RU146002U1

RU146002U1 - OVERHEAD CRANE

Info

Publication number: RU146002U1
Application number: RU2014117419/11U
Authority: RU
Inventors: Виталий Сергеевич Щербаков; Михаил Сергеевич Корытов; Елена Олеговна Вольф
Priority date: 2014-04-29
Filing date: 2014-04-29
Publication date: 2014-09-27

Abstract

Мостовой кран, содержащий металлическую конструкцию моста, грузовую тележку, полиспаст с грузовыми канатами, крюковую обойму с грузом, отличающийся тем, что с целью гашения колебаний крюковой обоймы с грузом в нижней части грузовой тележки шарнирно прикреплена штанга с возможностью поворачиваться в направлениях движения моста и грузовой тележки, в нижней части штанги установлены попарно ролики, образующие круговые отверстия, через которые проходят грузовые канаты полиспаста, два гидроцилиндра, расположенные взаимно перпендикулярно, шарнирно прикреплены к кронштейнам грузовой тележки, а их штоки шарнирно прикреплены к штанге, обеспечивая ее поворот в направлениях движения моста и грузовой тележки.A bridge crane containing a metal bridge structure, a load trolley, a chain hoist with cargo ropes, a hook clip with a load, characterized in that in order to damp the vibrations of the hook clip with a load, a rod is pivotally attached to the bottom of the cargo truck with the ability to rotate in the direction of movement of the bridge and the cargo trolleys, in the lower part of the rod, rollers are installed in pairs, forming circular holes through which the hoisting ropes of the chain hoist pass, two hydraulic cylinders located mutually perpendicular, w they are pivotally attached to the brackets of the cargo trolley, and their rods are pivotally attached to the bar, providing its rotation in the direction of movement of the bridge and the cargo trolley.

Description

Полезная модель относится к подъемно-транспортным машинам, в частности к мостовым кранам и может использоваться для перемещения с повышенной точностью грузов на свободном канатном подвесе, а также для гашения колебаний груза.The utility model relates to hoisting-and-transport machines, in particular to bridge cranes and can be used to move with increased accuracy loads on a free cable suspension, as well as to dampen load fluctuations.

Известен мостовой кран, включающий металлическую конструкцию моста, грузовую тележку с механизмом передвижения и механизмом подъема груза, причем последний выполнен в виде двустороннего гидроцилиндра, корпус которого крепится вертикально к кронштейнам, установленным на раме грузовой тележки, а к штоку гидроцилиндра шарнирно крепится грузовой крюк. [RU 137281, 10.02.2014]. Применение жесткого подвеса груза в виде гидроцилиндра повышает точность перемещений и устраняет колебания груза.A bridge crane is known, including a metal bridge structure, a cargo trolley with a movement mechanism and a load lifting mechanism, the latter being made in the form of a two-sided hydraulic cylinder, the casing of which is mounted vertically to brackets mounted on the frame of the cargo trolley, and a cargo hook is pivotally attached to the hydraulic cylinder rod. [RU 137281, 02/10/2014]. The use of a rigid load suspension in the form of a hydraulic cylinder increases the accuracy of movements and eliminates load fluctuations.

Однако известное устройство обладает следующими недостатками: жесткий подвес крюка усложняет ручную строповку штучных грузов в связи с необходимостью более точного позиционирования крюка и гидроцилиндра над грузом. Производительность крана при этом снижается за счет увеличения времени, затрачиваемого на более точное наведение и ручную строповку. Ход гидроцилиндра механизма подъема груза ограничен максимальным пределом в несколько метров, что значительно уменьшает диапазон высот перемещения груза мостовым краном и ограничивает область его применения. В то же время, гибкий подвес груза лишен данного недостатка и может обеспечить длину грузового каната и высоту подъема груза до нескольких десятков метров и более. Мостовой кран с жестким подвесом груза обладает в сравнении с краном с гибким подвесом груза большей динамической нагруженностью. Кроме того, жесткий подвес груза применить не всегда возможно. Он может за счет консольного расположения вертикального гидроцилиндра подъема относительно тележки вызывать вибрации перемещаемого груза и шарнирно закрепленного на штоке гидроцилиндра подъема крюка со значительными горизонтальными ускорениями, особенно при максимальном выдвижении штока, при разгонах и торможениях моста и грузовой тележки крана. Это не всегда допустимо, т.к. может привести к повреждению некоторых видов грузов или нарушению условий их транспортировки (жидкости, хрупкие грузы и т.п.).However, the known device has the following disadvantages: the rigid suspension of the hook complicates the manual slinging of piece weights due to the need for more accurate positioning of the hook and hydraulic cylinder above the load. The performance of the crane is reduced due to the increase in time spent on more accurate guidance and manual sling. The stroke of the hydraulic cylinder of the load lifting mechanism is limited by a maximum limit of several meters, which significantly reduces the range of heights of cargo movement by a bridge crane and limits its scope. At the same time, the flexible suspension of the cargo is devoid of this drawback and can provide the length of the cargo rope and the height of the load to several tens of meters or more. Compared to a crane with a flexible load suspension, a bridge crane with a rigid load suspension has a greater dynamic loading. In addition, a rigid load suspension is not always possible to apply. It can, due to the cantilever arrangement of the vertical lifting hydraulic cylinder relative to the truck, cause vibrations of the transported load and the hook pivotally mounted on the rod of the hydraulic lifting cylinder with significant horizontal accelerations, especially with the maximum extension of the rod, during acceleration and braking of the bridge and the crane truck. This is not always acceptable because may lead to damage to certain types of cargo or violation of the conditions of their transportation (liquids, fragile goods, etc.).

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является мостовой кран, включающий металлическую конструкцию моста, грузовую тележку с механизмом передвижения и механизмом подъема груза, причем последний выполнен в виде гибкого канатного подвеса, приводимого в движение электродвигателем. Перемещение верхней точки канатного подвеса груза, расположенной на грузовой тележке, в продольном направлении осуществляется только движением моста крана, а в поперечном направлении - только движением грузовой тележки крана вдоль моста. Мост и тележка крана движутся по рельсам на металлических приводных колесах. Механизмы подъема крюка с грузом и передвижения грузовой тележки крана по мосту расположены на раме тележки. Масса моста такого крана составляет от 20 до 100%, а крановой тележки - примерно 25% от массы номинальной грузоподъемности крана. [Александров М.П. Подъемно-транспортные машины. - М.: Высш. шк., 1985. - 520 с, рис. 198, с. 357; рис. 201, с. 359]. Верхняя точка маятниковой системы свободного канатного подвеса груза (верхний блок грузового полиспаста), от координат которой зависят углы наклона каната и направление ускорения груза, в данном мостовом кране является неподвижной относительно грузовой тележки.Of the known technical solutions, the closest in technical essence to the claimed object is a bridge crane, including a metal bridge structure, a cargo trolley with a movement mechanism and a load lifting mechanism, the latter being made in the form of a flexible rope suspension, driven by an electric motor. The movement of the upper point of the rope suspension of the cargo located on the cargo trolley in the longitudinal direction is carried out only by the movement of the crane bridge, and in the transverse direction only by the movement of the crane cargo trolley along the bridge. The bridge and crane truck move on rails on metal drive wheels. The mechanisms for lifting the hook with the load and the movement of the crane's cargo trolley along the bridge are located on the trolley frame. The mass of the bridge of such a crane is from 20 to 100%, and the crane truck is approximately 25% of the mass of the rated carrying capacity of the crane. [Alexandrov M.P. Hoisting machines. - M .: Higher. school, 1985 .-- 520 s, fig. 198, p. 357; fig. 201, p. 359]. The upper point of the pendulum system of the free rope suspension of cargo (upper block of the hoisting pulley), the coordinates of which determine the angles of inclination of the rope and the direction of acceleration of the load, in this bridge crane is stationary relative to the cargo trolley.

Недостатками данного мостового крана являются большая инерционность приводов моста и грузовой тележки, невозможность движения с большими ускорениями моста и грузовой тележки крана, а следовательно, ускоренного перемещения верхней точки канатного подвеса груза, в связи с их значительными массами и наличием конструктивных ограничений по сцеплению приводных колес моста и грузовой тележки с рельсами, по которым они передвигаются. Используемые в приводах моста и грузовой тележки мостового крана электродвигатели с редукторами, передающими движение, не могут обеспечить движение перемещаемых ими больших масс с большими скоростями и ускорениями. Вследствие этого существенно ограничены возможности данного крана по повышению точности перемещения и гашению колебаний грузов быстрым компенсирующим движением верхней точки канатного подвеса груза в горизонтальной плоскости и изменением углов наклона грузового каната. При этом уменьшение массы грузовой тележки и моста крана невозможно из-за обеспечения требуемых прочности и жесткости металлоконструкции крана.The disadvantages of this bridge crane are the large inertia of the drive axles of the bridge and the truck, the inability to move with great acceleration of the bridge and the crane truck, and therefore, the accelerated movement of the upper point of the rope suspension of the load, due to their significant masses and the presence of structural restrictions on the coupling of the drive wheels of the bridge and a freight trolley with rails on which they move. The electric motors used in the drives of the bridge and the truck crane of the overhead crane with gearboxes transmitting movement cannot provide the movement of the large masses they move with high speeds and accelerations. As a result of this, the capabilities of this crane to improve the accuracy of movement and damping cargo vibrations are significantly limited by the quick compensating movement of the upper point of the rope suspension of cargo in the horizontal plane and by changing the tilt angles of the cargo rope. At the same time, a decrease in the weight of the cargo truck and the crane bridge is impossible due to the required strength and rigidity of the crane metal structure.

Задачей полезной модели является: повышение точности перемещения мостовым краном груза в пространстве, уменьшение времени перемещения и динамическое гашение колебаний груза.The objective of the utility model is: increasing the accuracy of movement of a cargo crane in space by a bridge crane, reducing the time of movement, and dynamically damping cargo vibrations.

При этом достигаются следующие технические результаты:The following technical results are achieved:

1) повышение при работе крана максимальных достижимых ускорений, скоростей и перемещений верхней точки канатного подвеса груза в горизонтальных направлениях без увеличения ускорений, скоростей и перемещений моста и грузовой тележки крана;1) increase during operation of the crane the maximum achievable accelerations, speeds and movements of the upper point of the rope suspension of cargo in horizontal directions without increasing accelerations, speeds and movements of the bridge and the crane truck;

2) динамическое гашение колебаний груза;2) dynamic damping of load oscillations;

3) повышение точности перемещения груза и эффективности его наводки;3) improving the accuracy of movement of the cargo and the effectiveness of its aiming;

4) уменьшение времени перемещения груза.4) reducing the time of movement of the cargo.

Указанные технические результаты достигаются за счет того, что в мостовом кране, включающем в себя металлическую конструкцию моста, грузовую тележку с механизмом передвижения и механизмом подъема груза в виде гибкого канатного подвеса, к грузовой тележке крана снизу шарнирно крепится штанга с направляющими роликами, пространственные повороты которой, осуществляемые двумя гидроцилиндрами, расположенными перпендикулярно друг другу, с большими скоростями и ускорениями, изменяют положение верхней точки подвеса груза относительно грузовой тележки. Верхней точкой канатного подвеса груза, от координат которой зависят углы наклона каната относительно гравитационной вертикали и направление ускорения груза, являются ролики в количестве 2·n (где n - кратность грузового полиспаста крана). За счет парного расположения роликов в нижней части штанги, они образуют вместе n замкнутых отверстий, через которые проходят n ветвей грузового каната полиспаста. Две вращательные степени свободы шарнира штанги позволяют нижней части штанги с роликами при ее поворотах относительно тележки перемещаться в направлениях поступательных движений моста и тележки крана соответственно. Повороты штанги относительно тележки осуществляются двумя гидравлическими цилиндрами, каждый из которых соединен двумя сферическими шарнирами с собственным кронштейном на тележке и с нижней частью штанги соответственно.These technical results are achieved due to the fact that in a bridge crane, which includes a metal bridge structure, a cargo trolley with a movement mechanism and a load lifting mechanism in the form of a flexible rope suspension, a rod with guide rollers, the spatial rotations of which are pivotally attached to the crane cargo trolley from below carried out by two hydraulic cylinders perpendicular to each other, with high speeds and accelerations, change the position of the upper point of suspension of the load relative to the load second trolley. The upper point of the rope suspension of the load, on the coordinates of which the angles of inclination of the rope relative to the gravitational vertical and the direction of acceleration of the load depend, are the rollers in the amount of 2 · n (where n is the multiplicity of the crane hoist). Due to the paired arrangement of the rollers in the lower part of the rod, they form together n closed holes through which n branches of the hoisting rope of the chain hoist pass. Two rotational degrees of freedom of the hinge of the rod allow the lower part of the rod with rollers when it is rotated relative to the trolley to move in the directions of translational movements of the bridge and the crane truck, respectively. Rotations of the rod relative to the trolley are carried out by two hydraulic cylinders, each of which is connected by two spherical hinges with its own bracket on the trolley and with the lower part of the rod, respectively.

Штанга с направляющими роликами и гидроцилиндры имеют намного меньшую массу, чем мост и грузовая тележка, в то же время скорости и ускорения, которые способны обеспечить гидроцилиндры, намного выше, чем скорости и ускорения моста и тележки, перемещающихся на колесах по рельсовому пути при помощи электродвигателей.The rod with guide rollers and hydraulic cylinders have a much lower mass than the bridge and the load trolley, while the speeds and accelerations that the hydraulic cylinders can provide are much higher than the speeds and accelerations of the bridge and the trolley moving on wheels along the rail using electric motors .

Повышение эффективности гашения колебаний груза, управляемости и точности отработки заданной траектории его перемещения происходит за счет компенсирующих горизонтальных перемещений роликов, находящихся на штанге, и изменения угла наклона грузового каната относительно гравитационной вертикали.Improving the efficiency of damping cargo vibrations, controllability and accuracy of working out a given trajectory of its movement is due to compensating horizontal movements of the rollers located on the rod, and changing the angle of inclination of the cargo rope relative to the gravitational vertical.

Полезная модель поясняется прилагаемыми чертежами, где на фигуре 1 показан мостовой кран. На фигуре 2 показаны направляющие ролики в нижней части штанги, являющиеся точкой подвеса груза, с пропущенными через их отверстия ветвями грузового каната (пример приведен для грузового полиспаста с кратностью, равной двум).The utility model is illustrated by the accompanying drawings, where figure 1 shows a bridge crane. The figure 2 shows the guide rollers in the lower part of the rod, which is the point of suspension of the cargo, with the branches of the cargo rope passed through their holes (an example is shown for a cargo pulley with a multiplicity of two).

Мостовой кран включает металлическую конструкцию моста 1, грузовую тележку 2 с механизмом передвижения и механизмом подъема груза, выполненным в виде гибкого канатного подвеса. К грузовой тележке 2 крана снизу при помощи шарнира 3, имеющего две вращательные степени свободы, прикреплена штанга 4, в нижней части которой установлены направляющие ролики 5 в количестве 2·n (где n - кратность грузового полиспаста крана), которые попарно расположены таким образом, что образуют вместе n замкнутых профилей круглых отверстий. Через эти отверстия проходит канат полиспаста 6. Две вращательные степени свободы шарнира штанги позволяют нижней части штанги при ее поворотах относительно грузовой тележки, перемещаться в направлениях движения моста и тележки крана соответственно. На кронштейнах 7 грузовой тележки при помощи сферических шарниров 8 крепятся корпуса 9 двух гидроцилиндров, оси движения штоков 10 взаимно перпендикулярны и при вертикальном расположении штанги совпадают с направлениями движения моста 1 и грузовой тележки 2 соответственно, а штоки 10 выдвинуты на половину их максимального хода. Штоки 10 гидроцилиндров при помощи сферических шарниров 11 крепятся к нижнему концу штанги. При применении n-кратного грузового полиспаста грузовой канат подвеса n раз пропускается через замкнутые профили отверстий направляющих роликов в нижней части штанги 4. Неподвижный блок полиспаста 12, входящий в конструкцию подвеса, закрепляется на грузовой тележке 2. Подвижный блок полиспаста (крюковая обойма) 13 с крюком и грузом располагаются внизу.The overhead crane includes a metal construction of the bridge 1, a cargo trolley 2 with a movement mechanism and a load lifting mechanism made in the form of a flexible rope suspension. To the cargo truck 2 of the crane from below using a hinge 3 having two rotational degrees of freedom, a rod 4 is attached, in the lower part of which guide rollers 5 are installed in the amount of 2 · n (where n is the multiplicity of the crane hoisting gear), which are arranged in pairs in such a way which form together n closed profiles of round holes. The tackle cable 6 passes through these openings. Two rotational degrees of freedom of the hinge of the rod allow the lower part of the rod when it rotates relative to the load trolley to move in the direction of movement of the bridge and crane truck, respectively. On the brackets 7 of the freight trolley, with the help of spherical hinges 8, the bodies 9 of two hydraulic cylinders are mounted, the axes of movement of the rods 10 are mutually perpendicular and, when the rods are vertically aligned, coincide with the directions of movement of the bridge 1 and the freight trolley 2, respectively, and the rods 10 are extended by half their maximum stroke. The rods 10 of the hydraulic cylinders with the help of spherical hinges 11 are attached to the lower end of the rod. When using an n-fold hoisting pulley, the suspension hoist rope is passed n times through closed profiles of the holes of the guide rollers in the lower part of the rod 4. The fixed pulley block 12, which is part of the suspension structure, is mounted on the load trolley 2. The movable pulley block (hook clip) 13 s hook and weight are located below.

Мостовой кран работает следующим образом. Если возникает отклонение грузового каната 6 от гравитационной вертикали, компенсация данного отклонения происходит за счет поворота штанги 4 и изменения углов наклона грузового каната 6 в направлении, противоположном этому отклонению.An overhead crane operates as follows. If there is a deviation of the cargo rope 6 from the gravitational vertical, compensation for this deviation occurs due to the rotation of the rod 4 and the change in the angle of inclination of the cargo rope 6 in the opposite direction to this deviation.

При изменении длины выдвижения штоков гидроцилиндров 10 происходит смещение штанги 5 и отверстий, образованных направляющими роликами 5 на нижнем конце штанги, а вместе с ними смещаются ветви грузового каната 6, что приводит к компенсации углов наклона грузового каната 6 относительно гравитационной вертикали.When changing the extension length of the rods of the hydraulic cylinders 10, the rod 5 and the holes formed by the guide rollers 5 at the lower end of the rod are displaced, and the branches of the cargo rope 6 are displaced with them, which leads to compensation of the inclination angles of the cargo rope 6 relative to the gravitational vertical.

Использование новых элементов: штанги, направляющих роликов, двух гидроцилиндров поворотов штанги, обеспечивает повышение максимальных достижимых ускорений, скоростей и перемещений верхней точки подвеса груза в горизонтальных направлениях, повышение эффективности гашения колебаний груза, повышение точности пространственных перемещений груза и эффективности его наводки, уменьшение времени перемещения груза за счет высокого быстродействия гидроцилиндров.The use of new elements: a rod, guide rollers, two hydraulic cylinders of rod turns, provides an increase in the maximum achievable accelerations, speeds and displacements of the upper load suspension point in horizontal directions, an increase in the damping efficiency of cargo oscillations, an increase in the accuracy of spatial movement of cargo and its aiming efficiency, reduction in travel time cargo due to the high speed of hydraulic cylinders.

Предлагаемая полезная модель - мостовой кран, может быть изготовлена промышленным способом из серийно выпускаемых узлов и агрегатов.The proposed utility model - a bridge crane, can be manufactured industrially from commercially available components and assemblies.

Claims

A bridge crane containing a metal bridge structure, a load trolley, a chain hoist with cargo ropes, a hook clip with a load, characterized in that in order to damp the vibrations of the hook clip with a load, a rod is pivotally attached to the bottom of the cargo truck with the ability to rotate in the direction of movement of the bridge and the cargo trolleys, in the lower part of the rod, rollers are installed in pairs, forming circular holes through which the hoisting ropes of the chain hoist pass, two hydraulic cylinders located mutually perpendicular, w they are pivotally attached to the brackets of the cargo trolley, and their rods are pivotally attached to the bar, providing its rotation in the direction of movement of the bridge and the cargo trolley.