NO823348L - Utliggerkran. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en løftekran av tårntypen.

Dekkskraner av tårntypen benyttes benyttes vanlig om-bord på skip og oljerigger. Slike dekkskraner omfatter vanligvis en hovedkonstruksjon som er montert på en kort fast forhøyning og roterer på toppen av forhøyningen, idet konstruksjonen bærer dreibart derpå en utligger og løfte- og senkean-ordninger forbundet mellom konstruksjonen.og utliggeren. For-bindelsen av konstruksjonen til forhøyningen omfatter et trøst-lager som vanligvis består av ytre og indre ringlegemer, hvor det indre ringlegeme er fast anordnet til forhøyningen og det ytre ringlegeme er forbundet med konstruksjonen og hvor bær-ende tannhjul går i inngrep med et tannhjulsdrev.

! en. slik kjent konstruksjon må trøstlageret bære nesten all statisk og dynamisk belastning som påføres av utliggeren. Dette er de meget eksentriske belastninger som omfatter vekten av selve utliggerenog vekten av den last som holdes av utliggeren samt dreiekrefter, senkekrefter og aksellerasjon og retardasjonskrefter for lasten. Lagerringen står således under kontinuerlige krefter som søker å vippe den på forhøy-ningen. I tillegg til slik vippende belastning har konstruksjonen et betydelig areal mot vinden og en sterk vind som blåser mot kranen øker enten vippekraften på lagerringen eller tilfører en ny vippekraft i en annen retning som ytterligere kompliserer spenningsbetingelsene. Disse vanskeligheter kan øke ytterligere dersom det skulle hende at kranens krok hek-ter seg opp i et parti av skipskonstruksjonen eller i en olje-riggs konstruksjon mens kranen foretar et løft. Dette kan foregå uten at kranoperatøren vet det slik at en ubalansert situasjon som er for alvorlig til å korrigeres kan oppstå før operatøren kan foreta noe for å unngå forholdet. Lageret er i virkelighet det svakeste punkt i krankonstruksjonen og under de situasjoner som beskrives ovenfor kan vippingen av lageret være slik at den bevegelige del av lageret som understøtter utliggeren og den resterende del av krankonstruksjonen bortsett fra masten, kan bringes til å vippe av fra masten slik at krankonstruksjonen bortsett fra masten vipper over og til og med faller overbord fra et skip eller en oljerigg. Der er allerede foregått flere alvorlige uhell på grunn av slike forhold.

For å overvinne denne utilstrekkelighet har slike kraner hittil vært oppbygget med utliggeren montert til en lang hylse som er roterbar rundt masten på to sett med adskilte rullelagre, det ene sett anordnet for å oppta aksial belastning og det annet sett for å oppta radial belastning.

Denne konstruksjon er komplisert, kostbar og tar stor plass da den krever enten at hylsen må strekke seg nedenfor det øvre dekksnivå slik at den mest hensiktsmessige fremgangs-måte for konstruksjonen er ved hjelp av en kabel som er viklet rundt hylsen og forbundet med en vinsj selv om det her er en begrensning i den tilgjengelige vinkeldreining og denne konstruksjon krever at et stort hull kuttes ut i det øvre dekk for å gi passasje for den. roterbare hylse, eller at hylsen skal strekke seg-oppad over det øvre-dekksnivå, noe som gir et tillegg til dødvekten som vil søke.å velte skipet. De to sett med adskilte rullelagre forårsaker også ofte vanskeligheter på grunn av problemer med flukting på grunn av slitasje og temporær beskadigelse av konstruksjonen især når kranen løfter tunge laster og starter og stanser tunge laster.

Det er et mål for den foreliggende oppfinnelse å frembringe en kran av tårntypen som ikke har disse vanskeligheter forårsaket av beskadigelse og slitasje, er billig å bygge og kan passe som en enhet til et skipsskrog uten å påvirke skipets konstruksjon, som er lettere enn kjente krantyper med samme løftkapasitet og som gir et minimalt dødvektstillegg for vel-ting av et skip eller annen flytende konstruksjon.

En kran i henhold til oppfinnelsen har en utligger som er dreibart forbundet ved hjelp av en horisontal dreietapp til det bevegelige legeme i en lageranordning som understøttes av en forhøyning og videre har løfteanordninger for å kunne heve og senke utliggeren omkring det horisontale dreieledd, løfteanordninger for å kunne heve og senke en last som henger fra utliggeren og dreieanordninger innrettet til å svinge utliggeren rundt forhøyningen og erkarakterisert vedat forhøy-ningen rager ovenfor lageranordningen for å danne en mast og at løftekabler fra løfteanordningen er forbundet mellom toppen av masten og den ytterste ende av utliggeren og at videre lageranordningen omfatter en enkelt ring med frittløpende kuler som har en rullepasning i delsirkelformede ringspor i de indre og ytre lagerringer hvorav, den indre lagerring er forbundet med masten og at lageranordningen er slik anordnet vertikalt til masten i forhold til dreietappen ved hjelp av hvilken utliggeren er forbundet til den ytre lagerring, at utliggerens belastningslinje gjennom dreietappen forløper innenfor sirkel-banen gjennom ringen med kuler.

Dreieanordningen kan omfatte en dreievinsj som under-støttes på den ytre lagerring og har en drivaksel med et drev som går i inngrep med en tannet ring som omgir masten og er festet i forhold til masten.

Den tannede ring kan være festet.til masten.

Den indre lagerrings og den ytre lagerrings sylindriske overflater som.er utformet med de.delsirkelformede ringformede spor kan ha ulike radier på motsatte.sider av sporet slik at flaten med mindre radius på den indre ring er anordnet overfor flaten med mindre, radius på den ytre ring og de to flater med større radius er anordnet motsatt hverandre slik at klaringen mellom de indre og ytre ringer på motsatte sider av ringen med kuler er forsatt fra hverandre i radial retning.

Den indre lagerring kan være montert på en ringformet brakett som omgir og danner en sammenhengende del av i det minste det øvre parti av mastkonstruksjonen selv om den er utformet separat i forhold til denne.

Den ringformede brakett kan være utformet for de samme indre og ytre diametre som masten slik at den kan innsettes og sveises til tilstøtende koaksiale mastseksjoner for å danne masten.

Lageranordningen kan være utformet i segmenter, eksempelvis i halvdeler for å tillate enkel montering og demonter-ing.

Masten kan omgis av en plattform utformet med en åpning gjennom hvilken masten kan passere, idet denne plattform er anordnet over lageret og festet til den ytre lagerring og hvor plattformen har braketter som understøtter dreietappene ved hjelp av hvilke utliggeren er festet til plattformen og også har svingvinsjen.

Plattformen kan hensiktsmessig være utformet kvadratisk i sin ytre kontur og sirkelformet i dens indre kontur som omgir masten. Plattformen kan være utformet i halvdeler.

En styrekabin fra hvilken alle operasjoner for kranen kan styres, kan være understøttet på plattformen fortrinnsvis i en stilling, på én side av og under nivået for dreieleddet ved hvilket utliggeren er festet til plattformen.

En praktisk utførelse av oppfinnelsen er vist på tegningen hvor figur 1 viser et sideriss av.en mastkran, figur 2 viser et snitt langs linjen 2-2 på figur 1 og figur 3 viser et snitt langs linjen 3-3 på figur 2.

På tegningen angir henvisningstallet 1 en stiv stasjo-nær mast og 2 og 3 angir indre og ytrelagerringer, hvor den indre ring 2 er montert på en ringformet brakett 4 sammenhengende med.masten 1. Ringene 2 og 3 er utformet med samvirkende delsirkelformede spor 5 og 6 i hvilke et sett med fritt løpende kuler 7 kan sirkulere. Sporene sammen danner en nesten kom-plett sirkelformet kanal for kulene slik at lageret kan under-støtte belastninger som kommer fra enhver retning fra aksial, til radial og idet lagerelementene er kuler, kan lageret allikevel gi fullverdig lagerstøtte. Motstanden mot aksiale belastninger på lageret er øket ved å forsette i forhold til hverandre klaringene 8 og 9 mellom ringlegemene 2 og 3 slik at den proporsjonale del av kompresjonslasten på kuleneøkes og den proporsjonale del av skjærlasten reduseres. Dette oppnås ved å utføre diameteren i den sylindriske flate 2A på den ene side av sporet 5 i ringen 2. mindre enn diameteren i den sylindriske flate 2B på den annen side av sporet 5 og diameteren i den sylindriske 3A i en side av sporet 6 i ringen 3 mindre enn diameteren i den sylindriske flate 3B på den annen side av sporet 6. 10 angir en utligger hvis ene ende er forbundet ved hjelp av en dreieforbindelse 11 til en plattform 12 som omgir masten 1 og er forbundet til den ytre dagerring 3 ved hjelp av en brakettring 13 slik at utliggeren 10 i virkelighet er dreibart anordnet i forhold til lagerringen 3. 14 angir løftemekanismen forbundet ved 15 til den annen.ende av utliggeren 9 og til en dreieforbindelse 16 anordnet på toppen av masten 1. 17 angir en løftevinsj som ved hjelp av en vaier 18 er tilkoblet en løftekrok 19, idet vaieren 18 passerer over en styretrinse ved den ytre ende av utliggeren 9. Løftevin-sjen 17 er også understøttet av plattformen 12 og således av det ytre ringlegeme 3. 20 angir en fortannet dreiering som omgir.masten 1 og er festet til den ringformede brakett 4, idet den tannede dreiering 20 går i inngrep med et drev 21 som er montert på drivakselen 22 i en dreievinsj 23 som er anordnet i et maskinhus 24 montert på plattformen 12. Maskinhuset 24 omgir også drivanordningen for løftemekanismen 14. 25 angir en styrekabin som understøttes av plattformen 12. 26 angir retningen for belastningen fra utliggeren 10 og 27 angir diameteren for kulenes 7. sirkelanordning.

I praksis vil all last som søker å vippe kranen, som et resultat av at kranen setter seg fast eller forsøk på å løfte en ekstra stor last, overføres direkte til masten 1 delvis ved hjelp av løftemékanismen 14 og delvis.ved dreieforbindelsen for utliggeren 10. Da denne dreieforbindelse er en tappfor-bindelse,må enhver last som overføres gjennom dette dreieledd være en direkte last, dvs. at en bøyelast ikke kan over-føres. Belastningen gjennom dreieforbindelsen må således gå gjennom utliggeren 10. Denne skrålast søker å overføre last til lageret uensartet rundt dettes omkrets og innfører et visst beskadigende element. Kulene.vil imidlertid, da de under-søttes over nesten hele deres overflate, være i stand til å motstå slik skråbelastning fra enhver retning, dette også på grunn av kulenes større mobilitet, i forhold til ruller og en beskadigelse av lagerringene har mindre negativ effekt på kulenes bæreevne og vippebelastninger opptas bedre. Ved å gjøre diameteren i den sylindriske flate 3A lik diameteren i det sylindriske flate 3B, vil kulen utsettes for maksimal skjær-kraft kun ved en nøyaktig aksial belastning, noe som sjelden oppstår og som i alle tilfeller ville opptas av kulens maksi-male tverrsnittsareal. Således vil mesteparten av belastningen på kulene være kompresjonsbelastning og muligheten for svikt hos kulene er sterkt redusert.

Konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen er enkel og billig å bygge og å montere samtidig som tilgang for vedlikehold er enkelt, især dersom ringene 2 og 3 utføres i seksjoner, eksempelvis i halvdeler.

Den forholdsvis store fleksibilitet for kulelagerkonstruk-sjonen med en enkelt ring med kuler tillater at små beskadi-gelser kan opptas og allikevel vil kombinasjonen med ringer med nesten fullstendig lukkede kuler i tett pasning frembringe effekten av en tilnærmet solid ring som gir stor styrke mot overbelastninger slik at hovedkraften som søker å vippe kranen på grunnlag av den faste og normalt godt forankrede mast, og vipping av kranen vil i praksis være umulig.

Den foregående beskrivelse gjør det enkelt å forstå de spesielle fordeler som oppnås ved konstruksjonen i henhold til oppfinnelsen især når det tas i betraktning at dreielageret i en tårnkran er den del som arbeider under de strengeste betingelser for belastning og spenning og normalt er den kostbar-este del i en krankonstruksjon.

Fordelene med oppfinnelsen fremkommer på grunn av de følgende betingelser.

Plattformen utsettes aldri for mer enn et lite vippe-moment. Dette på grunn av at stagkablene for løfteanordningen er forankret til toppen av masten og masten opptar hele den belastning som søker å vippe kranen. På grunn av at belast-ningslinjén for utliggeren alltid passerer innenfor kulenes omkretssirkel vil der ikke foreligge noen tendens til eller kun en liten tendens til vipping av kulelageret. Sagt på annen måte vil kraftsystemet som oppstår ved en hvilken som helst korde av kulenes omkretssirkel være. parallell med det plan som inneholder opplagringsaksen for utliggeren og mastens akse er i det vesentlige den samme som fremkommer ved en enkelt under-støttet bjelke med lasten tilført nedover mellom endestøttene hvor reaksjonen i begge endestøtter vil være oppadrettet med det resultat at bjelken, viser liten eller ingen tendens til å vippe. Hver korde i ringen har således liten eller ingen tendens til å vippe og hele ringen viser liten eller ingen tendens til vipping.

Klaringen som nødvendigvis foreligger mellom kulene og deres lagerflater tillater kulene en viss grad av radial bevegelse. Da en kule som har samme radius som dens lagringsflate, gir en linjekontaktflate med denne flate, vil det være klart at der hvor klaringen er liten, kreves kun en liten radial bevegelse av kulene for å dekke en stor bue av lagringsflaten. Dette fenomen er benyttet i den foreliggende oppfinnelse.

Ved bruk av en hvilken som helst tårnkran, forandres utliggerens vinkel fortløpende. Belastningsretningen for utliggeren endres således fortløpende. Denne belastning i den foreliggende konstruksjon overføres til kulene i lageret i en retning som varierer tilsvarende. En kule kan ikke overføre noen form for bøyemoment eller vridningsmoment. Således beve-ger kulene seg under varierende belastningsretninger til nye radiale stillinger.i forhold til lagerflaten på lagerringene for å kunne flukte med den nye belastningsretning. På grunn av den lille klarings karakteristikk som er beskrevet ovenfor vil deres bevegelse langs lagerflåtenes buer kunne forutsies og således vil slitasje være godt.fordelt over lagerflaten med følgende utvidet levetid for lageret. Kulelagre av kjent type gir ikke dette ønskelige trekk. Den kjente type bære-lager omfatter to koppformede overlappende lagerringer med klaring mellom dem og mellom kulene bortsett fra kulenes to diametralt motstående punkter hvor de ligger i kontakt med lagerflaten. Meget liten radial bevegelse er mulig for kulene i en slik konstruksjon uten å kile fast kulene og således er all slitasje konsentrert i en smal linje langs lagerf laten.

Disse ulemper gjelder ikke for konstruksjoner med adskilte rullelagre som er oppbygget for å understøtte radial belastning og aksial belastning kun, men som nevnt ovenfor benytter slike konstruksjoner nødvendigvis hylser som er tunge, kostbare å fremstille og vanskelige og kostbare å vedlige-holde og reparere. Konstruksjonen ifølge den foreliggende oppfinnelse er tenkt å frembringe alle de gode kvaliteter som adskilte rullelagre har, mens de videre er lette, billige å fremstille og meget tilgjengelige for vedlikehold og repara-sjon. Når lageret fremstilles i segmenter er det i virkelig-heten enkelt i praksis å fordoble lagerets normale levetid. Slik det lett forstås vil lageret når dette har belastning,

på grunn av retningen av utliggerens lasteoverføring, oppta all eller i det.vesentlige all last ved den nedre halvdel av lagerflaten i den ytre lagerring og den øvre halvdel av den indre lagerring og det er på disse halvdeler at all eller nesten all slitasje oppstår.

Når slitasjen er blitt uakseptabel kan lageret i virke-ligheten fornyes ved å fjerne lagerringen, noe som enkelt kan utføres ved å anordne en temporær støtte for uliggeren, å ad-skille lagerringssegmentene for deretter å gjeninnsette seg-mentene med lageret snudd opp ned, dvs. at ringenes topper nå vender nedover. Nå vil de tidligere ikke slitte eller meget lite slitte halvdeler av lagerflåtene bære belastningen. Kulene kan. samtidig enkelt utskiftes om det betraktes å være øns-kelig.

Den foregående operasjon er enkel og hurtig å utføre på grunn av at det enkle lageret er enkelt tilgjengelig uten å demontere noen annen del av kranen.

Med hensyn til en mulig mindre slitasje av de vanligvis ubelastede deler av lagerringene, dvs. den øvre del av lagerflaten i den ytre ring 3 og den nedre del av lagerflaten i den indre ring 2 kan. nevnes på grunn av at masten under spe-sielt eksepsjonelle låstbetingelser, eksempelvis ekstrem last ved maksimal radius, kan bøyes tilstrekkelig til å a<y>bøye lageret så mye at kulene på den side av lageret som vender motsatt uliggeren, temporært kommer i kontakt med de vanligvis ubelastede deler av lagerflåtene. Slike betingelser ville normalt være av kort varighet, og vil ikke gi grunnlag for slitasje eller kun til ubetydelig slitasje.

Claims (8)

1. Krav av tårntypen med en utligger (10) som er dreibart forbundet ved hjelp av en horisontal dreietapp (11) til det bevegelige legeme av en lageranordning som understøttes av en forhøyning, løfteanordninger (14) innrettet til å heve og senke utliggeren (10) omkring den horisontale dreietapp (11),

   løfteanordninger (18) for å heve og senke en last som henger fra utliggeren og dreieanordninger (23) innrettet til å svinge utliggeren omkring forhøyningen, karakterisert ved at forhøyningen er forlenget over.lageranordningen for å danne en mast (1) og løftekabler i løfteanordningen er forbundet mellom ,toppen av masten (1) og den øvre ende av utliggeren (10), og at lageranordningen omfatter en enkelt ring med fritt. 1-øpende kuler (7) som har en rullepasning i inngrep i spesielle ringformede spor (5, 6) i de indre og ytre lagerringer (2, 3) av hvilke, den indre lagerring (2) er forbundet med masten (1) og lageranordningen er slik anordnet vertikalt til masten i forhold til dreietappen (11) ved hjelp av hvilken utliggeren (10) er forbundet med den ytre lagerring (3), at be-lastningens linje (26) fra utliggeren gjennom dreietappen (11) passerer innenfor den sirkel (27) på hvilke kulene (7) i ringen ligger.
2. 2. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at dreieanordningen omfatter en dreievinsj (23) understøttet

   på den ytre lagerring (3) og som har en drivaksel (22) med et

   drev (21) som går i inngrep med en fortannet ring (20) som omgir masten (1) og er festet i forhold til masten.
3. 3. Kran ifølge krav 2, karakterisert ved at den fortannede ring er festet til masten.
4. 4. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at den sylindriske flate (2A, 2B) i den indre lagerring (2) og den sylindriske flate (3A7 3B) i den.ytre lagerring som er dan-net av det delsirkelformede ringspor (5, 6), har ulik radius på motsatte sider av sporet (5, 6) slik at overflaten med mindre radius (2A) på den indre ring (2) er anordnet motsatt overflaten med mindre radius (3A) på den ytre ring (3) og de to overflater med større radius (2B, 3B) er anordnet motsatt hverandre slik at klaringen mellom de indre og ytre ringer på motsatte sider av ringen med kuler (7) er forsatt fra hverandre i radial retning.
5. 5. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at den indre lagerring er montert til en ringformet brakett (4) som omgir og danner, en sammenhengende del. av i det minste det øvre parti av mastkonstruksjonen, selv om det er utformet adskilt,fra denne.
6. 6. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at den ringformede brakett har. den samme indre og ytre diame-ter som masten.(1) slik at den kan innsettes.og sveises til tilstøtende koaksiale mastseksjoner for å danne masten.
7. 7. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at lageranordningen er utformet i segmenter.
8. 8. Kran ifølge krav 1, karakterisert ved at masten.omgis av en plattform (12) med en åpning gjennom hvilken masten er ført, denne plattform er anordnet over lageranordningen og er festet til den ytre lagerring (3), idet plattformen videre har braketter som understøtter dreietappene (11) ved hjelp av hvilke utliggeren er festet til plattformen og også dreieanordningen.