Устройство нагружения металлоконструкции крана

/О В 6 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) ОЕЕ ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН К АВТОРСКОМУ СВИ(21) 4717528/11. (57) Использование: подьемно-транспорт- (22) 11,07,89 .: - .: ", ное оборудование. Сущность устройство (46) 30,12.92. Бюл, В 48,: .:; . ".: . нагружения металлоконструкции крана со-(71) Московское научно-производственное держиттраверсу 1,накоторойзакрепленэлеобьединение по строительному и дорожно- мент 2 для навешивания на крюк 3 крана, му машиностроению: .-:, - сдвоенный полиспаст, ось блоков 7 непод-вижной обоймы которого закреплена на тра- (72) А.А. Зарецкий, Б,Г. Васин, М.М. Арец- версе 1, блоки 8 подвижной обоймы кин, С,Б. Погосян и М.Я. Пустыльнйк . соединены с корпусом гидроцилиндра 10, по-.(56) Авторское свидетельство СССР . лости которого сообщены между собой по- М 670847, кл. С 01 М 19/00, 1979; средством реглируемогодросселя 11, а штокАвторское свидетельство СССР 14 соединен с траверСой 1, основной груз 4, М 821391, кл. В 66 С 15/06, 1981, подвешенный на подвижной обойме указан- Авторскоесвидетельство СССР ного полиспаста, вспомогательный груз 5, сойт 1418276, кл. В 66 С 13/16,1987, ".: единенный с однйми концами канатов 15, полиспаста, и смонтированйый на траверсе 1 й4) УСТРОЙСТВО НАГРУЖЕНИЯ .МЕТАЛ- балансир 6, на плечах которого закрепленыКОНСТРУКЦИИ КРАНА, канаты 15 другими своими концами, 4 ил.4Изобретение относится к области подьемнр-трансйортного оборудования, а именнок устройствамдля нагружения кранов пристатйческаих йспытаниях без включенйя крановых механйзмов, применяемых, в частно стй, при контроле прочности металлическихконструкций кранов акустико-эмиссионнымметодом.Известйыс устройства для испытаниягрузопаодъемнйхкранов без включения кра: новыхфм 6 хайизмов; Устройсгво состоит изтележки ссо всатруеаннЬм электромагнитом,устанолеййси на фсарррмаГНнтнсм аастЕ,Тележка"чересз динамометр Соединена скрюком крана и при подаче напряжения на"электромагнит нагружает грузовой канат,Нагружение "в устройстве осуществляетсялебедкой, закрепленной в пазу неподвиж"ЙОго основания,Недостатками этйх устройств являютсяневозможность обеспечения плавного до зированного нагружения, ограниченныеэксплуатационные возможности вследстийЕ стацисойарности установки и наличияйорстояннтого йЬточника энергии, при работекоторого возникают электромагнитные иакустические поля, затрудняющие контрольпрочности металлических конструкций кра: нов акустико-эмиссионным методом; явля ющимся в настоящее время единственным,позволяющим выявить увеличивающиесядефекты (трещины, очаги пластичности ит,п,) под действием приложенной к конструкции нагрузки.Наиболее близким к предлагаемому является нагружающее устройство для статических испытаний грузоподъемных кранов,содержащее основной груз,. расположенный над ним, и кинематически связанный сйим всйомогательный груз и элемент длянавешивания на крюк крана.В этом устройстве (наборнь;й груз) нагружение металлоконструкции крана производится с помощью крановых подъемныхмеханизмов, при этом не обеспечиваетсярегулирование скорости изменения и величйны испытательной статической нагрузкинагрузка изменяется дискретно, т.к. вначале с помощью крановых механизмов поднимают Основной груз, а Затем ЗацеплЕнный.Споследним вспомогательный), Вследствиеработы крановых механизмов возникаютакустические поля, затрудняющие контрольпрочности металлоконструкций кранов акустико-эмиссионным методом, Прй отключенных крановых механизмах этоустройство не обеспечивает дозированногоизменений величины испытательной статической нагрузки и йе позволяет регулировать скорость изменения испытательной50 следнего, которые закреплены одними своими концами на плечах балансира, адругими - на вспомогательном грузе;преобразователь усилия выполнен в виде полиспаста, ось с блоками неподвижнойобоймы которого закреплена на траверсе, а к оси с блоками подвижной обоймы посредством соответствующей гибкойсвязи подвешен основной груз, причем другие гибкиесвязи выполнены в виде каната полиспастазапасованного на его блоках и закрепленного своими концами на вспомогательном грустатической нагрузки по величине, Таким образом, известное устройство обладает ограниченными эксплуатационными возможностями.5 Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения бесступенчатого. дозированного.изменения нагрузки с заданной скоростью.Для достижения указанной цели нагру жающее устройство для статических испытаний грузоподъемных кранов, содержащее основной груз, расположенный над ним, и кийематически связанный с ним вспомогательный груз и элемент для навешивания на 15 крюк крана, снабжено траверсой, на которой закреплен элемент для навешивания на крюк крана, а кинематическая связь содержит соединенный с траверсой своими элементами преобразователь усилия, гибкие 20 связи для соединения основного и вспомогательного грузов с элементами преобразователя усилия и устройство для регулирования скорости перемещения грузов и фиксации их положения.25Кроме того, поставленная цель достигается за счет использования частных признаков, таких, как:преобразователь усилия включает в себя шарнирно закрепленный на траверсе по 30 оси ее симметрии балансир и симметричнорасположенный относительно вертикаль ной оси траверсы сдвоенный полиспаст, осьблоков неподвижной обоймы которого закреплена на траверсе, а устройство для ре гулирования скорости перемещения грузови фиксации их положения содержит размещенный между траверсой и вспомогательным грузом вертикально расположенный по оси симметрии траверсы гидроцилиндр, ре гулируемый дроссель и вентиль, через которые сообщены между собой полости гидроцилиндра, при этом подвижные части гидроцилиндра связаны с траверсой и подвижной обоймой полиспаста, к которой по средством соответствующей гибкой связиподвешен основной груз, при этом другие гибкие связи представляют собой канаты полиспаста, запасованные на блоках по 1784570 6эе, а устройство для регулирования скорости перемещения грузов и фиксации их положения выполнено в виде тормоза, который установлен на оси неподвижной обоймы полиспаста, при этом крайние блоки неподвижной обоймы полиспаста закреплены на оси жестко;преобразователь усилия выполнен в виде двух связанных с траверсой своими осями поворота неравноплечих рычагов, . которые размещены под траверсой симметрично относительно вертикальной оси траверсы, а устройство для регулирования скорости перемещения грузов и фиксации их положения содержит вертикально расположенный по оси симметрии трэверсц и размещенный между рычагами и вспомогательным грузом гидроцилиндр, регулируемый дроссель и вентиль, через которые сообщены между собой полости гидроцилиндра, причем одна из подвижных частей гидроцилиндрэ соединена с траверсой, а другая подвижная часть гидроцилиндрэ соединена соответственно посредством первых гибких связей с меньшими плечами рычагов и второй гибкой связью - с основным грузом, при этом к большим плечам рычагов посредством третьих гибких связей подвешен вспомогательный груз;преобразователь усилия выполнен в виде трех вертикально расположенных гидро- цилиндров, штоки которых шарнирно связаны с траверсой, при этом к корпусу среднего гидроцилиндра меньшего диаметра посредством соответствующей гибкой связи подвешен вспомогательный груз, э к корпусам крайних гидроцилиндров большего диаметра, которые жестко связаны между собой, посредством других гибких связей подвешен основной груз, причем одноименные полости гидроцилиндров сообщены между собой, а устройство для регулирования скорости перемещения грузов и фиксации их положения выполнено в виде регулируемого дросселя и вентиля, установленных последовательно в одной иэ линий связи одноименных полостей гидроцилиндров.Нафиг,1,2,3,4 схематично показано нагружающее устройство в рабочем положении, выполненное соответственно по первому, второму, третьему и четвертому вариантам.Нагружающее устройство (фиг.1,2,3,4) для статических испытаний грузоподьем-.нцх кранов содержит траверсу 1 с элементом 2 для навешивания на крюк 3 крана. С траверсой 1 кинематически связаны основной 4 и вспомогательный 5 грузы, Вспомо 40 50 перепускном трубопроводе 13, сообщающем полости гидроцилиндра 10,Шток 14 гидроцилиндра 10 связан страверсой 1. Нижнее основание корпуса гидроцилиндра 10 связано с подвижной обоймойполиспаста. Канаты 15 полиспаста, представляющие собой другие гибкие связи, одними своими концами закреплены на балансире 6, адругими - на вспомогательном грузе 5 и запэсованы на блоках 7,8 полиспаста. Во вспомогательном грузе 5 выполнено отверстие 16, в которое проходит гибкая связь 9.В нагружающем устройстве по второму варианту (фиг.2) преобразователь усилия выполнен в виде полиспаста, э устройстводля регулирования скорости перемещения грузов и фиксации их положения выполнено в виде механического тормоза.Крайние блоки 17 неподвижной обоймыполиспаста и диск тормоза 18 закрепленыжестко на оси 19, установленной в опорах траверсы 1, Балансирный блок 20 вращаетгательный груз 5 имеет массу меньше, чем основной груз 4.Кинематическая связь основного 4 ивспомогательного 5 грузов с траверсой 1 5 обеспечивает возможность их взаимноговертикального перемещения друг относительно друга и относительно траверсы 1 с регулируемой скоростью; Кйнематическая связь обеспечивает также возможность 10 фиксаций положения грузов 4 и 5. Подъемосновного груза 4 большей массы осуществляется за счет накопленной при подъеме потенциальной энергии вспомогательного груза 5 меньшей массы и за счет того, что 15 кинемэтическая связь содержит преобразователь усилия. Основной 4 и вспомогательный 5 грузы связаны с элементами преобразователя усилия с помощью гибких связей. Кинематическая связь также вклю чает в себя устройство для регулированияскорости перемещения грузов 4 и 5 и фиксации их положения.В нагружающем устройстве по первомуварианту (фиг,1) преобразователь усилия 25 включает в себя шарнирно закрепленный натраверсе 1 балансир 6 и симметрично расположенный относительно вертикальной оси симметрии сдвоенный полиспаст, Ось блоков 7 неподвижной обоймы полиспаста 30 закреплена на траверсе 1, а к оси с блоками8 подвикной обоймы полиспаста посредст 4вом гибкой связи 9 подвешен основной груз 4. Устройство для регулирования скорости перемещения грузов 4 и 5 и фиксации их 43 положения выполнено в аиде гидроцилиндра 10 (гидротормоз), регулируемого дросселя 11 и вентиля 12, которые установлены в5 10 15 20 25 30 35 40 50 ся на оси 19 свободно, К основанию блоков21 подвижной обоймы подвешен на гибкойсвязи 22 основной груз 4, Канат 23 полиспаста, представляющий собой другие гибкиесвязи, обоими концами закреплен йа вспомогательном грузе 5 и запасован на блоках17,20,21 полиспаста, Во вспомогательномгрузе 5 выполнено отверстие 24, в котороепропущена гйбкая связь 22.В нагружающем устройстве по третьемуварианту (фиг.З) преобразователь усилиявыполнен в виде двух неравноплечих рычагов 25, Неравноплечие рычаги 25 расположены под траверсой 1 симметричноотносительно ее вертикальной оси и связаны с ней своими осями поворота. Меньшиеплечи рычагов 25 соединены первыми гибкими связями 26 с нижней балкой 27, накоторой закреплено нижнее основание корпуса гидроцилиндра 28. К нижней балке 27посредством второй гибкой связи 29 подвешен основной груз 4. К большим плечамрычагов 25 посредством третьих гибких связей 30 подвешен вспомогательный груз 5.Вспомогательный груз 5 выполйен с отверстием 31 для гибкой связи 29, Гидроцилиндр28 расположен вертикально по оси симметрии траверсы 1, Шток 32 гидроцилиндра 28связан с траверсой 1, Перепускной трубопровод 33 с регулируемым дросселем 34 ивентилем 35 соединяет полости гидроцилиндра 28, Устройство для регулированияскорости перемещения грузов и фиксацииих положения включает в себя гидроцилиндр 28 (гидротормоз), регулируемыйдроссель 34 и вентиль 35,В нагружающем устройстве по четвертому варианту (фиг.4) преобразователь усилия включает в себя три вертикальнорасположенных гидроцилиндра, Корпуссреднего гидроцилиндра 36 меньшего диа" метра соединен со вспомогательным грузом5 гибкой связью 37, проходящей в отверстие38 нижней балки 39, Корпусы двух другихкрайних гидроцилиндров 40 большего диаметра прикреплены к нижней балке 39, которая другими гибкими связями 41соединена с основным грузом 4.Нижняя балка 39 жестко связываетмежду собой корпуса крайних гидроцилиндров 40. Штоки 42,43 гидроцилиндров шарнйрно соединены траверсой 1,Штоковые полости гидроцилиндров соединены между собой перепускным трубопроводом 44, снабженным регулируемымдросселем и вентилем 46. Поршневые полости гидроцилиндров соединены между собой перепускным трубопроводом 47.Регулируемый дроссель 45 и вентиль 46, последовательно установленные в линии свяэи (трубопроводе) 44, образуют. устройство для регулирования скорости перемещения грузов 4 и 5 и фиксации их положения.Нагружающие устройства, изображенйые на фиг.1,3,4, снабжены приспособлениями для компенсации разницы обьемов штоковых и поршневых полостей гидроцилиндров (на чертежах не показаны), т.к, при одинаковыхперемещениях поршней штоковых и поршневых полостей гидроцилиндров вытесняются разные объемы жидкости, Устройства для компенсации разницы объемов. выполнены в виде емкостей с рабочей жидкостью, присоединенных к соответствующим полостям гидроцилиндров.Нагружающее устройство, изображенное на фиг.1, работает следующим образом;Вентиль 12 закрыт, С помощью грузо- подъемного механизма крана поднимают нагружающее устройство так, чтобы основной груз 4 оставался на земле и гибкая связь 9 не была бы натянута, а вспомогательный груз 5 был поднят, Затем отключают крановые механизмы и открывают вентиль 12,При открытом вентиле 12 перепускного трубопровода жидкость вытесняется иэ надпоршневой полости в подпоршневую полость гидроцилиндра 10 со скоростью. зависящей от размера отверстия регулируемого дросселя 11, вспомогательный груз 5 опускается, подвижная обойма с корпусом гидроцилиндра 10 поднимается, натягивая гибкую связь 9 вплоть до отрыва основного груза 4 от земли, Подъем основного груза 4 может продолжаться до тех пор, пока он не придет в соприкосновение с вспомогательным грузом 5,Возврат нагружающего устройства в исходное положение осуществляется с помощью грузоподьемного механизма кранаКрюк 3 опускается до тех пор, пока грузы 4 и 5 не окажутся на земле, а гибкая связь 9 ц канаты 15 не получат достаточную слабину, Под действием веса подвижной обоймы блоков 8 и гидроцилиндра 10 полиспаст растягивается до нужного размера, Затем вентиль 1 перепускного трубопровода 13 перекрывается, и нагружающее устройство поднимаетсщ краном в исходнбе положение.Нагружающее устройство, изображенное на фиг,2, работает следующим образом,Тормоз 18 закрыт. С помощью грузо- подъемного механизма крана поднимают нагружающее устройство так, чтобы основной груз 4 оставался на земле игибкая связь 22 не была бы натянута, а вспомогательный груз 5 был поднят. Затем отключают, крано-. вые механизмы и раскрывают тормоз 18.При раскрытом тормозе 18 вспомогательный груз 5 опускается, подвижная обой1784570 20 25 30 40 50 55 9ма полиспаста поднимается, натягивая гибкую связь 22 вплоть до отрыва осйовного груза 4 от земли. Подъем основного груза 4 может продолжаться до тех пор, пока он не придет в соприкосновение с вспомогательным грузом 5,Возврат нагружающего устройства в ис ходное положение осуществляется с помощью грузоподьемного механизма крана,Крюк 3 опускается до тех пор, пока грузы 4 и 5 не окажутся на земле, а гибкая связь 22 и канат 23 не получат достаточную слабину. Под действием веса подвижной обоймы блоков 21 полиспаст растягивается при открытом тормозе 18 до нужного размера, Затем ось 19 затормаживается и нагружающее устройство поднимается краном в исходное положение.Нагружающее устройство, изображенное на фиг,3, работает следующим образом,Вентиль 35 закрыт. С помощью грузо- подъемного механизма крана поднимают нагружающее устройство так, чтобы основной груз 4 оставался на земле и гибкая связь 29 не была бы натякута, а вспомогательный груз 5 был поднят. Затем отключают крановые механизмы и открывают вентиль 35,При открытом вентиле 35 перепускного трубопровода 33 жидкость вытесняется из надпоршневой полости в подпоршневую полость гидроциликдра 28 со скоростью, зависящей от размера отверстия регулируемого дросселя 34, вспомогательный груз 5 опускается, нижняя балка 27 поднимается,натягивая гибкую связь 29 вплоть до отрыва основного груза 4 от земли, Подъем основного груза 4 может продолжаться до тех пор, пока он не придет в соприкосновение с вспомогательным грузом 5,Возврат нагружающего устройства в исходное полокение осуществляется с помощью грузоподъемного механизма крана. Крюк 3 опускается до тех пор, пока грузы 4 и 5 не окажутся на земле, а гибкие связи 26 и 30 не получат достаточной слабины, Под действием веса нижней балки 27 и гидроцилиндра 28 произойдет выдвижение штока 32 на нужную длину. Затем вентиль 35 перепускного трубопровода 33 перекрывается и нагружающее устройство поднимается краном в исходное положение, Нагружающее устройство, изображенное на фиг,2, работает следующим образом, Вентиль 46 закрыт. С помощью грузоподъемного механизма крана поднимают нагружающее устройство так, чтобы основной груз 4 оставался на земле и гибкие связи 41 не были бы натянуты, а вспомогательный груз 5 был поднят, Затем отключают крановые механизмы и открывают вентиль 46,При открытом вентиле 46 перепускного трубойровода 44 жидкость вытесняется из штоковой полости среднего гидроцилиндра 36 в штоковые полости крайних гидроцилиндров 40. Йри этом вспомогательный груз 5 опускается, а нижняя балка 39 поднимается, натягивая гибкие связи 41 вплоть до отрыва Основного груза 4 от земли, Жидкость иэ поршневых полОстей крайних гидроцилиндров 40 по перепускному трубопроводу 47 вытесняется в поршневую полость среднего гидроцилиндра 36. Скорость подъема нижней балки 39 зависит от размера отверстия регулируемого дросселя 45 в перепускном трубопровоце 44. Подъем основного груза 4 может продолжаться до тех пор, пока он не придет в соприкосновение с вспомогательным грузом 5.Возврат нагружающего устройства в исходкое положение осуществляется с помощью грузоподъемного механизма крана, Крюк 3 опускается до тех пор, пока грузы 4 и 5 ке окажутся на земле, а гибкие связи 37 и 41 ке получат достаточной слабины, Вентиль 46 открыт. Под действием веса нижней балки 39, гидроцилиндров 36 и 40 произойдет выдвижение штоков 42,43 на нужную длину, Затем вентиль 46 перепускного трубопровода 44 перекрывается и нагрукающее устройство поднимается краном в исходное положение, Кратность полиспаста в устройстве (фиг.1,2), соотношения плеч рычагов (фиг,3) и соотношения диаметров в устройстве (фиг.4) выбираются такими, чтобы обеспечить подъем основного груза большей массы за счет потенциальной энергии вспомогательного груза меньшей массы,сЬормула изобретения Устройство нагружения металлоконструкции крана, содержащее основной груз, расположенный над ним и кинематически связанный с ним вспомогательный груз и элемент для навешивания на крюк крана, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения бесступен атого изменения нагрузки с заданной скоростью без включения механизмов крана, оно снабжено траверсой, на которой закреплен элемент для навешивания на крюк крана, а указанная кинематическая связь включает в себя гибкую тягу, преобразователь усилия, выполненный в виде закрепленного на траверсе по оси ее симметрии балансира и симметрично расположенного относительно вертикальной оси траверсы сдвоенного полиспаста, ось блоков неподвижной обоймы которого закреплена на траверсе, и устройство для регулирования скорости перемещения грузов и фиксации их положения,выполненное в виде размещенного между траверсой и вспомогательным грузом вертикально"расположенного по оси симметрии травврсы гидроцилиндра с регулируемым дросселем и вентилем, через которые сообщены между собой полости гидроцилиндра, при этом подвижные части гидроцилиндра связаны с траверсой и с подвижной обоймой полиспаста, к которой посредством гибкой тяги подвешен основной груз, а канаты полиспаста, запасованные на 5 его блоках, закреплены одними концами наплечах балансира, а другими - на вспомогательном грузе."Составитель А.Зарецкийедактор Техред М.Моргентал Корректор И Шказ 4345 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при Г113035, Москва, ЖРаушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина,