RU210349U1 - Стрела подъёмного крана - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к подъёмно-транспортному машиностроению, в частности к стрелам автомобильных кранов. Сущность технического решения заключается в том, что в стреле подъёмного крана, представляющей собой телескопические секции из входящих друг в друга профилей, разделённых соответствующими опорами скольжения, профиль каждой секции выполнен из двух встречно направленных сваренных вдоль секции полукоробов, профиль верхнего полукороба образован горизонтальным участком между двумя вертикальными, каждый из которых связан с концом горизонтального участка соответствующим наклонным участком, упомянутый профиль нижнего полукороба выполнен с уменьшением кривизны профиля в направлении от вертикальных участков к нижней части полукороба. Этот профиль нижнего полукороба может быть образован двумя участками одинаковой кривизны, смежными с соответствующими вертикальными участками, и третьим участком меньшей кривизны между этими двумя участками. Угол между вертикалью и наклонным участком может составлять от 1° до 45°. Нижние опоры скольжения могут быть установлены в нижнем полукоробе по всей поверхности его профиля между вертикальными участками. Предлагаемой полезной моделью обеспечивается технический результат, которым является снижение веса стрелы из конструкционной стали, повышение устойчивости боковых стенок и увеличение прочности стрелы.

Description

Полезная модель относится к соединённо-транспортному машиностроению, в частности, к стрелам автомобильных кранов.

Известна телескопическая стрела коробчатой формы, образованная боковыми вертикальными, верхними и нижними полками, причём боковые полки снабжены рёбрами, выполненными в виде швеллеров с шириной полок, уменьшающейся от нижнего пояса к верхнему, а нижняя полка выполнена из 3 секций, одна из которых расположена горизонтально и снабжена рёбрами в виде швеллеров, а две другие расположены под углом к ней (пат. ФРГ N 3713152, кл. В66С 23/04).

Наличие большого количества элементов различной толщины, составляющих конструкцию и рёбер переменного сечения, значительно ее усложняют и увеличивают трудоемкость ее изготовления. А наличие большого количества продольных швов в напряженной зоне снижает надежность конструкции в целом.

Известна крановая стрела, выполненная в виде балки коробчатого сечения, образованной боковыми вертикальными, верхними и нижними полками (Техническое описание и инструкция по эксплуатации автомобильного крана КС-35714.00.000 Т0, рис. 22.2 и 22.3).

Известная стрела имеет простую конструкцию, однако из-за наличия внутренних сварных швов для ее осуществления требуется высокая точность изготовления швеллеров.

Кроме того, наличие внутренних сварных швов при отсутствии необходимого контроля их качества снижает надежность конструкции и усложняет ее изготовление, а также указанная конструкция предполагает утолщение верхнего и нижнего элементов поясов от нагрузок изгиба опорных башмаков, что приводит к увеличению металлоемкости.

Известна стрела грузосоединённого устройства, содержащая балку коробчатого сечения, образованную боковыми вертикальными, верхними и нижними полками, отличающаяся тем, что верхние и нижние полки выполнены в виде гнутого швеллерного профиля, имеющего на стенке выпуклый наружный гофр, с закругленными участками сопряжений отдельных его элементов (заявка РФ №94 041 061, МПК В66С 23/64, 1995). По мнению авторов, наличие гофра повышает жесткость профиля верхнего и нижнего элементов стрелы от нагрузок на них опорных элементов выдвижных секций. Кроме того это упрощает конструкцию в целом и ее сборку.

Недостатком этого технического решения является большой вес стрелы и невозможность ее использования для большинства применяемых стандартных автомобильных шасси.

Известна, стрела соединённого крана, содержащая телескопические секции и соединённый механизм. Стрела представляет собой телескопические секции из входящих друг в друга незамкнутых швеллерообразных профилей, каждый из которых состоит из четырех угловых профилей, расположенных по углам швеллерообразного профиля и скрепленных тремя сэндвичевыми композитными панелями, причём угловые профили выполнены из композитного материала. Стрела имеет управляемые упоры, фиксирующие секции в поднятом положении (Патент РФ №161002 на полезную модель, МПК В66С 23/00 2015). Шкив и крюк с соединёнными тросами расположены внутри швеллерообразных профилей как можно симметричнее относительно угловых профилей, чтобы равномерно распределить нагрузку между ними. Основная нагрузка стрелы такой конструкции приходится на уголковые профили, которые работают в основном на сжатие. Перекашивающие и изгибающие нагрузки воспринимаются в основном оттяжками. Возможные крутильные нагрузки воспринимаются жесткостью самих угловых профилей и жесткостью сэндвичевых панелей.

По мнению авторов этого патента, будет достигнуто трехкратное уменьшение массы конструкции стрелы по сравнению с аналогичной стрелой, выполненной из конструкционной стали.

Недостатком этой стрелы является невысокая прочность из-за большого количества концентраторов напряжения, и сложность изготовления, обусловленная необходимостью обеспечения надежности соединения разных по структуре и свойствам материалов. Все это требует использования дополнительных оттяжек для разгрузки стрелы и увеличения жесткости конструкции.

Известна стрела телескопическая, которая содержит, по крайней мере, три секции, разделенные опорами скольжения, при этом каждая секция стрелы состоит из верхнего и нижнего полу коробов. Профиль верхнего полукороба образован горизонтальным участком, размещенным между двумя вертикальными участками, указанные вертикальные участки соединены с концами горизонтального участка наклонными участками. Наклонные участки верхнего полукороба расположены симметрично под углом (145-155)° по отношению к горизонтальному участку. Профиль нижнего полукороба образован горизонтальным участком между двумя вертикальными участками, вертикальные участки нижнего полукороба соединены с концами горизонтального участка через два наклонных участка, расположенных по отношению друг к другу под углом (140-150)°, при этом верхний наклонный участок соединен с вертикальным участком под углом (150-160)°, а нижний наклонный участок соединён с горизонтальным участком под углом (145-155)° (Патент РФ №190009 на полезную модель, МПК В66С 23/687, Опубликовано: 14.06.2019).

По мнению авторов, форма профиля секции этой стрелы близка к овоидной, при этом она технологична в изготовлении и позволяет использовать опоры скольжения простой прямоугольной

Однако большое количество прямолинейных наклонных участков и, соответственно, мест их углового сопряжения обусловили наличие неконтролируемых концентраторов напряжения, что усугубляется, соответственно, большим числом опор скольжения прямоугольной формы и их поведением при сборке и эксплуатации.

Известна принимаемая в качестве прототипа стрела соединённого крана, представляющая собой телескопические секции из входящих друг в друга профилей, разделенных опорами скольжения, профиль каждой секции выполнен из двух встречно направленных сваренных вдоль секции полукоробов, профиль нижнего из которых содержит, по меньшей мере, один участок окружности между двумя вертикальными участками, а профиль верхнего полукороба образован горизонтальным участком между двумя вертикальными, каждый из которых связан с концом горизонтального участка соответствующим наклонным участком. Профиль нижнего полукороба между двумя вертикальными участками дополнительно содержит второй участок окружности и горизонтальный участок между упомянутыми двумя участками окружности. Угол между вертикалью и наклонным участком составляет от 1° до 45°. Опоры скольжения установлены в нижнем полукоробе по всей поверхности участков окружности, а в верхнем полукоробе - по частям поверхности в зонах стыков между горизонтальным, наклонными и вертикальными участками (Патент РФ на полезную модель №175228, МПК В66С 23/00, Опубликовано: 28.11.2017).

Недостатком этой полезной модели, как показала практика, является недостаточная площадь контакта нижнего полукороба с плитами скольжения, что увеличивает контактные напряжения под опорой, а также уменьшает момент сопротивления сечения и, соответственно, уменьшает несущую способность профиля при меньших толщинах.

Задачей нашего технического решения является увеличение прочности стрелы облегченной конструкции для ее установки на серийное автомобильное шасси.

Техническим результатам является снижение веса стрелы, повышение устойчивости боковых стенок и увеличение прочности стрелы.

Технический результат достигается тем, что в стреле соединённого крана, представляющей собой телескопические секции из входящих друг в друга профилей, разделенных соответствующими опорами скольжения, профиль каждой секции выполнен из двух встречно направленных сваренных вдоль секции полукоробов, профиль верхнего полукороба образован горизонтальным участком между двумя вертикальными, каждый из которых связан с концом горизонтального участка соответствующим наклонным участком, упомянутый профиль нижнего полукороба выполнен с уменьшением кривизны профиля в направлении от вертикальных участков к нижней части полукороба.

Кроме того, этот профиль нижнего полукороба может быть образован двумя участками одинаковой кривизны смежными с соответствующими вертикальными участками и третьим участком меньшей кривизны между этими двумя участками.

Кроме того, угол между вертикалью и наклонным участком может составлять от 1° до 45°.

Кроме того, нижние опоры скольжения могут быть установлены в нижнем полукоробе по всей поверхности его профиля между вертикальными участками.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где

на фиг. 1 - представлен вид сбоку на стрелу в сборе;

на фиг. 2 - представлен поперечный профиль секции стрелы в прототипе;

на фиг. 3 - представлен поперечный профиль двух секций предлагаемой стрелы с опорами скольжения между ними.

Представленный на чертежах вариант выполнения стрелы и ее конструктивных элементов приведен, прежде всего, в целях иллюстрации и не должен быть истолкован как ограничение объема притязаний.

Стрела 1 соединённого крана представляет собой телескопические секции 2 из входящих друг в друга профилей, разделенных соответствующими опорами скольжения 10, 12 и 13. Профиль каждой секции выполнен из двух встречно направленных сваренных вдоль секции полукоробов 3 и 4, профиль верхнего полукороба 4 образован горизонтальным участком 7 между двумя вертикальными 8, каждый из которых связан с концом горизонтального участка 7 соответствующим наклонным участком 9, упомянутый профиль нижнего полукороба 3 выполнен с уменьшением кривизны профиля в направлении от вертикальных участков 6 к его нижней части.

Этот профиль нижнего полукороба 3 может быть образован двумя участками 5 одинаковой кривизны смежными с соответствующими вертикальными участками 6 и третьим участком меньшей кривизны 11 между этими двумя участками 5.

Угол между вертикалью и наклонным участком 9 может составлять от 1° до 45°.

Нижние опоры 10 скольжения могут быть установлены в нижнем полукоробе 3 по всей поверхности его профиля между вертикальными участками 6.

Применение трех радиусов кривизны (R1- дважды и R2) на нижнем полукоробе увеличивает площадь контакта секций стрелы с плитами скольжения, за счет чего происходит снижение контактных напряжений под опорой, а также увеличивает момент сопротивления сечения.

Радиус и гиб на вертикальной стенке на верхнем полукоробе и переменная кривизна на нижнем полукоробе придают профилю телескопической стрелы жесткость и увеличивают устойчивость боковой стенки, что способствует повышению несущей способности профиля при меньших толщинах.

Такая совокупность признаков обеспечивает повышение устойчивости и прочности боковых стенок из-за уменьшения количества концентраторов напряжения, а также позволяет уменьшить вес стальной конструкции за счет применения стенок профилей меньшей толщины.

Профиль секции стрелы состоит из двух полукоробов 3 и 4 сваренных вертикальными участками 6 и 8. На фиг. 2 в прототипе показан один радиус на всю ширину профиля. Верхний полукороб 4 выполнен из горизонтальной 7 верхней полки (участка), двух вертикальных 8 стенок (участков) и наклонного 9 участка. Угол наклона участка 9 меняется от 1° до 45° в зависимости от геометрических параметров профиля.

Стрела 1 состоит из секций 2, каждая по размеру меньше предыдущей, и опор скольжения 10, 12 и 13, которые воспринимают нагрузку при работе с грузами. Три вида опор на фиг. 3: нижние 10 - полукороба 3 - по всему участку кривизны, боковые 12 в зонах стыков наклонных 9 и вертикальных 8 участков, и верхние 13 в зонах стыков горизонтального 7 и наклонных 9 участков полу короба 4.

Работает стрела 1 так: стреловой кран (не показан со всеми стандартными узлами) со стрелой 1 в сложенном состоянии подъезжает к нужному месту, и происходит вывешивание крана на рельефе местности с помощью выдвижных гидравлических опор. Затем стрела 1 в сложенном состоянии поднимается гидроцилиндром соединёна, и внутренние секции 2 выдвигаются на нужную длину при помощи механизма телескопирования.

На последней секции расположен оголовок 14 с блоками грузового каната и креплением грузового каната в рабочем положении. Количество блоков в оголовке 14 определяют максимальную кратность полиспаста. Стрела 1 и лебедка располагается на поворотной раме, грузовой канат с лебедки идет вдоль всей стрелы 1 сверху на оголовок 14 стрелы 1. Крюк 15 запасован в рабочем положении через оголовок стрелы 14.

Верхний полукороб 4 воспринимает в основном растягивающие напряжения, за исключением случаев, когда положение стрелы 1 близко к вертикальным положениям, а нижний - сжимающие напряжения. Такой характер нагружения конструкции переопределил возможность разделения опор скольжения на три вида на фиг. 3. и уменьшения их общего веса.

Применение изменяющейся кривизны на нижнем полукоробе 3 увеличивает площадь контакта секций 2 стрелы 1 с плитами скольжения опор 10, за счет чего происходит снижение контактных напряжений.

Плавное сопряжение горизонтального посредством наклонного с вертикальным участком на верхнем полукоробе и переменная кривизна на нижнем полукоробе придают профилю телескопической стрелы жесткость и увеличивают устойчивость боковой стенки, что способствует повышению несущей способности профиля при меньших толщинах.

Таким образом, предлагаемой полезной моделью обеспечивается технический результат, которым является снижение веса стрелы из конструкционной стали, повышение устойчивости боковых стенок и увеличение прочности стрелы.

Claims (4)

1. Стрела подъёмного крана, представляющая собой телескопические секции из входящих друг в друга профилей, разделённых соответствующими опорами скольжения, профиль каждой секции выполнен из двух встречно направленных сваренных вдоль секции полукоробов, профиль верхнего полукороба образован горизонтальным участком между двумя вертикальными, каждый из которых связан с концом горизонтального участка соответствующим наклонным участком, отличающаяся тем, что профиль нижнего полукороба выполнен с уменьшением кривизны профиля в направлении от вертикальных участков к нижней части полукороба.

2. Стрела подъёмного крана по п. 1, отличающаяся тем, что профиль нижнего полукороба образован двумя участками одинаковой кривизны, смежными с соответствующими вертикальными участками, и третьим участком меньшей кривизны между этими двумя участками.

3. Стрела подъёмного крана по п. 1, отличающаяся тем, что угол между вертикалью и наклонным участком составляет от 1° до 45°.

4. Стрела подъёмного крана по п. 1, отличающаяся тем, что нижние опоры скольжения установлены в нижнем полукоробе по всей поверхности его профиля между вертикальными участками.

Images