JP2018048023A - Ballast device and crane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クレーン上部旋回体、特にクレーン上部旋回体の旋回台に実装するための少なくとも1つのバラストフレームを備えるバラスト装置であって、さらに、バラストフレームを実装位置まで上昇させる少なくとも2つの昇降シリンダを含むバラスト装置に関する。 The present invention is a ballast apparatus including at least one ballast frame for mounting on a swing upper part of a crane upper swing body, particularly a crane upper swing body, and further includes at least two lifting cylinders that raise the ballast frame to a mounting position. The present invention relates to a ballast apparatus including
バラスト装置は、クレーン、特に移動式クレーンを安定化させるためのものである。このバラスト装置は、クレーンのクレーン旋回台にボルト締結される接続箇所を有するバラストフレームにより構成される。また、バラスト板を受けるための1または複数のベース板が設けられていてもよい。 The ballast device is for stabilizing cranes, in particular mobile cranes. This ballast device is constituted by a ballast frame having a connection portion that is bolted to a crane swivel of a crane. One or more base plates for receiving the ballast plate may be provided.
陸上輸送中でもクレーンの可搬重量や物理的寸法を維持するために、このようなバラスト装置は、よく上部旋回体から分離解体され建設現場に搬送される。バラスト装置におけるいわゆるバラストシリンダによって、目標地点への実装が行われ、これらのバラストシリンダにより、バラストフレームがクレーン上部旋回体における所望のボルト締結位置まで自ら上昇可能となる。実装には、バラスト装置全体をクレーンの下部走行体に載せ、バラストフレームを移動式クレーンの旋回台にボルト締結できるくらいバラストシリンダが伸長することにより、バラスト装置全体が持ち上げられる。 Such ballast devices are often separated and dismantled from the upper swing body and transported to the construction site in order to maintain the load capacity and physical dimensions of the crane during land transport. Mounting at a target point is performed by a so-called ballast cylinder in the ballast device, and the ballast frame can be raised to a desired bolt fastening position in the upper swing body of the crane by these ballast cylinders. For mounting, the entire ballast device is lifted by placing the entire ballast device on the lower traveling body of the crane and extending the ballast cylinder so that the ballast frame can be bolted to the swivel of the mobile crane.
これまで、バラスト装置は、2つのバラストシリンダにより構成されていた。昇降中のバラスト装置の転倒をできる限り抑制するために、バラスト装置の重心を両バラストシリンダを結ぶ線上の中心に置く必要がある。 Until now, a ballast device was constituted by two ballast cylinders. In order to suppress the falling of the ballast device during ascent as possible, it is necessary to place the center of gravity of the ballast device at the center on the line connecting both ballast cylinders.
しかし、上記条件は、構造上、すべてのバラスト装置において確実に満たされるわけではない。さらに、位置調整可能なバラスト装置の場合、さらなる問題として、バラスト板の走行動作によって、バラスト装置の重心がばらつくことがある。 However, the above conditions are not satisfied in all ballast devices due to the structure. Furthermore, in the case of a ballast device that can be adjusted in position, as a further problem, the center of gravity of the ballast device may vary due to the running operation of the ballast plate.
本発明の課題は、改善された実装プロセス用の昇降装置を備えるバラスト装置を提示することにある。 It is an object of the present invention to provide a ballast device comprising an improved lifting device for the mounting process.
上記課題は、請求項1に記載の特徴を有するバラスト装置により解決される。バラスト装置の好適な構成は、従属項の主題となる。 The object is solved by a ballast device having the features of claim 1. Preferred configurations of the ballast device are the subject of the dependent claims.
先行技術における、バラストフレームを実装位置まで上昇させるための少なくとも2つの昇降シリンダを備える公知のバラスト装置に鑑み、本発明においては、昇降シリンダの上昇動作に伴って動く少なくとも1つの支持シリンダが設けられる。昇降シリンダは、公知の従来のバラストシリンダに相当する。支持シリンダを追加することで、上昇したバラスト装置の安定性がさらに向上し、バラスト装置の特定の構造に関係なく転倒の虞をできる限り回避できる。バラスト重心の様々なずれも、少なくとも1つの支持シリンダにより相殺できる。これまで、2シリンダ様式では転倒耐性を向上するために、常にベース板が必要であったが、ベース板は、本願における問題の解決によって省略できる。 In view of the known ballast apparatus with at least two lifting cylinders for raising the ballast frame to the mounting position in the prior art, the present invention is provided with at least one support cylinder that moves as the lifting cylinder moves up. . The lifting cylinder corresponds to a known conventional ballast cylinder. By adding the support cylinder, the stability of the raised ballast device is further improved, and the possibility of falling is avoided as much as possible regardless of the specific structure of the ballast device. Various deviations in the ballast center of gravity can also be offset by at least one support cylinder. So far, in the 2-cylinder mode, a base plate has always been necessary in order to improve the fall resistance, but the base plate can be omitted by solving the problem in the present application.
実装位置までの上昇プロセスにおいて、バラストフレームは、いわゆるシリンダユニットからなる安定した三脚上に配置される。適切なシリンダユニット制御により、バラスト装置を傾けることなく確実に均一に上昇させることができる。 In the ascending process to the mounting position, the ballast frame is arranged on a stable tripod consisting of so-called cylinder units. Appropriate cylinder unit control ensures that the ballast device can be raised uniformly without tilting.
少なくとも2つの昇降シリンダは、バラスト装置の中心軸と直交する軸上に位置してもよい。上記中心軸は、好ましくは、少なくとも2つの昇降シリンダ間の接続軸の中心において交差し、この場合、上記少なくとも1つの支持シリンダは、好ましくは中心軸上、さらに好ましくは後方、少なくとも2つの昇降シリンダ側へずれて配置される。これにより、バラスト装置の上昇作業のための安定した三角形の三脚が得られる。 The at least two lifting cylinders may be located on an axis perpendicular to the central axis of the ballast device. The central axis preferably intersects at the center of the connecting axis between at least two lifting cylinders, in which case the at least one support cylinder is preferably on the central axis, more preferably rearward, at least two lifting cylinders It is shifted to the side. As a result, a stable triangular tripod for lifting the ballast device is obtained.
本発明の範囲においては、4つ以上のシリンダが用いられてもよい。この場合、シリンダの構成は四角形であることが好ましい。 Within the scope of the present invention, four or more cylinders may be used. In this case, the configuration of the cylinder is preferably a quadrangle.
特に好適には、上記少なくとも2つの昇降シリンダと、上記少なくとも1つの支持シリンダとは、互いに直接油圧連結される。この油圧連結によって、各ピストンロッドが同時に均一に延び、それに伴って、バラストフレームを均一に上昇させることができる。バラスト装置を均一に上昇させることにより、バラストフレームの片側への転倒または傾きが防止でき、これにより、シリンダユニットにおける動作中のピストンロッドの曲げ荷重が増加するのを防止できる。 Particularly preferably, the at least two lifting cylinders and the at least one support cylinder are directly hydraulically connected to each other. By this hydraulic connection, the piston rods extend uniformly at the same time, and accordingly the ballast frame can be raised uniformly. By raising the ballast device uniformly, it is possible to prevent the ballast frame from overturning or tilting to one side, thereby preventing an increase in the bending load of the piston rod during operation in the cylinder unit.
巧みに油圧連結することや内蔵シリンダを適切に寸法設計することにより、高価なセンサおよび/または規則を用いることなく、バラストフレームを自動並列化できる。好ましくは、油圧連結はたとえば、上昇動作中に排出される、上記昇降シリンダのうち少なくとも1つ、理想的には両方またはすべての昇降シリンダの圧油が少なくとも1つの支持シリンダを加圧する役割を果たすことにより行われる。好適には、たとえば、上記少なくとも2つの昇降シリンダの環状面が、上記少なくとも1つの支持シリンダのピストン面に接続される。両昇降シリンダのピストン面は、上昇動作のために少なくとも1つの圧力源により直接加圧される。 By skillfully hydraulically connecting and properly dimensioning the built-in cylinder, the ballast frames can be automatically parallelized without using expensive sensors and / or rules. Preferably, the hydraulic connection serves to pressurize at least one support cylinder, for example, the pressure oil of at least one of the lift cylinders, ideally both or all lift cylinders discharged during the lift operation Is done. Preferably, for example, the annular surface of the at least two lifting cylinders is connected to the piston surface of the at least one support cylinder. The piston surfaces of both lifting cylinders are directly pressurized by at least one pressure source for the lifting operation.
特に、上記少なくとも2つの昇降シリンダの環状面の総面積は、前記少なくとも1つまたは接続されたすべての支持シリンダのピストン面の面積に相当するように内蔵のシリンダユニットを適切に寸法設計することで、高価なセンサを用いることなく、バラストフレームを自動並列化できる。同一の昇降シリンダを用いる場合、支持シリンダのピストン面の面積は、1つの昇降シリンダの環状面の面積の2倍に相当する。 In particular, the built-in cylinder unit is appropriately dimensioned so that the total area of the annular surfaces of the at least two lifting cylinders corresponds to the area of the piston surfaces of the at least one or all connected support cylinders. The ballast frame can be automatically parallelized without using an expensive sensor. When the same lift cylinder is used, the area of the piston surface of the support cylinder corresponds to twice the area of the annular surface of one lift cylinder.
上記少なくとも2つの昇降シリンダにおける、上昇動作用に作動する圧油流入口が、好ましくは平行に接続され、特にそれらのピストン面が平行に接続され、さらに好ましくは、共通の圧力源によって油圧エネルギーが供給される。特に好ましくは、分流器による接続を行い、共通の圧油から、少なくとも2つの昇降シリンダに同一の油流を供給する。さらに好適には、用いられる少なくとも2つの昇降シリンダは、同一の構成を有する、つまり、少なくとも同一のピストン面積および/または環状面積を有する。 In the at least two lifting cylinders, the pressure oil inlets operating for the lifting operation are preferably connected in parallel, in particular their piston faces are connected in parallel, more preferably the hydraulic energy is supplied by a common pressure source. Supplied. Particularly preferably, the connection is made by a flow divider, and the same oil flow is supplied from a common pressure oil to at least two lifting cylinders. More preferably, the at least two lifting cylinders used have the same configuration, i.e. at least the same piston area and / or annular area.
しかし、さらに、上記バラストフレームまたは上記バラスト装置の重心は、上記少なくとも2つの昇降シリンダを結ぶ線上またはその近傍に位置してもよい。特に、上記バラストフレームに回動可能に配置される、バラスト板を受けるための1または複数のベース板を備える調整可能なバラスト装置の場合、好適には、実装プロセスに際し、ベース板における適切なニュートラル位置が設定され、そのニュートラル位置において、上記装置の重心ができる限り常に上記両昇降シリンダを結ぶ線上またはその近傍に位置する。同様に重心位置は、上記シリンダによって形成された三角形内にあってもよい。 However, the center of gravity of the ballast frame or the ballast device may be located on or near the line connecting the at least two lifting cylinders. In particular, in the case of an adjustable ballast device comprising one or more base plates for receiving the ballast plate, which is pivotally arranged on the ballast frame, preferably suitable neutrals in the base plate during the mounting process The position is set, and at the neutral position, the center of gravity of the device is always located on or near the line connecting the lift cylinders as much as possible. Similarly, the center of gravity position may be within a triangle formed by the cylinder.
本発明におけるバラスト装置の他に、本発明はまた、本発明におけるバラスト装置を備えたクレーン、特に移動式クレーンを含む。したがって、このクレーンは、既に上に示したバラスト装置と同様の効果や特徴を有する。よって、重複する説明は省略する。 Besides the ballast device according to the invention, the invention also includes a crane, in particular a mobile crane, provided with the ballast device according to the invention. Therefore, this crane has the same effects and features as the ballast device already shown above. Therefore, the overlapping description is omitted.
以下に、本発明のさらなる効果や特徴を図面に示される実施例を用いて詳しく説明する。
図1は、クレーン上部旋回体の旋回台40における実装位置に設けられた本発明におけるバラスト装置10を示す平面斜視図である。バラスト装置10は、左右に回動可能に蝶着された複数のベース板30を備えるバラストフレーム20によって構成される。ベース板30は、図1に示される左右方向位置から小さな重心径分、クレーン旋回台40の後方位置、またはフレーム20に向けて回動できるように、それぞれ2つのレバー32、33を用いた自らのレバー運動によって、2つの別々の上下方向に延びる回動軸周りにフレーム20に搭載される。この回動運動中に、ベース板30は同様に、フレームの後方にコンパクトに回動可能なように自身の軸周りに旋回運動を行ってもよい。そのメリットとしては、回動運動によって重心径が拡大するものの、バラスト径は、比較的わずかに拡大するだけである。
FIG. 1 is a plan perspective view showing a
しかし、バラスト装置のこのような新規の構成において、同様にクレーンの旋回台40にバラストフレーム実装するための、バラストシリンダを備えた既存の昇降システムを改良する必要がある。
However, in such a new configuration of the ballast device, there is a need to improve an existing lifting system including a ballast cylinder for mounting the ballast frame on the
したがって、本発明においては、合計3つのピストンシリンダユニット21、22を備える新規システムが得られ、これらにより、ベース板30を含むバラストフレーム20が旋回台40における実装位置まで上昇する。このピストンシリンダユニットは、2つの昇降シリンダ21ならびに新規の支持シリンダ22に分けられる。
Therefore, in the present invention, a new system including a total of three
図2は、旋回台40とバラストフレーム20との間の接続箇所を示す図である。この接続箇所は、ここでは参照符号24で示される。この図から、旋回台40の上部および下部ボルト受41、41’がフレーム20における、対応する上部および下部接続部25、25’にボルト締結されているのが分かる。フレーム20を旋回台40に実装するには、まず、フレーム20をクレーンの上部旋回体に設置する。適切な油圧供給部を作製した後、接続箇所25、25’、41、41’が所定の位置にくるように、バラストフレーム20を両昇降シリンダ21および支持シリンダ22を介して均一に上昇させる。
FIG. 2 is a diagram illustrating a connection location between the
たとえば、図1において、両昇降シリンダ21は、バラストフレーム20の中心軸Mから左右方向にずれて配置されていることが分かる。両昇降シリンダ21を結ぶ線は、フレーム20の中心軸と直交する。この中心軸M上において、さらなる支持シリンダ22が両昇降シリンダ21の後方に位置し、これにより、シリンダユニット21、22からなる安定した三脚が得られる。
For example, in FIG. 1, it can be seen that both the
昇降シリンダ21と支持シリンダ22とを巧みに油圧連結すること、シリンダ21、22そのものを巧みに寸法設計することにより、高価なセンサや規定を用いることなく、バラストフレーム20を自動並列化できる。図3にシリンダ21、22を接続するための油圧回路図を示す。ここで、3つのシリンダ21、22の力分配を以下の原理とする。支持シリンダ22にかかる力は、両昇降シリンダ21にフィードバックされる。これにより、両昇降シリンダ21は、バラストフレーム20の総重量を担持することとなる。昇降シリンダ21への総荷重の第1部は静荷重であり、第2部は両昇降シリンダ21の環状空間28の環状面への圧力に起因する油圧荷重である。この圧力は、支持シリンダ22にかかる静的な力によって生じる。
By skillfully hydraulically connecting the elevating
昇降シリンダ21の両ピストン面27には、共通の油圧流から分流器50を介して圧力Pが付与される。このとき、分流器は、油源Pの油圧流が互いに同じ量の2つの部分流A、Bとして両昇降シリンダ21に分配されるように構成される。両部分流A、Bは、ピストン面27に達する。両昇降シリンダ21の環状面28に圧油が排出されることにより、合流して支持シリンダ22のピストン面29まで流れる2つのさらなる油流C、Dが発生する。その結果、両昇降シリンダ21を制御する際や、その結果生じるフレーム20が上昇動作を行う際に圧油が排出され、この圧油は、同時に支持シリンダ22に供給され、これに伴って、昇降シリンダ21の上昇動作が行われる。
A pressure P is applied to both piston surfaces 27 of the elevating
尚、オイル圧油は、常にP3に貯留され、交換されることはない。圧油は単に往復しているだけである。 The oil pressure oil is always stored in P3 and is not exchanged. The pressure oil simply reciprocates.
このとき、両環状面28の総面積は、支持シリンダ22のピストン面29に相当する。複数の支持シリンダ22が用いられる場合、支持シリンダ22のピストン面29の総面積は、昇降シリンダ21の環状面28の総面積に相当する。
At this time, the total area of both
以下に、上記の原理を改めて数学的に示す。
(数1)V昇降シリンダ1環状面+V昇降シリンダ2環状面=V支持シリンダピストン面
Below, the above principle is shown mathematically again.
(Equation 1) V lifting cylinder 1 annular surface + V lifting cylinder 2 annular surface = V support cylinder piston surface
昇降シリンダ21の環状面28における排出流量V昇降シリンダ1環状面、V昇降シリンダ2環状面は、支持シリンダのピストン面29における流量V支持シリンダピストン面に相当する。
(数2)A昇降シリンダ1環状面・h1+A昇降シリンダ2環状面・h2=A支持シリンダピストン面・h3
The discharge flow rate V lifting cylinder 1 annular surface and the V lifting cylinder 2 annular surface on the
(Expression 2) A lifting cylinder 1 annular surface · h 1 + A lifting cylinder 2 annular surface · h 2 = A support cylinder piston surface · h 3
A昇降シリンダ1環状面とA昇降シリンダ2環状面とが同じ大きさ(同じ昇降シリンダ21)であるという事実から、同様にh1=h2が得られるが、これは、同様に油流A、Bが分流器50によって同一とされているためである。h3が同様にh1およびh2に相当するため、数式は下記の通り簡略化できる。
(数3)A支持シリンダピストン面=2・A昇降シリンダ1環状面=2・A昇降シリンダ2環状面
From the fact that the A lift cylinder 1 annular surface and the A lift cylinder 2 annular surface are the same size (same lift cylinder 21), h 1 = h 2 is similarly obtained. , B are made identical by the
(Expression 3) A support cylinder piston surface = 2 · A lift cylinder 1 annular surface = 2 · A lift cylinder 2 annular surface
したがって、昇降シリンダ21の環状面28の面積が支持シリンダ22のピストン面29の面積の半分の大きさであるとき、3つのシリンダ21、22すべてが同時に延びる。面積比を適切に寸法設計すれば、カウンタウェイトフレーム20を出発点に対して確実に平行に持ち上げることができる。これにより、その結果シリンダ21、22それぞれのピストンロッドにかかる曲げモーメントをできる限り軽減できる。
Therefore, when the area of the
最後に、200トンのバラストといった具体的な数値例を用いて機能動作を改めて説明する。重心位置から、次のようにシリンダ21、22それぞれにかかる荷重が得られる。支持シリンダ22には、841kNの力F3がかかり、左側の主昇降シリンダ21には、553kNの力F1がかかり、右側の主昇降シリンダ21には、553kNの力F2がかかる。
Finally, the functional operation will be described again using specific numerical examples such as a 200-ton ballast. From the position of the center of gravity, the load applied to each of the
既に述べたように、ここで、設定した接続方法により、後方の支持シリンダ22の力が両主昇降シリンダ21に分配される。この後方の支持シリンダ22は、そのピストン面29にかかる重量力により、267バールの圧力P3を発生させ、その圧力が直接、主昇降シリンダ21の環状面28に伝達される。ここで、両主昇降シリンダ21の環状面28は、支持シリンダ22のピストン面29のちょうど半分の大きさであるため、圧力はそれぞれちょうど半分ずつ主昇降シリンダ21へ伝達される。各主昇降シリンダ21にかかる静定重量力F1、F2に加え、この環状面28における圧力荷重P3についても対応する必要がある。上記ユニットを上昇させるには、少なくとも310バールの圧力Pを分流器50にかける必要がある。主昇降シリンダ21は、合計、ユニットの総重量力に相当する1962kNの昇降力を得られる。
As already described, here, the force of the
Claims (13)
さらに、前記バラストフレームを実装位置まで上昇させる少なくとも2つの昇降シリンダを含み、
前記昇降シリンダの上昇動作によって伴って動く、実装プロセス中の転倒耐性を向上するための少なくとも1つの支持シリンダが設けられることを特徴とする。 A ballast apparatus comprising at least one ballast frame for mounting on a crane upper swing body, in particular a swivel of the crane upper swing body,
And further comprising at least two lifting cylinders for raising the ballast frame to a mounting position,
At least one support cylinder is provided, which is moved along with the ascending operation of the elevating cylinder to improve the overturning resistance during the mounting process.
前記少なくとも2つの昇降シリンダは、前記バラスト装置の中心軸と直交する軸上に位置し、前記少なくとも1つの支持シリンダは、好ましくは中心軸上、さらに好ましくは後方、少なくとも前記2つの昇降シリンダ側へずれて配置されることを特徴とする。 The ballast device according to claim 1,
The at least two lifting cylinders are located on an axis orthogonal to the central axis of the ballast device, and the at least one support cylinder is preferably on the central axis, more preferably rearward, toward at least the two lifting cylinders. It is characterized by being displaced.
前記少なくとも2つの昇降シリンダと、前記少なくとも1つの支持シリンダとは、互いに直接油圧連結されることを特徴とする。 The ballast device according to claim 1 or 2,
The at least two lift cylinders and the at least one support cylinder are directly hydraulically connected to each other.
上昇動作中に排出される、前記昇降シリンダのうち少なくとも1つ、理想的にはすべての昇降シリンダの圧油は、前記少なくとも1つの支持シリンダを加圧する、特に支持シリンダの上昇動作を行う役割を果たすことを特徴とする。 The ballast device according to claim 3,
At least one of the lifting cylinders, ideally the pressure oil of all the lifting cylinders discharged during the lifting operation, serves to pressurize the at least one supporting cylinder, in particular to perform the lifting operation of the supporting cylinder. It is characterized by fulfilling.
前記少なくとも2つの昇降シリンダの環状面は、前記少なくとも1つの支持シリンダのピストン面に接続されることを特徴とする。 The ballast device according to claim 4,
An annular surface of the at least two lifting cylinders is connected to a piston surface of the at least one support cylinder.
前記少なくとも2つの昇降シリンダの環状面の総面積は、前記少なくとも1つまたは接続されたすべての支持シリンダのピストン面の面積に相当することを特徴とする。 The ballast device according to claim 4 or 5,
The total area of the annular surfaces of the at least two lifting cylinders corresponds to the area of the piston surfaces of the at least one or all connected support cylinders.
前記昇降シリンダは、同一の寸法設計で同一に構成されていることを特徴とする。 In the ballast apparatus as described in any one of Claims 1-6,
The elevating cylinders are identically configured with the same dimensional design.
前記昇降シリンダおよび/または前記支持シリンダは、寸法設計が異なることを特徴とする。 In the ballast apparatus as described in any one of Claims 5-7,
The elevating cylinder and / or the support cylinder have different dimensional designs.
前記少なくとも2つの昇降シリンダ、特にそのピストン面または環状面における、昇降プロセス中に作動する圧油流入口は、油源と並列接続されることを特徴とする。 In the ballast apparatus as described in any one of Claims 1-8,
Pressure oil inlets operating during the lifting process in the at least two lifting cylinders, in particular in the piston face or annular face thereof, are connected in parallel with an oil source.
平列接続される前記昇降シリンダの共通の油源への接続は、好ましくは分流器によって行われ、該分流器によって前記昇降シリンダの両方またはすべてに同一の油流を供給できることを特徴とする。 The ballast device according to claim 9,
The connection of the lift cylinders connected in parallel to the common oil source is preferably made by a flow divider, which can supply the same oil flow to both or all of the lift cylinders.
前記バラストフレームに蝶着される1または複数のベース板が、バラスト板を受けるために設けられ、前記1または複数のベース板は、好適には、前記バラストフレームに対して調整可能に該バラストフレームに蝶着され、好ましくは、該バラストフレームに対して回動可能に蝶着されることを特徴とする。 In the ballast apparatus as described in any one of Claims 1-10,
One or more base plates hinged to the ballast frame are provided for receiving the ballast plate, the one or more base plates preferably being adjustable with respect to the ballast frame. The ballast frame is preferably hinged to the ballast frame.
前記バラスト装置の重心は、前記昇降シリンダおよび支持シリンダによって形成された三角形内または、前記少なくとも2つの昇降シリンダを結ぶ線上またはその近傍に位置することを特徴とする。 The ballast device according to claim 1,
The center of gravity of the ballast device is located in a triangle formed by the elevating cylinder and the support cylinder, or on or near a line connecting the at least two elevating cylinders.
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