Устройство для гашения колебаний грузозахватного органа крана

 

Союз Советских

Социалистических

Респу6лик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (51)М, Кд.з (22) Заявлено 120478 (21) 2601245/29-11 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 070880. Бюллетень ¹29

Дата опубликования описания 10,0880

В 66 С 13/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.873 (088. 8) {72) Автор изобретения

Г.П. Куделев (71) Заявитель

Ленинградский технологический институт холодильной промьдоленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ

ГРУЗОЗАХВАТНОГО ОРГАНА КРАНА

k = — coвф г ° m- X

R ° f.n t c о

Изобретение относится к подъемнотранспортной технике, а именно к устройствам для гашения колебаний грузозахватного органа крана. 5

Известно устройство для гашения колебаний грузозахватного органа крана, содержащее траверсу с установленными на валах грузовыми блоками, кинематически соединенными через фрик-10 ционные муфты зубчатой передачей PJ Недостатком известного устройства является относительно небольшая эффективность гашения колебаний.

Цель изобретения — повышение эффективности гашения колебаний грузозахватного органа.

Для этого вал каждого из грузовых блоков снабжен винтовой нарезкой, на которой установлена зафиксированная от проворота гайка, взаимодействующая через пружину с фрикционной муфтой. Кроме того, винтовая нарезка выполнена с переменным шагом витков, увеличивающимся в направлении фрикционной муфты и определяемым по формуле: r ° m g ° Х т Ъfnkc т о. где г — радиус грузового блока, м;

m — масс- поднимаемого груза,,кг;Зр

g — ускорение свободного падения,.м/с ;

Х вЂ” максимально допустимое отклонение траверсы от номинального положения, м;

R — радиус трения во фрикционной муфте, м; — коэффициент кулонова трения в муфте;

n — число поверхностей трениия в муфте;

k — коэффициент жесткости пружины, н/м;

2с — расстояние между точками неподвижного закрепления тросов на тележке;

О(— угол отклонения троса от веро тикали, град.

Кроме того, пружина выполнена с переменным коэффициентом жесткости, определяемым по формуле

На фиг. 1 показана схема подвески грузозахватного органа на фиг. 2— кинематическая, схема устройства для гашения, на фиг. 3 — предлагаемое устройство; на фиг. 4 — расчетная

753778.хема ветви подвески, на фиг. 5 график зависимости ширины застоя от угла отклонения троса при постоянном моменте фрикционных муфт, на фиг. 6 график зависимости момента фрикционных муфт от угла отклонения троса при обеспечении стабилкзированной ширины зоны застоя.

На тележке 1 установлены барабан 2 тросового грузоподъемника и обводные блоки 3. К тележке 1 на тросах 4 подвешена траверса 5 с грузоэахватнымк органами. Тросы 4, один свободный конец каждого иэ которых закреплен неподвижно в точках 6„ расположенных диагонально на тележке 1, огибают @ соответствующие грузовые блоки 7 траверсы 5, обводные блоки 3 и прикрепляются к барабану 2 тросового грузоподъемника.

Каждый из грузовых блоков 7 зафиксирован на валу 8 (фиг. 2 и 3), кото- 20 рый снабжен винтовой нарезкой. На винтовой нарезке валов 8 установлены гайки 9, поджимающие через пружины 10 нажимные диски 11 фрикционных муфт. Все валы 8 кинематически замкнуты механизмом, составленным из конических шестерен 12.

При подъеме или опускании траверсы 5 соосные валы 8 вращаются в противоположных направлениях, вследствие чего механизм, состоящий из шестерен 12, свободно проворачивается.

Но.при возникновении колебаний груза блоки 7, стремясь повернуться в одном направлении, стопорят коническую передачу и фрикционные муфты и, проскальзывая, диссипируют энергию колебаний.

При опускании траверсы 5 гайки 9 перемещаются по винтовой нарезке валов 8 к центру траверсы, сжимая пру- 40 жины 10, которые передают усилие на нажимные диски 11 фрикционных муфт.

Таким образом, критический момент сил трения в муфтах возрастает, обеспечивая увеличение эффекта гашения коле" баний и, вследствие этого, неизменную по высоте ширину- зоны застоя.

Прк подъеме траверсы 5 момент сил трения в муфтах соответственно уменьшается, сохраняя стабилизацию статических.отклонений траверсы от номинального положения.

Процесс затухания свободных колебаний сопровождается образованием так называемой "эоны застоя", внутри «оторой возвращающая сила от веса груза не может преодолеть сил трения во фрикционных тормозных муфтах. После прекращения колебаний точка колеблющегося тела займет какое-то положение внутри зоны застоя. Неопреде- 60 ленность этого положения влияет на точность ориентации захватных органов штабелера.

Максимальное статическое отклонение траверсы от номинального положеплоскости однои и9 ветвей подвыражается зависимостью нкл в веса

С М

X и " " 9 где Р длина троса одной ветви подвеса, м; расстояние между точками неподвижного закрепления тросов (фокусамк эллипса) на тележке, м; суммарный момент трения соосных муфт, Н/м; длина подвеса, м; радиус грузового блока траверсы, м; масса колеблю егося тела, кг: ускорение свободного падения

/ м, с —.

2с

Воспользовавшксь расчетной схемой (фкг. 4), можно представить выражение (1i) в виде

1 сй

X А. sc

cosQ 1-. m О О ,о где Ы вЂ” угол отклонения троса подвески от вертикали, град.

Из анализа выражения (2) следует, что ширина зоны застоя 2Х, а вглесте с ней и неопределенность положения траверсы,несущей груэозахватные органы крана, принимает наибольшие значения в верхней части штабеля контейнеров, где угол САс наиболее близок к -„-, а наименьшее значение — в ниж2 ней части штабеля, где угол б стремится к нулю (фиг. 5) при M = const.

Геометрические параметры, в частности диаметр Д стыковочных элементов траверсы и контейнера (типа конусный штырь — гнездовая втулка), должны однозначно соответствовать ширине эоны застоя, т.е. 2Х Д, что удовлетворяет условию надежности работы верхнеэахватного крана-штабелера.

Преобразовав формулу (2) в вид (2) И = Х СОЯ Ао = В СО5 САО) (.5) г. m.q X (СОБМО!,4) где г — радиус грузового блока, м;

m — масса поднимаемого груза, кг; можно установить, что для обеспечения постоянной по ширине эоны застоя при изменении длины подвеса траверсы 5 криткческий момент сил трения должен изменяться в соответствии с графиком, представленным на фиг. б рри Х = const. Из этого следует,что винтовая нарезка на валах 8 должна быть выполнена с переменным шагом витков, увеличивающимся в направлении фрккционной муфты, причем каждый последующий виток, начиная от первого, получает шаг t, определяемый зависимостью

753778 ускорение снободного падения, м/с ; максимально допустимое статическое отклонение траверсы от номинального положения, м; радиус трения в муфте, м; коэффициент кулонова трения в муфте; число поверхностей трения н муфтах; коэффициент жесткости пружины, Н/м; расстояние между точками неподвижного закрепления тросов на тележке, м; угол отклонения троса от вер- 45 тикали, град.

Формула изобретения

r ° m ° g ° X

R ° f n t. c

cosc40

25 г m g X сО Фо, (6) t

R- f. П..Е с-.k

9 сов o(r m ° X

R ° f-n t ° с о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР

Р 235947, Кл. В 66 С 13/06, 1966 (прототип).

Аналогичный эффект достигается также применением упругих элементов

10 с переменным коэффициентом жесткости, определяемым по формуле:

Однако практическое осуществление этих требований не всегда возможно изза технологических затруднений. С целью снижения трудоемкости, винтовая нарезка на валах 8 может быть изготовлена с постоянным шагом витков, при этом точность стабилизации статических отклонений траверсы снижается на 5-10Ъ от теоретической.

Тогда необходимый шаг витков опреде- 35 ляется из условия где h — максимальный рабочий перепад 40 высоты штабелирования, м, и — количество полных оборотов грузового блока при максимальном рабочем перепаде высот штабелиронания, 45

I? — максимальная длина одной ветви троса подвески, м.

Исходя из конструктивных сообраяЖний, длина винтовой нарезки нала и, соответственно, шаг витков могут быть 50 рассчитаны и откорректированы в зависимости от геометрических и силовых параметров конкретной подвески.

Применение предложенного устройства н конструкции верхнезахватного крана-штабелера позволяет уменьшить, в сравнении с жесткими механизмами ориентирования, металлоемкость штабелера, повысить точность наведения захватных органов на груз и, благодаря этому, устранить необходимость непосредственного контроля оператором за процессом захватывания груза, т.е, осуществить дистанционное или автоматическое управление работой штабелера в условиях повышенной высоты хранения контейнеров н штабеле.

В некоторых случаях изобретение способно заменить собой жесткие меха-, низмы ориентирования, что экономически более выгодно.

1. Устройство для гашения колебаний грузозахватного органа крана, содержащее траверсу с установленными на валах грузовыми блоками, кинематически соединенными через Фрикционные муфты зубчатой передачей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний грузозахнатного органа, вал каждого из грузовых блоков снабжен винтовой нареэкой, на которой установлена зафиксированная от проворота гайка, взаимодействующая через пружину с фрикционной муфтой.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е,.е с я тем, что винтовая нарезка выполнена с переменным шагом витков, увеличивающимся в направлении фрикционной муфты и определяемым по

< формуле где r — радиус грузового блока, м;

m — масса поднимаемого груза,кг;

g — ускорение свободного падения, м/с

Х вЂ” максимально допустимое отклонение траверсы от номинального .положения, м; .R — радиус трения во фрикционной муфте, м; — коэффициент кулонова трения в муфте;

n — число поверхностей трения в муфте;

k †. коэффициент жесткости пружины, н/м; а

2с — расстояние между точками неподвижного закрепления тросов на тележке; б .с — угол отклонения троса от вер- тикали, град

3. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что пружина выполнена с переменным коэффициентом жесткости, определяемым по формуле

753778

Puz. 5

Фиг, 4

Фиг. б

Составитель Т. Григорян

Редактор Г. Бельская Техред Н Граб Корректор М. Демчик

Заказ 4832/17

Тираж 932 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4