Патент на изобретение №2208571
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) КАБЕЛЬНЫЙ КРАН
(57) Реферат: Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и предназначено для подъема и транспортировки груза. Кабельный кран содержит опорные башни, несущий канат с неподвижно закрепленными концами на обеих башнях, подъемный и тяговый канаты, подъемную и тяговую лебедки, грузовую тележку с контейнером, обводные блоки тягового каната, элементы крепления свободного конца подъемного каната. При этом грузовая тележка перемещается по несущему канату с помощью тяговых каната и лебедки. К несущему канату прикреплен аэростат посредством каната и узла подвески, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната. Технический результат изобретения – повышение грузоподъемности кабельного крана сверх расчетного значения, не увеличивая при этом натяжения несущего каната больше допускаемого. 1 з.п.ф-лы, 3 ил. Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию и предназначено для подъема и транспортировки грузов, например горной массы из карьера. Известны кабельные краны, представляющие собой грузоподъемные машины с гибким несущим органом (стальным проволочным канатом), по которому движется грузовая крановая тележка. Различают три разновидности крановых установок, имеющих гибкий несущий орган: а) нормальные кабельные краны; б) мостовые кабельные краны; в) канатные башенные экскаваторы. Кабельные краны подразделяются на большое число типов и разновидностей в зависимости от степени подвижности, характера работ и т.д. В частности, по способу натяжения несущих канатов кабельные краны разделяются на четыре типа: 1) с натяжением несущего каната противовесом; 2) с неподвижно закрепленными несущими канатами; 3) с качающимися башнями; 4) со спускающимся несущим канатом. В кабельных кранах с натяжением несущих канатов противовесом несущие канаты на одной из опорных башен закреплены в неподвижных концевых муфтах, а на другой опорной башне натягиваются с помощью противовеса. Противовес подвешивается к гибкому натяжному канату, перекинутому через направляющий блок на головке башни и соединенному с несущим канатом соединительной муфтой. Провес несущего каната у этих кранов меняется в зависимости от места нахождения грузовой тележки за счет подъема и опускания противовеса, натяжение же остается постоянным. Так как натяжной канат от перегибов на направляющем блоке быстро изнашивается то краны этого типа почти не находят применения. В кабельных кранах с качающимися башнями несущий канат на обеих опорных башнях закреплен в неподвижных концевых муфтах, а натяжение его осуществляется весом одной из башен, поворачивающейся вокруг горизонтальной оси шарнирной опоры. Натяжение несущего каната в кранах этого типа колеблется в пределах 10-12% в зависимости от положения грузовой тележки. Недостатком кранов этого типа являются значительные колебания канатов и тележек в вертикальной плоскости при резком изменении нагрузок, например при разгрузке контейнера. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков (прототипом) является кабельный кран с неподвижно закрепленным несущим канатом (И. Е. Барат, В. И. Плавинский. Кабельные краны, МАШГИЗ, Москва, 1954, с.5-12). Кабельный кран с неподвижно закрепленным несущим канатом не имеет противовеса, а канат на обеих башнях закреплен в концевых муфтах. Этот кран, простой и надежный в эксплуатации, наиболее часто встречается в практике и содержит опорные башни, несущий канат, грузовую тележку, тяговый и подъемный канаты, обводные блоки тягового каната, лебедки и элементы крепления свободного конца подъемного каната. Несущий канат в кабельных кранах этого типа при монтаже получает первоначальное (монтажное) натяжение, которое в дальнейшем, при вытягивании каната, в эксплуатации регулируется натяжным устройством. Натяжение каната меняется в зависимости от массы и положения тележки в пролете и температуры. Причем максимальное натяжение возникает при положении груженой тележки посередине пролета и минимальной температуре, а минимальное – при подходе тележки к опоре. На фиг. 1 приведена зависимость натяжения несущего каната (Т) от положения тележки (X) в пролете крана. Недостатком кранов этого типа является значительное усиление натяжения несущего каната при подходе тележки к середине пролета, которое нередко поднимается до 140% от минимального, т.е.: Тмах=1,4хТмин, (Проф. А. И. Дукельский. Подвесные канатные дороги и кабельные краны. Изд. 3-е, МАШГИЗ, Москва-Ленинград, 1951 г., с.348). Из изложенного выше следует, что грузоподъемность крана ограничивается некоторым максимальным натяжением [Тмах], возникающим в несущем канате при нахождении груженой тележки посередине пролета. Значение натяжения (Тмах) принимается за допускаемое и определяется из выражения: [Тмах]=Тдоп=Тразр.: n, где – Тразр. – разрывное усилие каната; n – коэффициент запаса. Задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение грузоподъемности кабельного крана сверх расчетного значения, не увеличивая при этом натяжения несущего каната больше допускаемого [Тдоп]. Поставленная задача решается следующим образом. К несущему канату, с неподвижно прикрепленными концами на обеих башнях кабельного крана, содержащего тяговый и подъемный канаты, тяговую и подъемную лебедки, грузовую тележку с контейнером, перемещающуюся по несущему канату с помощью тяговых каната и лебедки, прикреплен аэростат посредством каната и узла подвески, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната. Всплывная сила аэростата, так же как и вертикальные составляющие реакции опор, направлена вверх и уравновешивает часть суммарной силы тяжести несущего каната и груженой тележки, направленной вниз. При этом натяжение несущего каната достигает максимума при положении груженой тележки между узлом подвески и опорой, но этот максимум по величине меньше допускаемого натяжения каната прототипа. Тот дополнительный поднимаемый и перемещаемый груз, которым можно догрузить кран для доведения натяжения каната до допускаемого значения, и является достижением поставленной цели – повышения грузоподъемности. На фиг.2 схематично изображен описываемый кабельный кран. Кабельный кран содержит опорные башни 1, несущий канат с неподвижно закрепленными на башнях концами 2, тяговый канат 3, подъемный канат 4, тяговую лебедку 5, подъемную лебедку 6, грузовую тележку 7 с контейнером 8, аэростат 9, прикрепленный к несущему канату посредством каната и узла подвески 10, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната. Работа крана происходит циклично. Цикл состоит из следующих операций: – загрузка контейнера; – подъем контейнера с помощью подъемного каната и подъемной лебедки до высоты горизонтального передвижения; – передвижение тележки с контейнером по несущему канату с помощью тягового каната и тяговой лебедки до пункта разгрузки; – разгрузка; – передвижение тележки обратно к пункту погрузки; – спуск контейнера на погрузочную площадку. Техническая возможность реализации предлагаемого решения и его эффективность подтверждена проектными и расчетными работами и испытаниями макета кабельного крана с имитацией всплывной подъемной силы аэростата, равной четверти и половине силы тяжести груженой тележки. Испытания показали, что повышение грузоподъемности при упомянутых фиксированных значениях всплывной подъемной силы аэростата составляет соответственно 24 и 32%. (Отчет по испытаниям макета АК1.000.000 148-101-97, ГРЦ “КБ им. академика В.П. Макева”, 1997 г. Результаты проектных и расчетных работ представлены в эскизном проекте “Подъемно-транспортный аэростатический комплекс” АПК00.00.000ЭП, ГРЦ “КБ им. академика В.П. Макева”, 1998 г.). Узел подвески может быть вмонтирован в разрыв несущего каната, что является технически более простым и экономически более целесообразным, т.к. создает возможность замены несущего каната половинками, имеющими при эксплуатации разную интенсивность износа. На кабельный кран могут быть установлены две грузовые тележки, кинематически не связанные между собой – по одной с каждой стороны узла подвески. Передвижение тележек по канату через систему управления синхронизируется так, что одна из тележек – груженая, от пункта погрузки, и другая – порожняя, к пункту погрузки начинают двигаться одновременно. Схематичное изображение такого крана приведено на фиг.3. При этом варианте исполнения кабельный кран становится двухпролетным, работающим одновременно на два пункта разгрузки, а производительность крана повышается на 80%. Формула изобретения 1. Кабельный кран, содержащий опорные башни, несущий канат с неподвижно закрепленными концами на обеих башнях, подъемный и тяговый канаты, подъемную и тяговую лебедки, грузовую тележку с контейнером, перемещающуюся по несущему канату с помощью тяговых каната и лебедки, обводные блоки тягового каната, элементы крепления свободного конца подъемного каната, отличающийся тем, что к несущему канату прикреплен аэростат посредством каната и узла подвески, на котором установлены обводные блоки тягового каната и элементы крепления свободного конца подъемного каната. 2. Кабельный кран по п.1, отличающийся тем, что узел подвески вмонтирован в разрыв несущего каната. РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
