RU2812012C2

RU2812012C2 - Overhead crane

Info

Publication number: RU2812012C2
Application number: RU2022105672A
Authority: RU
Inventors: Сергей Леонидович Заярный
Original assignee: Сергей Леонидович Заярный
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2024-01-22

Abstract

FIELD: cranes.

SUBSTANCE: overhead crane bridge consists of main and end beams, along the main beams of which a cargo trolley is driven by a drive. Between the end beams and axle box assemblies of the wheels moving in the axle box openings of the end beams along vertical guides, elastic elements with damping devices are installed, the vertical movement of which, along the sides of the end beams, is proportional to the loads acting on them, changing with a change in the position of the cargo trolley, which ensures a reduction of the slope angle that occurs when the main beams are deformed and prevents the movement of the cargo trolley.

EFFECT: ensures a reduction of the slope angle that occurs when the main beams are deformed and prevents the movement of the cargo trolley.

1 cl, 7 dwg

Description

Заявленное техническое решение относится к мостовым кранам которые являются основным грузоподъемным оборудованием производственных цехов, закрытых и открытых складов.The declared technical solution relates to overhead cranes, which are the main lifting equipment of production workshops, indoor and outdoor warehouses.

Из предшествующего уровня техники хорошо известны различные варианты исполнения мостовых кранов с грузовой тележкой (см. Шабашов А.П., Лысяков А.Г. Мостовые краны общего назначения. Москва. Машиностроение. 1980 г.).From the prior art, various designs of overhead cranes with a load trolley are well known (see Shabashov A.P., Lysyakov A.G. General purpose overhead cranes. Moscow. Mechanical Engineering. 1980).

Металлоконструкция мостов таких мостовых кранов с грузоподъемностью свыше 5 т, как правило, выполняются двух балочной конструкции из балок коробчатого сечение фиг. 1. Принят за аналог.The metal structure of the bridges of such overhead cranes with a lifting capacity of over 5 tons, as a rule, is made of a two-beam structure from box beams with a cross-section Fig. 1. Accepted as analogous.

Металлоконструкция мостов таких мостовых кранов с грузоподъемностью до 5 т, как правило, выполняются однобалочной конструкции из балок двутаврового сечение фиг. 2. Принят за аналог.The metal structure of the bridges of such overhead cranes with a lifting capacity of up to 5 tons, as a rule, is made of a single-beam structure made of I-beams with an I-section fig. 2. Accepted as analogue.

Известно устройство предотвращения схода с рельсов, рельсовой путевой машины, в частности мостового крана. Устройство включает: неподвижную раму, подвижную раму, выполненную с возможностью перемещения относительно неподвижной рамы в вертикальном направлении, колесную часть, расположенную на нижнем конце подвижной рамы и контактирующую с верхней поверхностью рельса и пружину сжатия, которая смещает подвижную раму и колесную часть к верхней поверхности рельса. Недостатком устройства, является то, что конструкция и параметры устройства определяются его назначением, предотвращением сход с рельсов рельсовой путевой машины, и не связывают деформации пружины сжатия, с деформациями моста мостового крана и не предполагает снижение сопротивления передвижению грузовой тележки. Принято за прототип. JP 2017-145118 A1 (NAKA-YAMA KIKAI KK).A device for preventing derailment of a rail track machine, in particular an overhead crane, is known. The device includes: a stationary frame, a movable frame configured to move relative to the stationary frame in the vertical direction, a wheel part located at the lower end of the movable frame and in contact with the upper surface of the rail, and a compression spring that displaces the movable frame and the wheel part to the upper surface of the rail . The disadvantage of the device is that the design and parameters of the device are determined by its purpose, preventing derailment of the track machine, and do not connect the deformation of the compression spring with the deformation of the bridge of the overhead crane and does not imply a reduction in the resistance to movement of the cargo trolley. Accepted as a prototype. JP 2017-145118 A1 (NAKA-YAMA KIKAI KK).

Требованиями, предъявляемыми к металлоконструкции моста при проектировании, являются: обеспечение прочности; обеспечение жесткости, то есть не превышение максимальной величины стрелы прогиба под нагрузкой. Необходимость обеспечения второго требования связана с тем, что с увеличением величины стрелы прогиба возрастает сопротивления перемещению грузовой тележки мостового крана. При этом расчетная нагрузка, определяющая условие прочности металлоконструкции, с увеличение пролета крана возрастает по линейной, а величина стрелы прогиба, по нелинейной зависимостям. Поэтому требование не превышения максимальной величины стрелы прогиба, с увеличением пролета крана свыше 25 метров, становится превалирующим, в связи с чем, металлоконструкция мостового крана оказывается, с увеличение пролета, все более «недогруженной». Необходимость обеспечения стрелы погиба металлоконструкции, в заданных пределах, приводит к необходимости существенного увеличения ее жесткости, что приводит к увеличению материалоемкости при нерациональном использовании механических свойств материала. По этой причине является не эффективным использование в металлоконструкции крана материалов с улучшенными механическими характеристиками.The requirements for the bridge metal structure during design are: ensuring strength; ensuring rigidity, that is, not exceeding the maximum deflection value under load. The need to ensure the second requirement is due to the fact that as the magnitude of the deflection increases, the resistance to movement of the overhead crane's cargo trolley increases. In this case, the design load, which determines the strength condition of the metal structure, increases linearly with increasing crane span, and the deflection value increases according to a nonlinear relationship. Therefore, the requirement not to exceed the maximum value of the deflection boom, with an increase in the crane span over 25 meters, becomes prevalent, and therefore, the metal structure of the overhead crane turns out to be increasingly “underloaded” with an increase in the span. The need to ensure the destruction of a metal structure within specified limits leads to the need to significantly increase its rigidity, which leads to an increase in material consumption with irrational use of the mechanical properties of the material. For this reason, it is not effective to use materials with improved mechanical characteristics in the metal structure of the crane.

Наличие этих факторов, существенно снижает эффективность использования известного устройства в качестве мостового крана с большой величиной пролета, снижает эффективность использования механизма передвижения грузовой тележки мостового крана, снижает эффективность использования механических свойств материала его металлоконструкции, а также не обеспечивает возможность использования в его металлоконструкции материалов с улучшенными механическими характеристиками, что не позволяет уменьшить его материалоемкость в целом.The presence of these factors significantly reduces the efficiency of using the known device as a bridge crane with a large span, reduces the efficiency of using the movement mechanism of the bridge crane's cargo trolley, reduces the efficiency of using the mechanical properties of the material of its metal structure, and also does not provide the possibility of using materials with improved properties in its metal structure. mechanical characteristics, which does not allow reducing its material consumption as a whole.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является увеличение допустимого предела максимальной величины стрелы прогиба главной балки моста мостового крана, что позволяет эффективнее использовать механических свойств материала и обеспечить возможность использования в его металлоконструкции материалов с высокими механическими характеристиками, что позволяет уменьшить материалоемкости металлоконструкции крана в целом, а также повысить эффективность использования механизма передвижения его грузовой тележки.The problem to be solved by the stated technical solution is to increase the permissible limit of the maximum deflection value of the boom of the main bridge beam of an overhead crane, which makes it possible to more effectively use the mechanical properties of the material and ensure the possibility of using materials with high mechanical characteristics in its metal structure, which allows reducing the material intensity of the metal structure of the crane in general, as well as increase the efficiency of using the movement mechanism of its cargo trolley.

Решение данной задачи достигается за счет того, что мост мостового крана, состоящий из главных и концевых балок, опирается на колеса через упругие элементы с демпфирующими устройствами, вертикальное перемещение которых, по сторонам концевых балок, пропорционально действующим на них нагрузкам, изменяющимся с изменением положения грузовой тележки, что обеспечивает уменьшение угла уклона, возникающего при деформации главных балок и препятствующего передвижению грузовой тележки. Технический результат изобретения, обеспечивается приведенной совокупностью признаков, и определяется повышением эффективности использование механических свойств материала в металлоконструкции мостового крана, в том числе с большой величиной пролета, обеспечением возможность использования в его металлоконструкции материалов с высокими механическими характеристиками, снижением материалоемкости крана в целом, а также повышением эффективность использования механизма передвижения его грузовой тележки.The solution to this problem is achieved due to the fact that the bridge of the overhead crane, consisting of main and end beams, rests on wheels through elastic elements with damping devices, the vertical movement of which, on the sides of the end beams, is proportional to the loads acting on them, changing with changes in the position of the cargo trolley, which reduces the slope angle that occurs when the main beams deform and impede the movement of the cargo trolley. The technical result of the invention is ensured by the given set of features, and is determined by increasing the efficiency of using the mechanical properties of the material in the metal structure of an overhead crane, including those with a large span, ensuring the possibility of using materials with high mechanical characteristics in its metal structure, reducing the material consumption of the crane as a whole, and also increasing the efficiency of using the movement mechanism of its cargo trolley.

Для достижения технического результата мостовой кран, согласно изобретению, выполняется таким образом, что по главным балкам мостового крана, перемещается, опирающаяся на колеса, грузовая тележка известной конструкции, а концевые балки моста опираются на колеса посредством упругих элементов с демпфирующими устройствами.To achieve the technical result, the overhead crane, according to the invention, is designed in such a way that a load trolley of a known design moves along the main beams of the overhead crane, supported on wheels, and the end beams of the bridge are supported on the wheels by means of elastic elements with damping devices.

При этом, согласно изобретению, вертикальные перемещения упругих элементов с демпфирующими устройствами, изменяющееся пропорционально изменению нагрузки, изменяющейся с изменением положения грузовой тележки, определяют вертикальное перемещение концевых балок по сторонам моста мостового крана;Moreover, according to the invention, the vertical movements of the elastic elements with damping devices, changing in proportion to the change in the load, changing with the change in the position of the cargo trolley, determine the vertical movement of the end beams along the sides of the bridge of the overhead crane;

При этом, согласно изобретению, вертикальные перемещения концевых балок по сторонам моста мостового крана, изменяющееся пропорционально изменению нагрузки, изменяющимся с изменением положения грузовой тележки, обеспечивает уменьшение угла уклона главных балок моста, препятствующего передвижению грузовой тележки;Moreover, according to the invention, the vertical movements of the end beams on the sides of the bridge of the overhead crane, changing in proportion to the change in load, changing with the change in the position of the cargo trolley, ensures a decrease in the slope angle of the main beams of the bridge, which prevents the movement of the cargo trolley;

При этом, согласно изобретению, уменьшение угла уклона главных балок моста, препятствующего передвижению грузовой тележки, позволяет повысить эффективность использования механизма привода ее передвижения;Moreover, according to the invention, reducing the slope angle of the main beams of the bridge, which prevents the movement of the cargo trolley, makes it possible to increase the efficiency of using the drive mechanism for its movement;

При этом, согласно изобретению, уменьшение угла уклона главных балок моста, препятствующего передвижению грузовой тележки, позволяет увеличить предельную величину стрелы прогиба главной балки моста крана;Moreover, according to the invention, reducing the slope angle of the main beams of the bridge, which prevents the movement of the cargo trolley, makes it possible to increase the maximum deflection value of the main beam of the crane bridge;

При этом, согласно изобретению, обеспечение возможности увеличения в заданных предельной величины стрелы прогиба главной балки моста, обеспечивает возможность использования в его металлоконструкции материалов с высокими механическими характеристиками;At the same time, according to the invention, providing the possibility of increasing the maximum deflection value of the main beam of the bridge within the given limit, provides the possibility of using materials with high mechanical characteristics in its metal structure;

При этом, согласно изобретению, обеспечение возможность использования в его металлоконструкции крана материалов с высокими механическими характеристиками снижает материалоемкости металлоконструкции крана в целом.At the same time, according to the invention, ensuring the possibility of using materials with high mechanical characteristics in its metal structure of the crane reduces the material consumption of the metal structure of the crane as a whole.

Изобретение поясняется представленным на фигурах примера устройства, на которых:The invention is illustrated by an example of a device shown in the figures, in which:

Фиг. 1 изображен однобалочного мостовой кран известной конструкции;Fig. 1 shows a single-girder overhead crane of a known design;

Фиг. 2 изображен двух балочный мостовой кран известной конструкции;Fig. 2 shows a two-girder overhead crane of a known design;

Фиг. 3 изображен опорный узел мостовой кран известной конструкции;Fig. 3 shows a supporting assembly of an overhead crane of a known design;

Фиг. 4 изображен опорный узел заявленного мостового крана;Fig. 4 shows the support assembly of the claimed overhead crane;

Фиг. 5 изображен фронтальный вид заявленного однобалочного мостового крана;Fig. 5 shows a frontal view of the claimed single-girder overhead crane;

Фиг. 6 изображен фронтальный вид заявленного двух балочного мостового крана;Fig. 6 shows a frontal view of the claimed two-girder overhead crane;

Фиг. 7 изображена схема формирования фактического угла уклона главной балки мостового крана.Fig. 7 shows a diagram of the formation of the actual slope angle of the main beam of the overhead crane.

На фиг. 1, представлен двух балочный мостовой кран известной конструкции.In fig. 1 shows a two-girder overhead crane of a known design.

На фиг. 2, представлен однобалочный балочный мостовой кран известной конструкции.In fig. 2 shows a single girder overhead crane of a known design.

На Фиг. 3 представлен опорный узел моста мостового крана, известной конструкции, с указанием опорной 1 и концевой балок 2, в буксовом проеме 3 которой жестко закреплены буксовые узлы 4. опорного колеса 5.In FIG. Figure 3 shows the bridge support unit of an overhead crane of a known design, indicating the support 1 and end beams 2, in the axlebox opening 3 of which the axlebox units 4 of the support wheel 5 are rigidly fixed.

На Фиг. 4 представлен опорный узел моста мостового крана, заявленной конструкции, с указанием опорной 1 и концевой 2 балок, в буксовом проеме 6 которой, установлен, с возможностью вертикального перемещения по направляющим, буксовые узлы 7, с упругим элемента 8 и демпфирующим устройствам 9, посредством которых концевая балка 2 опирается на колеса крана 10.In FIG. Figure 4 shows the supporting unit of the bridge of an overhead crane, the declared design, indicating the support 1 and end 2 beams, in the axle box opening 6 of which, the axle box units 7 are installed, with the possibility of vertical movement along the guides, with an elastic element 8 and damping devices 9, by means of which the end beam 2 rests on the wheels of the crane 10.

На Фиг. 5, представлен фронтальный вид мостового крана, мост которого выполнен из двух главных 1 и двух концевых 2 балок. На верхних поясах главных балок установлены рельсы 11 по которым, перемещается привода передвижения грузовая тележка известной конструкции 12 опирающаяся на колеса 13. Концевые балки посредством упругих элементов 8 с демпфирующими устройствами 9 опираются на колеса крана 10.In FIG. 5 shows a frontal view of an overhead crane, the bridge of which is made of two main 1 and two end 2 beams. On the upper chords of the main beams, rails 11 are installed along which a cargo trolley of a known design 12 moves, resting on wheels 13. The end beams, by means of elastic elements 8 with damping devices 9, rest on the wheels of the crane 10.

На Фиг. 6, представлен фронтальный вид заявленного мостового крана, мост которого выполнен из главной 1 и двух концевых 2 балок. По нижнему поясу главной балки перемещается, привода передвижения, грузовая тележка известной конструкции 14, опирающаяся на колеса 15. Концевые балки посредством упругих элементов 8 с демпфирующими устройствами 9 опираются на колеса крана 10.In FIG. 6 shows a frontal view of the claimed overhead crane, the bridge of which is made of a main 1 and two end 2 beams. A cargo trolley of a known design 14, resting on wheels 15, moves along the lower belt of the main beam, driving the movement. The end beams, by means of elastic elements 8 with damping devices 9, rest on the wheels of the crane 10.

На Фиг. 7, представлена схемы: а) - расчетная схема главной балки (далее, двух опорной балки) с указанием местоположения нагрузки F и опорных реакций R_a, R_b; б) - схема деформации двух опорной балки с указанием угла уклона +α_б под нагрузкой препятствующего движению колес грузовой тележки; б) - схема деформации линии центров опор, двух опорной балки, вследствие их вертикальных перемещений Δ_а, Δ_b, пропорционально нагрузкам R_a, R_b, с указанием угла уклона -α_к, благоприятствующего движению колес грузовой тележки.In FIG. 7, the diagrams are presented: a) - design diagram of the main beam (hereinafter, two support beams) indicating the location of the load F and the support reactions R _a , R _b ; b) - diagram of the deformation of two support beams indicating the slope angle +α _b under load preventing the movement of the wheels of the cargo trolley; b) - diagram of the deformation of the line of the centers of the supports, two support beams, due to their vertical movements Δ _a , Δ _b , proportional to the loads R _a , R _b , indicating the slope angle -α _k , favorable to the movement of the wheels of the cargo trolley.

Функционирование заявленного мостового крана обеспечивается следующим образом.The functioning of the claimed overhead crane is ensured as follows.

Мостового крана, мост которого состоит из главных 1 и концевых 2 балок, опирается на колеса крана 10 посредствам упругих элементов 8 и демпфирующих устройств 9, с возможностью вертикального перемещения пропорционально изменению грузовой нагрузки. Деформация главной балки под действием грузовой нагрузки вызывает деформацию рельса 11, угол уклона +α_б которого препятствует передвижению колес грузовой тележки. При передвижении грузовой тележки изменяются значения опорных реакций R_a, R_b главной балки моста, что вызывает пропорциональное деформирование Δ_a, Δ_b ее упругих опор. Вследствие их вертикальных перемещений возникает угол уклона -α_к, благоприятствующей движению колес грузовой тележки. При минимизация суммы этих углов уклона, (α_б-α_к), возникает возможность допущения значительной стрелы прогиба главных балок моста мостового кран, что снижает требования к его жесткости и позволяет эффективно использовать механические свойства материала в металлоконструкции мостового крана с большой величиной пролета, а также обеспечивает возможность использования в его металлоконструкции материалов с высокими механическими характеристиками, что позволяет снизить материалоемкость металлоконструкции крана в целом. Это позволяет, также, повысить эффективность использования механизма привода передвижения грузовой тележки. Демпфирующие устройства обеспечивают гашение колебаний металлоконструкции крана возникающих от динамических и грузовых воздействий.An overhead crane, the bridge of which consists of 1 main and 2 end beams, rests on the crane wheels 10 by means of elastic elements 8 and damping devices 9, with the possibility of vertical movement in proportion to changes in the load load. Deformation of the main beam under the influence of a load load causes deformation of the rail 11, the slope angle +α _b of which prevents the movement of the wheels of the cargo trolley. When the cargo trolley moves, the values of the support reactions R _a , R _b of the main beam of the bridge change, which causes proportional deformation Δ _a , Δ _{b of} its elastic supports. As a result of their vertical movements, a slope angle of -α _to appears, which favors the movement of the wheels of the cargo trolley. By minimizing the sum of these slope angles, (α _b -α _k ), it becomes possible to allow a significant deflection of the main beams of the bridge crane, which reduces the requirements for its rigidity and makes it possible to effectively use the mechanical properties of the material in the metal structure of a bridge crane with a large span, and also provides the possibility of using materials with high mechanical characteristics in its metal structure, which makes it possible to reduce the material consumption of the crane's metal structure as a whole. This also makes it possible to increase the efficiency of using the drive mechanism for moving the cargo trolley. Damping devices provide damping of vibrations of the crane metal structure arising from dynamic and load influences.

Claims

An overhead crane, the bridge of which consists of main and end beams, along the main beams of which a load trolley is moved by a drive, and the end beams, through elastic elements with damping devices, rest on wheels resting on crane tracks, characterized in that the mechanical characteristics of the elastic elements are determined in such a way that their deformation, proportional to the loads acting on them, changing with changes in the position of the cargo trolley, ensures the formation of a bridge slope of the opposite direction and magnitude, in relation to the slope and its magnitude, preventing the movement of the cargo trolley, which is formed when the main beams of the bridge are deformed under load changing with changing position of the cargo trolley.