Передвижной телескопический подъемный кран
Иллюстрации
Показать всеИзобретение относится к передвижным телескопическим кранам. Передвижной телескопический подъемный кран (1) имеет телескопическую крановую стрелу (9), содержащую по меньшей мере четыре ствола (16, 17, 18, 19). Каждый из указанных стволов содержит по меньшей мере две секции (20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31), обеспечивающие телескопическую конструкцию в продольном направлении (L). В поперечнике относительно продольного направления (L) упомянутые стволовые секции расположены на расстоянии друг от друга с образованием стреловых секций (11, 12, 13) с по меньшей мере одним изгибно-жестким соединительным элементом (32, 33, 34, 35). Достигается увеличение рабочей нагрузки благодаря увеличению момента инерции площади крановой стрелы (9). 19 з.п. ф-лы, 15 ил.
Реферат
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ПРЕДЛАГАЕМОЕ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Предлагаемое изобретение относится к передвижному телескопическому подъемному крану согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
В публикации ЕР 1354842 A2 раскрывается передвижной телескопический подъемный кран, имеющий две анкерные опоры, которые расположены на крановой стреле и наклонены относительно плоскости перемещения груза. Для увеличения рабочей нагрузки передвижного телескопического подъемного крана упомянутые анкерные опоры с помощью фиксирующих тросов соединены со свободным концом крановой стрелы и верхней частью конструкции крана. В результате такого решения обеспечивается лучшее демпфирование нагрузок, действующих на крановую стрелу в поперечном направлении, которые могут быть фактором, ограничивающим рабочую нагрузку при работе крановой стрелы. Недостатком такого подвижного телескопического подъемного крана является то, что анкерные опоры дают существенную добавку веса. Поэтому анкерные опоры приходится перевозить к месту строительства отдельно на грузовом автомобиле и там монтировать их на крановой стреле. Это связано с существенным удорожанием работ и дополнительными временными затратами.
В публикации GB 2387373 A раскрывается машина для перемещения материалов, снабженная подвижной рамой и крановой стрелой, которая шарнирно соединена с подвижной рамой и имеет телескопическую конструкцию. Крановая стрела выполнена из некоторой совокупности стволов, при этом приемная вилка для перемещаемого груза расположена на самом внешнем стволе крановой стрелы. Стволы крановой стрелы имеют телескопическую конструкцию, так что крановая стрела выполнена с возможностью выдвижения и втягивания, чем достигается перемещение приемной вилки с расположенным на ней грузом по направлению к упомянутой раме и в противоположном направлении. С целью уменьшения опрокидывающего момента относительно переднего моста машины по меньшей мере один ствол крановой стрелы выполнен из композитного материала. В результате такого решения удается уменьшить вес крановой стрелы и, следовательно, величину опрокидывающего момента относительно переднего моста машины. Для этого конструкция самого внешнего ствола крановой стрелы может быть сделана состоящей, например, из трех секций, выполненных из композитного материала.
ЦЕЛЬ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью предлагаемого изобретения является создание передвижного телескопического подъемного крана, обеспечивающего повышение рабочей нагрузки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Указанная цель достигается созданием передвижного телескопического подъемного крана, признаки которого содержатся в п.1 формулы изобретения. Крановая стрела имеет в своем составе по меньшей мире три ствола, которые отстоят друг от друга и жестко соединены между собой с возможностью изгиба, поэтому момент инерции площади крановой стрелы существенно возрастает. Момент инерции площади, который является мерой изгибной жесткости, согласно теореме параллельных осей состоит из собственных долей секций стволов крановой стрелы и их долей Штейнера. Благодаря жестким на изгиб соединительным элементам, с помощью которых осуществлено соединение секций стволов крановой стрелы, крановой стреле придается чрезвычайная изгибная жесткость, так что при нагрузке крановой стрелы площадь поперечного сечения остается по существу одинаковой, поэтому при вычислении момента инерции площади могут быть приняты теоретические значения долей Штейнера, но факультативно может быть использован понижающий коэффициент.
Благодаря упомянутым по меньшей мере четырем стволам крановой стрелы обеспечивается высокая степень ее жесткости как по отношению к изгибающим силам, действующим перпендикулярно плоскости перемещения груза, так и по отношению к изгибающим силам, действующим в плоскости перемещения груза. Упомянутые по меньшей мере четыре ствола крановой стрелы могут быть расположены с образованием в поперечном сечении многоугольника (полигональное расположение), при этом обеспечивается возможность регулирования жесткости по ширине и высоте крановой стрелы как по отношению к изгибающим силам, действующим перпендикулярно плоскости перемещения груза, так и по отношению к изгибающим силам, действующим в плоскости перемещения груза. Упомянутые по меньшей мере четыре ствола крановой стрелы могут быть расположены с образованием в поперечном сечении, например, треугольника или четырехугольника, в частности, они могут иметь прямоугольное, трапецеидальное или ромбическое расположение. Такое расположение применимо, когда крановая стрела имеет четыре или большее количество стволов.
По причине значительного увеличения момента инерции площади или моментов инерции площадей крановой стреле согласно предлагаемому изобретению могут быть приданы совершенно другие размеры, чем у известных крановых стрел, так что по сравнению с известной крановой стрелой с анкерными опорами соответствующее увеличение рабочей нагрузки может быть достигнуто с меньшей прибавкой веса. Стволы крановой стрелы имеют секционную конструкцию, их секции являются телескопическими в продольном направлении, такие крановые стрелы могут переводиться из транспортировочного состояния в рабочее с меньшими трудовыми затратами. Благодаря меньшей прибавке веса передвижной телескопический кран согласно предлагаемому изобретению - в пределах определенного класса нагрузок - может обеспечивать возможность транспортировки к месту проведения строительных работ с присоединенной крановой стрелой в потоке обычного дорожного движения, так что отпадает необходимость в отдельной транспортировке и трудоемкой сборке, в отличие от крановой стрелы с анкерными опорами. Поэтому передвижной телескопический подъемный кран согласно предлагаемому изобретению легко обеспечивает возможность увеличения рабочей нагрузки.
Кроме того, крановой стреле согласно предлагаемому изобретению могут быть приданы такие размеры, что по сравнению с известной крановой стрелой с анкерными опорами достигается, опять же, существенное увеличение рабочей нагрузки. В этом случае крановая стрела согласно предлагаемому изобретению тоже имеет существенный вес, так что передвижной телескопический подъемный кран со стрелой согласно предлагаемому изобретению, вероятно, уже не сможет обеспечивать возможности транспортировки к месту проведения строительных работ в потоке обычного дорожного движения. Отдельные стволы или группы стволов крановой стрелы, или же стрела целиком в таком случае должны транспортироваться к месту проведения строительных работ отдельно и там монтироваться. Поэтому при описываемых размерах крановой стрелы согласно предлагаемому изобретению преимущество состоит в увеличении рабочей нагрузки.
Количеством стволов крановой стрелы и их расположением и расстоянием друг от друга обеспечивается большое количество оптимизирующих параметров, так что для крановой стрелы согласно предлагаемому изобретению обеспечивается возможность оптимизации в отношении ее изгибной жесткости в направлениях перпендикулярно и/или параллельно плоскости перемещения груза и/или в отношении веса. В зависимости от того, к какому классу рабочих нагрузок принадлежит передвижной телескопический подъемный кран согласно предлагаемому изобретению, крановая стрела согласно предлагаемому изобретению может быть оптимизирована в отношении веса и/или в отношении изгибной жесткости или рабочей нагрузки. Представляется предпочтительным такое решение, при котором передвижной телескопический подъемный кран согласно предлагаемому изобретению имеет стрелу с по меньшей мере тремя, предпочтительно - с по меньшей мере четырьмя, еще более предпочтительно - с по меньшей мере пятью секциями или с соответствующим количеством секций стволов.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.2 формулы изобретения обеспечивает высокую степень жесткости крановой стрелы в отношении изгибающих нагрузок. Соответствующая площадь стволового поперечного сечения содержит материальную площадь поперечного сечения и пустотную площадь поперечного сечения, которая ограничена материалом ствола крановой стрелы.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.3 формулы изобретения имеет повышенную жесткость по отношению к изгибающим силам, действующим перпендикулярно плоскости перемещения груза. Ширина BA - это максимальная ширина ствола крановой стрелы или соответствующего участка ствола крановой стрелы.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.4 формулы изобретения имеет повышенную жесткость по отношению к изгибающим силам, действующим в плоскости перемещения груза. Высота HA - это максимальная высота ствола крановой стрелы или соответствующей секции ствола крановой стрелы.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.5 формулы изобретения обеспечивает одинаковое в отношении жесткости поведение крановой стрелы в положительном и отрицательном боковых направлениях.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.6 формулы изобретения обеспечивает возможность оптимизации жесткости крановой стрелы в отношении ее веса. При четырехугольном расположении стволов они могут образовывать в поперечном сечении, в частности, прямоугольник, трапецию, ромб или выпуклый дельтоид.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.7 формулы изобретения обеспечивает компактное положение крановой стрелы при ее транспортировке. Благодаря возможности изменения высоты крановой стрелы, когда это необходимо, обеспечивается, в частности, такое состояние, что высота передвижного телескопического подъемного крана при операциях его транспортировки не превышает некоторой допустимой величины. Упомянутые по меньшей мере четыре ствола крановой стрелы могут быть выполнены, например, с возможностью линейного или поворотного перемещения друг относительно друга. Стволы крановой стрелы выполнены с возможностью быть заблокированными друг относительно друга в некотором смещенном рабочем положении. Это может быть осуществлено, в частности, с помощью механических блокираторов. Эти механические блокираторы могут быть расположены, в частности, на соединительных элементах.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.8 формулы изобретения в выдвинутом рабочем положении крановой стрелы обеспечивает высокую степень жесткости благодаря механическим блокираторам соответствующих соседствующих в продольном направлении секций крановой стрелы, так как стволы крановой стрелы, которые построены из секций стволов, благодаря блокированию обладают чрезвычайной изгибной жесткостью. Представляется предпочтительным такое решение, при котором соответствующие смежные, т.е. соседние в продольном направлении секции каждого ствола выполнены с возможностью механического блокирования друг относительно друга. Такое блокирование осуществляется, например, с помощью блокировочных задвижек, выполненных с возможностью приведения в действие гидравлическим, пневматическим, или электромеханическим способом. Возможно альтернативное решение, при котором блокирование осуществляется с помощью штыкового блокировочного механизма.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.9 формулы изобретения предусматривает телескопическую конструкцию стволов стрелы. Секции стволов, которые в продольном направлении являются соседними в продольном направлении, могут по телескопическому принципу вкладываться одна внутрь другой в каждом случае, или же они направляются по телескопическому принципу, так что легко достигается телескопическая способность секций крановой стрелы в сочетании с высокой степенью жесткости крановой стрелы.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.10 формулы изобретения имеет простую конструкцию. Секции стволов могут иметь, например, круглое сечение.
В передвижном телескопическом подъемном кране согласно п.11 формулы изобретения обеспечивается высокая степень жесткости крановой стрелы, так что, при нагружении крановой стрелы площадь поперечного сечения остается по существу одинаковой, поэтому при вычислении момента инерции площади могут быть приняты теоретические значения долей Штейнера.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.12 формулы изобретения легко обеспечивает возможность механического блокирования соседних в продольном направлении секций стволов крановой стрелы. Соответствующая блокировочная задвижка может приводиться в действие, например, гидравлическим, пневматическим, или электромеханическим способом. Представляется предпочтительным такое решение, при котором все соседние в продольном направлении секции каждого ствола крановой стрелы выполнены с возможностью механического блокирования друг относительно друга с помощью по меньшей мере одной блокировочной задвижки.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.13 формулы изобретения обеспечивает возможность быстрого механического блокирования соседствующих в продольном направлении секций стволов крановой стрелы. Каждая блокировочная задвижка должна проводиться только через два предназначенных для нее блокировочных канала соседних в продольном направлении секций стволов крановой стрелы с целью их механического блокирования друг относительно друга. Путь, который для осуществления блокирования должен быть пройден соответствующей блокировочной задвижкой, невелик. Соответствующая блокировочная задвижка должна проводиться только через два связанных с нею блокировочных канала, поэтому при ее установке не требуется высокая точность. Представляется предпочтительным такое решение, при котором предусматривается точно две блокировочные задвижки, которые расположены друг напротив друга и выполнены с возможностью приведения их в действие в противоположных направлениях.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.14 формулы изобретения обеспечивает высокую степень жесткости крановой стрелы по отношению к изгибающим силам, действующим перпендикулярно плоскости перемещения груза. Если бы по меньшей мере два из упомянутых стволов крановой стрелы, в наибольшей степени отстоящих от плоскости перемещения груза, были расположены на нижней стороне крановой стрелы, обращенной к ходовой части крана, так что ширина крановой стрелы от ее нижней стороны к ее верхней стороне уменьшалась, то упомянутые по меньшей мере два ствола крановой стрелы подвергались бы сжатию как от изгибающих сил, действующих в плоскости перемещения груза, так и от изгибающих сил, действующих перпендикулярно плоскости перемещения груза. Такого типа конструкция крановой стрелы приводила бы к нежелательным ограничениям нагрузок крановой стрелы или передвижного телескопического подъемного крана из-за двойной сжимающей нагрузки в соответствии с теорией устойчивости Эйлера. Во избежание потери устойчивости упомянутые по меньшей два ствола крановой стрелы, в наибольшей степени отстоящие от плоскости перемещения груза, располагают на боковой или верхней стороне крановой стрелы в отдалении от ходовой части крана, так что изгибающие силы, действующие в плоскости перемещения груза, оказывают по существу растягивающую нагрузку, в то время как изгибающие силы, действующие перпендикулярно плоскости перемещения груза, оказывают сжимающую силу на один из верхних стволов крановой стрелы. Благодаря такому решению удается значительно уменьшить сжимающую нагрузку на стволы крановой стрелы, в наибольшей степени отстоящие от плоскости перемещения груза. Таким образом, согласно предлагаемому изобретению, с одной стороны, увеличивается момент инерции площади, а с другой стороны, удается избежать двойной нагрузки. Благодаря тому, что ширина увеличивается в направлении верхней стороны, достигается оптимальная изгибная жесткость крановой стрелы относительно изгибающих сил, действующих перпендикулярно плоскости перемещения груза. Пространство установки в процессе изменения положения крановой стрелы по существу не ограничено сверху, у крановой стрелы на верхней стороне ширина может выполняться в широком диапазоне размеров, в соответствии с потребностью. Если крановая стрела имеет четыре ствола, которые имеют треугольное расположение, то нижний ствол крановой стрелы, обращенный к ходовой части крана, расположен в плоскости перемещения груза, а три верхних ствола крановой стрелы, удаленные от ходовой части крана, расположены на расстоянии от плоскости перемещения груза или в плоскости перемещения груза, так что ширина крановой стрелы увеличивается от нижнего ствола крановой стрелы или от нижней стороны крановой стелы к ее верхним стволам или к ее верхней стороне. Если крановая стрела имеет четыре ствола, которые расположены трапецеидально, то ширина крановой стрелы увеличивается от двух ее нижних стволов, обращенных к ходовой части крана, к двум ее верхним стволам, которые удалены от ходовой части крана. Поэтому нижние стволы крановой стрелы расположены на меньшем расстоянии от плоскости перемещения груза, чем ее верхние стволы. В крановой стреле с трапецеидальным расположением стволов по мере того, как сжимающая нагрузка от изгибающих сил, действующих перпендикулярно плоскости перемещения груза, уменьшается с увеличением расстояния от плоскости перемещения груза, изгибная жесткость также оптимизируется относительно изгибающих сил, действующих перпендикулярно плоскости перемещения груза.
То же применимо и к случаю, когда четыре ствола крановой стрелы имеют ромбическое расположение или расположение в виде выпуклого дельтоида. При ромбическом расположении стволов крановой стрелы или при их расположении в виде выпуклого дельтоида ширина крановой стрелы увеличивается от ее нижнего ствола, расположенного в плоскости перемещения груза, к тем двум верхним стволам крановой стрелы, которые расположены на расстоянии от плоскости перемещения груза, благодаря чему достигаются описанные выше преимущества. Верхний ствол крановой стрелы, который расположен в плоскости перемещения груза, не подвергается сжатию ни от изгибающих сил, действующих в плоскости перемещения груза, ни от изгибающих сил, действующих перпендикулярно плоскости перемещения груза. Поэтому уменьшение ширины крановой стрелы от ее верхних стволов, расположенных на расстоянии от плоскости перемещения груза к тому ее верхнему стволу, который расположен в плоскости перемещения груза, не является недостатком.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.15 формулы изобретения обеспечивает высокую степень жесткости крановой стрелы по отношению к изгибающим силам, действующим в плоскости перемещения груза. Благодаря блокированию концов стволов крановой стрелы, изгибающие силы, действующие в боковом направлении, уводятся непосредственно на всю крановую стрелу и тем самым демпфируются Это обеспечивается, в частности, тем, что соответствующая по меньшей мере одна блокировочная задвижка закреплена или установлена с возможностью смещения на непосредственно связанном с нею или на соседнем соединительном элементе,
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.16 формулы изобретения обеспечивает высокую степень жесткости крановой стрелы по отношению к изгибающим силам, действующим в плоскости перемещения груза. Тот по меньшей мере один ствол крановой стрелы, который обращен к ходовой части крана, может демпфировать большие изгибающие силы, действующие в плоскости перемещения груза, благодаря площади стволового поперечного сечения. Поэтому изгибная жесткость крановой стрелы соответственно высока. Площадь стволового поперечного сечения упомянутого по меньшей мере одного нижнего ствола крановой стрелы в каждом случае соответствует по меньшей мере полуторной или по меньшей мере двойной площади стволового поперечного сечения других стволов крановой стрелы. Представляется предпочтительным такое решение, при котором упомянутые другие стволы крановой стрелы имеют те же площади стволового поперечного сечения. Кроме того, тот по меньшей мере один ствол крановой стрелы, который обращен к ходовой части крана, может обеспечивать пространство для вмещения гидравлического цилиндра, который обеспечивает возможность телескопического выдвижения и втягивания крановой стрелы.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.17 формулы изобретения обеспечивает возможность телескопического выдвижения и втягивания крановой стрелы просто и экономично с точки зрения занимаемого пространства. Представляется предпочтительным такое решение, при котором упомянутый по меньшей мере один ствол крановой стрелы имеет большую площадь стволового поперечного сечения, чем другие стволы крановой стрелы. В варианте, когда по меньшей мере один ствол крановой стрелы расположен в плоскости перемещения груза, представляется предпочтительным такое решение, при котором гидравлический цилиндр расположен в этом стволе. В варианте, когда все стволы крановой стрелы расположены на расстоянии от плоскости перемещения груза, представляется предпочтительным такое решение, при котором гидравлический цилиндр расположен в одном из этих стволов. В альтернативном варианте в стволах крановой стрелы могут быть размещены несколько гидравлических цилиндров, при этом представляется предпочтительным такое решение, при котором гидравлических цилиндров два и расположены они в тех двух стволах крановой стрелы, которые располагаются симметрично относительно плоскости перемещения груза.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.18 формулы изобретения имеет сравнительно жесткую и имеющую простую конструкцию крановую стрелу.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.19 формулы изобретения обеспечивает возможность простого и экономичного с точки зрения занимаемого пространства проведения троса.
Передвижной телескопический подъемный кран согласно п.20 формулы изобретения обычным образом обеспечивает возможность подъема грузов с помощью поддерживающего троса. Упомянутый поддерживающий трос проведен от свободного конца крановой стрелы к лебедке, которая установлена на верхней части конструкции. Представляется предпочтительным такое решение, при котором поддерживающий трос проведен в направляющем канале.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ПРИЛАГАЕМЫХ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие признаки, преимущества и подробности предлагаемого изобретения будут изложены далее на ряде конкретных вариантов осуществления со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг.1 в аксонометрии показан передвижной телескопический подъемный кран согласно первому варианту осуществления предлагаемого
изобретения, снабженный телескопической крановой стрелой, в конструкцию которой входят четыре ствола, и которая находится в транспортировочном положении.
На фиг.2 передвижной телескопический подъемный кран, изображенный на фиг.1, показан на виде сбоку.
На фиг.3 показан вид в поперечном сечении по III-III (см. фиг.2) через крановую стрелу.
На фиг.4 передвижной телескопический подъемный кран, изображенный на фиг.1, показан в аксонометрии с крановой стрелой, развернутой в рабочее положение.
На фиг.5 передвижной телескопический подъемный кран, изображенный на фиг.4, показан на виде сбоку.
На фиг.6 показан вид в поперечном сечении по VI-VI (см. фиг.5) через крановую стрелу.
На фиг.7 показан вид в поперечном сечении по VII-VII (см. фиг.5) через крановую стрелу.
На фиг.8 на виде сбоку показан передвижной телескопический подъемный кран согласно второму варианту осуществления предлагаемого изобретения, снабженный крановой стрелой, в конструкцию которой входят четыре ствола, и которая находится в транспортировочном положении.
На фиг.9 показан вид в поперечном сечении по IX-IX (см. фиг.8) через крановую стрелу.
На фиг.10 передвижной телескопический подъемный кран, изображенный на фиг.8, показан в аксонометрии с крановой стрелой, развернутой в рабочее положение.
На фиг.11 передвижной телескопический подъемный кран, изображенный на фиг.10, показан на виде сбоку.
На фиг.12 показан вид в поперечном сечении по XII-XII (см. фиг.11) через крановую стрелу, проиллюстрированную на фиг.10.
На фиг.13 показан вид в поперечном сечении по XIII-XIII (см. фиг.11) через крановую стрелу.
На фиг.14 в аксонометрии показан передвижной телескопический подъемный кран согласно третьему варианту осуществления предлагаемого изобретения, снабженный крановой стрелой, в конструкцию которой входят четыре ствола, и которая развернута в рабочее положение.
На фиг.15 показан вид в поперечном сечении развернутой в рабочее положение крановой стрелы, выполненном в области первой секции крановой стрелы.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДЛАГАЕМОГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее со ссылками на прилагаемые чертежи от фиг.1 до фиг.6 будет описываться первый вариант осуществления предлагаемого изобретения. Передвижной телескопический подъемный кран 1 имеет ходовую часть 2, на которой установлена верхняя конструкция 3, имеющая противовес 4. Упомянутая ходовая часть 2 имеет известную в данной области техники конструкцию, будучи выполненной с возможностью передвижения по общественным дорогам. Для этого ходовая часть 2 имеет базовую раму 5, на которой смонтирована совокупность осей 6 с колесами 7 на них, которые выполнены с возможностью приведения их в движение и руления. Упомянутая верхняя конструкция 3 и расположенный на ней противовес 4 установлены на ходовой части 2 с возможностью поворота вокруг оси вращения 8, проходящей перпендикулярно плоскости базовой рамы 5.
На верхней конструкции 3 расположена крановая стрела 9, установленная с возможностью шарнирного поворота с помощью гидравлического цилиндра 10 в рабочей плоскости W (плоскость перемещения груза) и выполненная выдвижной (телескопической) в продольном направлении L. Для этого крановая стрела 9 имеет три секции 11, 12 и 13, выполненные с возможностью телескопически выдвигаться и втягиваться с помощью гидравлического цилиндра 14 и, таким образом, выполненные с возможностью переводиться из выдвинутого рабочего положения во втянутое транспортировочное положение и обратно. Первая секция 11 крановой стрелы 9 шарнирно соединена с верхней структурой 3 с возможностью поворота вокруг оси поворота 15 на своем конце. Крановая стрела 9 выполнена с возможностью шарнирного поворота в рабочей плоскости W с помощью гидравлического цилиндра 10, который, отходя от верхней конструкции 3, сочленен с секцией 11 крановой стрелы, отстоящей от оси шарнирного поворота 15.
Крановая стрела 9 имеет четыре ствола 16, 17, 18 и 19, которые все имеют телескопическое исполнение и содержат секции 20, 21 и 22; 23, 24 и 25; 26, 27 и 28; и 29, 30 и 31, соответственно. Гидравлический цилиндр 14 расположен во вмещающем пространстве ствола 16 крановой стрелы 9, который выполнен в виде полого цилиндра, образующего упомянутое вмещающее пространство. В качестве альтернативы либо в дополнение, упомянутый гидравлический цилиндр 14 может быть расположен в некотором вмещающем пространстве ствола 17, который выполнен в виде полого цилиндра, образующего упомянутое вмещающее пространство. Упомянутые стволы 16, 17, 18 и 19 имеют по отношению к продольному направлению L поперечное расположение на расстоянии друг от друга и соединены один с другим с помощью четырех обладающих изгибной жесткостью соединительных элементов 32, 33, 34 и 35. Соединительные элементы 32 и 33 во всех случаях располагаются на конце секций 20, 23, 26 и 29 соответствующих стволов крановой стрелы, которые образуют, тем самым, первую секцию 11 крановой стрелы. Соединительный элемент 34, в свою очередь, расположен на конце секций 21, 24, 27 и 30 соответствующих стволов крановой стрелы на удалении от упомянутой первой секции 11 крановой стрелы, которые образуют, тем самым, вторую секцию 12 крановой стрелы. Соответственно, соединительный элемент 35 расположен на конце секций 22, 25, 28 и 31 соответствующих стволов крановой стрелы на удалении от упомянутой второй секции 12 крановой стрелы, которые образуют, тем самым, третью секцию 13 крановой стрелы. Еще один соединительный элемент, а именно, соединительный элемент 36 располагается на секциях 20, 23, 26 и 29 соответствующих стволов крановой стрелы и между соединительными элементами 32 и 33. Гидравлический цилиндр 10 шарнирно сочленен с этим соединительным элементом 36.
Крановая стрела 9 по своей конструкции симметрична относительно плоскости W перемещения груза и имеет центральную продольную ось 37, которая называется центроидальной (то есть, отнесенной к центру масс или центру тяжести крановой стрелы) осью и расположена в плоскости W перемещения груза. Стволы 16, 17, 18 и 19 крановой стрелы имеют свои центральные продольные оси 38, 39, 40 и 41, соответственно, которые имеют полигональное или четырехстороннее расположение, симметричное относительно плоскости W перемещения груза. В частности, упомянутые стволовые центральные продольные оси 38, 39, 40 и 41 имеют трапецеидальное расположение. Центральная продольная ось 37 крановой стрелы 9 лежит в плоскости W перемещения груза. Стволовые центральные продольные оси 38 и 39 отстоят от плоскости W перемещения груза в направлении, перпендикулярном ей, на одинаковых расстояниях b1 и b2 и от центральной продольной оси 37 на одинаковых расстояниях h1 и h2 в направлении, параллельном плоскости W перемещения груза. Соответственно, стволовые центральные продольные оси 40 и 41 отстоят от плоскости W перемещения груза перпендикулярно ей на одинаковых расстояниях b3 и b4 и от центральной продольной оси 37 на одинаковых расстояниях h3 и h4 параллельно плоскости W перемещения груза. Ввиду трапецеидального расположения стволов 16, 17, 18 и 19 выполняются соотношения b1(=b2)<b3(=b4).
Нижние стволы 16 и 17, обращенные к ходовой части 2 крана, образуют нижнюю сторону крановой стрелы 9, а верхние стволы 18 и 19, удаленные от ходовой части 2 крана, образуют верхнюю сторону крановой стрелы 9. Крановая стрела 9 в направлении, перпендикулярном плоскости W перемещения груза, имеет ширину B, которая, начиная от нижних стволов 16 и 17, увеличивается в направлении к верхним стволам 18 и 19, достигая максимальной величины BA. Упомянутые выше геометрические параметры показаны на фиг.7.
Секции 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 и 31 стволов крановой стрелы выполнены в виде полых цилиндров круглого сечения. На фиг.7 проиллюстрирована форма поперечного сечения этих стволовых секций 20, 23, 26 и 29 первой секции 11 стрелы 9 и показано положение этих стволовых секций 20, 23, 26 и 29 первой секции 11 стрелы 9 друг относительно друга и относительно плоскости W перемещения груза. Стволовые секции 20 и 23 имеют одинаковые наружные радиусы R1 или R2, которые больше, чем такие же наружные радиусы R3 и R4 стволовых секций 26 и 29. Поэтому стволовые секции 20 и 23 в направлении, параллельном плоскости W перемещения груза, имеют высоту H1=2×R1 или H2=2×R2, а в направлении, перпендикулярном плоскости W перемещения груза, имеют B1=2×R1 или B2=2×R2. Соответственно, стволовые секции 26 и 29 имеют значения высоты H3=2×R3 или H4=2×R4 и значения ширины B3=2×R3 или B4=2×R4. Поэтому крановая стрела 9 в области ее секции 11 имеет высоту, или максимальную высоту HA, которая образуется суммированием значений R1, R3, h1 и h3. Кроме того, в области ее секции 11 крановая стрела 9 имеет ширину, или максимальную ширину BA, которая образуется суммированием значений R3, R4, b3 и b4. Аналогично для секций 12 и 13 крановой стрелы 9, у которых наружные радиусы R1, R2, R3 и R4 соответственно меньше, как это требуется для обеспечения телескопической способности крановой стрелы 9. Для обеспечения возможности телескопического выдвижения и втягивания крановой стрелы 9 соответствующие секции 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30 и 31, относящиеся к стволам 16, 17, 18 и 19 крановой стрелы 9, которые находятся по соседству в продольном направлении L, выполнены с возможностью втягивания одна в другую. Выполняется следующее соотношение между максимальной шириной BA и каждой шириной Bi, где i изменяется от 1 до 4: BA:Bi≥1,5, предпочтительно - BA:Bi≥2, еще более предпочтительно - BA:Bi≥2,5. Кроме того, выполняется следующее соотношение между максимальной высотой HA и каждой высотой Hi, где i изменяется от 1 до 4: HA:Hi≥1,5, предпочтительно - HA:Hi≥2, еще более предпочтительно - HA:Hi≥2,5. Аналогично для секций 12 и 13 крановой стрелы 9.
Секции 20, 23, 26 и 29 стволов крановой стрелы, в направлении, перпендикулярном плоскости W перемещения груза, имеют площади стволового поперечного сечения A1, A2, A3 и A4, соответственно, которые в каждом случае получаются из площадей кругов, связанных с упоминавшимися выше наружными радиусами R1, R2, R3 и R4, соответственно. Поэтому площади стволового поперечного сечения Ai в каждом случае содержат площади материального поперечного сечения AMi и площади пустотного поперечного сечения AHi, где пустоты окружены материалом, при этом i изменяется от 1 до 4. Благодаря разнесенному расположению стволовых секций 16, 17, 18 и 19 или стволовых секций 20, 23, 26 и 29, крановая стрела 9 в области стреловой секции 11 имеет площадь поперечного сечения AA, которая больше, чем сумма AS площадей стволового поперечного сечения A1, A2 и A3. Площадь поперечного сечения AA показана на фиг.7 в виде области, ограниченной линиями из точек, которые между соседними стволовыми секциями 20, 23, 26 и 29 проходят как касательные. Эти линии из точек вместе со стволовыми секциями 20, 23, 26 и 29 образуют периметр стреловой секции 11. Этим периметром ограничивается площадь поперечного сечения AA. Фигурально выражаясь, периметр области AA поперечного сечения получается при натяжении воображаемого шнура, который туго натянут с охватом стволовых секций 20, 23, 26 и 29. Аналогично для стреловых секций 12 и 13.
Что касается соотношения между площадью поперечного сечения AA и суммарной площадью стволовых поперечных сечений A1, A2 и A3, то оно таково, что AA:AS>1, предпочтительно - AA:AS≥1,5, еще более предпочтительно - AA:AS≥2, еще более предпочтительно - AA:AS≥2,5, еще более предпочтительно - AA:AS≥3, еще более предпочтительно - AA:AS≥4. Аналогично для стреловых секций 12 и 13, при этом следует учесть, что соответствующие стволовые секции 21, 24, 27 и 30 или 22, 25, 28 и 31, из соображений обеспечения телескопической способности, имеют соответственно меньшие радиусы R1, R2, R3 и R4.
При таком решении крановая стрела 9 по сравнению с крановыми стрелами, известными из уровня техники, имеет то преимущество, что она имеет больший момент инерции площади Iz,tot или Iy,tot по отношению к изгибающим силам, действующим перпендикулярно плоскости W перемещения груза и в плоскости W перемещения груза. Момент инерции площади Iz,tot по отношению к изгибающим силам, действующим перпендикулярно плоскости W перемещения груза, иными словами, действующим на изгиб вокруг оси z, определяется по следующей формуле:
где
i - текущий индекс для стволов крановой стрелы,
Iz,i - собственная доля i-того ствола крановой стрелы,
bi - расстояние центроидальной или центральной продольной оси i-того ствола крановой стрелы от центроидальной или центральной продольной оси крановой стрелы в направлении оси y,
AMi - площадь материального поперечного сечения i-того ствола крановой стрелы,
- доля Штейнера i-того ствола крановой стрелы и
n - количество стволов крановой стрелы.
Уравнение (1) применимо также для n=4. Уравнение (1) описывает достижимы