Автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла

Реферат: Автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла містить основу, вантажопідйомну стрілу, що складається з ведучої і веденої ланок, з'єднаних між собою шарніром, та які приводяться в дію силовими гідроциліндрами, і гідросистему для управління гідроциліндрами. При цьому основа виконана у вигляді плоскої вертикальної трикутної рами, а також знизу вертикальна рама забезпечена додатковою горизонтальною плоскою рамою, оснащеною на кінці стандартним зчепленням і підп'ятником, та під якою розташований опорний вузол стріли, виконаний у вигляді двох висувних елементів, призначених для утримування опорних башмаків. При цьому ведучу ланку вантажозахватної стріли виконано у вигляді вертикальної балки, а ведена ланка виконана у вигляді телескопічної балки коробчастого перерізу, а також в останньому коробчастому елементі телескопічної балки веденої ланки встановлена рухомо додаткова ланка, до якої приєднаний будь-який вантажозахватний орган. Пульт управління гідросистемою змонтований на поворотному патрубку, закріпленому на плоскої вертикальної трикутної рами. Довжина висувної додаткової ланки, що розташована у останньому коробчастому елементі телескопічної балки веденої ланки, дорівнюється довжині цього коробчастого елемента телескопічної балки веденої ланки, а також, під останнім коробчастим елементом розташований гідроциліндр, призначений для пересування та фіксації у вибраному положенні додаткової ланки. UA 120163 U (12) UA 120163 U UA 120163 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі підйомно-транспортного устаткування, зокрема до вантажопідйомних пристроїв з гідравлічним приводом, і може бути використана як автономний навантажувач або як навісний робочий орган для тракторних навантажувачів або для інших сільськогосподарських машин і вантажівок. Відомий навантажувач, що містить основу, яка несе на собі вантажопідйомну стрілу, що складається з веденої і ведучої ланки, яка приводиться в дію силовими гідроциліндрами, і гідросистему для управління циліндрами, причому основа виконана у вигляді плоскої трикутної рами із знімними балками, які несуть опорні башмаки, а на кутах рами встановлені шарнірні вузли, один з яких сполучений з вантажопідйомною стрілою, а два інших - з силовими гідроциліндрами, причому протилежні кінці циліндрів сполучені між собою та з стрілою [див. а.с. СРСР № 555046 з класу B66F 9/12 опубліковане 25.04.1977 року в Бюл. № 15]. Основним суттєвим недоліком відомого навантажувача є недосконалість конструкції його вантажопідйомної стріли. Наявність цього недоліку обумовлена наступним. Вантажопідйомна стріла відомого навантажувача складається з двох основних елементів: ведучої ланки-стріли і стріли-рукояті, прикріпленої шарнірно до консольного кінця ведучої ланки-стріли. В центрі ведучої ланки-стріли розташований шарнір, в який упираються три силові гідроциліндри. Отже, цей шарнір відчуває досить велике навантаження і для забезпечення його високої надійності роботи, він, природно, має бути достатньо масивним, що передбачає збільшення габаритів вантажозахватної стріли в цілому зі всіма негативними наслідками (наприклад, збільшення ваги). Крім того, отвори, в які встановлений згаданий шарнір, є концентратором напруги, що підвищує вірогідність руйнування ведучої ланки-стріли в центрі. Теж саме можна сказати і про шарнір, що сполучає ведучу ланку-стрілу із стрілою-рукояттю: він теж має бути масивним для забезпечення надійності кріплення, оскільки "працює" на відрив під впливом силового гідроциліндра, що забезпечує поворот стріли-рукояті у вертикальній площині. Цей недолік усунений у гідравлічній стрілі, що містить основу та безпосередньо вантажопідйомну стрілу, яка складається з ведучої і веденої ланок, що приводяться в дію силовими гідроциліндрами, і гідросистему для управління гідроциліндрами, причому основа виконана у вигляді плоскої вертикальної трикутної рами з горизонтальними балками коаксіальної конструкції з висувними елементами, що несуть опорні башмаки, при цьому ведучу ланку вантажопідйомної стріли виконано у вигляді вертикальної балки, шарнірно прикріпленої до плоскої вертикальної трикутної рами з можливістю повороту відносно вказаних шарнірів, а ведена ланка виконана у вигляді телескопічної балки коробчастого перерізу і зв'язана з одного кінця з верхнім кінцем ведучої ланки за допомогою шарніра [див. пат. України № 45754 з класу B66F 9/12 опублікований 25.11.2009 року в Бюл. № 22]. Основним суттєвим недоліком цієї гідравлічної стріли є невиправдана обмеженість її вантажопідйомності внаслідок розташування осі вертикального повороту стріли на лінії розташування опорних башмаків. Таке розташування опорних башмаків забезпечує достатню стійкість вантажопідйомної стріли лише при боковому її розташуванні відносно лінії опорних башмаків (при повороті), проте при перпендикулярному її розташуванні (уздовж лінії трактора) таке розташування опорних башмаків не усуває перекидаючий момент. Крім того, відома гідравлічна стріла має конструктивну обмеженість виходу з балок опорних башмаків, що обмежує її стійкість, обмеженість радіусу обслуговування через незмінну довжину веденої ланки, надмірна завантаженість гідроциліндрів через їхню нестачу, а отже, й неможливості перерозподілу навантаження на кожний з них, неможливість зберігання стріли у вертикальному стані через відсутність опорного майданчика та інші конструктивні недоліки, наприклад, відсутня зчіпка, додаткові засоби безпеки тощо, що дає підставу для висновку про конструктивну невдосконаленість відомої гідравлічної стріли. Найближчим аналогом є універсальна автономна поворотна гідравлічна стріла, що містить основу, яка несе на собі вантажопідйомну стрілу, що складається з ведучої і веденої ланок, з'єднаних між собою шарніром, та які приводяться в дію силовими гідроциліндрами, і гідросистему для управління гідроциліндрами, причому основа виконана у вигляді плоскої вертикальної трикутної рами висотою, що дорівнюється довжині ведучої ланки стріли, а також знизу вертикальна рама забезпечена додатковою горизонтальною плоскою рамою, оснащеною на кінці стандартним зчепленням і підп'ятником, та під якою розташований опорний вузол стріли, виконаний у вигляді двох висувних елементів, призначених для утримування опорних башмаків, розташованих у вертикальних елементах, при цьому ведучу ланку вантажозахватної стріли виконано у вигляді вертикальної балки, шарнірно зчленованої з плоскою вертикальною трикутною рамою з можливістю повороту відносно шарнірів, а ведена ланка виконана у вигляді телескопічної балки коробчастого перерізу і пов'язана з одного кінця з верхнім кінцем ведучої ланки за допомогою шарніра, а також в останньому коробчастому елементі телескопічної балки 1 UA 120163 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 веденої ланки встановлена рухомо з можливістю фіксації пальцем додаткова ланка для збільшення загальної довжини веденої ланки, до якої приєднаний будь-який вантажозахватний орган, наприклад, крюк, при цьому вільний кінець корпусу вказаного гідроциліндра охоплений запобіжною скобою, що фіксує положення корпусу гідроциліндра відносно першого коробчастого елементу телескопічної балки веденої ланки, крім того, поворот у вертикальній плоскості ведучої ланки забезпечується двома силовими циліндрами, вільні кінці корпусів яких жорстко зв'язані між собою планкою, до того ж, пульт управління гідросистемою змонтований на поворотному патрубку, закріпленому на плоскій вертикальній трикутній рамі [див. пат. України № 60114 з класу B66F 19/00 опублікований 10.06.2011 року в Бюл. №11]. Основним суттєвим недоліком найближчого аналога є те, що висувну додаткову ланку, яка розташована у останньому коробчастому елементі телескопічної балки веденої ланки для збільшення загальної довжини веденої ланки, пересувають вручну та фіксують пальцем у вибраному положенні. Це, по-перше, вимушує гранично зменшити довжину додаткової ланки з метою зменшення її ваги, адже вона пересувається вручну, а додаткову ланку великої довжини важко пересувати руками, по-друге, фіксація пальцем, яка також відбувається вручну, досить трудомістка робота, адже треба сполучити отвір в неї з отвором коробчастої балки веденої ланки, щоб вставити палець, а, по-третє, через короткість додаткової ланки, стріла у цілому має обмежений виліт, а отже, й радіус зони обслуговування при виконанні вантажнорозвантажувальних робіт. Таким чином, відома стріла має обмежену зону обслуговування, незважаючи на технічну можливість використання порожнини коробчастої балки для розташування в ній додаткової балки значної довжини, а також ручні пересування та фіксація додаткової ланки, підвищує трудомісткість обслуговування відомої універсальної поворотної гідравлічної стріли, що і є загальним технічним її недоліком. В основу корисної моделі поставлена задача подальшого удосконалення конструкції автономної вантажопідйомної гідравлічної стріли за рахунок зміни конструкції додаткової ланки та вузла її фіксації у вибраному положенні, шляхом використання гідроприводу для пересування та фіксації додаткової ланки, а також зміни довжини додаткової ланки у коробчастій балці на максимально можливу. Поставлена задача вирішується тим, що автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла, що містить основу, яка несе на собі вантажопідйомну стрілу, що складається з ведучої і веденої ланок, з'єднаних між собою шарніром, та які приводяться в дію силовими гідроциліндрами, і гідросистему для управління гідроциліндрами, причому основа виконана у вигляді плоскої вертикальної трикутної рами, а також знизу вертикальна рама забезпечена додатковою горизонтальною плоскою рамою, оснащеною на кінці стандартним зчепленням і підп'ятником, та під якою розташований опорний вузол стріли, виконаний у вигляді двох висувних елементів, призначених для утримування опорних башмаків, розташованих у вертикальних елементах, при цьому ведучу ланку вантажозахватної стріли виконано у вигляді вертикальної балки, шарнірно зчленованої з плоскою вертикальною трикутною рамою з можливістю повороту відносно шарнірів, а ведена ланка виконана у вигляді телескопічної балки коробчастого перерізу і пов'язана з одного кінця з верхнім кінцем ведучої ланки за допомогою шарніра, а також в останньому коробчастому елементі телескопічної балки веденої ланки встановлена рухомо додаткова ланка для збільшення загальної довжини веденої ланки, до якої приєднаний будьякий вантажозахватний орган, наприклад, крюк, при цьому над першим нерухомим коробчастим елементом розташований гідроциліндр, вільний кінець корпусу якого охоплений запобіжною скобою, що фіксує положення корпусу гідроциліндра відносно першого коробчастого елементу телескопічної балки веденої ланки, крім того, поворот у вертикальній плоскості ведучої ланки забезпечується двома силовими циліндрами, вільні кінці корпусів яких жорстко зв'язані між собою планкою, до того ж, пульт управління гідросистемою змонтований на поворотному патрубку, закріпленому на плоскої вертикальної трикутної рами, згідно з корисною моделлю, довжина висувної додаткової ланки, що розташована у останньому коробчастому елементі телескопічної балки веденої ланки, дорівнюється довжині цього коробчастого елемента телескопічної балки веденої ланки, а також, під останнім коробчастим елементом розташований гідроциліндр, призначений для пересування та фіксації у вибраному стані додаткової ланки. Виконання додаткової ланки довжиною, що дорівнюється або перевищує довжину коробчастого елемента телескопічної балки веденої ланки дозволяє збільшити радіус обслуговування вантажно-розвантажувального майданчика та збільшити висоту транспортування вантажу пропонованою гідравлічною стрілою. 2 UA 120163 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Використання гідроциліндра для пересування та фіксації додаткової ланки дозволяє виключити ручну працю при обслуговуванні цього вузла, а отже, збільшити довжину додаткової ланки, оскільки її вага не грає ролі через те, що її не треба пересувати вручну. Таким чином, сукупність суттєвих ознак запропонованого технічного рішення, які отримані за рахунок знесення відповідних конструктивних змін у висувну додаткову ланку, додали пропонованій автономній вантажопідйомній гідравлічній стрілі принципово нових якостей (безпечності обслуговування та експлуатації, збільшення радіусу та висоти переміщення вантажу), а отже забезпечує досягнення технічного результату, сформульованого в постановці вирішуваного завдання. Подальша суть запропонованого технічного рішення пояснюється спільно з ілюстративним матеріалом, на якому зображено наступне: вигляд в плані запропонованої автономної вантажопідйомної гідравлічної стріли у робочому стані з частково висунутими елементами телескопічної веденої ланки. Запропонована автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла містить основу, виконану у вигляді плоскої вертикальної трикутної рами 1, у верхній і нижній частині якої закріплені співвісні подвійні вушка 2, до яких прикріпляється з можливістю повороту ведуча ланка 3 гідростріли, яка виконана у вигляді вертикальної поворотної балки. Ведуча ланка 3 гідростріли забезпечена відповідними одинарними вушками 4. Зчленування подвійних вушок 2 і одинарної 4 здійснюється за допомогою з'єднувального пальця 5, який утворює осьовий шарнір між плоскою вертикальною трикутною рамою 1 і ведучою ланкою 3 для забезпечення можливості повороту останньої відносно плоскої вертикальної трикутної рами 1. Верхній кінець ведучої ланки 3, за допомогою пальця 6, зв'язаний з веденою ланкою 7 гідростріли через щоки 8, які прикріплені нероз'ємно до веденої ланки 7. Ведену ланку 7 виконано у вигляді телескопічної балки коробчастого перерізу, що складається з першого нерухомого елемента 9, до якого прикріплені щоки 8 і на якому встановлений силовий гідроциліндр 10, кінець корпусу якого охоплений запобіжною скобою 11, і другого рухомого елементу 12, з яким пов'язаний шток гідроциліндра 10. На зовнішньому консольному кінці другого рухомого елемента 12 встановлена додаткова висувна ланка 13, положення якої регулюється за допомогою гідроциліндра 14, і на кінці якої встановлений змінний робочий орган, наприклад, гак 15 (грейфер, щелепний захват, електромагніт, ківш екскаватора тощо). Всі елементи 9, 12 та ланка 13 мають приблизно однакову довжину LL1L2. Різниця у довжинах цих коробчастих елементів й додаткової ланки обумовлена лише технологічними допусками, що забезпечують безпечність виконання вантажно-розвантажувальних робіт (щоб елементи не випадали один з другого). Підйом і опускання веденої ланки 7 здійснюється за допомогою двох силових гідроциліндрів 16, корпуси яких шарнірно зв'язані з ведучою ланкою 3, а штоки - шарнірно зв'язані з першим елементом 9 веденої ланки 7. При роботі силових гідроциліндрів 16 ведена ланка 7 може повертатися у вертикальній площині відносно шарніра 6. Для зміни довжини веденої ланки 7 використовується силовий гідроциліндр 10. При роботі силового гідроциліндра 10 ведена ланка 7 змінює свою довжину за рахунок висунення-втягування другого рухомого елементу 12 всередину першого нерухомого елемента 9. Якщо необхідно ще збільшити довжину веденої ланки 7, з другого рухомого елемента 12 висовують на необхідну довжину додаткову висувну ланку 13 за допомогою гідроциліндра 14. Для повороту ведучої ланки 3 вправо-вліво використовують силові гідроциліндри 17, корпуси яких шарнірно прикріплені до плоскої вертикальної трикутної рами 1, а штоки - до веденої ланки 7. Всі силові гідроциліндри 10, 14, 16 і 17 пов'язані з гідросистемою трактора (з причини загальновідомості, не показана). Силові гідроциліндри 10, 14, 16 і 17, в сукупності, забезпечують зміну просторового положення веденої ланки 7 в трьох напрямах. До нижньої частини плоскої вертикальної трикутної рами 1 прикріплена горизонтальна плоска рама 18, на конці якої закріплено зчеплення 19, під яким встановлений підп'ятник 20. Нижню основу вертикальної трикутної рами 1 складає горизонтальна поперечна балка 21 коробчастої конструкції, на консольних кінцях внутрішніх рухомих елементів 22, на яких встановлені вертикальних елементах опорні башмаки 23, що приводяться в дію вертикальними гідроциліндрами 24. Пульт управління 25 роботою гідравлічної стріли встановлений на патрубку 26, прикріпленому до задньої частини плоскої вертикальної трикутної рами 1. Автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла кріпиться до трактора за допомогою набору петель (не показані), що дозволяють враховувати тип навіски трактора. Корпуси двох силових гідроциліндрів 16 жорстко зв'язані між собою перемичкою 27 і рознесені на відстань, не меншу за товщину веденої ланки 7 автономної вантажопідйомної гідравлічної стріли. 3 UA 120163 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Запропонована автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла працює в такий спосіб. Трактор під'їжджає до місця стаціонарного зберігання автономної вантажопідйомної гідравлічної стріли у вертикальному положенні. Гідравлічну стрілу прикріплюють до навіски трактора за допомогою набору пальців. За допомогою гідросистеми трактора, його навіску піднімають догори і трактор разом з гідравлічною стрілою переміщується до місця виконання навантажувально-розвантажувальних робіт. По прибутті трактора на місце вантажнорозвантажувальних робіт, гідравлічні опори опускають вниз та спирають у ґрунт. У разі потреби, положення кожного башмака 23 регулюють окремо для вирівнювання гідравлічної стріли по вертикалі. Трактор в даному випадку виконує функцію противаги і джерела енергії для силових гідроциліндрів 10, 14, 16, 17 і 24. Гідравлічна стріла до експлуатації підготовлена. При цьому башмаки 23 разом з трактором утворюють ідеальну опорну поверхню незалежно від рельєфу ґрунту та запобігають виникненню перекидаючого моменту з будь-якого боку. Запропонована автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла може бути закріплена як в кузові вантажного автомобіля, так і стаціонарно, зокрема на стіні приміщення, наприклад, в майстерні, і використовуватися як звичайний консольно-поворотний кран. Таким чином, пропонована гідравлічна стріла, за суттю, є автономним універсальним навантажувальнорозвантажувальним засобом. Опорний вузол може бути розташований безпосередньо на тракторі, або для навішування гідравлічної стріли використовується трактор з наявними гідравлічними опорами. Запропоноване технічне рішення перевірене на практиці, складається із звичайних і відомих вузлів, не містить ніяких елементів, деталей або вузлів, які неможливо було б відтворити на сучасному етапі розвитку науки і техніки, зокрема, в машинобудуванні, отже, промислово придатне, має певні переваги перед відомими навантажувально-розвантажувальними засобами аналогічного призначення завдяки запропонованим конструктивним змінам, що підтверджує можливість досягнення технічного результату об'єктом, що заявляється. У відомих джерелах інформації не виявлені подібні автономні вантажопідйомні гідравлічні стріли із вказаними у пропозиції суттєвими ознаками, а тому, вважається такою, що може отримати правовий захист. До технічних переваг запропонованого технічного рішення, порівняно з прототипом, можна віднести наступне: - можливість збільшення радіусу та висоти обслуговування вантажного майданчика за рахунок максимального збільшення довжини висувної додаткової ланки з коробчастого елемента телескопічної веденої ланки; - зниження трудомісткості пересування та фіксації висувної додаткової ланки завдяки тому, що для цього використовується гідроциліндр, який усуває необхідність використання ручної праці. Соціальний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, в порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок безпечності праці та зниження трудомісткості під час підготовки до експлуатації гідравлічної стріли та збільшення зони обслуговування. Економічний ефект від впровадження запропонованого технічного рішення, у порівнянні з використанням прототипу, отримують за рахунок скорочення строку підготовки гідравлічної стріли до виконання навантажувально-розвантажувальних робіт та збільшення радіуса корисної дії. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 Автономна вантажопідйомна гідравлічна стріла, що містить основу, яка несе на собі вантажопідйомну стрілу, що складається з ведучої і веденої ланок, з'єднаних між собою шарніром, та які приводяться в дію силовими гідроциліндрами, і гідросистему для управління гідроциліндрами, причому основа виконана у вигляді плоскої вертикальної трикутної рами, а також знизу вертикальна рама забезпечена додатковою горизонтальною плоскою рамою, оснащеною на кінці стандартним зчепленням і підп'ятником, та під якою розташований опорний вузол стріли, виконаний у вигляді двох висувних елементів, призначених для утримування опорних башмаків, розташованих у вертикальних елементах, при цьому ведучу ланку вантажозахватної стріли виконано у вигляді вертикальної балки, шарнірно зчленованої з плоскою вертикальною трикутною рамою з можливістю повороту відносно шарнірів, а ведена ланка виконана у вигляді телескопічної балки коробчастого перерізу і пов'язана з одного кінця з верхнім кінцем ведучої ланки за допомогою шарніра, а також в останньому коробчастому елементі телескопічної балки веденої ланки встановлена рухомо додаткова ланка для збільшення загальної довжини веденої ланки, до якої приєднаний будь-який вантажозахватний орган, наприклад крюк, при цьому над першим нерухомим коробчастим елементом 4 UA 120163 U 5 10 розташований гідроциліндр, вільний кінець корпусу якого охоплений запобіжною скобою, що фіксує положення корпусу гідроциліндра відносно першого коробчастого елемента телескопічної балки веденої ланки, крім того, поворот у вертикальній площині ведучої ланки забезпечується двома силовими циліндрами, вільні кінці корпусів яких жорстко зв'язані між собою планкою, до того ж, пульт управління гідросистемою змонтований на поворотному патрубку, закріпленому на плоскій вертикальній трикутній рамі, яка відрізняється тим, що довжина висувної додаткової ланки, що розташована у останньому коробчастому елементі телескопічної балки веденої ланки, дорівнює довжині цього коробчастого елемента телескопічної балки веденої ланки, а також під останнім коробчастим елементом розташований гідроциліндр, призначений для пересування та фіксації у вибраному положенні додаткової ланки. Комп’ютерна верстка А. Крулевський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5