RU2290362C1

RU2290362C1 - Tower boom crane

Info

Publication number: RU2290362C1
Application number: RU2005122223/11A
Authority: RU
Inventors: Шихабудин Ахмедович Якубов (RU); Шихабудин Ахмедович Якубов; Хафиз Омарович Багилов (RU); Хафиз Омарович Багилов; Газимагомед Омарович Багилов (RU); Газимагомед Омарович Багилов
Original assignee: Шихабудин Ахмедович Якубов
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2005-07-13
Publication date: 2006-12-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; load-lifting equipment.

SUBSTANCE: invention is designed for use in civil engineering. Proposed tower boom crane has post mast-with guy ropes, load, lifting and slewing mechanism, movable counterweight with shifting mechanism and control unit. Movable counterweight with shifting mechanism is mounted on load-compensating boom installed parallel to load boom in opposite direction. Ends of load and load-compensating booms are connected by wire rope passed over sheave and furnished with lockwasher, with adjustable feed and tension pickup between which thrust strip is arranged.

EFFECT: improved stability of crane against overturning, reduced total weight of crane and reduced weight of load boom.

1 dwg

Description

Башенный стреловой кран относится к области машиностроения, в частности к подъемно-транспортным машинам, и предназначен для применения в строительной промышленности.The tower jib crane belongs to the field of mechanical engineering, in particular to hoisting-and-transport machines, and is intended for use in the construction industry.

Краны - это универсальные грузоподъемные машины, включающие в себя «остов» в виде металлической конструкции и несколько смонтированных на нем механизмов, называемых крановыми механизмами. Краны выполняются в виде консольных (стреловых) или пролетных конструкций (А.А.Вайнсон. «Подъемно-транспортные машины», Москва, «Госстройиздат», 1959). У стреловых кранов груз подвешен к грузовой стреле, укрепленной на поворотной части крана, и находится вне опорного контура крана. Краны включают следующие типовые крановые механизмы: механизм подъема в виде лебедки в комбинации с полиспастом; механизм передвижения, посредством которого осуществляется перемещение крана или какой либо его части; механизм изменения вылета, изменяющий в стреловых кранах положение грузового крюка относительно остова; механизм вращения поворотной части крана. Механизм изменения вылета стрелы обычно осуществляется одним из двух способов: изменением наклона стрелы, в голове которой располагается блок грузового полиспаста, или передвижением каретки, несущей грузовой полиспаст, по горизонтальной стреле.Cranes are universal hoisting machines that include a “frame” in the form of a metal structure and several mechanisms mounted on it, called crane mechanisms. Cranes are made in the form of cantilever (jib) or span structures (A. A. Vinson. “Hoisting-and-transport machines”, Moscow, “Gosstroyizdat”, 1959). For jib cranes, the load is suspended from the load boom, mounted on the rotary part of the crane, and is located outside the supporting contour of the crane. Cranes include the following typical crane mechanisms: hoist mechanism in the form of a winch in combination with a chain hoist; a movement mechanism by which the crane or any part thereof is moved; a departure change mechanism that changes the position of the cargo hook in the jib cranes relative to the core; rotation mechanism of the rotary part of the crane. The mechanism for changing the reach of the boom is usually carried out in one of two ways: by changing the tilt of the boom, in the head of which the block of the chain hoist is located, or by moving the carriage carrying the hoist, along the horizontal arrow.

Одной из важнейших характеристик кранов является их устойчивость от опрокидывания. В основном устойчивость кранов обеспечивается их собственным весом. Нагрузки в этих кранах, как правило, приложены за пределами опорного контура и создают относительно него опрокидывающий момент. Центр тяжести крана находится внутри его опорного контура и создает соответственно восстанавливающий момент. Соотношение между восстанавливающим и опрокидывающим моментами определяет степень устойчивости крана против опрокидывания. Для разных положений крана величины опрокидывающих и восстанавливающих моментов различны, так как изменяются значения действующих сил и их плечи; изменяется также положение центра тяжести крана. Следовательно, устойчивость крана должна быть обеспечена при всех его положениях при любых возможных комбинациях нагрузок. К этим нагрузкам для передвижного поворотного крана относятся: вес поднимаемого груза; инерционные воздействия в периоды пуска и торможения механизмов крана; центробежные силы, возникающие при вращении поворотной части крана; ветровое давление на груз и элементы крана, а также уклон площадки, на которой установлен кран. При определении устойчивости крана различают грузовую устойчивость, т.е. устойчивость крана при воздействии полезных нагрузок и возможном опрокидывании вперед, в сторону стрелы и груза, и собственную устойчивость - при отсутствии полезных нагрузок и возможном опрокидывании назад, в сторону противовесной части крана. Собственную устойчивость обеспечивают, например, подбором массы противовеса, увеличением площади опорной базы крана или же применением различных тросовых оттяжек. Грузовую устойчивость обеспечивают также автоматическим изменением расстояния от оси опоры крана до противовеса.One of the most important characteristics of cranes is their stability against capsizing. Basically, the stability of the cranes is provided by their own weight. The loads in these cranes, as a rule, are applied outside the reference contour and create a tilting moment relative to it. The center of gravity of the crane is located inside its supporting contour and creates a correspondingly restoring moment. The ratio between restoring and overturning moments determines the degree of stability of the crane against overturning. For different positions of the crane, the values of the overturning and restoring moments are different, since the values of the acting forces and their shoulders change; the position of the center of gravity of the crane also changes. Therefore, the stability of the crane must be ensured at all its positions for any possible combination of loads. These loads for a mobile slewing crane include: the weight of the load to be lifted; inertial effects during periods of starting and braking of crane mechanisms; centrifugal forces arising from the rotation of the rotary part of the crane; wind pressure on the load and crane elements, as well as the slope of the platform on which the crane is installed. When determining the stability of a crane, cargo stability is distinguished, i.e. the stability of the crane when exposed to payloads and possible tipping forward, towards the boom and the load, and its own stability - when there are no payloads and possible tipping back, towards the counterweight part of the crane. Own stability is provided, for example, by selecting the mass of the counterweight, by increasing the area of the crane support base, or by using various cable braces. Cargo stability is also provided by automatically changing the distance from the axis of the crane support to the counterweight.

Известны, например, портальные краны (А.А.Вайнсон. «Подъемно-транспортные машины», Москва, «Госстройиздат», 1959, стр.170). В данном кране в его хвостовой части установлен рычаг с подвижным противовесом, полностью уравновешивающий стрелу в любом ее положении. Рычаг поворачивается шатуном кривошипного механизма, вал которого приводится во вращение через зубчатые передачи от двигателя механизма изменения вылета.Gantry cranes are known, for example (A.A. Vinson. “Hoisting-and-transport machines”, Moscow, “Gosstroyizdat”, 1959, p. 170). In this crane, in its rear part, a lever with a movable counterweight is installed, which completely balances the boom in any of its positions. The lever is rotated by the crank of the crank mechanism, the shaft of which is driven through gears from the engine of the departure change mechanism.

Известен также кран для перемещения грузов по патенту RU 2214962 с приоритетом от 05.10.2000 г. Кран содержит полую металлическую трубу-сваю, погруженную в землю, внутри которой помещен патрубок. На верхнем конце патрубка установлен поворотный круг для вращения поворотной части крана. Внутри размещается гидравлическая телескопическая стойка-мачта. На мачте установлена телескопическая гидравлическая грузовая стрела с изменяющимся углом наклона, оснащенная механизмом изменения вылета стрелы. Для придания крану грузовой и собственной устойчивости стрела крана оснащена подвижным противовесом и механизмом его перемещения.Also known is a crane for moving goods according to patent RU 2214962 with a priority of 10/05/2000. The crane contains a hollow metal pipe-pile, immersed in the ground, inside of which a pipe is placed. A turntable is installed at the upper end of the nozzle to rotate the rotary part of the crane. Inside is a hydraulic telescopic mast mast. A telescopic hydraulic cargo boom with a varying angle of inclination, equipped with a mechanism for changing the boom extension, is installed on the mast. To give the crane cargo and its own stability, the crane boom is equipped with a movable counterweight and a mechanism for moving it.

Общий недостаток приведенных конструкций заключается в том, что для обеспечения расчетной грузоподъемности и устойчивости кранов стрелу, соединенную консольно (жестко или шарнирно) со стойкой-мачтой, во избежание прогиба ее конца приходится выполнять массивной. Для придания жесткости стреле в ее конструкцию вводят множество ребер жесткости (В.И.Чернега. «Краткий справочник по грузоподъемным механизмам», Киев, «Техника», 1981). А это увеличивает вес не только стрелы, но и общий вес крана. Чем длинней вылет стрелы крана и чем больше поднимаемый им груз, тем больше прогиб стрелы (кривизна стрелы). Для сохранения устойчивости крана приходится увеличивать и вес противовеса. А чем больше вес противовеса, тем больше расход энергии для приведения механизмов крана в действие.A common drawback of the above designs is that in order to ensure the rated lifting capacity and stability of the cranes, the boom connected cantilever (rigidly or articulated) to the mast pole must be massive to avoid deflection of its end. To stiffen the boom, a plurality of stiffeners are introduced into its structure (V.I. Chernega. "A quick reference to lifting mechanisms", Kiev, "Technique", 1981). And this increases the weight of not only the boom, but also the total weight of the crane. The longer the outreach of the crane boom and the greater the load it lifts, the greater the deflection of the boom (arrow curvature). To maintain the stability of the crane it is necessary to increase the weight of the counterweight. And the greater the weight of the counterweight, the greater the energy consumption for bringing the crane mechanisms into action.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение механизма, обеспечивающего устойчивость крана против опрокидывания; уменьшение прогиба стрелы и общего веса крана за счет уменьшения веса самой грузовой стрелы. Устойчивость крана повышается введением в его конструкцию грузокомпенсирующей стрелы, установленной параллельно грузовой стреле в противоположном ей направлении. На грузокомпенсирующей стреле помещен подвижный противовес с механизмом его перемещения. Устойчивость крана обеспечивает подвижный противовес, автоматически передвигающийся по грузокомпенсирующей стреле и уравнивающий опрокидывающий и компенсирующий момент. Уменьшение веса стрелы достигается тем, что концы грузовой и грузокомпенсирующего стрел соединены тросом, перекинутым через шкив. Трос не позволяет концам стрел прогнуться. Следовательно, можно увеличивать длину пролета стрелы и облегчить ее пространственную конструкцию.The aim of the invention is to simplify the mechanism that ensures the stability of the crane against tipping; reduction in the deflection of the boom and the total weight of the crane by reducing the weight of the cargo boom itself. The stability of the crane is increased by introducing into its design a load-compensating boom mounted parallel to the cargo boom in the opposite direction. A movable counterweight with a mechanism for moving it is placed on the load-compensating boom. The stability of the crane is provided by a movable counterweight, which automatically moves along the load-compensating boom and equalizes the overturning and compensating moment. The weight reduction of the boom is achieved by the fact that the ends of the cargo and load-compensating booms are connected by a cable thrown over the pulley. The cable does not allow the ends of the arrows to bend. Therefore, it is possible to increase the span of the boom and facilitate its spatial design.

Конструкция башенного стрелового крана приведена на чертеже, где 1 - стойка-мачта, собранная из секций 2 и снабженная растяжками 3. На конце стойки-мачты размещен механизм вращения 4, на котором в диаметрально противоположных направлениях закреплены грузовая 5 и грузокомпенсирующая 6 стрелы. На грузовой стреле смонтирован грузоподъемный и перемещающий механизм 7, установленный на тележке 8. Грузокомпенсирующая стрела снабжена тележкой 9 с механизмом перемещения 10. Концы стрел стянуты тросом 11, перекинутым через шкив 12. На тросе установлен датчик натяжения 13 и стопорная шайба 14 с регулируемой подачей. Между ними размещена упорная планка 15. R1 и R2 - расстояния от оси стойки-мачты до центров тяжести тележки 8 и тележки 9. P1 и Р2 - вес поднимаемого краном полезного груза и вес тележки 9 с механизмом перемещения 10.The design of the tower jib crane is shown in the drawing, where 1 is a mast-post assembled from sections 2 and equipped with braces 3. At the end of the mast-mast there is a rotation mechanism 4, on which cargo 5 and load-compensating arrows 6 are mounted. A load-lifting and moving mechanism 7 mounted on the trolley 8 is mounted on the cargo boom. The load-compensating boom is equipped with a trolley 9 with a moving mechanism 10. The ends of the arrows are pulled together by a cable 11 thrown over the pulley 12. A tension sensor 13 and a lock washer 14 with an adjustable feed are installed on the cable. Between them there is a stop bar 15. R1 and R2 are the distances from the axis of the mast-pole to the centers of gravity of the trolley 8 and the trolley 9. P1 and P2 are the weight of the payload lifted by the crane and the weight of the trolley 9 with a movement mechanism 10.

Башенный стреловой кран работает следующим образом.Tower jib crane works as follows.

Кран устанавливается в вертикальное положение, набрав заданную высоту стойки-мачты 1 установкой необходимого количества секций 2, и фиксируется в этом положении растяжками 3. После этого к крюку грузоподъемного механизма 7 цепляется полезный груз. Приведя в действие механизм перемещения тележки 7 и механизм вращения 4 стрелы, груз доставляется в нужное место. При перемещении тележки 7 по горизонтальной поверхности грузовой стрелы под воздействием веса груза и в зависимости от расстояния R1 конец стрелы прогибается. Кроме этого возникает опрокидывающий момент, равный произведению R1P1. Чтобы компенсировать опрокидывающий момент, необходимо создать равный ему и противоположный по знаку компенсирующий момент R2P2. Такой момент создает тележка 9, передвигаемая по горизонтальной поверхности грузокомпенсирующей стрелы в противоположную сторону. Сигнал на передвижение механизм перемещения 10 тележки 9 поступает с блока управления, соединенного с датчиком натяжения 13. Датчик натяжения начинает работать, когда груз прогибает грузовую стрелу. При этом натягивается трос 11 и передвигает закрепленную на нем стопорную шайбу 14 с регулируемой подачей к концу грузовой стрелы. Дойдя до упорной планки 15, шайба упирается в нее. Дальнейшее натяжение троса приводит в действие датчик натяжения. Сигнал с датчика натяжения поступает в блок управления (на чертеже не указан), который подает команду на механизм перемещения 10, и передвигает тележку 9 в противоположную сторону до тех пор, пока момент опрокидывания не сравняется с компенсирующим моментом. При этом трос 11, перекинутый через шкив 12, удерживает концы грузовой и грузокомпенсирующей стрел от прогиба.The crane is installed in a vertical position, gaining the specified height of the mast-rack 1 by setting the required number of sections 2, and is fixed in this position by braces 3. After that, the payload clings to the hook of the lifting mechanism 7. Having actuated the mechanism for moving the cart 7 and the rotation mechanism 4 of the boom, the cargo is delivered to the right place. When the trolley 7 moves along the horizontal surface of the cargo boom under the influence of the weight of the cargo and depending on the distance R1, the end of the boom bends. In addition, there is a tipping moment equal to the product R1P1. To compensate for the overturning moment, it is necessary to create equal to it and opposite in sign compensation moment R2P2. This moment creates a trolley 9, which is moved along the horizontal surface of the load-compensating boom in the opposite direction. The signal for movement of the moving mechanism 10 of the trolley 9 comes from the control unit connected to the tension sensor 13. The tension sensor starts to work when the load bends the load boom. In this case, the cable 11 is pulled and moves the lock washer 14 mounted on it with an adjustable feed to the end of the load boom. Having reached the stop bar 15, the washer abuts against it. Further tension on the cable activates the tension sensor. The signal from the tension sensor enters the control unit (not shown in the drawing), which gives a command to the movement mechanism 10, and moves the trolley 9 in the opposite direction until the moment of overturning is equal to the compensating moment. In this case, the cable 11, thrown over the pulley 12, holds the ends of the cargo and load-compensating arrows from deflection.

Claims

A tower jib crane containing a mast mast with braces, a cargo boom, lifting and rotating mechanisms, a movable counterweight with a movement mechanism and a control unit, characterized in that the movable counterweight with a movement mechanism is placed on a load-compensating boom mounted parallel to the load arrow in the opposite direction moreover, the ends of the cargo and load-compensating arrows are connected by a cable thrown over a pulley and equipped with a lock washer with an adjustable feed and a tension sensor, between which ryms placed thrust bar.