RU2746393C1

RU2746393C1 - Self-propelled crane (options)

Info

Publication number: RU2746393C1
Application number: RU2020123835A
Authority: RU
Inventors: Яна Львовна Двойнова; Андрей Сергеевич Сосновских; Максим Феликсович Фрик
Original assignee: Открытое акционерное общество "Челябинский механический завод"
Priority date: 2020-07-13
Filing date: 2020-07-13
Publication date: 2021-04-13

Abstract

FIELD: mobile cranes.

SUBSTANCE: invention relates to mobile cranes with an additional drive system. The crane contains a car chassis (1), on which a support frame (2) and a turntable (3) are located, front (4) and rear (5) supports. The crane has hydraulic equipment including a fixed pump (6) driven by an internal combustion engine (7). An additional crane drive system includes an asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor connected to an external AC power supply, an adjustable hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft of an electric motor interacting with an electromagnetic contactor. The pump has an electrically controlled valve that receives a pulse-width modulated signal from the controller, to the inputs of which a foot pedal, a fixed speed button and a control panel are connected, which is connected to the input of the electromagnetic contactor.

EFFECT: invention provides the same efficiency of the crane from the external electrical network, as well as from the internal combustion engine, but with a lower noise level, not exceeding the permissible level in residential areas.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к подъемно-транспортному машиностроению, а именно к самоходным кранам, и может быть использовано в самоходных кранах с дополнительным приводом для управления опорами и рабочими механизмами крана.The invention relates to hoisting and transport engineering, namely to self-propelled cranes, and can be used in self-propelled cranes with an additional drive to control the supports and operating mechanisms of the crane.

Известен самоходный гидравлический кран, содержащий автомобильное шасси с размещенными на нем опорной рамой и поворотной платформой, передними и задними опорами, гидравлическое оборудование крана для управления опорами и рабочими механизмами крана, включающее гидравлический нерегулируемый насос, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания (ДВС) шасси через механизм отбора мощности в виде коробки отбора мощности, установленной на коробке передач или раздаточной коробке шасси, и электрическое оборудование крана, источником электропитания для которого является генератор на ДВС шасси (см. автомобильный кран «Челябинец» КС-55732, выпускаемый ОАО «Челябинский механический завод», Каталог кранов, 2019 г., www.cmz.ru). Изменение величины подаваемого нерегулируемым насосом объема рабочей жидкости, необходимое для регулирования скорости рабочих механизмов крана, достигается изменением числа оборотов ДВС в пределах от 700 до 1400 об/мин. К современным грузоподъемным машинам предъявляются серьезные требования по снижению уровней шума на строительных площадках, особенно на территориях жилой застройки. Оценку соответствия уровней шума производят в соответствии с СП51.13330.2011 «Защита от шума. Актуализированная редакция СНиП 23-03-2003 (с Изменением №1)» и СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки». Для территории жилой застройки допустимые значения уровней шума в дневное время суток не должны превышать 55 дБА по эквивалентному и 70 дБА по максимальному уровням звука. Предельные допустимые уровни звука в ночное время на 10 дБА ниже. Уровень звука работающей строительной техники, например, грузоподъемных кранов, зависит в большей степени от используемого привода. При использовании ДВС уровень шума, в среднем, не менее 75-80 дБА, а при использовании электродвигателей - в разы меньше. Таким образом, для достижения допустимых значений уровня звука на строительной площадке, примыкающей к жилой застройке, требуется либо возводить шумоизолирующие экраны, либо использовать электропривод.A self-propelled hydraulic crane is known containing a car chassis with a supporting frame and a turntable located on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane for controlling the supports and operating mechanisms of the crane, including a hydraulic unregulated pump driven by an internal combustion engine (ICE) of the chassis through a power take-off mechanism in the form of a power take-off mounted on the gearbox or transfer case of the chassis, and the electrical equipment of the crane, the power source for which is a generator on the chassis internal combustion engine (see the Chelyabinsk truck crane KS-55732, manufactured by OJSC Chelyabinsk Mechanical Plant », Catalog of cranes, 2019, www.cmz.ru). The change in the volume of the working fluid supplied by the unregulated pump, which is necessary to control the speed of the crane working mechanisms, is achieved by changing the speed of the internal combustion engine in the range from 700 to 1400 rpm. Modern hoisting machines have serious requirements to reduce noise levels at construction sites, especially in residential areas. The conformity assessment of noise levels is carried out in accordance with SP51.13330.2011 “Protection against noise. Updated edition of SNiP 23-03-2003 (with Amendment No. 1) "and SN 2.2.4 / 2.1.8.562-96" Noise at workplaces, in residential, public buildings and on the territory of residential development. " For a residential area, the permissible values of noise levels in the daytime should not exceed 55 dBA for the equivalent and 70 dBA for the maximum sound levels. The maximum permissible sound levels at night are 10 dBA lower. The sound level of construction equipment in operation, such as cranes, depends to a large extent on the drive used. When using internal combustion engines, the noise level, on average, is not less than 75-80 dBA, and when using electric motors, it is several times less. Thus, in order to achieve the permissible sound level values at a construction site adjacent to residential buildings, either noise-insulating screens must be erected or an electric drive must be used.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является самоходный кран, содержащий автомобильное шасси с размещенными на нем опорной рамой и поворотной платформой, передними и задними опорами, электрическое оборудование крана, гидравлическое оборудование крана, включающее гидравлический нерегулируемый насос, который может приводиться в действие как от ДВС шасси через механизм отбора мощности, так и от трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, (380 В/50 Гц), установленного внутри опорной рамы крана, подключаемого к внешней электросети переменного тока (см. автомобильный кран КСТ-5АМ1 ООО «Ивэнергомаш», сайты http://autocrane.ru/cranes/5am1/2 http://lancier.ru/html/avtokranw/ivenergomash/kst_5aml.htm http://emsdotru.narod.ru/kst-5aml.html).The closest in technical essence and the achieved result to the claimed invention is a self-propelled crane containing an automobile chassis with a supporting frame and a turntable, front and rear supports, crane electrical equipment, crane hydraulic equipment, including a hydraulic unregulated pump, which can be driven into action both from the internal combustion engine of the chassis through the power take-off mechanism, and from a three-phase asynchronous electric motor with a squirrel-cage rotor, (380 V / 50 Hz), installed inside the crane support frame, connected to an external AC power grid (see KST-5AM1 truck crane LLC " Ivenergomash ", sites http://autocrane.ru/cranes/5am1/2 http://lancier.ru/html/avtokranw/ivenergomash/kst_5aml.htm http://emsdotru.narod.ru/kst-5aml.html) ...

Электропитание на электрооборудование крана (24 В постоянного тока) подается у крана КСТ-5АМ1 либо от бортовой сети автомобиля (при работе от двигателя шасси), либо от внешней электросети переменного тока (380 В/50 Гц), через понижающий трансформатор и выпрямитель. Переключатель источника электропитания для крановой установки установлен в кабине шасси. При работе от двигателя шасси имеется возможность изменения объема подачи рабочей жидкости к гидроприводам исполнительных механизмов путем изменения числа оборотов двигателя. В режиме работы от электродвигателя нет возможности изменения объема подачи рабочей жидкости, и регулировать скорости рабочих операций можно только величиной перемещения золотника гидрораспределителя (степенью открытия рабочего сечения), что влечет за собой повышенный нагрев рабочей жидкости и неравномерное движение механизмов крана на минимальных скоростях, при выполнении монтажных работ.Power supply to the crane electrical equipment (24 V DC) is supplied at the KST-5AM1 crane either from the vehicle's on-board network (when operating from the chassis engine), or from an external AC power supply (380 V / 50 Hz), through a step-down transformer and rectifier. The power supply switch for the crane installation is installed in the chassis cab. When operating from the chassis engine, it is possible to change the volume of the working fluid supply to the hydraulic drives of the actuators by changing the engine speed. In the mode of operation from the electric motor, it is not possible to change the volume of the working fluid supply, and the speed of working operations can only be adjusted by the amount of movement of the valve spool (the degree of opening of the working section), which entails increased heating of the working fluid and uneven movement of the crane mechanisms at minimum speeds, when performing installation work.

Известный самоходный кран, оснащенный в качестве второго привода электродвигателем, подключающимся к внешней электросети, имеет меньшую эффективность при работе от него, чем при работе от ДВС шасси. Связано это с тем, что обычный трехфазный асинхронный электродвигатель, используемый в качестве второго привода гидравлического насоса, имеет постоянную скорость вращения, и регулирование рабочих скоростей исполнительных механизмов крана обеспечивается сбросом части потока рабочей жидкости «на слив», что приводит к потере части использованной энергии.The known self-propelled crane, equipped as a second drive with an electric motor connected to an external power grid, has less efficiency when operating from it than when operating from a chassis ICE. This is due to the fact that a conventional three-phase asynchronous electric motor used as the second drive of the hydraulic pump has a constant rotation speed, and the regulation of the operating speeds of the crane actuators is provided by dumping a part of the working fluid flow "to drain", which leads to the loss of part of the used energy.

Предлагаемые варианты устройства решают задачу обеспечения допустимых значений уровня шума самоходных кранов на строительных площадках, особенно на территориях жилой застройки, с помощью использования в кранах дополнительного электропривода гидравлического насоса за счет регулирования числа оборотов насоса и эффективного использования потребляемой электрической энергии.The proposed variants of the device solve the problem of ensuring the permissible noise level of mobile cranes at construction sites, especially in residential areas, by using an additional electric drive of the hydraulic pump in the cranes by regulating the pump speed and efficient use of the consumed electrical energy.

Поставленная задача в первом варианте исполнения заявляемого изобретения решается таким образом, что в известном самоходном кране, содержащем автомобильное шасси с размещенными на нем опорной рамой и поворотной платформой, передними и задними опорами, гидравлическое оборудование крана, включающее нерегулируемый насос, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания шасси через механизм отбора мощности, электрическое оборудование крана и дополнительную систему привода для управления опорами и рабочими механизмами крана, включающую асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, подключенный к внешней электросети переменного тока, дополнительная система привода снабжена регулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, взаимодействующего с электромагнитным контактором, регулируемый гидравлический насос имеет электроуправляемый клапан, получающий сигнал от контроллера, к входам которого подключены напольная педаль, кнопка фиксированных оборотов и пульт управления, который подключен к входу электромагнитного контактора.The problem posed in the first embodiment of the claimed invention is solved in such a way that in a known self-propelled crane containing a vehicle chassis with a supporting frame and a turntable, front and rear supports located on it, the hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an internal combustion engine chassis through a power take-off, crane electrical equipment and an additional drive system for controlling the supports and operating mechanisms of the crane, including a three-phase asynchronous squirrel-cage motor connected to an external AC mains, an additional drive system is equipped with an adjustable hydraulic pump rigidly connected through a coupling with shaft of an electric motor interacting with an electromagnetic contactor, the variable hydraulic pump has an electrically controlled valve, which receives a signal from the controller, to the inputs of which the floor is connected th pedal, fixed speed button and control panel, which is connected to the input of the electromagnetic contactor.

В отличие от прототипа в первом варианте изобретения дополнительная система привода снабжена регулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, взаимодействующего с электромагнитным контактором, регулируемый гидравлический насос имеет электроуправляемый клапан, получающий сигнал от контроллера, к входам которого подключены напольная педаль, кнопка фиксированных оборотов и пульт управления, который подключен к входу электромагнитного контактора. Такое выполнение дополнительной системы привода дает возможность изменения объема подачи рабочей жидкости к гидроприводам исполнительных механизмов за счет изменения рабочего объема регулируемого насоса. Использование серийно изготавливаемого регулируемого гидравлического насоса, имеющего большой диапазон регулирования (от нуля до максимума), обеспечивает наибольшее изменение объема подачи рабочей жидкости, и, как следствие, самые низкие скорости при выполнении монтажных работ.Unlike the prototype, in the first embodiment of the invention, the additional drive system is equipped with an adjustable hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft of an electric motor interacting with an electromagnetic contactor, the adjustable hydraulic pump has an electrically controlled valve that receives a signal from a controller, to the inputs of which a floor pedal is connected, a button fixed speed and control panel, which is connected to the input of the electromagnetic contactor. Such an implementation of the additional drive system makes it possible to change the volume of the working fluid supply to the hydraulic drives of the actuators by changing the working volume of the variable pump. The use of a serially manufactured variable hydraulic pump with a large control range (from zero to maximum) provides the greatest change in the volume of the working fluid supply, and, as a consequence, the lowest speeds during installation work.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение во втором варианте исполнения, решается следующим образом: самоходный кран, содержащий автомобильное шасси с размещенными на нем опорной рамой и поворотной платформой, передними и задними опорами, гидравлическое оборудование крана, включающее нерегулируемый насос, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания шасси через механизм отбора мощности, электрическое оборудование крана и дополнительную систему привода для управления опорами и рабочими механизмами крана, включающую асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, подключенный к внешней электросети переменного тока, дополнительная система привода снабжена нерегулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, подключенного к внешней сети через электромагнитный контактор и преобразователь частоты, получающий сигналы от напольной педали, кнопки фиксированных оборотов и пульта управления, подключенного к входу электромагнитного контактора.The problem to be solved by the claimed invention in the second embodiment is solved as follows: a self-propelled crane containing an automobile chassis with a supporting frame and a slewing platform placed on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an engine internal combustion of the chassis through the power take-off mechanism, the electrical equipment of the crane and an additional drive system for controlling the supports and working mechanisms of the crane, including an asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor connected to an external AC mains, an additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a connecting a clutch with an electric motor shaft connected to an external network through an electromagnetic contactor and a frequency converter, receiving signals from a foot pedal, a fixed speed button and a control panel, connected to the input of the electromagnetic contactor.

В отличие от прототипа во втором варианте изобретения дополнительная система привода снабжена нерегулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, подключенного к внешней сети через электромагнитный контактор и преобразователь частоты, получающий сигналы от напольной педали, кнопки фиксированных оборотов и пульта управления, подключенного к входу электромагнитного контактора. Такое выполнение дополнительной системы привода дает возможность изменения объема подачи рабочей жидкости к гидроприводам исполнительных механизмов за счет изменения скорости вращения асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с частотным регулированием в таком же диапазоне, что и у ДВС. Преимуществами второго варианта изобретения являются плавный пуск электромотора в момент включения и высокая энергоэффективность привода.Unlike the prototype in the second embodiment of the invention, the additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft of an electric motor connected to the external network through an electromagnetic contactor and a frequency converter receiving signals from a foot pedal, a fixed speed button and a control panel connected to the input of the electromagnetic contactor. Such an implementation of the additional drive system makes it possible to change the volume of the working fluid supply to the hydraulic drives of the actuators by changing the rotation speed of the asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor with frequency control in the same range as that of the internal combustion engine. The advantages of the second variant of the invention are the smooth start of the electric motor at the moment of switching on and the high energy efficiency of the drive.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение в третьем варианте исполнения, решается следующим образом: самоходный кран, содержащий автомобильное шасси с размещенными на нем опорной рамой и поворотной платформой, передними и задними опорами, гидравлическое оборудование крана, включающее нерегулируемый насос, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания шасси через механизм отбора мощности, электрическое оборудование крана и дополнительную систему привода для управления опорами и рабочими механизмами крана, включающую асинхронный трехфазный электродвигатель, подключенный к внешней электросети переменного тока, дополнительная система привода снабжена нерегулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, выполненного с фазным ротором, статорная цепь которого подключена к внешней сети через первый электромагнитный контактор, получающий сигнал от пульта управления, роторная цепь электродвигателя подключена через токоограничивающие сопротивления к тиристорному блоку, ко второму электромагнитному контактору и к панели управления, получающей сигналы с кнопки фиксированных оборотов, напольной педали и пульта управления, выходы панели управления соединены со вторым электромагнитным контактором и с тиристорным блоком.The problem to be solved by the claimed invention in the third embodiment is solved as follows: a self-propelled crane containing an automobile chassis with a supporting frame and a slewing platform placed on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an engine internal combustion of the chassis through the power take-off mechanism, the electrical equipment of the crane and an additional drive system for controlling the supports and working mechanisms of the crane, including an asynchronous three-phase electric motor connected to an external AC power supply, an additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft an electric motor made with a phase rotor, the stator circuit of which is connected to the external network through the first electromagnetic contactor, which receives a signal from the control panel, the rotor circuit of the electric motor is connected black Without current-limiting resistances to the thyristor unit, to the second electromagnetic contactor and to the control panel receiving signals from the fixed speed button, foot pedal and control panel, the outputs of the control panel are connected to the second electromagnetic contactor and to the thyristor unit.

В отличие от прототипа в третьем варианте изобретения дополнительная система привода снабжена нерегулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, выполненного с фазным ротором, статорная цепь которого подключена к внешней сети через первый электромагнитный контактор, получающий сигнал от пульта управления, роторная цепь электродвигателя подключена через токоограничивающие сопротивления к тиристорному блоку, ко второму электромагнитному контактору и к панели управления, получающей сигналы с кнопки фиксированных оборотов, напольной педали и пульта управления, выходы панели управления соединены со вторым электромагнитным контактором и с тиристорным блоком. Такое выполнение дополнительной системы привода дает возможность изменения объема подачи рабочей жидкости к гидроприводам исполнительных механизмов за счет изменения скорости вращения асинхронного трехфазного электродвигателя в таком же диапазоне, что и у ДВС. Преимуществами третьего варианта изобретения являются плавный пуск электромотора в момент включения и меньшая стоимость.Unlike the prototype, in the third embodiment of the invention, the additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft of an electric motor made with a phase rotor, the stator circuit of which is connected to the external network through the first electromagnetic contactor, which receives a signal from the control panel, the rotor circuit the electric motor is connected through current-limiting resistances to the thyristor unit, to the second electromagnetic contactor and to the control panel receiving signals from the fixed speed button, foot pedal and control panel; the outputs of the control panel are connected to the second electromagnetic contactor and to the thyristor unit. Such an implementation of the additional drive system makes it possible to change the volume of the working fluid supply to the hydraulic drives of the actuators by changing the rotation speed of the asynchronous three-phase electric motor in the same range as that of the internal combustion engine. The advantages of the third embodiment of the invention are smooth start of the electric motor at the moment of switching on and lower cost.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение в четвертом варианте исполнения, решается следующим образом: самоходный кран, содержащий автомобильное шасси с размещенными на нем опорной рамой и поворотной платформой, передними и задними опорами, гидравлическое оборудование крана, включающее нерегулируемый насос, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания шасси через механизм отбора мощности, электрическое оборудование крана и дополнительную систему привода для управления опорами и рабочими механизмами крана, включающую асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, подключенный к внешней электросети переменного тока, дополнительная система привода снабжена нерегулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, выполненного многоскоростным с постоянным моментом нагрузки на валу и полюсопереключаемой обмоткой, первый полюс обмотки подключен к внешней электросети переменного тока через первый электромагнитный контактор, сцепленному взаимной механической блокировкой со вторым электромагнитным контактором, который подключен ко второму полюсу обмотки электродвигателя, выходы пульта управления подключены к первому и второму электромагнитным контакторам, а также третьему электромагнитному контактору через открытый контакт второго. Третий электромагнитный контактор подключен к первому полюсу электродвигателя.The problem to be solved by the claimed invention in the fourth embodiment is solved as follows: a self-propelled crane containing an automobile chassis with a supporting frame and a slewing platform placed on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an engine internal combustion of the chassis through the power take-off mechanism, the electrical equipment of the crane and an additional drive system for controlling the supports and working mechanisms of the crane, including an asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor connected to an external AC mains, an additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a connecting a clutch with an electric motor shaft, made multi-speed with a constant load torque on the shaft and a pole-switchable winding, the first pole of the winding is connected to an external AC mains through a first electromagnetic contactor, interlocked by mutual mechanical interlocking with the second electromagnetic contactor, which is connected to the second pole of the electric motor winding, the outputs of the control panel are connected to the first and second electromagnetic contactors, as well as the third electromagnetic contactor through the open contact of the second one. The third electromagnetic contactor is connected to the first pole of the motor.

В отличие от прототипа в четвертом варианте изобретения дополнительная система привода снабжена нерегулируемым гидравлическим насосом, жестко соединенным через соединительную муфту с валом электродвигателя, выполненного многоскоростным с постоянным моментом нагрузки на валу и полюсопереключаемой обмоткой, первый полюс обмотки подключен к внешней электросети переменного тока через первый электромагнитный контактор, сцепленному взаимной механической блокировкой со вторым электромагнитным контактором, который подключен ко второму полюсу обмотки электродвигателя, выходы пульта управления подключены к первому и второму электромагнитным контакторам, а также третьему электромагнитному контактору через открытый контакт второго.In contrast to the prototype in the fourth embodiment of the invention, the additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the electric motor shaft, made of multi-speed with a constant torque load on the shaft and a pole-switched winding, the first pole of the winding is connected to the external AC power grid through the first electromagnetic contactor coupled by mutual mechanical interlocking with the second electromagnetic contactor, which is connected to the second pole of the electric motor winding, the outputs of the control panel are connected to the first and second electromagnetic contactors, as well as the third electromagnetic contactor through the open contact of the second.

Третий электромагнитный контактор подключен к первому полюсу электродвигателя.The third electromagnetic contactor is connected to the first pole of the motor.

Такое выполнение дополнительной системы привода дает возможность изменения объема подачи рабочей жидкости к гидроприводам исполнительных механизмов за счет изменения скорости вращения многоскоростного асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором с постоянным моментом нагрузки на валу и полюсопереключаемой обмоткой. Преимуществами четвертого варианта изобретения являются использование серийно изготавливаемого многоскоростного асинхронного трехфазного электродвигателя, обеспечение номинального объема подачи рабочей жидкости при выполнении движений без груза на крюке и перемещении груза, и меньшего объема - при выполнении монтажных работ с низкими скоростями.Such an implementation of the additional drive system makes it possible to change the volume of the working fluid supply to the hydraulic drives of the actuators by changing the rotation speed of a multi-speed asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor with a constant load torque on the shaft and a pole-switched winding. The advantages of the fourth embodiment of the invention are the use of a commercially available multi-speed asynchronous three-phase electric motor, ensuring the nominal volume of the working fluid supply when performing movements without a load on the hook and moving the load, and a smaller volume when performing installation work at low speeds.

Все четыре варианта заявляемого изобретения могут быть использованы для привода гидравлического оборудования крана, как от ДВС шасси, так и от трехфазного асинхронного электродвигателя, подключаемого к внешней электросети переменного тока.All four variants of the claimed invention can be used to drive the hydraulic equipment of the crane, both from the internal combustion engine of the chassis, and from a three-phase asynchronous electric motor connected to an external AC power grid.

Заявляемое устройство поясняется чертежами: на фиг. 1 изображен вид сбоку на самоходный кран и схема привода гидрооборудования крана; на фиг. 2 изображена схема дополнительной системы привода крана, вариант 1; на фиг. 3 - то же, вариант 2; на фиг. 4 - то же, вариант 3; на фиг. 5 - то же, вариант 4.The claimed device is illustrated by drawings: FIG. 1 shows a side view of a self-propelled crane and a diagram of the crane's hydraulic equipment drive; in fig. 2 shows a diagram of an additional crane drive system, option 1; in fig. 3 - the same, option 2; in fig. 4 - the same, option 3; in fig. 5 - the same, option 4.

Самоходный кран содержит автомобильное шасси 1, на котором расположены опорная рама 2 и поворотная платформа 3, передние 4 и задние 5 опоры. Кран имеет гидравлическое оборудование, включающее нерегулируемый насос 6, приводимый в действие ДВС 7 шасси через трансмиссию 8 и механизм 9 отбора мощности, и электрическое оборудование крана.The self-propelled crane contains a car chassis 1, on which a support frame 2 and a turntable 3, front 4 and rear 5 supports are located. The crane has hydraulic equipment, including an unregulated pump 6, driven by the internal combustion engine 7 of the chassis through the transmission 8 and the power take-off mechanism 9, and the electrical equipment of the crane.

Дополнительная система привода крана по первому варианту конструкции (фиг. 2) включает асинхронный трехфазный электродвигатель 10 с короткозамкнутым ротором, подключенный к внешней электросети переменного тока, регулируемый гидравлический насос 11, жестко соединенный через муфту 12 с валом электродвигателя 10, взаимодействующего с электромагнитным контактором 13. Регулируемый гидравлический насос 11 имеет электроуправляемый клапан 14, получающий сигнал с широтно-импульсной модуляцией от контроллера 15, к входам которого подключены напольная педаль 16, кнопка фиксированных оборотов 17 и пульт управления 18, который подключен к входу электромагнитного контактора 13.An additional crane drive system according to the first design option (Fig. 2) includes an asynchronous three-phase electric motor 10 with a squirrel-cage rotor connected to an external AC mains, an adjustable hydraulic pump 11 rigidly connected through a clutch 12 to the shaft of an electric motor 10 interacting with an electromagnetic contactor 13. The variable hydraulic pump 11 has an electrically controlled valve 14, which receives a pulse-width modulated signal from the controller 15, to the inputs of which the foot pedal 16, the fixed speed button 17 and the control panel 18 are connected, which is connected to the input of the electromagnetic contactor 13.

Дополнительная система привода крана по второму варианту конструкции (фиг. 3) включает асинхронный трехфазный электродвигатель 19 с короткозамкнутым ротором, нерегулируемый гидравлический насос 20, жестко соединенный через муфту 21 с валом электродвигателя 19, подключенного к внешней электросети переменного тока через электромагнитный контактор 22 и преобразователь частоты 23, получающий сигналы от напольной педали 24, кнопки фиксированных оборотов 25 и пульта управления 26, подключенного к входу электромагнитного контактора 22.An additional crane drive system according to the second design option (Fig. 3) includes an asynchronous three-phase electric motor 19 with a squirrel-cage rotor, an unregulated hydraulic pump 20, rigidly connected through a clutch 21 to the shaft of an electric motor 19 connected to an external AC mains through an electromagnetic contactor 22 and a frequency converter 23, receiving signals from the foot pedal 24, the fixed speed button 25 and the control panel 26 connected to the input of the electromagnetic contactor 22.

Дополнительная система привода крана по третьему варианту конструкции (фиг. 4) включает асинхронный трехфазный электродвигатель 26, выполненный с фазным ротором, статорная цепь которого подключена к внешней электросети переменного тока через первый электромагнитный контактор 27. Нерегулируемый гидравлический насос 28 жестко соединен через муфту 29 с валом электродвигателя 26. Роторная цепь электродвигателя 26 подключена через токоограничивающие сопротивления 30 к тиристорному блоку 31, ко второму электромагнитному контактору 32 и к панели управления 33, получающей сигналы от напольной педали 34 с кнопки фиксированных оборотов 35, и пульта управления 36, соединенного с первым электромагнитным контактором 27. Выходы панели управления 33 соединены со вторым электромагнитным контактором 32 и с тиристорным блоком 31.An additional crane drive system according to the third design option (Fig. 4) includes an asynchronous three-phase electric motor 26, made with a phase rotor, the stator circuit of which is connected to the external AC mains through the first electromagnetic contactor 27. The unregulated hydraulic pump 28 is rigidly connected through the coupling 29 to the shaft electric motor 26. The rotor circuit of the electric motor 26 is connected through current-limiting resistors 30 to the thyristor unit 31, to the second electromagnetic contactor 32 and to the control panel 33, receiving signals from the foot pedal 34 from the fixed speed button 35, and the control panel 36 connected to the first electromagnetic contactor 27. The outputs of the control panel 33 are connected to the second electromagnetic contactor 32 and to the thyristor unit 31.

Дополнительная система привода крана по четвертому варианту конструкции (фиг. 5) включает многоскоростной асинхронный трехфазный электродвигатель 37 с короткозамкнутым ротором, постоянным моментом нагрузки на валу и полюсопереключаемой обмоткой. Первый полюс обмотки подключен к внешней электросети переменного тока через первый электромагнитный контактор 38, сцепленному взаимной механической блокировкой 39 со вторым электромагнитным контактором 40, который подключен ко второму полюсу обмотки электродвигателя 37. Нерегулируемый гидравлический насос 41 жестко соединен через муфту 42 с валом электродвигателя 37. Выходы пульта управления 43 подключены к первому электромагнитному контактору 38 и ко второму электромагнитному контактору 40, а также к третьему электромагнитному контактору 44 через открытый контакт второго электромагнитного контактора 40. Третий электромагнитный контактор 44 подключен к первому полюсу электродвигателя 37.An additional crane drive system according to the fourth design option (Fig. 5) includes a multi-speed asynchronous three-phase electric motor 37 with a squirrel-cage rotor, a constant load torque on the shaft and a pole-switched winding. The first pole of the winding is connected to the external AC mains through the first electromagnetic contactor 38, coupled by mutual mechanical interlocking 39 with the second electromagnetic contactor 40, which is connected to the second pole of the winding of the electric motor 37. The fixed hydraulic pump 41 is rigidly connected through the clutch 42 to the shaft of the electric motor 37. Outputs of the control panel 43 are connected to the first electromagnetic contactor 38 and to the second electromagnetic contactor 40, as well as to the third electromagnetic contactor 44 through the open contact of the second electromagnetic contactor 40. The third electromagnetic contactor 44 is connected to the first pole of the electric motor 37.

Привод нерегулируемого насоса 6 гидравлического оборудования крана при работе от ДВС 7 шасси осуществляется во всех четырех вариантах заявляемого устройства следующим образом. ДВС 7 шасси через трансмиссию 8 и механизм 9 отбора мощности приводит во вращение нерегулируемый насос 6. Изменение объема подачи рабочей жидкости к гидроприводам исполнительных механизмов (с целью изменения скорости рабочих операций) осуществляется путем изменения числа оборотов двигателя шасси.The drive of the unregulated pump 6 of the hydraulic equipment of the crane when operating from the internal combustion engine 7 of the chassis is carried out in all four versions of the proposed device as follows. The internal combustion engine 7 of the chassis through the transmission 8 and the power take-off mechanism 9 drives the unregulated pump 6 into rotation. The change in the volume of the working fluid supply to the hydraulic drives of the actuators (in order to change the speed of working operations) is carried out by changing the speed of the chassis engine.

При необходимости перехода самоходного крана на режим работы от электродвигателя останавливают ДВС, производят подключение трехфазного асинхронного электродвигателя к внешней электросети, и приводят его в движение.If it is necessary to switch the mobile crane to the operating mode from the electric motor, the internal combustion engine is stopped, a three-phase asynchronous electric motor is connected to the external power grid, and it is set in motion.

В первом варианте исполнения изобретения (фиг. 2) привод регулируемого насоса 10 осуществляется следующим образом. При подаче сигнала запуска с пульта управления 18 происходит замыкание контактов электромагнитного контактора 13. Асинхронный трехфазный электродвигатель 10 с короткозамкнутым ротором получает питание от внешней электросети переменного тока, осуществляется разгон электродвигателя до номинальной скорости. Электродвигатель 10 приводит во вращение регулируемый гидравлический насос 11, который соединен с валом электродвигателя муфтой 12. Расходом рабочей жидкости, подаваемой регулируемым гидравлическим насосом 11, управляет контроллер 15 посредством подачи с выхода сигнала с широтно-импульсной модуляцией на вход электроуправляемого клапана 14 насоса, который обеспечивает соответствующее изменение положения рабочих элементов и, как следствие, объема рабочих камер. Для управления расходом рабочей жидкости гидравлического насоса 11 на вход контроллера 15 подается сигнал с выхода напольной педали 16, которая формирует выходной сигнал пропорционально отклонению площадки для ноги относительно пола, а также с кнопки фиксированных оборотов 17 для задания фиксированного расхода рабочей жидкости гидравлического насоса 11. Пульт управления 18 осуществляет запуск и останов электродвигателя 10 путем воздействия на электромагнитный контактор 13, а также разрешает контроллеру 15 управлять насосом, если осуществлен запуск, или устанавливает минимальный расход жидкости, если осуществлен останов.In the first embodiment of the invention (Fig. 2), the variable pump 10 is driven as follows. When the start signal is sent from the control panel 18, the contacts of the electromagnetic contactor 13 are closed. The asynchronous three-phase electric motor 10 with a squirrel-cage rotor is powered from the external AC mains, and the electric motor is accelerated to the rated speed. The electric motor 10 drives the variable hydraulic pump 11, which is connected to the electric motor shaft by the clutch 12. The flow rate of the working fluid supplied by the variable hydraulic pump 11 is controlled by the controller 15 by supplying a pulse-width modulated signal from the output of the pulse-width modulated signal to the input of the electrically controlled valve 14 of the pump, which provides a corresponding change in the position of the working elements and, as a consequence, the volume of the working chambers. To control the flow rate of the working fluid of the hydraulic pump 11, a signal is sent to the controller 15 input from the output of the foot pedal 16, which generates an output signal proportional to the deviation of the foot platform relative to the floor, as well as from the fixed speed button 17 to set a fixed flow rate of the working fluid of the hydraulic pump 11. Remote control control 18 starts and stops the electric motor 10 by acting on the electromagnetic contactor 13, and also allows the controller 15 to control the pump if a start is made, or sets the minimum flow rate if a stop is made.

Во втором варианте исполнения изобретения (фиг. 3) привод нерегулируемого насоса 20 крана осуществляется следующим образом. При подаче сигнала запуска с пульта управления 26 происходит замыкание контактов электромагнитного контактора 22, преобразователь частоты 23 получает питание от внешней электросети переменного тока, а асинхронный трехфазный электродвигатель 19 с короткозамкнутым ротором, получает питание от преобразователя частоты 23. Для управления скоростью вращения вала электродвигателя 19 на вход преобразователя частоты 23 подается сигнал с выхода напольной педали 24, которая формирует выходной сигнал пропорционально отклонению площадки для ноги относительно пола, а также с кнопки фиксированных оборотов 25 для задания фиксированной скорости вращения вала электродвигателя 19. Расходом рабочей жидкости нерегулируемого насоса 20 управляет преобразователь частоты 23 посредством регулирования скорости вращения вала электродвигателя 19, который соединен с валом насоса 20 посредством муфты 21. Пульт управления 26 осуществляет запуск и останов электродвигателя 19 путем воздействия на электромагнитный контактор 22, а также разрешает преобразователю частоты 23 управлять электродвигателем 19, если осуществлен запуск, или устанавливает минимальную скорость, если осуществлен останов.In the second embodiment of the invention (Fig. 3), the drive of the fixed pump 20 of the crane is carried out as follows. When the start signal is sent from the control panel 26, the contacts of the electromagnetic contactor 22 are closed, the frequency converter 23 receives power from the external AC mains, and the asynchronous three-phase electric motor 19 with a squirrel-cage rotor receives power from the frequency converter 23. To control the speed of rotation of the motor shaft 19 on the input of the frequency converter 23 is supplied with a signal from the output of the foot pedal 24, which generates an output signal proportional to the deviation of the foot platform relative to the floor, as well as from the fixed speed button 25 to set a fixed speed of rotation of the motor shaft 19. The flow rate of the working fluid of the unregulated pump 20 is controlled by the frequency converter 23 by regulating the speed of rotation of the shaft of the electric motor 19, which is connected to the shaft of the pump 20 by means of the clutch 21. The control panel 26 starts and stops the electric motor 19 by acting on the electromagnetic circuit ktor 22, and also allows the frequency converter 23 to control the electric motor 19 if a start is made, or sets the minimum speed if a stop is made.

В третьем варианте исполнения изобретения (фиг. 4) привод нерегулируемого насоса 28 осуществляется следующим образом. При подаче сигнала запуска с пульта управления 36 происходит замыкание контактов первого электромагнитного контактора 27, Асинхронный трехфазный электродвигатель 26, выполненный с фазным ротором, получает питание от внешней электросети переменного тока. В роторе электродвигателя 26 наводится напряжение, которое при подаче сигнала с панели управления 33 на тиристорный блок 31 образует протекание тока в цепи ротора через токоограничивающие сопротивления 30 и создает в электродвигателе 26 электродвижущую силу, которая вращает вал ротора. Управление скоростью вращения вала электродвигателя 26 осуществляется посредством подачи сигнала на тиристорный блок 31 и второй электромагнитный контактор 32 от панели управления 33. На вход панели управления 33 подается напряжение ротора для формирования поддержания скорости, сигнал задания скорости с выхода напольной педали 34, которая формирует выходной сигнал пропорционально отклонению площадки для ноги относительно пола, а также с кнопки фиксированных оборотов 35 для задания фиксированной скорости вращения вала электродвигателя 26. Расходом рабочей жидкости нерегулируемого насоса 28 управляет панель управления 33, воздействуя на тиристорный блок 31 и второй электромагнитный контактор 32, осуществляя при этом регулирование скорости вращения вала электродвигателя 26, который соединен с валом нерегулируемого насоса 28 посредством муфты 29. Пульт управления 36 осуществляет запуск и останов электродвигателя 26 путем воздействия на первый электромагнитный контактор 27, а также разрешает панели управления 33 управлять электродвигателем 26, если осуществлен запуск или устанавливает минимальную скорость, если осуществлен останов.In the third embodiment of the invention (Fig. 4), the drive of the fixed pump 28 is carried out as follows. When a start signal is sent from the control panel 36, the contacts of the first electromagnetic contactor 27 are closed. The asynchronous three-phase electric motor 26, made with a phase rotor, is powered from an external AC mains. A voltage is induced in the rotor of the electric motor 26, which, when a signal is supplied from the control panel 33 to the thyristor unit 31, forms a current flow in the rotor circuit through the current-limiting resistances 30 and creates an electromotive force in the electric motor 26, which rotates the rotor shaft. The speed of rotation of the shaft of the electric motor 26 is controlled by supplying a signal to the thyristor unit 31 and the second electromagnetic contactor 32 from the control panel 33. The rotor voltage is supplied to the input of the control panel 33 to form the maintenance of speed, the speed command signal from the output of the foot pedal 34, which forms the output signal in proportion to the deviation of the leg platform relative to the floor, as well as from the fixed speed button 35 to set a fixed speed of rotation of the electric motor shaft 26. The flow rate of the working fluid of the unregulated pump 28 is controlled by the control panel 33, acting on the thyristor unit 31 and the second electromagnetic contactor 32, thereby controlling speed of rotation of the shaft of the electric motor 26, which is connected to the shaft of the fixed pump 28 by means of the clutch 29. The control panel 36 starts and stops the electric motor 26 by acting on the first electromagnetic contactor 27, and also allows The control panel 33 controls the electric motor 26 if it is started or sets the minimum speed if it is stopped.

В четвертом варианте исполнения изобретения (фиг. 5) привод нерегулируемого насоса 41 осуществляется следующим образом. При подаче сигнала запуска с пульта управления 43 происходит замыкание контактов первого электромагнитного контактора 38 и многоскоростной асинхронный трехфазный электродвигатель 37 с полюсопереключаемой обмоткой и с постоянным моментом нагрузки на валу получает питание первого полюса от внешней электросети переменного тока, осуществляется разгон электродвигателя 37 до пониженной скорости. Для увеличения до номинальной скорости электродвигателя 37 с пульта управления 43 отключается сигнал с первого электромагнитного контактора 38 и подается сигнал на включение второго электромагнитного контактора 40, который подает питание от внешней электросети переменного тока на второй полюс электродвигателя 37 и через открытый контакт электромагнитного контактора 40 подается сигнал на включение третьего электромагнитного контактора 44, который замыкает первый полюс электродвигателя 37 накоротко и с учетом воздействия механизма взаимной блокировки 39, исключающее одновременное включение второго электромагнитного контактора 40 и первого электромагнитного контактора 36, для предотвращения короткого замыкания в электрической цепи. Электродвигатель 37 приводит во вращение нерегулируемый гидравлический насос 41 постоянного рабочего объема, который соединен с валом электродвигателя 37 посредством муфты 42. Расходом рабочей жидкости насоса 41 управляет пульт управления 43, который осуществляет запуск и останов электродвигателя 37, а также переключение скорости электродвигателя 37 путем воздействия на первый электромагнитный контактор 38 для включение пониженной скорости или путем воздействия на второй электромагнитный контактор 40 и на третий электромагнитный контактор 44 для включения номинальной скорости электродвигателя 37.In the fourth embodiment of the invention (Fig. 5), the drive of the fixed pump 41 is carried out as follows. When the start signal is sent from the control panel 43, the contacts of the first electromagnetic contactor 38 are closed and the multi-speed asynchronous three-phase electric motor 37 with a pole-changeable winding and with a constant load torque on the shaft receives power from the first pole from the external AC mains, the electric motor 37 is accelerated to a reduced speed. To increase to the rated speed of the electric motor 37 from the control panel 43, the signal from the first electromagnetic contactor 38 is turned off and a signal is given to turn on the second electromagnetic contactor 40, which supplies power from the external AC mains to the second pole of the electric motor 37 and a signal is supplied through the open contact of the electromagnetic contactor 40 to turn on the third electromagnetic contactor 44, which short-circuits the first pole of the electric motor 37 and taking into account the effect of the interlocking mechanism 39, excluding the simultaneous turning on of the second electromagnetic contactor 40 and the first electromagnetic contactor 36 to prevent a short circuit in the electrical circuit. The electric motor 37 drives a fixed displacement hydraulic pump 41, which is connected to the shaft of the electric motor 37 by means of a clutch 42. The flow rate of the pump 41 is controlled by the control panel 43, which starts and stops the electric motor 37, as well as switches the speed of the electric motor 37 by acting on the first electromagnetic contactor 38 to turn on the reduced speed or by acting on the second electromagnetic contactor 40 and on the third electromagnetic contactor 44 to turn on the rated speed of the motor 37.

В каждом из четырех вариантов заявляемого решения при работе от ДВС шасси для питания электрооборудования крана (24 В постоянного тока) используется бортовая сеть базового шасси. При работе от внешней сети (переменный ток, 380 В/50 Гц) для получения 24 В постоянного тока используется электронный преобразователь напряжения (не показан), который подает питание в бортовую сеть автомобиля, от которой работает и электрооборудование крана, что обеспечивает не только работу крана, но и работу световых приборов шасси в темное время суток и даже подзарядку аккумуляторных батарей шасси.In each of the four variants of the proposed solution, when operating from the internal combustion engine of the chassis, the on-board network of the base chassis is used to power the crane's electrical equipment (24 V DC). When operating from an external network (alternating current, 380 V / 50 Hz), an electronic voltage converter (not shown) is used to obtain 24 V DC, which supplies power to the vehicle's on-board network, from which the crane's electrical equipment also operates, which ensures not only operation crane, but also the operation of the chassis lighting in the dark and even recharging the chassis batteries.

Предлагаемые варианты конструкций изобретения позволяют обеспечить изменение объема подачи рабочей жидкости к гидроприводам исполнительных механизмов (с целью изменения скорости рабочих операций): в первом варианте конструкции - за счет изменения рабочего объема регулируемого насоса дополнительного привода, а во втором, третьем и четвертом вариантах - изменением скорости вращения электродвигателей. В результате обеспечивается такая же эффективность работы крана от внешней электрической сети, как и от ДВС, но с меньшим уровнем шума, не превышающим допустимого в районах жилой застройки, в том числе и в ночное время.The proposed design options of the invention make it possible to provide a change in the volume of the working fluid supply to the hydraulic drives of the actuators (in order to change the speed of working operations): in the first design version - by changing the working volume of the adjustable pump of the additional drive, and in the second, third and fourth versions - by changing the speed rotation of electric motors. The result is the same efficiency of the crane from the external electrical network, as well as from the internal combustion engine, but with a lower noise level, which does not exceed the permissible level in residential areas, including at night.

Claims

1. A self-propelled crane containing an automobile chassis with a supporting frame and a turntable located on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an internal combustion engine of the chassis through a power take-off mechanism, crane electrical equipment and an additional drive system for controlling the supports and operating mechanisms of the crane, including an asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor, connected to an external AC mains, characterized in that the additional drive system is equipped with an adjustable hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft of the electric motor interacting with an electromagnetic contactor, adjustable the hydraulic pump has an electrically controlled valve that receives a signal from the controller, to the inputs of which a foot pedal, a fixed speed button and a control panel are connected, which is connected to the electric input Electromagnetic contactor.

2. A self-propelled crane containing a truck chassis with a supporting frame and a turntable located on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an internal combustion engine of the chassis through a power take-off mechanism, crane electrical equipment and an additional drive system for controlling the supports and operating mechanisms of the crane, including an asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor, connected to an external AC mains, characterized in that the additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft of an electric motor connected to the external network through an electromagnetic contactor and frequency converter receiving signals from the foot pedal, fixed speed button and control panel connected to the input of the electromagnetic contactor.

3. Self-propelled crane containing a truck chassis with a supporting frame and a turntable located on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an internal combustion engine of the chassis through a power take-off mechanism, crane electrical equipment and an additional drive system to control the supports and operating mechanisms of the crane, including an asynchronous three-phase electric motor connected to an external AC power grid, characterized in that the additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the shaft of an electric motor made with a phase rotor, the stator circuit of which is connected to the external network through the first electromagnetic contactor, which receives a signal from the control panel, the rotor circuit of the electric motor is connected through current-limiting resistances to the thyristor unit, to the second electromagnetic contact ru and to the control panel receiving signals from the fixed speed button, foot pedal and control panel, the outputs of the control panel are connected to the second electromagnetic contactor and to the thyristor unit.

4. Self-propelled crane containing an automobile chassis with a supporting frame and a turntable located on it, front and rear supports, hydraulic equipment of the crane, including an unregulated pump driven by an internal combustion engine of the chassis through a power take-off mechanism, crane electrical equipment and an additional drive system for controlling the supports and operating mechanisms of the crane, including an asynchronous three-phase electric motor with a squirrel-cage rotor, connected to an external AC power grid, characterized in that the additional drive system is equipped with an unregulated hydraulic pump rigidly connected through a coupling to the motor shaft, made multi-speed with a constant load torque on the shaft and with a pole-switchable winding, the first pole of the winding is connected to the external AC mains through the first electromagnetic contactor coupled by mutual mechanical interlocking with the second electromagnet a rotary contactor, which is connected to the second pole of the electric motor winding, the outputs of the control panel are connected to the first and second electromagnetic contactors, as well as the third electromagnetic contactor through the open contact of the second, the third electromagnetic contactor is connected to the first pole of the electric motor.