Устройство предотвращения опрокидывания грузоподъемных машин
Владельцы патента RU 2780882:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) (RU)
Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к предохранительным устройствам для предотвращения опрокидывания грузоподъемных машин (ГПМ). Грузоподъемная машина содержит четыре инклинометра. которые находятся за габаритами машины на выносных опорах гидроцилиндров. На каждой выносной опоре установлен датчик давления на опору гидроцилиндра. В случае, если центр тяжести машины изменился и вышел за пределы допустимой границы, сигнал от всех датчиков подается на реле задержки, после на блок управления. К аутригерам дополнительно установлены дублирующие гидроцилиндры «веерообразные» и «сегментные», а также в основании опор установлен телескопический диск, который на случай продавливания грунта одной или несколькими опорами раскрывается. Достигается предотвращение опрокидывания любых грузоподъемных машин, на которых будет установлена данная система. 5 ил.
Изобретение относится к области подъемно-транспортного машиностроения, а именно к предохранительным устройствам для предотвращения опрокидывания грузоподъемных машин (ГПМ).
Цель изобретения повышение устойчивости грузоподъемных машин к опрокидыванию как на твердом основании, так и мягком грунте.
Задача изобретения – обеспечить предотвращение опрокидывания ГПМ, повышения надежности работы и упрощение конструкции противоопрокидывающего устройства.
Известно устройство противоопрокидывания транспортного средства (RU 2499717 С1 B62D 49/08, B60K 28/14). Относится оно к транспортному машиностроению, в частности к системам, обеспечивающим пассивную безопасность при опрокидывании в поперечной плоскости транспортного средства за счет автоматического срабатывания антиопрокидывающего узла. При наклоне кузова транспортного средства на угол, превышающий критическое значение, блок управления соединяет с источником тока пиропатрон газогенератора, установленный на антиопрокидывающем узле. Пиропатрон активизируется, воспламеняя поджигающий заряд, который поджигает выталкивающий заряд, образующийся газ поступает в пневмоцилиндр и выталкивает шток с закрепленным на его конце упором. Кузов транспортного средства продолжает изменять свое положение относительно продольной оси до соприкосновения упора с опорной поверхностью колес транспортного средства.
Недостатки данного устройства:
1. Не обеспечивает возможность предотвращения опрокидывания в продольном направлении (наклон передней части или наклон задней части ГПМ).
2. Замедленное действие срабатывания гидроситемы.
Известно устройство для предотвращения опрокидывания мобильного грузоподъемного агрегата (RU 2184671 B62D 49/08, В66С 23/53), содержащее электрический датчик крена с вмонтированными двумя электродами, электрически соединенными с источником звукового и светового сигналов и электрически соединенными с исполнительным механизмом, выполненным в виде установленного под рамой между передними и задними колесами противоопрокидывающего механизма, содержащего корпус с левым и правым гидроцилиндрами штоки которых соединены с балластными грузами, а полости выполнены с возможностью соединения через нормально закрытые электромагнитные клапаны со сливной магистралью и через нормально открытые электромагнитные клапаны с гидролинией, электромагнитные клапаны левого гидроцилиндра электрически соединены с правым электродом, электромагнитные клапаны правого гидроцилиндра электрически соединены с левым электродом, электрический датчик крена выполнен в виде двух одинаковых симметрично расположенных одна относительно другой емкостей, частично заполненных маслом, на поверхности которого расположены электроды, одними концами шарнирно закрепленные на боковых внутренних поверхностях емкостей, а на другом конце каждого электрода установлены друг напротив друга поплавок и контакт, напротив этих контактов на верхних внутренних поверхностях емкостей расположены контакты, электрически соединенные между собой и подсоединенные к источнику тока.
Недостатки данного устройства:
1. Не обеспечивает возможность предотвращения опрокидывания в продольном направлении (наклон передней части или наклон задней части ГПМ).
2. Замедленное действие срабатывания гидроситемы.
3. Учитывая свойства жидкости в датчике крена (масло) может произойти расплескивание ее при вибрации, что может привести к ложному срабатыванию устройства.
4. При отрицательных температурах масло загустеет, что негативно скажется на датчике крена, полученные данные будут некорректны.
Наиболее близким аналогом к заявленному изобретению относится устройство для предотвращения опрокидывания мобильного грузоподъемного агрегата (RU 131689 B62D 49/08), содержащее датчик крена, источник звукового и светового сигналов, противоопрокидывающий механизм, отличающееся тем, что датчик крена представляет собой четыре ультразвуковых датчика, каждый из которых установлен на своей выносной штанге и вынесен за габариты машины, при этом штанги жестко закреплены на остове ходовой части машины симметрично относительно продольной и поперечной осей машины, сигнал от ультразвуковых датчиков крена поступает на входы блока контроля и управления, пятый вход которого электрически соединен с датчиком, а выход блока контроля и управления через блок задержки сигнала соединен с соленоидом, сердечник которого взаимодействует со стопорной планкой, имеющей отверстие, соосное с сердечником, и жестко связанной с тросом, один конец которого жестко соединен со стержнем с возможностью его поворота на 90º, на котором установлен балластный груз с возможностью его перемещения и последующей жесткой его фиксацией на стержне, второй конец которого закреплен на оси, установленной на поворотной раме противоположно грузоподъемной стреле, а второй конец троса через блок соединен с барабаном с трещёткой, при этом пружина установлена с возможностью ее взаимодействия со стержнем.
Недостатки данного устройства:
1. Использование морально устаревших измерительных приборов.
2. Замедленное действие срабатывания гидросистемы.
3. Противоопрокидывающее устройство содержит множество сложных узлов и агрегатов.
4. Не предусматривается использование на нестабильном грунте.
Поставленная задача решается за счет того, что устройство для предотвращения опрокидывания грузоподъемных машин, содержит дополнительные точки опоры в виде гидроцилиндров «веерообразных» и «сегментных», а также раздвижной телескопический диск, установленный в главных опорах аутригера меняющий размер, в случае их просадки. В случае если при работе ГПМ одна или несколько опор гидроцилиндров сместились относительно горизонтальной плоскости на высоту h и центр тяжести машины сместился, выйдя за пределы допустимой границы значений, сигнал от инклинометров 8 подается по электроцепи 11 на реле задержки 3, после на блок управления 1. Информация обрабатывается, и в зависимости от полученных данных инклинометров 8, блок управления 1 подает сигнал на панель управления 2 оператором о внештатной ситуации. Параллельно включается гидронасос 4, который из расширительного бака 5 распределяет масло через систему трубопроводов 6 к гидроцилиндрам 10, 14, 15 для стабилизации положения автокрана, путем корректировки высоты гидроцилиндров и раскрыванием телескопического диска в выносных опорах, повышая точки опоры машины. Предложенное устройство позволяет предотвратить опрокидывание грузоподъемных машин, на которых будет установлена данная система.
Новые существенные признаки:
- в основание опоры аутригера установлен телескопический диск, который в случае необходимости раскрывается, тем самым увеличивает площадь соприкосновения
- имеется дополнительные точки опоры выполненных в виде навесного оборудования к выносным опорам
Перечисленные новые существенные признаки, в совокупности с известными, необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется объем правовой защиты.
Технический результат достигается за счет гидравлических опор, которые в автоматическом режиме меняют высоту, в случае изменения центра тяжести, для удержания ГПМ в строго рабочем положении.
На фиг.1 – Вид сверху, схематичное расположение приборов.
На фиг.2 – Разрез, вид сбоку, схематичное расположение приборов.
На фиг.3 – Вид сбоку на аутригер.
На фиг.4 – Вид сверху, схематичное расположенные дополнительных опор.
На фиг.5 – Работа системы предотвращения опрокидыванию на мягком грунте.
Устройство работает следующим образом.
Выносные опоры ГПМ выдвинуты за ее остов, гидроцилиндрами 10 (фиг.1,2) поддерживается центр тяжести в рабочем положении, инклинометры 8 установлены за габаритами машины на выносных опорах 12 и контролируют угол наклона машины, а датчики давления на опору фиксируют давление на каждую из опор. Полученные данные от датчиков 8 и 12 поступают на реле времени 3 для формирования нормируемых временных задержек, далее сигнал поступает на блок управления 1, сопоставляется с пороговыми значениями предельного угла наклона машины и давления на опоры, и выводится на панель управления оператором 2.
При работе краном на нестабильном грунте происходит его продавливание одной из опор, на глубину h (фиг.5), например, левой, инклинометры 8 определяют угол «α», на который отклонилась ГПМ от своей первоначальной оси, непрерывно подается сигнал по электроцепи 11 на реле времени 3 (фиг.2), после сигнал передается на блок управления 1, где данные обрабатываются и выводятся на панель управления оператором 2. Если угол наклона критичный и требует скорейшего принятия решения, то блок управления 1 без участия оператора подает сигнал на насос 4 для забора масла из расширительного бака 5 и распределения по трубопроводам 6 к гидроцилиндрам 10, которые продавили грунт, давление нагнетается до тех пор, пока угол «α» не придет в нормальное положение (фиг.3). В случае продолжения дальнейшего нестабильного положения ГПМ, в работу подключается ступенчатая система защиты от опрокидывания, раскрывается телескопический диск 9 (фиг.3,4) установленный в основных точках опор крана, далее в работу вступает «крестообразные» гидравлические цилиндры 14 и «сегментные» гидравлические цилиндры 15, повышая в разы точку опоры крана с грунтом, тем самым повышая сопротивление опрокидыванию крана.
Устройство для предотвращения опрокидывания грузоподъемной машины, содержащее датчики крена и давления на опору, вмонтированные в выносные штанги, вынесенные за габариты машины, при этом штанги жестко закреплены на остове ходовой части, они симметричны относительно поперечной оси машины, источник звукового и светового сигналов, гидроцилиндры, имеющие запас хода, связанные между собой блоком управления, позволяющим в автоматическом режиме регулировать центр тяжести, противоопрокидывающий механизм, отличающееся тем, что к аутригерам дополнительно установлены дублирующие гидроцилиндры «веерообразные» и «сегментные», а также в основании опор установлен телескопический диск, который на случай продавливания грунта одной или несколькими опорами раскрывается, увеличивая площадь опоры в разы.
