RU189827U1 - HYDRAULIC CRANE MANIPULATOR MOBILE MACHINE - Google Patents
HYDRAULIC CRANE MANIPULATOR MOBILE MACHINE Download PDFInfo
- Publication number
- RU189827U1 RU189827U1 RU2019107253U RU2019107253U RU189827U1 RU 189827 U1 RU189827 U1 RU 189827U1 RU 2019107253 U RU2019107253 U RU 2019107253U RU 2019107253 U RU2019107253 U RU 2019107253U RU 189827 U1 RU189827 U1 RU 189827U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- boom
- crane
- section
- hydraulic
- root
- Prior art date
Links
- VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N ethoprophos Chemical compound CCCSP(=O)(OCC)SCCC VJYFKVYYMZPMAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000009471 action Effects 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
- B66C23/16—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes with jibs supported by columns, e.g. towers having their lower end mounted for slewing movements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к конструкциям кранов-манипуляторов, устанавливаемых на мобильных транспортно-технологических машинах и совершающих погрузочно-разгрузочные работы со штучными грузами.Гидравлический кран-манипулятор мобильной машины, монтируемый на шасси мобильной машины, содержит снабженную механизмом поворота вокруг вертикальной оси опорно-поворотную колонну, на верхнем конце которой с помощью шарнира закреплена шарнирно-сочлененная стрела, состоящая из корневой секции и приводящейся в возвратно-поворотное движение в вертикальной плоскости силовым гидроцилиндром концевой секции с закрепленным на ее конце грузозахватным органом. Отличается тем, что корневая секция не имеет механизма движения и выполнена из двух звеньев равной длины, соединенных шарниром, причем шарнир соединения корневой и концевой секций совершает возвратно-поступательное движение по направляющей вдоль вертикальной оси с помощью вертикально установленного силового гидроцилиндра. Как вариант исполнения, концевая секция выполнена телескопической.The utility model relates to the field of lifting and transport machinery, namely, the structures of crane-manipulators installed on mobile transport-technological machines and performing loading and unloading of piece goods. The hydraulic crane-manipulator of the mobile machine, mounted on the chassis of the mobile machine, contains supplied the rotary support column around the vertical axis, on the upper end of which a hinged articulated boom consisting of a root is fixed by means of a hinge th section and leads into reciprocating pivoting motion in a vertical plane of the hydraulic power cylinder with the fixed end section at its end opposite lifting body. Differs in that the root section has no mechanism of movement and is made of two links of equal length, connected by a hinge, and the hinge connecting the root and end sections performs reciprocating motion along the guide along the vertical axis using a vertically mounted power hydraulic cylinder. As an option, the end section is made telescopic.
Description
Полезная модель относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к конструкциям кранов-манипуляторов, устанавливаемых на мобильных транспортно-технологических машинах и совершающих погрузочно-разгрузочные работы со штучными грузами.The invention relates to the field of lifting and transport machinery, namely, the design of crane-manipulators installed on mobile transport and technological machines and performing loading and unloading works with piece goods.
Известна конструкция трехзвенного гидравлического крана-манипулятора (Патент RU №104167, В66С 23/00, 2011 г. ), состоящего из установленной на раме базового транспортного средства опорно-поворотной конструкции и шарнирно соединенной с ней шарнирно-сочлененной стрелы, состоящей из двух секций, на верхней из которых закреплен грузозахватный орган, а также оснащенного силовыми гидроцилиндрами механизмов возвратно-поворотного движения опорно-поворотной конструкции и обеих секций стрелы [1].A known design of a three-link hydraulic crane-manipulator (Patent RU No. 104167,
Наиболее близкой по своей технической сущности к предлагаемой полезной модели и принятой за ее прототип является трехзвенный гидравлический кран-манипулятор (Патент RU №2312057, В66С 23/44, В66С 23/78, 2007 г. ), монтируемый на шасси транспортного средства и содержащий снабженную механизмом поворота вокруг вертикальной оси опорно-поворотную конструкцию и последовательно установленные и шарнирно связанные две секции (стрела и колено с телескопической штангой), размещенный на конце колена грузозахватный орган, привод механизма поворота подвижной части колонны, привод подъема стрелы, привод поворота колена и привод выдвижения телескопической штанги в виде силовых гидроцилиндров [2]. Для обеспечения возвратно-поворотного движения стрелы в вертикальной плоскости силовой гидроцилиндр механизма движения стрелы располагается между опорно-поворотной конструкцией и стрелой, причем неподвижный корпус гидроцилиндра шарнирно соединен с корпусом опорно-поворотной конструкции, а конец подвижного штока гидроцилиндра шарнирно соединен с корпусом стрелы. При возвратно-поступательном перемещении штока силового гидроцилиндра под действием давления рабочей жидкости, подводимой к гидроцилиндру от насосной станции транспортного средства, происходит изменение угла между продольными осями опорно-поворотной конструкции и стрелы. Увеличение этого угла приводит к подъему стрелы и, соответственно, транспортируемого груза.The closest in technical essence to the proposed utility model and adopted for its prototype is a three-link hydraulic crane-manipulator (Patent RU №2312057, В66С 23/44, В66С 23/78, 2007), mounted on the vehicle chassis and containing the rotation mechanism around the vertical axis is a supporting and rotating structure and two sections (a boom and a knee with a telescopic rod) in series and pivotally connected, a lifting body at the end of the knee; and columns, the boom hoist drive, the knee pivot drive and the drive extension of the telescopic arm in the form of power cylinders [2]. To ensure the vertical rotation of the boom in the vertical plane, the power cylinder of the boom movement mechanism is located between the rotary support structure and the boom, the stationary hydraulic cylinder body being pivotally connected to the rotary support body, and the end of the movable hydraulic cylinder rod is pivotally connected to the boom housing. When reciprocating movement of the rod of the power cylinder under the action of the pressure of the working fluid supplied to the cylinder from the pumping station of the vehicle, the angle between the longitudinal axes of the rotary support and the boom changes. Increasing this angle leads to the lifting of the boom and, accordingly, the transported cargo.
Существенным недостатком рассмотренного прототипа является неудачная (с точки зрения направления действия эксплуатационных нагрузок) ориентация силового гидроцилиндра, обеспечивающего возвратно-поворотное движение стрелы вместе с шарнирно закрепленным на ней коленом и транспортируемым грузом в вертикальной плоскости, по отношению продольной оси стрелы. Специфической конструкционной особенностью прототипа (и аналога) является то, что линия поступательного перемещения штока данного силового гидроцилиндра, т.е. линия действия развиваемой гидроцилиндром движущей силы, всегда составляет острый угол с продольной осью перемещаемой им стрелы. В процессе поворотного движения стрелы этот угол изменяется, причем при подъеме он уменьшается и достигает своего минимального значения, когда стрела находится в своем верхнем положении. Для эксплуатирующихся в настоящее время гидравлических кранов-манипуляторов минимальное значение угла может составлять α=8…12°, в результате чего необходимая для поворота стрелы движущая сила, развиваемая силовым гидроцилиндром, должна не менее, чем в 1/sinα=5…7 раз превышать сумму веса транспортируемого груза и веса металлоконструкции стрелы и колена [3].A significant disadvantage of the considered prototype is the unsuccessful (from the point of view of the direction of operating loads) orientation of the power cylinder, which provides a reciprocating rotation of the boom together with a knee and a load transported in a vertical plane relative to the longitudinal axis of the boom. A specific structural feature of the prototype (and analogue) is that the line of translational movement of the rod of a given hydraulic cylinder, i.e. the line of action of the driving force developed by the hydraulic cylinder always forms an acute angle with the longitudinal axis of the boom being moved by it. In the process of turning the boom, this angle changes, and when lifting it decreases and reaches its minimum value when the boom is in its upper position. For currently operating hydraulic loader cranes, the minimum angle value can be α = 8 ... 12 °, as a result of which the driving force required to rotate the boom developed by the power hydraulic cylinder should be no less than 1 / sinα = 5 ... 7 times the sum of the weight of the transported load and the weight of the metal structure of the boom and the knee [3].
Технической задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение энергоэффективности гидравлического привода крана-манипулятора (уменьшение мощности его насосной станции) за счет существенного уменьшения величины движущей силы, которую должен развивать силовой гидроцилиндр механизма возвратно-поворотного движения стрелы для выполнения стрелой необходимого возвратно-поворотного движения с требуемой паспортной скоростью.The technical problem to which the proposed utility model is aimed at is to increase the energy efficiency of the hydraulic drive of the crane-manipulator (reducing the power of its pumping station) due to a significant decrease in the magnitude of the driving force that the booster hydraulic cylinder of the back-and-forth movement of the boom should perform to perform the required return - turning movement with required passport speed.
Для решения указанной технической задачи в гидравлическом кране-манипуляторе мобильной машины, монтируемом на шасси мобильной машины и содержащем снабженную механизмом поворота вокруг вертикальной оси опорно-поворотную колонну, на верхнем конце которой с помощью шарнира закреплена шарнирно-сочлененная стрела, состоящая из корневой секции и приводящейся в возвратно-поворотное движение в вертикальной плоскости силовым гидроцилиндром концевой секции с закрепленным на ее конце грузозахватным органом, корневая секция не имеет механизма движения и выполняется из двух звеньев равной длины, соединенных шарниром, причем шарнир соединения корневой и концевой секций совершает возвратно-поступательное движение по направляющей вдоль вертикальной оси с помощью вертикально установленного силового гидроцилиндра. Как вариант исполнения, концевая секция крана-манипулятора выполнена телескопической.To solve this technical problem in a hydraulic crane-manipulator of a mobile machine, mounted on the chassis of a mobile machine and containing a rotary column with a rotary mechanism around a vertical axis, at the upper end of which a hinged articulated boom consisting of a root section and attached in the reciprocating movement in the vertical plane by the power cylinder of the end section with a load gripping body fixed at its end, the root section does not have a mechanism and movement and is made of two links of equal length, connected by a hinge, and the hinge connecting the root and end sections performs a reciprocating motion along the guide along the vertical axis with the help of a vertically mounted power hydraulic cylinder. As an option, the end section of the crane is made telescopic.
Полезная модель поясняется более подробно с помощью чертежей. Все не требующиеся для непосредственного понимания полезной модели элементы исключены (в частности, элементы осевой фиксации деталей, резьбовые крепежные элементы, штуцеры и трубопроводы для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндрам и т.п.). На фиг. 1 показана кинематическая схема предлагаемого гидравлического крана-манипулятора; на фиг. 2 - общий вид крана-манипулятора (вид сбоку); на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение Е-Е на фиг. 2; на фиг. 6 - сечение Ж-Ж на фиг. 2; на фиг. 7 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. 8 - сечение Г-Г на фиг. 3; на фиг. 9 - сечение Д-Д на фиг. 4 (повернуто); на фиг. 10 - сечение 3-3 на фиг. 4 (повернуто); на фиг. 11 - радиальное сечение рабочей зоны обслуживания крана-манипулятора; на фиг. 12 - расчетные схемы нагружения силового гидроцилиндра для прототипа и предлагаемой полезной модели; на фиг. 13 - радиальное сечение рабочей зоны обслуживания крана-манипулятора с телескопической концевой секцией.The utility model is explained in more detail using the drawings. All elements not required for direct understanding of the utility model are excluded (in particular, elements for axial fixation of parts, threaded fasteners, fittings and pipelines for supplying working fluid to hydraulic cylinders, etc.). FIG. 1 shows the kinematic scheme of the proposed hydraulic crane; in fig. 2 - a general view of the crane-manipulator (side view); in fig. 3 is a view A of FIG. 2; in fig. 4 is a view B in FIG. 2; in fig. 5 is a section of the EE of FIG. 2; in fig. 6 is a section of the LF in FIG. 2; in fig. 7 is a sectional view BB in FIG. 2; in fig. 8 - section GG in FIG. 3; in fig. 9 is a section DD in FIG. 4 (turned); in fig. 10 is a sectional view 3-3 of FIG. 4 (turned); in fig. 11 is a radial section of the working area of service crane loader; in fig. 12 shows design schemes for loading a power cylinder for a prototype and a proposed utility model; in fig. 13 is a radial section of the working area of service crane crane with a telescopic end section.
Гидравлический кран-манипулятор мобильной машины состоит из установленной вертикально опорно-поворотной конструкции 1 (фиг. 1-5, 11-13), неподвижно закрепленной своим основанием 2 (фиг. 1-4, 11, 13) на шасси мобильной машины в точке А (фиг. 1-4, 12, 13). К верхнему концу опорно-поворотной конструкции 1 (фиг. 1-5, 11-13) с помощью шарнирного соединения 3 (фиг. 1-4, 11-13) крепится корневая секция стрелы 4 (фиг. 1). Она состоит из двух звеньев 4а (фиг. 1-6, 11-13) и 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13) равной длины. Шарнирное соединение 3 (фиг. 1-4, 11-13) образовано двумя парами изготовленных из толстостенного листового проката проушин 5 (фиг. 3-5) и 6 (фиг. 3-5), первая из которых неподвижно закреплена (например, с помощью сварки) на свободном конце опорно-поворотной конструкции 1 (фиг. 1-5, 11-13), а вторая - на нижнем конце звена 4а (фиг. 1-6, 11-13). В соосные отверстия указанных проушин вставлен шарнирный палец 7 (фиг. 3-5), который обеспечивает кинематическую связь между опорно-поворотной конструкцией 1 (фиг. 1-5, 11-13) и звеном 4а (фиг. 1-6, 11-13) корневой секции стрелы 4 (фиг. 1). В свою очередь, звенья 4а (фиг. 1-6, 11-13) и 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13) соединены между собой с помощью шарнирного соединения 8 (фиг. 1-4, 11-13), которое позволяет им совершать возвратно-поворотное движение друг относительно друга в вертикальной плоскости. Шарнирное соединение 8 (фиг. 1-4, 11-13) образовано двумя парами изготовленных из толстостенного листового проката проушин 9 (фиг. 3, 4, 6) и 10 (фиг. 3, 4, 6), первая из которых неподвижно закреплена (например, с помощью сварки) на верхнем конце звена 4а (фиг. 1-6, 11-13), а вторая - на нижнем конце звена 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13). В соосные отверстия указанных проушин вставлен шарнирный палец 11 (фиг. 3, 4, 6), который обеспечивает кинематическую связь между звеньями 4а (фиг. 1-6, 11-13) и 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13) корневой секции стрелы 4 (фиг. 1). К концу звена 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13) с помощью шарнирного соединения 12 (фиг. 1-4, 11-13) крепится концевая секция стрелы 13 (фиг. 1-4, 10), состоящая из двух звеньев 13а (фиг. 1, 2, 11-13) и 13b (фиг. 1, 2, 10-13). Шарнирное соединение 12 (фиг. 1-4, 11-13) образовано одной парой изготовленных из толстостенного листового проката проушин 14 (фиг. 3, 4, 7, 8), которые неподвижно закреплены (например, с помощью сварки) на верхнем конце звена 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13), и отверстиями в боковых стенках 15 (фиг. 7, 8, 10) коробчатого поперечного сечения концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10). В соосные отверстия указанных проушин и боковых стенок концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) вставлен шарнирный палец 16 (фиг. 3, 4, 7, 8), который обеспечивает кинематическую связь между звеном 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13) и концевой секцией стрелы 13 (фиг. 1-4, 10). Звенья 13а (фиг. 1, 2, 11-13) и 13b (фиг. 1, 2, 10-13) жестко соединены между собой, причем их продольные оси образуют тупой угол β (фиг. 2). На свободном конце концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) крепится грузозахватный орган 17 (фиг. 1-3, 12) для закрепления транспортируемого груза. Опорно-поворотная конструкция 1 (фиг. 1-5, 11-13) снабжена силовым гидродвигателем (условно не показан), который обеспечивает ее возвратно-поворотное движение относительно вертикальной оси АВ (фиг. 1-4, 12, 13). К опорно-поворотной конструкции 1 (фиг. 1-5, 11-13) неподвижно крепится силовой гидроцилиндр 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) механизма возвратно-поступательного движения концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10). Продольная ось силового гидроцилиндра 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) вертикальна и параллельна вертикальной оси АВ (фиг. 1-4, 12, 13). Конец штока силового гидроцилиндра 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) через серьгу 19 (фиг. 3, 4, 7, 8) шарнирно связан с шарнирным пальцем 16 (фиг. 3, 4, 7, 8). Сам шарнирный палец 16 (фиг. 3, 4, 7, 8) с помощью подшипниковой обоймы 20 (фиг. 7, 8) закреплен в пазу 21 (фиг. 2, 7) вертикально установленной направляющей 22 (фиг. 2, 4, 5, 7, 8), которая неподвижно укреплена на опорно-поворотной конструкции 1 (фиг. 1-5, 11-13). Продольная ось направляющей 22 (фиг. 2, 4, 5, 7, 8) параллельна вертикальной оси АВ (фиг. 1-4, 12, 13). Направляющая 22 (фиг. 2, 4, 5, 7, 8) имеет продольный паз 21 (фиг. 2, 7) для возвратно-поступательного перемещения шарнирного пальца 16 (фиг. 3, 4, 7, 8). Направляющая 22 (фиг. 2, 4, 5, 7, 8) проходит насквозь через концевую секцию стрелы 13 (фиг. 1-4, 10), поэтому в стальных листах ее верхнего и нижнего пояса выполнены прямоугольные вырезы 23 (фиг. 7, 8) для обеспечения свободного качания концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) в пределах установленного максимально допустимого угла ее возвратно-поворотного движения. Для обеспечения прочности и жесткости ослабленных вырезами поперечных сечений концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) по периметру указанных вырезов 23 (фиг. 7, 8) приварены ребра жесткости 24 (фиг. 7, 8). Силовой гидроцилиндр 25 (фиг. 1, 2, 4, 9, 11-13) механизма возвратно-поворотного движения концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) своим корпусом с помощью серьги 26 (фиг. 4, 9), пары проушин 27 (фиг. 3, 9) и шарнирного пальца 28 (фиг. 9) шарнирно крепится к звену 4b (фиг. 1-4, 6, 9, 11-13) корневой секции стрелы 4 (фиг. 1), а своим штоком с помощью серьги 29 (фиг. 10) и шарнирного пальца 30 (фиг. 4, 10), пропущенного через отверстия в боковых стенках 15 (фиг. 7, 8, 10), шарнирно крепится к свободному концу звена 13b (фиг. 1, 2, 10-13) концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10).The hydraulic crane-manipulator of the mobile machine consists of a vertically supported rotary structure 1 (Fig. 1-5, 11-13) fixedly fixed with its base 2 (Fig. 1-4, 11, 13) on the chassis of the mobile machine at point A (Fig. 1-4, 12, 13). To the upper end of the rotary support structure 1 (Fig. 1-5, 11-13) with the help of a swivel 3 (Fig. 1-4, 11-13) the root section of the boom 4 (Fig. 1) is attached. It consists of two
Полезная модель работает следующим образом. Вертикально установленная опорно-поворотная конструкция 1 (фиг. 1-5, 11-13) с помощью гидропривода ее механизма возвратно-поворотного движения (не показан) обеспечивает вращение самой опорно-поворотной конструкции 1 (фиг. 1-5, 11-13) и кинематически связанных с ней корневой 4 (фиг. 1) и концевой 13 (фиг. 1-4, 10) секций стрелы крана-манипулятора вместе с закрепленным в грузозахватном органе 17 (фиг. 1-3, 12) транспортируемым грузом вокруг вертикальной оси АВ (фиг. 1-4, 12, 13). Из двух секций стрелы крана-манипулятора только одна является приводной - концевая секция стрелы 13 (фиг. 1-4, 10), тогда как другая - корневая секция стрелы 4 (фиг. 1) не имеет своего индивидуального механизма движения. Ее функциональное назначение заключается в обеспечении неразрывной кинематической связи между приводной концевой секцией стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) и опорно-поворотной конструкцией 1 (фиг. 1-5, 11-13), а также в размещении силового гидроцилиндра 25 (фиг. 1, 2, 4, 9, 11-13) механизма возвратно-поворотного движения концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10). Силовой гидроцилиндр 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) за счет возвратно-поступательного смещения своего штока под действием подаваемой в его рабочие полости рабочей жидкости (трубопроводы подвода рабочей жидкости условно не показаны) обеспечивает вертикальное возвратно-поступательное движение как единого целого концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10). Строго вертикальное движение концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) обеспечивается тем, что строго вертикальное движение имеет шарнирное соединение 12 (фиг. 1-4, 11-13). Для этого на шарнирном пальце 16 (фиг. 3, 4, 7, 8) установлена подшипниковая обойма 20 (фиг. 7, 8), которая перемещается в продольном пазу 21 (фиг. 2, 7) направляющей 22 (фиг. 2, 4, 5, 7, 8), неподвижно закрепленной на опорно-поворотной конструкции 1 (фиг. 1-5, 11-13), причем ее продольная ось параллельна вертикальной оси АВ (фиг. 1-4, 12, 13) крана-манипулятора. Силовой гидроцилиндр 25 (фиг. 1, 2, 4, 9, 11-13) за счет возвратно-поступательного смещения своего штока под действием давления подаваемой в его рабочие полости рабочей жидкости (трубопроводы подвода рабочей жидкости условно не показаны) обеспечивает возвратно-поворотное движение в вертикальной плоскости концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) как единого целого относительно продольной оси шарнирного соединения 12 (фиг. 1-4, 11-13). Силовые гидроцилиндры 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) и 25 (фиг. 1, 2, 4, 9, 11-13) могут работать как раздельно, так и одновременно, в результате чего грузозахватное устройство 17 (фиг. 1-3, 12) вместе с транспортируемым грузом могут совершать либо поступательное или поворотное движение в вертикальной плоскости, либо сложное поступательно-поворотное движение в вертикальной поскости. При этом рабочая зона обслуживания крана-манипулятора, т.е. геометрическое место точек нахождения грузозахватного органа 17 (фиг. 1-3, 12) при всех возможных положениях штоков силовых гидроцилиндров механизмов движения крана-манипулятора, будет иметь цилиндрическую форму с формой поперечного сечения, показанного на фиг. 11.The utility model works as follows. A vertically mounted support-swivel structure 1 (Fig. 1-5, 11-13) using the hydraulic drive of its reciprocating-turning mechanism (not shown) provides rotation of the support-
Для оценки эффективности предлагаемой полезной модели по сравнению прототипом (и аналогом) рассмотрим условия нагружения силового гидроцилиндра 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) для известного и предлагаемого конструктивных исполнений гидравлического крана-манипулятора мобильной машины. Расчетные схемы нагружения представлены на фиг. 12. В процессе работы прототипа крана-манипулятора силовой гидроцилиндр механизма подъема стрелы прототипа 31 (фиг. 12) должен развить такое движущее усилие на своем штоке F31, которое могло бы преодолеть возникающие эксплуатационные нагрузки от веса транспортируемого груза G, веса корневой секции стрелы прототипа 32 (фиг. 12), веса звеньев G13a и G13b концевой секции стрелы. Из условия равновесия корневой секции стрелы прототипа 32 (фиг. 12) относительно шарнирного соединения 3 (фиг. 1-4, 11-13) можно определить искомое усилие по зависимостиTo assess the effectiveness of the proposed utility model compared to the prototype (and similar) consider the loading conditions of the power cylinder 18 (Fig. 1, 3, 4, 11-13) for the known and proposed designs of the hydraulic crane of the mobile machine. Calculated loading schemes are presented in FIG. 12. During the operation of the prototype crane-manipulator, the power hydraulic cylinder of the boom lifting mechanism of the prototype 31 (Fig. 12) should develop such a driving force on its rod F 31 that could overcome the operating loads arising from the weight of the transported load G, the weight of the root section of the prototype boom 32 (FIG. 12), the weights of the links G 13a and G 13b of the end section of the boom. From the equilibrium condition of the root section of the boom of the prototype 32 (Fig. 12) with respect to the swivel 3 (Fig. 1-4, 11-13), you can determine the desired force by the dependence
где h - плечо действия веса груза относительно шарнирного соединения 3 (фиг. 1-4, 11-13); h32 - плечо действия веса корневой секции стрелы прототипа 32 (фиг. 12) относительно шарнирного соединения 3 (фиг. 1-4, 11-13); h13a, h13b - плечо действия веса звеньев 13а (фиг. 1, 2, 11-13) и 13b (фиг. 1, 2, 10-13) концевой секции стрелы относительно шарнирного соединения 3 (фиг. 1-4, 11-13); h31 - плечо действия усилия, развиваемого силовым гидроцилиндром механизма подъема стрелы прототипа 31 (фиг. 12), относительно шарнирного соединения 3 (фиг. 1-4, 11-13).where h is the shoulder of the action of the weight of the load relative to the swivel 3 (Fig. 1-4, 11-13); h 32 - shoulder action of the weight of the root section of the boom of the prototype 32 (Fig. 12) relative to the swivel 3 (Fig. 1-4, 11-13); h 13a , h 13b is the shoulder of the weight of the
Анализ расчетной схемы нагружения прототипа (фиг. 12) и формулы (1) показывает, что величина усилия F31 изменяется в процессе работы крана-манипулятора и достигает своего максимального значения F31,max при максимально поднятом положении корневой секции стрелы прототипа 32 (фиг. 12), так как в этом положении плечо h31 действия усилия, развиваемого силовым гидроцилиндром механизма подъема стрелы прототипа 31 (фиг. 12), относительно шарнирного соединения 3 (фиг. 1-4, 11-13) оказывается минимальным. Известные в литературе данные [3] говорят о том, что при подъеме стрелы величина F31 может изменяться в 4…6 раз и более. Мощность силового гидроцилиндра механизма подъема стрелы прототипа 31 (фиг. 12) согласно [4] приближенно определяется зависимостьюAnalysis of the design scheme of loading the prototype (Fig. 12) and formula (1) shows that the value of the force F 31 changes during the operation of the crane and reaches its maximum value F 31 , max at the maximum raised position of the root section of the boom of the prototype 32 (FIG. 12), since in this position the arm h 31 of the action of the force developed by the power cylinder of the boom lifting mechanism of the prototype 31 (FIG. 12), relative to the swivel 3 (FIGS. 1-4, 11-13), is minimal. The data known in the literature [3] suggests that when lifting an arrow, the value of F 31 may change 4 ... 6 times or more. The power of the power cylinder of the mechanism for lifting the boom of the prototype 31 (Fig. 12) according to [4] is approximately determined by the dependence
где ν - паспортная скорость движения штока гидроцилиндра; η - коэффициент полезного действия гидропривода.where ν is the passport speed of movement of the hydraulic cylinder rod; η - the efficiency of the hydraulic drive.
В случае предложенной полезной модели в процессе ее работы силовой гидроцилиндр 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) механизма возвратно-поступательного движения концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) должен развить такое движущее усилие на своем штоке F18, которое могло бы преодолеть возникающие эксплуатационные нагрузки от веса транспортируемого груза G, веса звеньев G4 a и G4b корневой секции стрелы 4 (фиг. 1), веса звеньев G13 a и G13b концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10). Из условия равновесия проекций сил, приведенных к шарнирному соединению 12 (фиг.), относительно вертикальной оси АВ (фиг. 1-4, 12, 13) можно определить искомое усилие по зависимости:In the case of the proposed utility model during its operation, the power cylinder 18 (Fig. 1, 3, 4, 11-13) of the mechanism for reciprocating the end section of the boom 13 (Fig. 1-4, 10) should develop such a driving force on its a rod F 18 that could overcome the operational loads arising from the weight of the transported load G, the weight of the links G 4 a and G 4b of the root section of the boom 4 (Fig. 1), the weight of the links G 13 a and G 13b of the end section of the boom 13 (Fig. 1-4, 10). From the equilibrium condition of the projections of the forces reduced to the hinged connection 12 (Fig.), Relative to the vertical axis AB (Figs. 1-4, 12, 13), it is possible to determine the required force by the dependencies:
Анализ расчетной схемы нагружения полезной модели (фиг. 12) и формулы (3) показывает, что величина усилия F18 не изменяется в процессе работы крана-манипулятора и остается постоянной независимо от положения стрелы. Таким образом, полезная модель обеспечивает стабильные условия нагружения силового гидроцилиндра 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) при производстве работ, что положительно сказывается на показателях надежности (долговечности и безотказности) крана-манипулятора в целом. Мощность силового гидроцилиндра 18 (фиг. 1, 3, 4, 11-13) также приближенно определяется зависимостью, аналогичной формуле (2):Analysis of the calculated loading scheme of the utility model (FIG. 12) and formula (3) shows that the magnitude of the force F 18 does not change during the operation of the crane-manipulator and remains constant regardless of the position of the boom. Thus, the utility model provides stable loading conditions for the power cylinder 18 (FIGS. 1, 3, 4, 11-13) during work, which has a positive effect on the reliability (durability and reliability) of the crane-manipulator as a whole. The power of the power cylinder 18 (Fig. 1, 3, 4, 11-13) is also approximately determined by the dependence, similar to the formula (2):
Преимущество предлагаемой полезной модели перед прототипом (и аналогом) по энергоэффективности гидропривода крана-манипулятора может быть количественно выражено с помощью относительного коэффициента энергоэффективности, равного отношению необходимой мощности силовых гидроцилиндров прототипа и предлагаемой полезной модели:The advantage of the proposed utility model over the prototype (and analogue) in the energy efficiency of the hydraulic crane-manipulator can be quantitatively expressed using a relative energy efficiency ratio equal to the ratio of the required power of the power cylinders of the prototype and the proposed utility model:
Расчеты показывают, что во всех случаях коэффициент Кээ≥1. Как пример, рассмотрим выпускаемую отечественной промышленностью мобильную энергетическую машину АСТ-4-А для сварки магистральных трубопроводов [5], оснащенную гидравлическим краном-манипулятором номинальной грузоподъемности G=7,5 кН. Кинематическая схема крана-манипулятора этой машины аналогична рассмотренным прототипу и аналогу (фиг. 1, 12). Согласно имеющимся расчетам [6], величина максимального усилия на штоке силового гидроцилиндра составляет F31,max=78 кН. Величина усилия F18, рассчитанная по формуле (3) на основании паспортных характеристик машины АСТ-4-А, составляет F18=12,3 кН. Таким образом, для крана-манипулятора указанной мобильной машины коэффициент энергоэффективности Kээ=6,3, т.е. использование крана-манипулятора новой конструкции позволило бы приблизительно в 6 раз снизить мощность силового гидроцилиндра механизма подъема стрелы и, таким образом, существенно уменьшить суммарную мощность крановой гидростанции. В абсолютных цифрах это выражается следующими значениями: мощность крановой гидростанции (суммарная мощность трех силовых гидроцилиндров механизмов движения) машины АСТ-4-А составляет 33 кВт, тогда как мощность крановой установки при условия внедрения полезной модели могла бы составить 22 кВт, т.е. на 33% меньше.Calculations show that in all cases the coefficient K er ≥1. As an example, let us consider the AST-4-A mobile energy machine for welding of trunk pipelines [5] manufactured by the domestic industry and equipped with a hydraulic crane-manipulator with a nominal capacity G = 7.5 kN. The kinematic scheme of the crane-manipulator of this machine is similar to the considered prototype and analog (Fig. 1, 12). According to the available calculations [6], the maximum force at the rod of a power cylinder is F 31, max = 78 kN. The magnitude of the force F 18 calculated by the formula (3) on the basis of the passport characteristics of the machine AST-4-A is F 18 = 12.3 kN. Thus, to the crane of said mobile machine efficiency coefficient K er = 6.3, i.e. The use of a crane of the new design would make it possible to reduce the power of the hydraulic cylinder of the boom raising mechanism approximately 6 times and, thus, significantly reduce the total capacity of the crane hydraulic station. In absolute figures, this is expressed by the following values: the power of the crane hydraulic station (the total power of the three power cylinders of the movement mechanisms) of the AST-4-A machine is 33 kW, whereas the power of the crane installation could be 22 kW, i.e. 33% less.
Как вариант исполнения, звено 13а (фиг. 1,2, 10-13) концевой секции стрелы 13 (фиг. 1-4, 10) выполнено телескопическим. Как видно из анализа фиг. 13, это позволяет в процессе эксплуатации мобильной машины изменять длину звена 13а (фиг. 1, 2, 10-13) и, таким образом, увеличивать рабочую зону обслуживания крана-манипулятора.As an embodiment, the
Основной технико-экономический результат от внедрения полезной модели достигается за счет повышения энергоэффективности гидравлической установки крана-манипулятора путем снижения необходимой мощности гидропривода механизмов движения. Дополнительный эффект связан с повышением показателей надежности эксплуатации крана-манипулятора вследствие стабильности величины эксплуатационной нагрузки, действующей на наиболее нагруженный силовой гидроцилиндр механизма возвратно-поступательного движения концевой секции стрелы.The main technical and economic result from the introduction of the utility model is achieved by increasing the energy efficiency of the hydraulic installation of the crane-manipulator by reducing the required power of the hydraulic drive movement mechanisms. An additional effect is associated with an increase in the reliability of operation of the crane-manipulator due to the stability of the magnitude of the operational load acting on the most loaded power cylinder of the reciprocating mechanism of the end section of the boom.
Источники информацииInformation sources
1. Пат. 104167 Российская Федерация, МПК В66С 23/00. Трехзвенный гидравлический кран-манипулятор / Лагерев И.А., Лагерев А.В.; заявитель и патентообладатель Брянский государственный технический университет. - №2010153018/11; заявл. 23.12.2010; опубл. 10.05.2011, Бюл. №13.1. Pat. 104167 Russian Federation,
2. Пат. 2312057 Российская Федерация, МПК В66С 23/44, В66С 23/78. Кран-манипулятор / Зволинский В.П., Салдаев A.M., Салдаев Г.А., Салдаев Д.А.; заявитель и патентообладатель Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия Российской академии сельскохозяйственных наук. - №2005137754/11; заявл. 05.12.2005; опубл. 10.12.2007, Бюл. 34.2. Pat. 2312057 Russian Federation,
3. Лагерев, И.А. Динамика трехзвенных гидравлических кранов-манипуляторов / И.А. Лагерев, А.В. Лагерев. - Брянск: БГТУ, 2012. - 196 с.3. Lagerev, I.A. Dynamics of three-link hydraulic cranes-manipulators / I.A. Lagerev, A.V. Lagerev. - Bryansk: BSTU, 2012. - 196 p.
4. Лагерев, А.В. Проектирование насосных гидроприводов подъемно-транспортной техники / А.В. Лагерев. - Брянск: БГТУ, 2006. - 232 с.4. Lagerev, A.V. Design of pump hydraulic drives of lifting and transport equipment / A.V. Lagerev. - Bryansk: BSTU, 2006. - 232 p.
5. Лагерев, А.В. Оптимизация конструкции крана-манипулятора машины для сварки магистральных трубопроводов при модернизации / А.В. Лагерев, И.А. Лагерев // Подъемно-транспортное дело. - 2013. - №1 (71). - С. 4-7.5. Lagerev, A.V. Optimization of the design of a crane-manipulator for welding pipelines during modernization / A.V. Lagerev, I.A. Lagerev // Lifting and transport. - 2013. - №1 (71). - p. 4-7.
6. Лагерев, А.В. Моделирование рабочих процессов в дроссельно-регулируемом гидроприводе манипуляционных систем мобильных машин при раздельном движении звеньев / А.В. Лагерев, И.А. Лагерев // Научно-технический вестник Брянского государственного университета. - 2018. - №4. - С. 355-379.6. Lagerev, A.V. Modeling of working processes in the throttle-regulated hydraulic actuator of the manipulation systems of mobile machines with separate movement of links / A.V. Lagerev, I.A. Lagerev // Scientific and Technical Bulletin of Bryansk State University. - 2018. -
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107253U RU189827U1 (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | HYDRAULIC CRANE MANIPULATOR MOBILE MACHINE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107253U RU189827U1 (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | HYDRAULIC CRANE MANIPULATOR MOBILE MACHINE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU189827U1 true RU189827U1 (en) | 2019-06-05 |
Family
ID=66792591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019107253U RU189827U1 (en) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | HYDRAULIC CRANE MANIPULATOR MOBILE MACHINE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU189827U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205480U1 (en) * | 2020-12-17 | 2021-07-15 | Акционерное общество "Омский завод транспортного машиностроения" | Loader crane of a transport-loading machine |
RU220614U1 (en) * | 2023-03-16 | 2023-09-26 | Сергей Николаевич Коновалюк | MANIPULATOR |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5203837A (en) * | 1991-10-25 | 1993-04-20 | Bosko Madic | Balanced lifting crane |
RU2167804C1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-05-27 | Волгоградский энергетический колледж | Crane-manipulator |
RU2312057C2 (en) * | 2005-12-05 | 2007-12-10 | Государственное научное учреждение Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия Российской академии сельскохозяйственных наук | Boom-type crane |
-
2019
- 2019-03-13 RU RU2019107253U patent/RU189827U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5203837A (en) * | 1991-10-25 | 1993-04-20 | Bosko Madic | Balanced lifting crane |
RU2167804C1 (en) * | 2000-02-09 | 2001-05-27 | Волгоградский энергетический колледж | Crane-manipulator |
RU2312057C2 (en) * | 2005-12-05 | 2007-12-10 | Государственное научное учреждение Прикаспийский научно-исследовательский институт аридного земледелия Российской академии сельскохозяйственных наук | Boom-type crane |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU205480U1 (en) * | 2020-12-17 | 2021-07-15 | Акционерное общество "Омский завод транспортного машиностроения" | Loader crane of a transport-loading machine |
RU220614U1 (en) * | 2023-03-16 | 2023-09-26 | Сергей Николаевич Коновалюк | MANIPULATOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101674998B (en) | Adjusting mechanism for a winch, crane arm and crane using same | |
RU189827U1 (en) | HYDRAULIC CRANE MANIPULATOR MOBILE MACHINE | |
CN103189297A (en) | Heave compensated crane | |
CN101823632A (en) | Integral pitch stacker | |
EP2319995A1 (en) | Apparatus for moving a platform | |
CN101723260B (en) | Superlift device for telescopic boom and telescopic boom type crane | |
CN103523664A (en) | Single-girder lifting appliance and reach stacker | |
CN101648536B (en) | Novel carriage detachable type mechanism | |
US3082842A (en) | Mobile work platforms | |
CN109048858A (en) | Carrying robot hoisting system based on parallel institution | |
RU2404113C1 (en) | Device for lift-and-carrying facility boom reach change (versions) | |
RU183553U1 (en) | CRANE ARM | |
CN103910289A (en) | Rotary single-arm crane | |
CN211996054U (en) | Anchor chain lifter | |
CN202704864U (en) | Hydro-cylinder driving container crane hoisting mechanism and container crane | |
US3187905A (en) | Jibs | |
CN205820755U (en) | A kind of arc Telescopic boom mechanism and there is the crane of this mechanism | |
US8646628B2 (en) | Lifting device | |
RU2682866C1 (en) | Mechanism of manipulator arm lifting | |
RU2722762C1 (en) | Manipulator crane | |
CN103523682A (en) | Luffing jib tower crane | |
RU206299U1 (en) | SELF-PROPELLED END STATION OF THE MOBILE CABLE | |
CN2131842Y (en) | Lifting tool of front lifting-travelling machine for racuum container | |
EP3574152B1 (en) | Jib assembly | |
RU2398731C1 (en) | Caterpillar clamp grapple log loader |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190627 |