Устройство для поворота поднятого краном груза относительно вертикальной оси

 

О П И С А Н И Е 285654

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 21 VI.1967 (№ 1166570f27-11) Кл. 351?, 3/18 .Ц!1К 8 66с 13/04

11р и ор и I ет 2 1. 3 1. !! !66.,Х<> 8 53/66 ! в си и я

22.11,1967, № 2437/67 Швеция

28.11.!967. № 2746/67 Швеция

Комитет -o делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 29.Х.1970. Бюллетень ¹ 33

Дата опубликования описания 13.1.1971

УДК 6, 21.874(088.8) Авторы изобретеш|я

Иностранцы

Иоган Арне Маттсон и Ларс Йеттман (Швеция) Иностранная фирма

«Биггнадсактиеболагет Пауль Андерсон» (Швеция) Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОВОРОТА ПОДНЯТОГО КРАНОМ

ГРУЗА ОТНОСИТЕЛЬНО ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСИ

Известные устройства для 1поворота поднятого краном груза относительно вертикаль,ной оси, вы!полненные в в иде соединенного с грузопо!съемным органом крана приводного механизма, конечное звено которого может .переда вать грузу вращательное движение, сложны ввиду, наличия у них передаточных моханизмств и в определенной степени,неудобньт в эксплуатации.

Цель изобретения — создать устройство подоб|ного рода без передаточного механизма и этаким повысить его эксплуатационную надежность.

Это достигается тем, что в уст ройст ве конечное звено при во дного механизма представляет собой раму, содержащую до меньшей меape одну вращаемую относительно вертикальной оси массу и по меньшей мере одно устройство для передачи на !раму реактивных сил, возникающих от вращения упомянутой массы.

Реактивные силы могут быть,двух основ,ных типов и могут вози икать либо от ускоре|ния и замедления одной или более вращаютцихся деталей (масс), либо от дефлекторного устройспва, установленного тта раме для отражения потоков .воздуха, создаваемых одной или более вращающимися деталями,в форме вентиляTolpHbIx колес. Силы реакций этаких двух типов могут быть скомбинированы путем образования одной или более вращающихся деталей, таки х как,маховик с .вентилятор|ными лопастями, и путем устано вки деталей для ускорения и,замедле н11я, а также д,.чя отображения воздушных потоков, создаваемых этими вентиляторными колесами.

Когда силы реакции создаются путем отра.?кен ия воздуш ных,потоков от вра щающихся вентиляторных колес посредствохт дефлектор10 ного приспособления, установленного на выxîäной стороне,вевтпляторного колеса, мо?к,но,применить приспособление, которое создавало бы соста вляющие силы. действующие ра.диально на груз, а именно установить дефлек15 торное приспособление, создающее необходимую радиальную составляющую,из частя выходящего воздушного потока. При помощи такого приспособления значителыно ослабится теп|дснция подвешено|ого предмета и коле20 бапию отчоснтельно оси вразцения,или к ipacкачива|нию подъемных тросов.

Когда силы реакции создаются ускорением и замедлением, вращающиеся массы могут создавать к!рутящий момент на грузе,при их

25 дви?кении,в напра влепив, противоположноги зàданHому напраBëå í?Iþ вращения груза. Об,ратный крутящий хтомонт в таких случаях для .0cTaHoIBêè вращающегося,груза может созда ваться то рможснисм,хтаос,до пол ной останов30 ки.

285654

10

Можно также;применять вращающиеся массы, вращение которых постоянно подде!рживается,привод!ным механизмом и которые ,могут взаимодействовать с тормозными деталями, присоединенными к .грузу, Кро1ме того, :можно использовать две массы, вращающиеся B,проти вополож ном направлении, с приводным крутящим моментом, действующим между ними, и с тормозными деталя,IH, взаимо.действующими с каждой из вращающихся мас с, чтобы обеспечить, вращение, груза,в одном напра влекии при торможении од ной,из в ра щающихся масс, а также остановочку груза яр и торможении другой, массы.

На фиг. 1 и 2 представлены два варианта предлагаемого устройства, в кото|рых,для в ращения груза используются силы реакции вращающихся масс, сечение по вертикали; на

:фиг, 3 — устройство, в,кото ром,используются силы реакции, возникающие от потоков воздуха, производимых вращающейся деталью; на фиг. 4 — поперечные сечения по А — А и

Б — Б на фиг. 3;,на фиг. 5 —,модифицирова нное устройство, B котором используются силы реакции, возникающие от IIIQToKola воздуха, производимых вращающимися деталями; на фиг. 6 — устройство, в котором сочетается использование сил реакции в|ращающихся деталей, действующих,как от масс, та к и от потоков воздуха, нроизводимых в ра щающимися деталям,и:, Груз 1 (контейнер) может быть присоединен к подъемной раме 2 с верхней ча стью 8, подвешен ной с помощью шарнирного соединения 4 к ðoñó 5 крана. Верхняя часть 3;рамы образует стойку (см. фиг. 1). В ращаемая масса (маховик) б установлена в стойке 8 соосно с шар н ирным соединением 4. Маховик б имеет сцепляющий ся с ним диск 7, обра зующий половину фрикцио нной,муфты сцепления, другая поло ви на 8 кото рой также соосна с маховиком, шарниром 4 и просом 5 и установле на !На валу мотора 9. Мотор сконструи.рован таким образом, что .когда он намагничен, две полуму1фты 7 и 8 находящая в сцеплении, и махаBNK б ia за висимости от полярности магнитного поля, создаваемого на пряжением, вращается,в одном или другом направлении, а уже вращающийся маховик б либо тормозится, либо разгоняется мотором

9 в зависимости or нужного, направления результирующего реактивного крутящего момента, стремящегося повернуть, груз. Можно создать од ин или несколько и м пульсов вр ащения груза различной продолжительности в соответствии с желаемым направлением Bipaщения, желаемой скоростью IaipaII1ения и действительной массой г руза. Начальное вращение груза может быть осталовлено в любой момент посредством cooTIBBTствующего,импульса торможения соответствующей силы и длительности, и тогда груз примет точно заданное положение при в ращении относитель но,крана в кон це eI.O опускания.

15 г0 г5

Зо

В некоторых случаях, особен но когда требуется т ранспорт ировать очень тяжелые грузы, стойку 8 целесообразно разгрузить исполнением:вала мотора 9 и,маховика б полы!ми и соединением части подши пнHIKa 4, которая в ращается вместе,с грузом, непосредственно с подъемной рамой 2 с помощью прутка, п|роходящего через от верстие ra указанном валу.

При очень больших грузах поворотное устройство, состоящее из маховика, муфты и мотора, может быть удвоено, и каждое из этих ,двух устройств может быть устано влено с любой стороны жесткого или шарнирного подьем ного звена, соеди няю<цего подъемную раму

2 непосредственно с подшипником 4. Bpamaeмая масса, ее:подшипник и, муфта и мотор могут быть выполне ны в этом случае с меньшими размерами и с упрощенной конструкцией. Особенно легче и,проще моткет быть выполнена стойка 8, так как oiHa не будет iaocпри нимать нагрузочку от поднимаемого раном груза. Муфта 7 — 8 также может отсутствовать, если маховик б ненос редствен но с вяза и с ротором мотора,,способного вызывать тормозя щий и вращающий моменты в любом направле нии с помощью намагничивания с различ|ной полярностью любого соот ветствующего данному случаю известного элемента эле кт ри ческого поля.

VGTlpoHcTiBo, представлен псе,на фиг. 2, иьмеет две вращаемые массы — маховички 10,и 11.

Маховик 10 установлен на валу 12 мотора

18, т. е. присоединен к ротору мотора, a,ìàховик 11 присоединен к статору мотора. Ооа маховичка и части мотора, соЕдине нные с ними, установлены так, что они могут .свобод.но вращаться в обоих Haпра вления х,в стойке 8, т. е. посредством осевого подшилника

14. Обе массы, имеют радиальные ребра 15, которые об разуют «воздушные тормоза».

Каждая масса связана своей поверхностью с тормозящим устройством, содержащим по меньшей мере д ва симметрично расположенных тормозных башмака 1б, которые irIopaHmно установлены в стойке 3 и могут перемещаться в напр авлении к поверх ности соо гветствующей массы,или от нее с помощью известного электрического или,гидравлического устройства.

В,работе оое массы при водятся при существенно однородной относительной скорости.

Благодаря,ребра м 15, воздушное сопротивление которых увеличивается очень бьгст ро при увеличивающейся скорости, обе,массы (маховички 10 и 11) cT peмятся вращаться с оди наковой скоростью, каждая в своем направлении. Так ка к обе вращаемые массы относительно:велики и их движение симметрично стойке 8, подъемной раме 2 и грузу 1, при запуске маховиков ника кой результирующий крутящий момент не передается.

Если оди н из MaxoBHIKQB, а именно маха. вик 10, тормозится посредством примыкаю. щих к нему тормозных башмаков 1б, часть момента инерции маховика буд ет передавать285654 ся,стойке 8 и грузу, который в результате этого будет вращаться в желаемом налравлении. При торможении другого маховика, а именно 11, геруа вращается в IiiðoòHsîiiolo?Kном направлении. При,каждом торможении однопо из махо вико в 10 или 11, мотор 18, который стремится сохранить заданную относит ельную скорость между, маховиками, будет ускорять другой маховик, в котором затем может возlникlнуть больший монумент .и нерции для последующей оста но вк и вращения груза.

В промежуток времени между торможением одного из маховиков при начале .вращения груза и торможением другото маховика при остановке ispaIDeHHH цруза воз душные:ребра

15 будут действовать с целью уравнивания ско,,рости маховиков относительно окружающего их,воздуха. Если при большом ускорении .вращения тру за один из маховиков тормозится до остаHQBIKH, мотор будет посредством дру гого маховика iBce еще создавать некоторыи крутящий момент, так как ребра 15 другого маховика, используя окружающий воздух 8 .качестве о поры, создает противоположный момент на моторе, блокирующий маховик и груз. Даже п ри этом ис полнеиии можно будет либо соединить шарнирное соединение 4 с рамой 2 посредством прутка, частично разпру жающего стойку и проходящего через отверстие вала мотора, либо установить два поворотоых устройства та кого ти па, .как показаны на фиг. 2, с л юбой стороны бруса, поддерживающего груз.

В исполнении, показанном,на фиг. 3 — 5, вра щапощиеся,долетали, устано вле нные,в стойке, имеют форму .радиального вентиляторного колеса 17, уста новле н ного на валу 18 мотора 19. Вентиляторное колесо 17 и|меет периферий псе отверстие, направленное к соосному дефлектору, состоящему из направляющих лопастных колец 20 и 21, которые не вращаются, но одновременно игпи и|ндивидуально перемещаются iB осевом паправле чии в стойке, так что любое из двух направляю щих лопастных колец;располагается у поверхности щриферийного отвер стия вентилятор ного,колеса. Два направляющих ло пасгных кольца ,имеют лопасти, наклоне нны е в противоположном направлении, так что IIIoòoê воздуха, выходяШий из ве нтилятор ного колеса, отражается ими тангенциально. Оба направляюш их лопастных кольца 20 .и 21 смогут двигать,ся |полностью снаружи потока воздуха, выходя щего из |вентиляторного,колеса, чтобы получить реактивный крутящий момент желаемой величины iHJIH направления в стойке 8, а следовательно и iHa грузе 1.

На фиг. 3 по казан;дефлекто р 22, который с помощью любого соот1ветсгвующего приспособления может перемещаться в ра зличные положения относительно оси вентиляторного колеса и который имеет воронкообразное впускное отверстие, п овер(нуто е по напр аул ению к выходной стооо не направляю щего ло5

65 паст|ного кольцa 20 в положение вблизи выходного отверстия вент илято р ного колеса 17.

Дефлекто р 22 (см. фиг. 5),ргсполапается над частью окружности:,направгпяющего лопастного кольца и имеет выходное отверстие, расположенное снаружи области, действия воздушного потока и iHBIIpaBленное в ра диальном направлении противоположно направлению BbIходного воздушH070 потока .вентиляторного колеса.

Этот радиальный рефлектор создает силу реакции, Haï ðasëåíiíóþ,ðàäHàëbío наружу в направлении положения дефлектора 22 относительно оси вентилятор ногo,êoëåñà. Эта,радиальная .сила реакции поддержи вается радиальной составляющей, направления воздушного потока, выходящего из остальной части .поверхности ве нтиляторного устройства. Радиапиный дефлектор 22 также может перемещаться iB осевом нагправленпи в свое рабочее положепие .и из него lIlpiH обращении его,Входа,к iseHTHляторному колесу.

Устройство, приведенное на фиг. 6, имеет два вентиляторных колеса 28, установленных соосно одно над дру1гим в стойке 8. Верхнее ве нтилято рное,колесо пеподвижно установле;но на валу мотора 24, в то |время .ка к ниж нее колесо, которое установлено на этом валу с возможностью вращения, приводится вторым мотором 25. Haiiipasляющие лопастные, кольца 20 и 21 с лопастями, наклоненными в прот ивополож ныхнаправлениях, .,как показано на фиг. 4 и 5, установлены неподвижно, IIIpHчем каждое из них напротив выхода одного из вентиляторных, колес. Тангенциальная сила реакции, создаваемая каждым,нал равляющим лопастным;кольцом, в этом исполнении регулируется изменением скорости,соответствующего мотора и посредством этого количеством и скоростью воздуха, проходящего через каждое из,нацравляющих ло пастных колец. В этом исполнении показаны два радиа IbHblx дефлектора 2б, которые могут перемещаться от носительно оси вентилятора и создавать радиальнь|е составляющие,реакти вных сил,,действующие,на груз. Если радиальные реактивные составляющие, которые служат для демпфирования колебаний, груза на тросе крана,,нежелательны, радиальные дефлекторы 22 (см. фип. 3) и 2б (см. фиг. 6) могут быть установлены,с возможностью осевого перемещения таким об<разом, что о ни могут передвигаться за пределы потока воздуха, выходящего из на правляющих лопастных колец 20 и 21. Изо бретение (см. фиг. 6) может быть и спользова но с устройством для по ворота груза тако го типа, ка к показано на фиг. 1 или 2, где окружные ускорения или замедления,груза,достипаюгся за счет ускорения или заиедления вращения вращающихся масс 27,:которые ускоряются мото ром 28 и,за медляются тормозом 29. В варианте, Iiiоказанном на фиг. 6, имеются две вращающиеся массы (два маховика 27 и 80), вращаемые B противоположных Haiiipas;IeiHHHx, В таких уcT285654

10 ройс1вах невозможно получить ускоряющие или,замедляющие крутящие ма менты большие, чем моменты, соответствующие динамической энергии, накопленной маховиками. Поэтому имеющаяся энергия может, быть использована прежде, чем пруз достип11ет желаемо го:полон ения. Монино вьшолнить маховики 27 и 30 с вентиляторными колесами 28 и установить в устройстве напра|вляющие лопастные кольца 20 и 21. Если в этом случае

íBlK;Iон лопастей в ко Iüöàx сделать в таком направлении, чтобы сила реакции, полученная в направляющем лопастном, кольце, inpoтивостоящем одному из,махани|кон, действовала в таком же направлении, как и сила реакции, полученная от замедления другого м а хо вика, увели чсп ие скадар ости в,пер вом у,10мянутом маховике вызовет увеличение потока воздуха и увеличение,реакции;дефлектора,,которое вызывает значительный крутящий момент дополнительно .к моменту, полученному,от силы реакции, вызванивай замед.лением другого маховика..

Устройство может та1кже пригменяться и в исполнении с одной вращающейся массой, которая может создавать, крутящий момент ускорением и замедлением, с установкой вентиляторных лопастей на массе и с установкой подвижных тангенциальных дефлекторов.

Предмет изобретения,1. Устройспво для поворота поднятого краном пруза относитель но вертикальной оси, вьиполнен ное в в и де соединенного с грузоподъемным органом IKipaHB приводного механизма, конечное звено .которого может передавать грузу вращательное,движение, отличающееся тем, что, с целью у1п|рощения конст ру1кц ии, IKoHpчное звено McxalHiHBма представляет собой раму, содержащую по меньшей мере одну обращаемую относительно верти.кальной оси масау и ino меньшей мере одно у,cTipoHcт во для передачи IHB раму, реактивных сил, возникающих от вращения у1помя нутой мас,сы.

2. Устройство по 1п. 1, отличающееся тем, что вра щаемая масса выполнена в виде маховика.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что маховик соединен с ротором мотора,,не.подвижно установленного в раме IH lnlpe3HBB HBченного для создания ускоряющего или замедляющего крутящего момента на махо ви1ке в л1обо м желаемом |н а правлении.

4. Устройство lno п. 3, отличающееся тем, что маховик соединен с,ротором мотора при помощи фрикционной ыуфты.

5. Устройство ino п. 1, отличающееся тем, что рама содержит две сооаные epanIаемые массы, нап ример маховики, одна из которых связана с ротором, а другая — со статором мотора для обеапечения вращения масс в

65 противоположном направлении, а для замедления вран1е ния люоой массы относительно рамы в ней установлено тормозящее приспособление. б. Устройство lno ln. 5, отличающееся тем, что на вращаемых массах уста новлены воздушные то рмознь1е ло паст и.

7. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что рама подвешена,к подъемному тросу iKpaна посредством осевого, подшипника с возможностью свободного вращения и имеет устройст во для подвески грува ж раме.

8. Устройство по ип. 1 и 7, отличающееся тем, что,ра ма соединена с иова ротной частью осевого подшипника с помощью прутка, |проходящего через полость вала мотора и вра и1аемчо массу.

9. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что вращаемая масса выпал|непа B виде,по меньшей мере одного вентиляторного колеса, напротив выходной стороны IKQToðîãо установлено регулируемое inainp авляющее лона стное устройство, отражающее выходящий из вентиляторного колеса воз душный,поток,,на пример, в танген циальном направлении и соз дающее силы реа кции, действующие на груз в заданном на правлении.

10. Устройство по in. 9, отличающееся тем, что на правлякицее лопастное устройство выполнено.в виде одного или нескольких ло паатньпх колец с ре гулцруемыыи лопастями.

11. Устройство:по п. 1О, отличающееся тем, что направляющее ло пастное устройство состоит:и з дву.х на правляющих лопастных колец с противо полонно накло ненны ми JIolnaстями, подвижных в осевом на п равлении относительно вентилятор ного колеса.

12. Устройство по in. 9, отличающееся гем, что вращаемая масса состоит из,двух вентиляторных колес, приводимых во вращение отдельными привод ными уст1ройствами с регулируемой скоростью, а,направляющее лопастное устройство состоит из двух JIolnacT:ных колец, отражающих выходящий из венти.ляторных,колес воздушный поток в противоположных Halnpaaлениях, 13. Устройство по пп. 9 — -12, отличающееся тем, что оно:снабжено радиальны м дефлектор ны м приспособлением, состоящим по меньшей мере из одного собирающего и от1ражающего устройств и имеющим возможность перемещаться по дуге в,разли чные положения относительно ос|и вентиляторного калапеса.

14. Устройство inio,п. 13, отличающееся тем, что радиальное дефлекторное,приспособление состоит из нескользких 1соби рающих и от ража1ощих устройств, рааположеиных вокруг поверхности вентилятор иапо колеса и;имею щих,возможность перемещаться по выбору в осевом,направлении в ра бочее положен не, противостоящее поверхности вентиляторного колеса, или из него.

15. Устрой ство по пп. 1 — 14, отличающееся тем, что в ращаемая мааса вы|полнена в виде маховиков с,вентилятор ными ло иастями, для 28 5654

Фиг. У

Фиа которых предуамотрено,приопособление, ускоряющее и замедляю шее их врашение, а также,дефлекторное пр испособление для тантенциалыного и (или) радиального отражения воздушных пOTOIKOB,,ñîçäà ваемых вентиляторными лопастями.

Фиг. 5 Риа. 6

Составитель А. Новожилов

Редактор Т. Фадеева

Техред 3. Н. Тараненко

Корректор О. Б. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3790713 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушскгя наб., д. 4/5