Кранова багатосекційна стріла

Кранова багатосекційна стріла, що містить нерухому секцію основи і рухомі секції, шарнірно з'єднаний штоком з нерухомою секцією довгоходовий гідроциліндр, опертий протилежним кінцем на опорний ролик, скоси на нижніх поясах рухомих секцій з вершиною в площині нижнього пояса останньої рухомої секції, клиноподібно загострені спереду суцільні напрямні, прикріплені кронштейнами уздовж по боках гільзи довгоходового гідроциліндра, фрагменти напрямних в основі кожної рухомої секції, адекватні суцільній напрямній, гнізда на обох кінцях верхніх поясів секцій з підсиленими шайбами кромками, підпружинені догори з можливістю з'єднання з цими гніздами фіксатори у ближніх від основи кінцях рухомих секцій, горизонтальні співвісні гнізда в бокових стінках на ближніх від основи кінцях рухомих секцій, нерухомо прикріплений до гільзи довгоходового гідроциліндра 2 (19) 1 3 Винахід належить до самохідних стрілових кранів з гідравлічним приводом, зокрема, до приводу телескопування рухомих секцій стріли із застосуванням одного довгоходового гідроциліндра в сукупності з механізмом взаємної фіксації секцій у втягнутому і висунутому положеннях. Відома вибрана як прототип за більшістю співпадаючих суттєвих ознак, телескопічна багатосекційна стріла, що містить нерухому секцію основи і рухомі секції; довгоходовий гідроциліндр, шарнірно з'єднаний штоком з нерухомою секцією основи і опертий протилежним кінцем на опорний ролик, для подолання опорним роликом перепадів між нижніми поясами в основі рухомих секцій ці пояси виконані зі скосами з вершиною в площині нижнього пояса останньої рухомої секції; уздовж по боках гільзи довгоходового гідроциліндра через кронштейни прикріплені до гільзи суцільні напрямні, клиноподібно загострені за глухою кришкою гільзи і адекватні фрагментам напрямних, встановлених в основі кожної рухомої секції по довжині різниці між торцями рухомих секцій у складеному стані стріли, для чого розмір полички кожного фрагменту напрямної попередньої секції збільшений на величину зазору між стінками суміжних секцій; на обох кінцях верхніх поясів секцій виконані гнізда у вигляді отворів з підсиленими шайбами кромками; на ближніх від основи кінцях рухомих секцій змонтовані фіксатори, підпружинені догори з можливістю взаємодії із згаданими гніздами і обладнані скобами з Т-подібними пазами по нижніх торцях, причому скоби всіх фіксаторів розташовані в одній площині, паралельній до осі довгоходового гідроциліндра, за рахунок різної довжини стрижнів фіксаторів; бокові стінки рухомих секцій виконані з глухими, не наскрізними співвісними горизонтальними гніздами зсередини на ближніх від основи кінцях секцій, аналогічна одна пара гнізд розташована ще на дальшому від основи кінці останньої рухомої секції; до дальшого від основи кінця гільзи довгоходового гідроциліндра нерухомо прикріплений корпус головки з двосторонніми співвісними горизонтальними отворами, в котрих встановлені підпружинені в протилежних напрямках пальці з можливістю їх з'єднання з горизонтальними гніздами рухомих секцій, при цьому кожний палець виконаний у вигляді штока гідроциліндра, охопленого гільзою, нерухомо встановленою в горизонтальному отворі корпусу головки з можливістю гідравлічного зміщення штока в гільзі; у вертикальній площині осі довогоходового гідроциліндра згори на корпусі головки такою ж парою штокгільза приєднаний підпружинений догори на штоку фланець з можливістю його з'єднання з Тподібним пазом скоби фіксатора рухомої секції; під губками скоби фіксатора паралельно до осі фланця на корпусі головки встановлена пара колонок, підпружинених догори і пропущених знизу через отвори у верхній плиті корпуса з можливістю контакту з упорами пальців для їх фіксації у висунутому стані і з можливістю запобігання ходу вниз скоби фіксатора у втягнутому стані пальців; обидві поршньові порожнини пальців заживлені від одної лінії гідравлічного керування, а поршнева порож 95844 4 нина фланця - від другої лінії, поршнева і штокова порожнини довгоходового гідроциліндра заживлені через канали, виконані у його штоку, також від окремої лінії керування; датчики керування переміщенням пальців, фланця і довгоходового гідроциліндра виконані у вигляді електричних приводів, встановлених на суцільних напрямних гільзи довгоходового гідроциліндра навпроти гнізд фіксаторів і гнізд для пальців головки, і на рухомих секціях обладнаних відповідними елементами для взаємодії з електричними приладами (див. опис винаходу до патенту з Японії № WO 2007/052339 А1 за заявкою № PCT/JP2005/020115). В початковому втягнутому стані всіх рухомих секцій і повністю втягнутому штоку довгоходового гідроциліндра підняті своїми пружинами фіксатори на ближніх від основи кінцях рухомих секцій взаємно фіксують суміжні рухомі секції у гніздах їх верхніх поясів. В процесі телескопування секцій спочатку пальці головки стріли вводять у з'єднання з горизонтальними гніздами на дальшому від основи кінці останньої найдальшої від основи стріли рухомої секції. Ця пара гнізд співвісна пальцям головки у втягнутому транспортному стані стріли, крім того з'єднання пальців головки з гніздами контролюється ще відповідними датчиками. Ходом гільзи довгоходового гідроциліндра висувають скріплений фіксаторами пакет усіх рухомих секцій з нерухомої секції. По закінченні повного ходу гільзи довгоходового гідроциліндра фіксатор першої рухомої секції під дією своєї пружини зафіксує увесь пакет рухомих секцій у гнізді на кінці верхнього пояса нерухомої секції. Подають живлення в лінію гідравлічного керування пальців головки і тиск робочої рідини в поршневій порожнині пальців, долаючи зусилля пружин пальців, витягує їх з горизонтальних гнізд на дальшому від основи кінці останньої рухомої секції. Подачею тиску в штокову порожнину довгоходового гідроциліндра зворотно переміщують його гільзу до основи стріли, тоді головка з гільзою переміститься в зону розташування групи фіксаторів на дальшому від основи кінці нерухомої секції. Фланець головки проходить через Т-подібні пази скоб фіксаторів і зупиниться в скобі фіксатора рухомої секції, вибраної кранівником для забезпечення потрібного видовження стріли до заданих вантажних характеристик. Скидають тиск з лінії гідравлічного керування пальців головки і підпружинені пальці з'єднують головку з горизонтальними гніздами на бокових стінках цієї рухомої секції. Подають живлення в лінію гідравлічного керування фланця головки і тиск робочої рідини, долаючи зусилля пружини фланця і пружини захопленого через скобу фіксатора, витягує фіксатор з гнізда на верхньому поясі суміжної секції, уможливлюючи висування, захопленої пальцями головки, рухомої секції, котре виконують подачею тиску робочої рідини в поршневу порожнину довгоходового гідроциліндра. Під час висування цієї рухомої секції, опорний ролик довгоходового гідроциліндра долає перепади між нижніми поясами інших рухомих секцій по скосах в їх основі, а орієнтація прямолінійності руху забезпечується клиноподібним загостренням спереду суцільних 5 напрямних гільзи і спряженням їх з фрагментами напрямних в основі кожної рухомої секції. По завершенні висування захопленої пальцями головки рухомої секції скидають тиск робочої рідини з лінії гідравлічного керування фланця головки і фіксатор цієї секції під дією пружини посилається в гніздо верхнього пояса дальшого від основи кінця суміжної секції, з'єднуючи їх. Знову подають тиск в лінію гідравлічного керування пальцями головки, від'єднують головку від горизонтальних гнізд цієї секції і при потребі повторюють описані маніпуляції з іншими рухомими секціями. Складання стріли здійснюють в зворотному порядку. Перемикання ліній гідравлічного керування перелічених виконавчих механізмів може здійснюватися як примусовими діями кранівника, так і в автоматичному режимі, контрольованому сигналами електричних приладів. Однак, прототип має ряд недоліків, в т. ч.: циліндричні поверхні на кінцях пальців головки, які є контактними у з'єднанні з горизонтальними гніздами рухомих секцій, одночасно є і поверхнями штоків у парі шток-гільза з прецензійним, ковзним, ущільненим спряженням з поверхнею гільзи, а односторонні радіальні навантаження на них від гнізд руйнують їх, як плунжерну пару - знижується довговічність; фіксація горизонтальних пальців головки у їх висунутому стані через колонки і губки скоб з Тподібними пазами змушує устатковувати такими скобами кожний вертикальний фіксатор, а головку - колонками, що зумовлює їх конструктивну громіздкість; висування пакету всіх рухомих секцій з нерухомої, як обов'язкова перша операція видовження стріли, зумовлена кріплення головки до дальшого від основи кінця гільзи, внаслідок великої вагової переваги пакету рухомих секцій над нерухомою секцією створює надмірний перекидний момент, що знижує вантажні характеристики при роботі крана з недовгою стрілою, видовженою лише на дві-три секції. Технічною задачею винаходу є підвищення довговічності і компактності приводу телескопування багатосекційної стріли та покращення вантажних характеристик при роботі крана з недовгою стрілою, видовженою лише на дві-три секції. Для вирішення поставленої задачі запропонована конструкція кранової багатосекційної стріли поряд з суттєвими ознаками, властивими для прототипа, такими як нерухома секція основи і рухомі секції, шарнірно з'єднаний штоком з нерухомою секцією довгоходовий гідроциліндр, опертий протилежним кінцем на опорний ролик, скоси на нижніх поясах рухомих секцій з вершиною в площині нижнього пояса останньої рухомої секції, клиноподібно загострені спереду суцільні напрямні, прикріплені кронштейнами уздовж по боках гільзи довгоходового гідроциліндра, фрагменти напрямних в основі кожної рухомої секції адекватні суцільній напрямній, гнізда на обох кінцях верхніх поясів секцій з підсиленими шайбами кромками, підпружинені догори з можливістю з'єднання з цими гніздами фіксатори у ближніх від основи кінцях рухомих секцій, горизонтальні співвісні гнізда в бокових 95844 6 стінках на ближніх від основи кінцях рухомих секцій, нерухомо прикріплений до гільзи довгоходового гідроциліндра корпус головки з двосторонніми горизонтальними співвісними порожнинами, розташовані в цих порожнинах і виконані у вигляді пари шток-гільза гідроприводи з підпружиненими в протилежних напрямах пальцями, орієнтованими з можливістю з'єднання з горизонтальними гніздами рухомих секцій, розташований на корпусі головки у вертикальній площині осі довгоходового гідроциліндра шток, підпружинений догори і обладнаний такою ж парою шток-гільза, елементи для з'єднання фіксаторів верхніх поясів секцій з корпусом головки, такі як фланець і скоба з Т-подібним пазом, лінії гідравлічного керування горизонтальними і вертикальною парами шток-гільза і довгоходовим гідроциліндром, і електричні прилади позиціювання горизонтальних пальців і вертикальних фіксаторів і керування переміщенням їх гідравлічних приводів, містить нові, відмінні від прототипа суттєві ознаки, а саме - пара шток-гільза кожного горизонтального пальця головки виконана окремо від тіла пальця, гільза встановлена в центральний отвір пальця за допомогою тильного фланця, приєднаного до торця охоплюючої палець нерухомої втулки з протилежним фронтальним фланцем, приєднаним до корпусу головки, за межами гільзи на зовнішній поверхні штока виконана сферична проточка з можливістю контакту з адекватно сферичними кінцями штифтів, рухомо встановлених в радіальних отворах пальця, висота сфери кожного штифта менша від її радіусу, протилежні сферичні кінці штифтів сягають внутрішньої поверхні охоплюючої палець нерухомої втулки з можливістю переміщення в адекватну сферичну проточку, виконану на внутрішній поверхні нерухомої втулки у місці, яке відповідає висунутому стану пальця коли штифти розташовані напроти сферичної проточки втулки, кожний фіксатор верхніх поясів секцій знизу устаткований фланцем, а скобою з Т-подібним пазом обладнаний вертикальний шток корпуса головки, при цьому корпус головки приєднаний до гільзи довгоходового гідроциліндра в її основі біля виходу штока. В початковому втягнутому стані всіх рухомих секцій опущеної до горизонталі стріли і повністю втягнутому штоку довгоходового гідроциліндра підняті пружинами фіксатори на ближчих до основи кінцях рухомих секцій взаємно фіксують суміжні рухомі секції і першу рухому секцію з нерухомою у гніздах їх верхніх поясів. Для видовження стріли на потрібну довжину спочатку подають тиск робочої рідини в штокові порожнини штоків гідроприводів горизонтальних пальців корпусу головки і ці пальці, долаючи зусилля своїх пружин, ховаються в корпусі головки. Підпружинений догори шток Тподібної скоби знаходиться в площині розташування фланців фіксаторів всіх верхніх поясів стріли, а ця площина паралельна до осі довгоходового гідроциліндра. Потім ходом довгоходового гідроциліндра підводять корпус головки до поперечної площини, в котрій розташовані горизонтальні гнізда і фланець фіксатора верхнього пояса заданої керуванням будь-якої з рухомих секцій. Автоматичне визначення місць розташування го 7 ризонтальних гнізд і фіксаторів, а також керування живленням перелічених гідроприводів досягається електричними приладами, відповідно до заданої кранівником програми видовження стріли. Для захоплення заданої керуванням рухомої секції горизонтальними пальцями головки скидають тиск робочої рідини зі штокових порожнин штоків гідроприводів пальців і вони пружинами переміщуються в напрямі горизонтальних гнізд заданої рухомої секції, при цьому ближчі до центру сферичні кінці радіальних штифтів кожного пальця спочатку контактують зі сферичною проточкою його штока, а протилежні сферичні кінці штифтів слідують по гладкій внутрішній поверхні охоплюючої палець нерухомої втулки, натискаючи на цю поверхню під дією зусилля, створеного стремлінням сферичної проточки штока виштовхнути сферичний кінець кожного штифта внаслідок не симетричного одностороннього бокового тиску у спряжених сферичних поверхнях в напрямі ходу пальця. Коли радіальні штифти опиняються напроти сферичної проточки на внутрішній поверхні нерухомої втулки, а це відповідає висунутому стану пальця в горизонтальне гніздо рухомої секції, штифти автоматично зміщуються у цю проточку, надійно фіксуючи палець у висунутому стані внаслідок підпорки протилежних кінців штифтів гладкою поверхнею штока відтиснутого пружиною. Після захоплення горизонтальними пальцями головки гнізд заданої рухомої секції, ця секція є приєднаною до гільзи довгоходового гідроциліндра і утримується ним, дозволяючи від'єднання її фіксатора від ближчого до основи гнізда верхнього пояса суміжної секції, для чого подають тиск робочої рідини у штокову порожнину пари шток-гільза скоби з Т-подібним пазом на корпусі головки. Скоба з захопленим фланцем фіксатора, слідуючи вниз і долаючи зусилля пружини, витягує фіксатор з гнізда попередньої секції і утримує його у витягнутому стані. Подають тиск робочої рідини в поршневу порожнину гільзи довгоходового гідроциліндра і висувають задану рухому секцію до дальшого від основи гнізда верхнього пояса суміжної секції, при цьому гідроциліндр і секція рухаються разом. По завершенні висування заданої рухомої секції зупиняють хід довгоходового гідроциліндра, скидають тиск робочої рідини з лінії гідравлічного керування скоби з Тподібним пазом і фіксатор цієї секції під дією пружини посилається в гніздо верхнього пояса дальшого від основи кінця суміжної секції, з'єднуючи їх. Знову подають тиск в лінію керування пальцями головки, від'єднують головку від горизонтальних гнізд цієї секції і повторюють аналогічні маніпуляції з іншими рухомими секціями. Складання стріли здійснюють у зворотному порядку. Отже, нова сукупність суттєвих ознак, в порівнянні з прототипом, підвищує довговічність стріли за рахунок контакту з горизонтальними гніздами рухомих секцій робочих поверхонь пальців головки, котрі не є одночасно ковзними поверхнями у парі шток-гільза і можуть підлягати зношенню без шкоди для стріли, усувається конструктивна громіздкість корпусу головки стріли за рахунок фіксації горизонтальних пальців в робочому стані компактними штифтами зі сферичними кінцями, а також 95844 8 підвищуються вантажні характеристики при роботі крана з незначно видовженою стрілою за рахунок кріплення корпусу головки стріли до гільзи довгоходового гідроциліндра в її основі біля виходу штока, оскільки, після видовження стріли на необхідну довжину гідроциліндр повертається назад і не створює зайвого моменту. Суть винаходу пояснюється кресленнями, де: на фіг. 1 зображений загальний вид кранової багатосекційної стріли; на фіг.2 - переріз за стрілкою А-А фіг. 1; на фіг.3 - вузол горизонтального пальця головки, збільшено; на фіг.4 - переріз за стрілкою Б-Б фіг. 1. Нерухома секція 1 основи коробчатої стріли (фіг. 1) телескопічно спряжена з рухомими секціями 2, 3 ,4 і 5 з можливістю їх телескопування довгоходовим гідроциліндром 6, приєднаним штоком через шарнір 7 до нерухомої секції 1 і опертим протилежним кінцем гільзи через опорний ролик 8 на нижній пояс рухомої секції. На нижніх поясах в основі рухомих секцій виконані скоси 9 з вершиною в площині нижнього пояса останньої рухомої секції 5. Уздовж з обох боків гільзи гідроциліндра 6 кронштейнами 10 прикріплені суцільні напрямні 11, клиноподібно загострені спереду. В основі кожної рухомої секції нерухомо встановлені фрагменти напрямних 12, адекватні суцільним напрямним 11. На обох кінцях верхніх поясів секцій 1, 2, 3, 4 і на ближчому до основи кінці секції 5 виконані гнізда 13 з підсиленими шайбами кромками. На ближчих до основи кінцях рухомих секцій з можливістю з'єднання з цими гніздами встановлені фіксатори 14, обладнані знизу фланцями 15 і підпружинені догори пружинами 16. В цій же поперечній площині на ближчих до основи кінцях рухомих секцій в їх бокових стінках виконані горизонтальні співвісні гнізда 17 (фіг. 2). До гільзи довгоходового гідроциліндра 6 (фіг. 1) в її основі біля виходу штока приєднаний корпус 18 головки з двосторонніми горизонтальними співвісними порожнинами (фіг. 2), в котрих розташовані пальці 19 з можливістю захоплення гнізд 17 будь-якої рухомої секції. В центральному отворі кожного пальця 19 (фіг. 2 і 3) встановлена гільза 20 з тильним фланцем 21, приєднаним до торця охоплюючої палець 19 нерухомої втулки 22, виконаної з протилежним фронтальним фланцем 23, приєднаним до корпусу 18 головки. В гільзі 20 встановлений шток 24, підпружинений в осьовому напрямі пружиною 25. На зовнішній поверхні штока 24 за межами гільзи 20 виконана сферична проточка з можливістю контакту з адекватними сферичними кінцями штифтів 26, рухомо встановлених в радіальних отворах пальця 19. Протилежні сферичні кінці штифтів 26 сягають внутрішньої поверхні втулки 22 з можливістю зміщення в адекватну сферичну проточку 27, виконану на внутрішній поверхні нерухомої втулки 22 у місці, що відповідає висунутому стану пальця 19 при контакті штифтів 26 з проточкою 27. На корпусі 18 (фіг. 2) у вертикальній площині осі довгоходового гідроциліндра 6 встановлена гільза 28 з підпружиненим догори штоком 29, до котрого приєднана скоба 30 з Т-подібним пазом, з можливістю зворотно-поступального осьового переміщення і захоп 9 лення пазом фланця 15 фіксатора 14 будь-якої рухомої секції. Орієнтація Т-подібного паза скоби 30 назустріч фланцям 15 забезпечується штоками 31, запобігаючими обертанню скоби. Гідравлічні лінії живлення довгоходового гідроциліндра 6 і лінії 32 і 33 живлення штокових порожнин штоків 24 і 29 під'єднані з можливістю керування електричними приладами, такими як магнітна лінійка 34, що може взаємодіяти з прикріпленими до секцій стріли постійними магнітами 35, як датчик положення корпусу 18 головки гільзи довгоходового гідроциліндра 6 відносно секцій стріли, і сенсорні датчики 36 контролю положення пальців 19 відносно гнізд 17 та положення скоби 30 відносно фланців 15. Кранова багато секційна стріла працює наступним чином: В початковому втягнутому стані стріла всіх рухомих секцій 2, 3, 4 і 5 опущеної до горизонталі стріли і повністю втягнутому штоку довгоходового гідроциліндра 6 підняті пружинами 16 фіксатори 14 взаємно фіксують усі секції у гніздах 13. Для видовження стріли на потрібну довжину спочатку подають тиск робочої рідини через лінії 32 (фіг. 2) в штокові порожнини штоків 24 і вони разом з пальцями 19, долаючи зусилля пружин 25, ховаються в корпусі 18 головки. Підпружинений догори шток 29 Т-подібної скоби 30 знаходиться в площині розташування фланців 15 фіксаторів 14 всіх верхніх поясів стріли. Потім ходом довгоходового гідроциліндра 6 підводять корпус 18 головки до поперечної площини, в котрій розташовані горизонтальні гнізда 17 і фланець 15 фіксатора 14 верхнього пояса заданої керуванням будь-якої з рухомих секцій. Для захоплення цієї секції пальцями 19 скидають тиск робочої рідини лінією 32 зі штокових порожнин штоків 24 і вони разом з пальцями 19 пружинами 25 переміщуються в гнізда 17 заданої рухомої секції, при цьому ближчі до центру сферичні кінці радіальних штифтів 26 спочатку контактують зі сферичними проточками штоків 24, а протилежні сферичні кінці штифтів 26 слідують по глад 95844 10 гладкій внутрішній поверхні охоплюючих пальці 19 нерухомих втулок 22, натискаючи на ці поверхні під дією зусилля, створеного стремлінням сферичної проточки штока 24 виштовхнути сферичний кінець кожного штифта 26 внаслідок не симетричного одностороннього бокового на тиску у спряжених сферичних поверхнях в напрямі ходу пальця 19. Коли радіальні штифти 26 опиняються напроти сферичної проточки 27, а це відповідає висунутому стану пальця 19 в горизонтальне гніздо 17 рухомої секції, штифти автоматично зміщуються у цю проточку 27, надійно фіксуючи палець 19 у висунутому стані, внаслідок підпорки протилежних кінців штифтів 26 гладкою циліндричною поверхнею штока 24. Після захоплення пальцями 19 гнізд 17 рухомої секції вона є приєднаною до гільзи довгоходового гідроциліндра 6 і утримується ним, дозволяючи від'єднання її фіксатора 14 від ближчого до основи гнізда 13 суміжної секції, для чого через лінію 33 подають тиск робочої рідини у штокову порожнину штока 29. Скоба 30 з захопленим Тподібним пазом фланцем 15 фіксатора 14, слідуючи вниз і долаючи зусилля своєї пружини, витягує фіксатор 14 з гнізда 13 попередньої секції і утримує його у витягнутому стані. Ходом довгоходового гідроциліндра 6 (фіг. 1) висувають задану рухому секцію на потрібну проміжну довжину або до дальшого від основи гнізда 13. По завершенні висування заданої рухомої секції зупиняють хід довгоходового гідроциліндра 6, скидають тиск робочої рідини з лінії 33 (фіг. 2) і фіксатор 14 цієї секції під дією пружини 16 посилається в гніздо 13 верхнього пояса дальшого від основи кінця суміжної секції, з'єднуючи їх. Знову подають тиск в лінію 32, від'єднують пальці 19 від горизонтальних гнізд 17 цієї секції і повторюють аналогічні маніпуляції з іншими рухомими секціями. Автоматичне позиціювання місць спрацювання всіх гідроприводів стріли досягається електричними приладами - позиціями 34, 35 і 36. Складання стріли здійснюють у зворотному порядку. 11 95844 12 13 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 95844 Підписне 14 Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601