вантаж піднімають на певну висоту над поверхнею. Рух поворотної стріли відбувається під дією сумарної ваги рухомої частини кран-балки і вантажу, величина якої перевищує силу стиску пружини амортизатора. Відкриваючи дросельну заслінку 23 і випускаючи рідину по трубопроводу 24 в компенсаційний бак 25, здійснюють гвинтовий рух поворотної стріли, тобто одночасне її опускання і обертання навколо осі телескопічної колони. Гвинт 11, прикріплений до низу висувної секції 17 колони 7, обертається по внутрішній різьбі повзуна 9. Стріла 20, жорстко закріплена на висувній секції 17, обертається разом з вантажем (наприклад, за годинниковою стрілкою) і одночасно опускається вниз, переміщуючись в підшипниках ковзання 16 і стискаючи амортизатор 22. При опусканні гвинта 11 на величину D 1 шарики 13, розташовані в радіальних отворах 14 повзуна 9, викочуються у кільцеву канавку 15, фіксуючи положення гвинта 11 відносно повзуна 9 (проміжне положення, фіг. 3, б). Плавність руху поворотної стріли забезпечується опором рідини, що протікає через отвір дросельної заслінки 23. Після повороту стріли 20 на заданий кут дросельну заслінку 23 закривають і знімають вантаж. Максимальний кут повороту стріли 20 обумовлений ходом гвинта D 1 . Відкриваючи дросельну заслінку 23, стріла 20 здійснює холостий хід під дією пружини амортизатора 22, повертаючись у вихідне положення (фіг. 3, а). При цьому відбувається гвинтовий рух повзуна у зворотному напряму (проти годинникової стрілки). Далі робочий цикл повторюється. Ме ханізм повороту дозволяє здійснити також і в зворотному напрямі робочий хід поворотної стріли із проміжного положення. Після того як поворотна секція 18 стріли 20 зайняла проміжне положення (фіг. 3, б) і перший вантаж був знятий, до гаку 21 підвішують другий вантаж, який піднімають на необхідну висоту. У верхньому положенні вантажу знову відкривають дросельну заслінку 23, рідина продовжує витікати в компенсаційний бак 25. При опусканні гвинта 11 разом з повзуном 9 під дією ваги поворотної частини та другого вантажу, шарики 13 переміщуються з кільцевої канавки 12 втулки 10 у кільцеву канавку 15 гвинта 11. Оскільки внутрішня і зовнішня різьби повзуна 9 різнонаправлені, він опускається вниз, повертаючись по своїй зовнішній різьбі в протилежну первинному руху сторону (наприклад, проти годинникової стрілки), залишаючись одночасно нерухомим відносно гвинта 11. Після повороту стріли 20 на заданий кут у зворотному напрямі вона зупиняється (кінцеве положення, фіг. 3, в). При цьому пружина амортизатора 22 стиснута повністю, висувна секція 17 знаходиться в самому нижньому положенні. Закривши дросельну заслінку 23, знімають другий вантаж. При відкриванні отвору дросельної заслінки 23 стріла 20 під дією пружини амортизатора 22, встановленої в гідродемпфері 5, виконує холостий хід, повертаючись спочатку в проміжне (фіг. 3, б), а потім - у вихідне (фіг. 3, а) положення. Одночасно з поворотом стріли 20 поршень гідродемпфера повертає рідину з компенсаційного бака 25, після чого дросельну заслінку 23 знов закривають. Далі цикл роботи кран-балки повторюється. Розширення функціональних можливостей кран-балки досягається за рахунок повороту стріли і переміщення вантажу під дією його ваги в обидва боки. Підвищення універсальності кран-балки забезпечується можливістю налагодження поворотного механізму на заданий кут, що дозволяє використовувати її в маніпуляторах і автоматизованих технологічних лініях для виконання навантажувально-розвантажувальних операцій. 1. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. - М.: Высш. шк., 1985. - 520 с. 2. Грузоподъемный кран для спуска спасательных средств на судне: А. с. 261936 СРСР, кл. 65а2 26; МПК В 63с / Б.И. Сорокин, Н.А. Тимченко, В.Л. Богданов, В.П. Володин (СССР). - № 1268341/27-11; Заявлено 02.11.1968; Опубл. 13.01.1970; Бюл. №5.