Портальный башенный кран

Изобретение относится к башенным кранам. Кран содержит портал, продольные балки которого связаны шарнирами с ходовыми тележками крана, опорную раму портала, на которой закреплен опорный круг, башню крана, связанные с ней стрелу, распорку и оголовок. На каждой продольной балке установлена с одной стороны пара Λ-образных стоек, включающих наклоненные друг к другу внутреннюю и наружную опоры, верхние концы которых соединены между собой в точке расположения шарнира, связывающего Λ-образную стойку с опорной рамой. Нижний конец каждой наружной опоры шарнирно связан с продольной балкой портала. Оголовок выполнен с шарнирно закрепленным на его вершине двуплечим балансиром, одно плечо которого шарнирно соединено с расчалом стрелы, а другое его плечо шарнирно соединено с расчалом распорки. Шарниры крепления расчалов к балансиру расположены выше шарнира крепления балансира к оголовку. Достигается упрощение конструкции, повышение надежности работы и удобства монтажа. 5 ил.

Данное техническое решение относится к грузоподъемной технике, в частности к башенным кранам, у которых ходовая рама выполнена в виде портала, опирающегося на ходовые тележки на рельсовом ходу.

Известны крановые порталы, каждый из которых содержит верхнюю часть (раму) и соединенные с ней стойки, образующие с рамой портал, при этом рама и стойки имеют решетчатую или коробчатые конструкции [1].

Известен портал башенного крана, содержащий верхнюю раму с опорным кругом, соединенные с верхней рамой стойки, нижние концы которой связаны между собой шарнирно прикрепленной к ним растяжкой [2].

Элементы данного портала соединены между собой сварными соединениями, портал имеет большие габариты. В результате установка такого портала и его транспортировка к месту установки связана с большой трудоемкостью.

Известен портал башенного крана, выполненный из верхней рамы, соединенных с ней стоек, нижние концы которых связаны между собой растяжками, каждая из которых шарнирно связана с нижним концом стойки [3].

Известен портал грузоподъемного крана, содержащий стойки, соединенные оголовком с ригелем, часть каждой стойки, расположенная ниже ригеля, выполнена в виде Г-образной опоры, соединенной шарнирно со смежной опорой и дополнительно стяжками [4].

Известен также портальный башенный кран, содержащий оголовок или верхнюю раму, изогнутые опоры, которые вдоль пути попарно соединены нижними стяжками, верхние стяжки, которые соединены с опорами по диагонали, фланцы соединения рамы с опорами [5].

Известен портал башенного крана, содержащий верхнюю опорную раму, связанные с ней стойки, связанные со стойками нижние продольные балки с отверстиями под шкворни ходовых тележек [6].

Стойки, балки и рама этого технического решения имеют коробчатую цельную конструкцию, причем стойки жестко связаны с рамой портала.

Монтаж (установка) данного портала на подкрановом рельсовом пути связан с большой трудоемкостью вследствие большого веса портала и его больших габаритов. Данное техническое решение реализовано в конструкции башенного портального крана-погрузчика КБ-578 [7], портал которого выполнен в соответствии с техническим решением, представленным в описании изобретения [6].

Из известных портальных башенных кранов наиболее близким к представленному в данном описании крану является портальный башенный кран, содержащий портал, продольные балки которого связаны шарнирами с ходовыми тележками крана, опорную раму портала, на которой закреплен опорный круг, расположенный между платформой крана и опорной рамой, башню крана, связанные с ней стрелу, распорку и оголовок, противовес на платформе, жесткие расчалы стрелы, распорки и башни, при этом расчал башни связан с платформой и распоркой, расчал стрелы связан со стрелой и оголовком, а расчал распорки связан с распоркой и оголовком, а также установленную на стреле грузовую тележку, на которой подвешен грузовой крюк [8].

Данный кран вследствие большой его массы и сложности конструкции требует большой трудоемкости монтажно-демонтажных работ, причем не исключены концентрации напряжений в расчалах, связанные с их вытяжками в процессе эксплуатации.

Решаемой и достигаемой задачей данного изобретения является упрощение конструкции крана, повышение надежности его работы и удобства монтажа.

Указанная задача решается компоновочным решением портального башенного крана, содержащего портал, продольные балки которого связаны шарнирами с ходовыми тележками крана, опорную раму портала, на которой закреплен опорный круг, расположенный между платформой крана и опорной рамой, башню крана, связанные с ней стрелу, распорку и оголовок, противовес на платформе, жесткие расчалы стрелы, распорки и башни, при этом расчал башни связан с платформой и распоркой, расчал стрелы связан со стрелой и оголовком, а расчал расорки связан с распоркой и оголовком, а также установленную на стреле грузовую тележку, на которой подвешен грузовой крюк, причем на каждой продольной балке установлена с одной стороны крана пара Λ-образных стоек, образующих ΛΛ-образный контур портала с его боковой стороны, при этом Λ-образная стойка включает наклоненные друг к другу внутреннюю и наружную опоры, верхние концы которых соединены между собой в точке расположения шарнира, связывающего Λ-образную стойку с опорной рамой, нижний конец каждой наружной опоры шарнирно связан с продольной балкой портала, оголовок выполнен с шарнирно закрепленным на его вершине двуплечим балансиром, одно плечо которого шарнирно соединено с расчалом стрелы, а другое его плечо шарнирно соединено с расчалом распорки, при этом шарниры крепления расчалов к балансиру расположены выше шарнира крепления балансира к оголовку.

На фиг.1 показан портальный башенный кран.

На фиг.2 — вид А на фиг.1 (портал крана без башни и опорного круга).

На фиг.3 — установка продольных балок портала на ходовые тележки крана.

На фиг.4 — положение стоек и опорной рамы перед операцией их установки на продольные балки портала.

На фиг.5 — положение серьги на оголовке.

Портальный башенный кран содержит портал 1 (фиг.1) с опорным кругом 2, на котором установлена с возможностью вращения платформа 3 крана. На платформе 3 закреплена башня 4 с кабиной 5. С башней соединены стрела 6, распорка 7 и оголовок 8. На платформе установлены противовес 9, грузовая лебедка 10, механизм 11 поворота платформы 3 и другие компоненты крана. Стрела связана с оголовком 8 стреловым жестким расчалом 12 стрелы. Распорка 7 связана с оголовком 8 жестким расчалом 13 распорки. Башня в ее верхней части имеет раму 14, на которой установлена лебедка 15 перемещения грузовой тележки 16. На тележке 16 подвешена крюковая обойма 17 с грузовым крюком 18. Портал 1 крана установлен на рельсовых ходовых тележках 19, которые перемещаются по рельсовому пути 20. Указанные жесткие расчалы обозначены жесткостью стержней, из которых выполнены расчалы.

Портал 1 содержит продольные балки 21 (фиг.2), на которые опирается опорная рама 22 портала посредством Λ-образных стоек 23. Стойки 23 шарнирами 24 связаны с опорной рамой 22 крана. Каждый шарнир 24 расположен между центром О тяжести каждой стойки 23 и центральной осью 25 опорной рамы 22.

Смежные концы Λ-образных стоек 23 шарнирами 26 связаны с продольными балками 21. Концы каждой Λ-образной стойки 23 жестко связаны между собой стяжками 27. Каждая стойка 23 портала имеет внутренние опоры 28 и наружные опоры 29, к внутренним сторонам которых прикреплены распорки 27. Наружные опоры 29 шарнирами 30 связаны с продольными балками 21 портала.

Шарниры 26 и 30 выполнены пальцевыми и расположены соответственно в кронштейнах 31 и 32 продольных балок 21. Шарниры 26 и 30 расположены над продольными балками 21, при этом кронштейны 31 расположены в средней части балки 21 между кронштейнами 32, которые расположены на концах продольной балки 21. Тележки 19 связаны с балками 21 шарнирами 33.

Каждый указанный расчал выполнен из отдельных унифицированных жестких звеньев 34, смежные из которых соединены друг с другом пальцами 35. На вершине оголовка 8 на оси шарнирно закреплен двуплечий качающающийся на оси балансир 36, одно плечо которого шарниром 37 соединено с жестким расчалом 12, а другое плечо балансира шарниром 38 соединено с жестким расчалом 13 оголовка. Плечи балансира 36 расположены выше шарнира 39 его крепления к вершине оголовка 8. Распорка 7 связана с платформой 3 жестким расчалом 40 распорки 7.

Работает кран следующим образом. Все выполняемые погрузочно-разгрузочные или перегрузочные операции краном выполняются известным образом путем перемещения грузового крюка 18 в заданных направлениях и путем перемещения крана по рельсовому пути 20, а также путем поворота платформы 3 вокруг оси 25 портала на опорном круге 2 механизмом 11 поворота платформы 3.

Поскольку компоненты крана смонтированы на описанном выше портале, то для того, чтобы смонтировать эти компоненты сначала производят монтаж портала. Для этого устанавливают на рельсовом пути 20 (фиг.3) ходовые тележки 19 крана, на которые устанавливают продольные балки 21 и соединяют их шарнирами 33 с тележками. Затем опорную раму 22 вместе с шарнирно закрепленными на ней Λ-образными стойками 23 (фиг.4) из их транспортного положения устанавливают на балках 21 (фиг.2) и соединяют стойки 23 с опорной рамой 22 шарнирами 24, а шарнирами 26 и 30 стойки 23 соединяют с балками 21. При этом благодаря тому, что центр О тяжести каждой стойки 23 находится за шарниром 24 в сторону от оси 25 портала, то момент, действующий на плече h, создаст усилие поджатия внутренних опор 28 стоек друг к другу, в результате чего в вывешенном положении стоек они контактируют между собой. Поскольку в процессе монтажа портала стойки 23 прижимаются друг другу в их поднятом вместе с опорной рамой 22 положении перед операцией опускания стоек и рамы на портал, то кронштейны 31, имеющие специальные средства для центрирования отверстий стоек с отверстиями этих кронштейнов, центрируют стойки 23 таким образом, что указанные отверстия совмещаются и в них легко вводят шарниры 26.

При работе крана стрела 6 и распорка 7 совершают в вертикальной плоскости существенные колебания вверх-вниз относительно шарниров их крепления к башне крана и в связи с этим изменяются нагрузки на жестких расчалах 12, 13 и 40. Указанные нагрузки при определенных условиях могут быть знакопеременными. При повороте стрелы 6 вниз относительно шарнира ее крепления к башне крана в жестком расчале 12 стрелы усилия растяжения увеличиваются, а при повороте стрелы в обратную сторону усилия растяжения в жестком расчале 12 уменьшаются. При этом увеличение и уменьшение нагрузок приводят к повороту балансира 36 относительно шарнира 39 его крепления к оголовку. При повороте балансира 36 против часовой стрелки расчал 13 и распорка 7 опускаются вниз и наоборот. При этом осуществляется перераспределение нагрузок на элементах крана и, в сравнении с канатными расчалами, повышается надежность работы крана путем исключения как канатов, так и их перегибов в блоках оголовка.

Упрощение конструкции портала и описанные выше связи его элементов с элементами крана обеспечивают удобство монтажно-демонтажных работ и снижение трудоемкости их выполнения.

Источники информации.

1. Справочник по кранам под ред. А.М.Дукельского, том 1, М., «Машгиз», 1961, Порталы портальных кранов, с.364-369.

2. Справочник по кранам под ред. А.М.Дукельского, том 1, М., «Машгиз», 1961, Порталы портальных кранов, с.368, фиг.3, 65, а).

3. Башенный портальный кран полноповоротный с горизонтальной стрелой, проспект Открытого акционерного общества «Балткран», 2003 г.

4. SU 770997, 15.10.1980.

5. SU 1245541 A1, 23.07.1986.

6.RU 2172291 C2, 14.07.1999.

7. Кран-погрузчик КБ-578, проспект ОАО Торговый Дом «УРАЛКРАН» Нязепетровского краностроительного завода, 2001 г.

8. RU 2297971 C1, 27.04.2007 (прототип).

9. RU 2297969 С1, 27.04.2007.

Портальный башенный кран, содержащий портал, продольные балки которого связаны шарнирами с ходовыми тележками крана, опорную раму портала, на которой закреплен опорный круг, расположенный между платформой крана и опорной рамой, башню крана, связанные с ней стрелу, распорку и оголовок, противовес на платформе, жесткие расчалы стрелы, распорки и башни, при этом расчал башни связан с платформой и распоркой, расчал стрелы связан со стрелой и оголовком, а расчал распорки связан с распоркой и оголовком, а также установленную на стреле грузовую тележку, на которой подвешен грузовой крюк, причем на каждой продольной балке установлена с одной стороны крана пара Λ-образных стоек, образующих ΛΛ-образный контур портала с его боковой стороны, при этом Λ-образная стойка включает наклоненные друг к другу внутреннюю и наружную опоры, верхние концы которых соединены между собой в точке расположения шарнира, связывающего Λ-образную стойку с опорной рамой, нижний конец каждой наружной опоры шарнирно связан с продольной балкой портала, оголовок выполнен с шарнирно закрепленным на его вершине двуплечим балансиром, одно плечо которого шарнирно соединено с расчалом стрелы, а другое его плечо шарнирно соединено с расчалом распорки, при этом шарниры крепления расчалов к балансиру расположены выше шарнира крепления балансира к оголовку.

Портальный кран 3055 30 тонн

Портальный кран 3055 30 тонн

Запросить цену

Кран комплектуется  основным подъемом, вспомогательным подъемом, стрелой, поворотным устройством. Пролёт крана, высота подъёма, управление (из кабины, с пульта, по радио каналу), исполнение (общепромышленное, пожаробезопасное, взрывобезопасное), режим работы (3К, 5К, 7К), категория размещения (У1, У2, У3, У4), температурный режим (-20…+40С, -40…+40С), токоподвод (тролейный, кабельный), скорости передвижения всех механизмов уточняются покупателем при размещении заявки.

Технические характеристики

Грузоподъемность, т	10-30
Грузоподъёмность вспомогательного механизма, т	5
Высота подъёма, м	50
Высота подъёма вспомогательного механизма, м	50
Рабочий радиус мин-макс. , м	19-55
Рабочий радиус вспомогательного подъема мин-макс., м	15-50
Скорость подъёмного механизма, м/мин	10(20,
Скорость подъёмного механизма всп. подъёма, м/мин	20(40,
Скорость стрелового механизма, м/мин	10
Скорость поворотного механизма, рад/мин	0,24
Скорость механизма передвижения, м/мин	30
Радиус стрелы мин-макс. , м	15
Колея/Колесная база, м	10,5/12
Высота проёма портала, м	10
Радиус поворота вращающего диска, м	12
Мощность, кВт	220
Режим работы	А5

Фотографии

Получить консультацию
Запросить цену

Управление козловыми и башенными кранами

Abstract

Основной целью данной работы является разработка надежных, быстрых и практичных контроллеров для козловых и башенных кранов. Контроллеры предназначены для максимально быстрой передачи нагрузки от точки к точке, и в то же время колебание нагрузки остается небольшим в процессе передачи и полностью исчезает в месте назначения нагрузки. Кроме того, также учитываются изменения параметров системы, таких как длина кабеля и вес груза. Учитываются практические соображения, такие как мощность управляющего воздействия, максимальное ускорение и скорость. Кроме того, в конструкцию включены эффекты трения с использованием метода компенсации трения.

Разработанные контроллеры основаны на двух подходах. В первом подходе контроллер обратной связи с планированием усиления предназначен для перемещения нагрузки из точки в точку в течение одного цикла колебаний, не вызывая больших колебаний. Время установления системы принимается равным периоду колебаний нагрузки. Этот критерий позволяет рассчитать коэффициенты усиления обратной связи контроллера для различной массы груза и длины кабеля. Задания положения для этого контроллера являются ступенчатыми функциями. Более того, контроллеры положения и поворота обрабатываются унифицированным образом. Во втором подходе процесс передачи и управление качанием разделены в конструкции контроллера. Этот подход требует независимой разработки двух контроллеров: контроллера, препятствующего раскачиванию, и контроллера слежения. Задача антираскачивающего контроллера состоит в том, чтобы уменьшить раскачивание груза. Контроллер слежения отвечает за то, чтобы тележка следовала по траектории исходного положения. Мы используем ПД-контроллер для отслеживания, в то время как антикачинговый контроллер разработан с использованием трех различных методов: (а) классический ПД-регулятор, (б) два контроллера на основе метода с запаздывающей обратной связью и (в) нечеткая логика. контроллер, отображающий производительность контроллера с отложенной обратной связью.

Для проверки разработанных контроллеров была построена экспериментальная установка. Хотя разработанные регуляторы отлично работают в компьютерном моделировании, экспериментальные результаты неприемлемы из-за высокого трения в системе. Это трение ухудшает реакцию системы, вводя временную задержку, высокую установившуюся ошибку в положениях тележки и башни и высокие колебания остаточной нагрузки. Чтобы преодолеть трение в модели башенного крана, мы оцениваем трение, а затем применяем противоположное управляющее воздействие для его устранения. Для оценки силы трения мы принимаем математическую модель и оцениваем коэффициенты модели, используя технику автономной идентификации с использованием метода наименьших квадратов.

При компенсации трения экспериментальные результаты хорошо согласуются с компьютерным моделированием. Контроллеры планирования усиления плавно передают нагрузку, не вызывая перерегулирования в положении тележки. Кроме того, груз может передаваться за время, близкое к оптимальному, с малыми углами поворота в процессе переноса. С обратной связью полного состояния кран может достигать любого положения в рабочей среде, не превышая мощности системы, контролируя усиление в прямом направлении в контуре обратной связи. Для больших расстояний приходится уменьшать этот коэффициент усиления, что, в свою очередь, замедляет процесс передачи. Поэтому такой подход больше подходит для коротких расстояний. Подход к управлению слежением против раскачивания обычно связан с выбросами в поступательном и вращательном движениях. Эти выбросы увеличиваются с увеличением максимального ускорения траекторий. Время переноса больше, чем при первом подходе. Однако кран может двигаться по любой траектории, что позволяет контроллеру справляться с препятствиями в рабочей среде. Кроме того, нам не нужно пересчитывать усиление обратной связи для каждого расстояния передачи, как в контроллере обратной связи с планированием усиления.

Знакомство со строительными кранами — Spanco

Гусеничный кран

Краны являются одним из наиболее важных видов оборудования в строительной отрасли. Современные строительные краны включают в себя стационарные башенные краны, огромные козловые краны для верфей, управляемые автокраны и многое другое. Различные типы кранов работают по-разному, поэтому каждый строительный кран идеально подходит для той работы, для которой он предназначен.

Первые краны были построены древними греками, которые использовали их для строительства огромных театров, памятников и храмов, таких как Парфенон в Афинах. Ранние греческие краны были способны поднимать каменные блоки весом до 20 тонн. Римские инженеры усовершенствовали конструкции греческих кранов, используя сложные системы шкивов и большие гусеничные колеса для подъема более 60 тонн.

В Средние века краны использовались для строительства гигантских готических соборов, ставших символом средневековой архитектуры. По мере развития крановой техники и более широкого использования энергии пара они способствовали быстрому росту промышленности в 18 и 19 веках. На сегодняшний день существует огромное разнообразие строительных кранов, используемых для возведения всевозможных сооружений по всему миру.

Стационарные краны

Башенный кран

Одними из самых впечатляющих и узнаваемых строительных кранов являются башенные краны. Эти гигантские машины часто можно увидеть в городах, они поднимаются в воздух на сотни футов и строят огромные небоскребы. У большинства башенных кранов кабина крепится к длинной горизонтальной стреле, которая вращается вокруг вершины большой мачты. Как и другие стационарные краны, башенные краны во время работы остаются на одном месте и не предназначены для перемещения.

Другие типы стационарных кранов включают стреловые краны и некоторые козловые краны. Стреловые краны похожи на башенные краны с горизонтальной стрелой, которая вращается на вершине вертикальной мачты в фиксированном месте. Стреловые краны намного меньше башенных кранов, но их часто можно использовать для погрузки и разгрузки строительных материалов на строительных площадках.

Многие верфи используют большие козловые краны для строительства кораблей и их частей. Козловые краны состоят из длинных стрел, которые проходят между двумя опорными стойками, и одной или нескольких лебедок, которые перемещаются по всей длине стрелы. Опорные ноги перемещаются по земле, что позволяет извлекать из дока крупные детали и модули и устанавливать их на строящиеся на воде корабли.

Мобильные краны

Существует множество типов мобильных кранов, которые также используются в современном строительстве, включая автокраны, железнодорожные краны и воздушные краны. Автокраны бывают нескольких видов, например, внедорожные краны и вездеходные краны. Автокраны передвигаются на больших резиновых шинах и могут маневрировать по рабочей площадке за счет самодвижения. Для этого типа крана также требуются горизонтальные выносные опоры для устойчивости при подъеме, а нестабильная такелажная оснастка может привести к катастрофическим последствиям.

Гусеничный кран

Для устойчивости некоторых других типов мобильных кранов опоры не требуются. Гусеничные краны оснащены широкими гусеницами, которые делают кран мобильным и устойчивым. В отличие от кранов-манипуляторов, гусеничные краны не могут передвигаться по дорогам и должны доставляться на рабочие площадки грузовиками. Тем не менее, проходимость больших гусениц делает их чрезвычайно полезными, когда строительные площадки находятся на мягком или неровном грунте.

Многие краны на железнодорожном транспорте также предназначены для работы без выносных опор с использованием механизмов противовеса. Железнодорожные краны обычно состоят из вращающегося корпуса крана, установленного на большой железнодорожный вагон, и их часто можно использовать для строительства или ремонта железных дорог. Воздушные краны обычно устанавливаются на вертолеты, а несущие винты вертолета обеспечивают подъемную силу и устойчивость для перевозки грузов. Вертолетные краны часто используются в тех случаях, когда необходимо перевозить грузы в удаленных местах, недоступных для кранов, установленных на грузовиках, или для выполнения работ, недоступных иным образом.

Краны малой грузоподъемности

Козловой кран Spanco серии PF

Существует также множество строительных услуг, требующих кранов меньшей грузоподъемности.