PL213684B1 - Żuraw wieżowy samojezdny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest żuraw wieżowy samojezdny będący mobilnym urządzeniem dźwigowym o znacznej wysokości pracy i znacznym udźwigu, przeznaczonym zwłaszcza do prac przy stawianiu obiektów w zakresie energetyki odnawialnej, przede wszystkim turbin, siłowni i elektrowni wiatrowych. Żuraw znajduje zastosowanie także w innych rodzajach prac gdzie wymaga się urządzenia o znacznym udźwigu na dużej wysokości.

Znanych jest szereg konstrukcji żurawi wieżowych stacjonarnych jak i samojezdnych, na podwoziach szynowych, gąsienicowych lub kołowych. Kolumna żurawia ma zwykle postać pionowej wieży o wielosekcyjnej, kratownicowej konstrukcji, lub o konstrukcji teleskopowej, z wysięgnikiem zamocowanym na najwyższej sekcji. Wysięgnik może mieć konstrukcję wychylną z zainstalowanym na jego końcu cięgnikiem, może mieć także konstrukcję poziomą z cięgnikiem przemieszczającym się na jego długości. Wysięgnik może mieć również konstrukcję kratownicową, lub w innych rozwiązaniach może mieć, podobnie jak wieża, konstrukcję teleskopową w postaci zespołu współśrodkowych rur umieszczonych współśrodkowo jedna wewnątrz drugiej. Rozwiązanie według wynalazku dotyczy żurawia wieżowego z kolumną wysuwaną teleskopowo, zawierającego wysięgnik o konstrukcji teleskopowej lub kratownicowej.

Znane są konstrukcje żurawia gdzie wieża osadzona jest na przyczepie, przystosowanej do transportu z użyciem ciągnika siodłowego. Żurawie tego rodzaju mają możliwość stosunkowo szybkiego przemieszczania na kolejne miejsce pracy. W trybie pracy dźwigowej, podwozie przyczepy jest zazwyczaj podniesione w stosunku do podłoża, na wysuwnych podporach, których stopy mają możliwość dostosowania się do ewentualnych nierówności podłoża, celem wypoziomowania gniazda mocowania wieży w położeniu roboczym. Wysięgnik mocowany na szczycie wieży, który miał tradycyjnie konstrukcję kratownicową, w obecnych rozwiązaniach stanowi urządzenie teleskopowe z możliwością obrotu wokół osi symetrii wieży. Mechanizm teleskopowy uruchamiany jest zazwyczaj systemem lin i wielokrążków. Tego rodzaju znane rozwiązanie wysięgnika teleskopowego żurawia przedstawiono w opisie patentowym polskim nr PL 178707. Wysięgnik zawiera na swoim przednim końcu głowicę podstawową z układem krążków linowych, na przedłużeniu której w kierunku zgodnym z osią wzdłużną wysięgnika umieszczona jest dodatkowo głowica pomocnicza. W głowicy pomocniczej zamocowany jest wahliwie na sworzniu hak pomocniczy.

Znane rozwiązanie żurawia wieżowego przejezdnego zostało przedstawione w opisie patentowym według zgłoszenia międzynarodowego numer WO 2006/058751. Wynalazek dotyczy żurawia kołowego mobilnego zawierającego konstrukcję która jest realizacją żurawia wieżowego obrotowego, zawierającego pionową wieżę oraz wysięgnik na szczycie tej wieży. Według tego znanego rozwiązania, wieża wraz z wewnętrznym mechanizmem teleskopowym w położeniu transportowym ułożona jest zasadniczo poziomo w łożu przyczepy kołowej, zawierającej wyprofilowane gniazdo dla podstawy wieży. Przyczepa wyposażona jest w uchwyty dla zamocowania ramion podpór stabilizujących położenie przyczepy w miejscu pracy żurawia. Podpory wyposażone są na końcach w stopy o regulowanej wysokości. Ramiona podpór stabilizujących mają regulowaną długość i w położeniu roboczym żurawia mechanizm jezdny przyczepy jest odciążony, a cały ciężar żurawia wraz z obciążeniem przekazany jest na wymienione podpory.

Przyczepa wyposażona jest w mechanizm hydrauliczny podnoszenia złożonej wieży teleskopowej z położenia poziomego do położenia pionowego, wraz z równoczesnym przemieszczaniem jej podstawy na przyczepie, w kierunku gniazda mocującego kolumnę wieży w położeniu pionowym. Uprzednio, do gniazd w głowicy wieży, jeszcze w położeniu poziomym mocuje się wysięgnik górny, na dwóch współosiowych zawiasach. Kolumna wieży oraz kolumna wysięgnika sprzężone są kolejnymi elementami hydrauliki siłowej, dla utrzymania kolumny wysięgnika w położeniu poziomym, w trakcie pracy układu hydraulicznego stawiania kolumny wieży z położenia poziomego do położenia pionowego. Te kolejne elementy hydrauliki siłowej stanowią również mechanizm podnoszenia ramienia wysięgnika.

Według pierwszej odmiany tego znanego rozwiązania, w położeniu roboczym kolumny złożonej wieży teleskopowej, głowica wieży wyposażona jest w kratownicowe ramiona. Ramiona kratownicowe zamocowane są w gniazdach rozmieszczonych wokół głowicy wieży. Ramion kratownicowych jest tyle ile przewidzianych jest odciągów stabilizujących pionową pozycję wieży. W tym znanym rozwiązaniu pozycja robocza wieży teleskopowej jest stabilizowana czterema odciągami. Do głowicy wieży zamocowane są więc cztery ramiona kratownicowe. Każde z ramion kratownicowych zawiera na roboczym

PL 213 684 B1 końcu siłownik hydrauliczny, przeznaczony do napinania odciągów i usztywniania całości konstrukcji żurawia. Jak to pokazano w tym znanym rozwiązaniu, pojedynczy odciąg stanowi tu zespół sztywnych prętów połączonych przegubowo i krzyżujących się jeden z drugim. W pozycji roboczej żurawia, gdzie teleskopowa wieża jest rozciągnięta na pełną wysokość, sztywne pręty, z których ostatni jest połączony z siłownikiem na skraju ramienia kratownicowego, przyjmują postać wieloelementowych odciągów łączących ramiona kratownicowe z ramionami podpór stabilizujących. W tej pozycji, z zamontowanym uprzednio wysięgnikiem teleskopowym, żuraw jest gotowy do pracy.

W tym samym znanym rozwiązaniu, przedstawiono inny wariant budowy żurawia wieżowego. W tym rozwiązaniu, nie wykorzystano ramion kratownicowych dla zamocowania końcówek odciągów. Ucha dla odciągów zamocowano natomiast na obwodzie głowicy wieży żurawia. Pozwoliło to pominąć w konstrukcji żurawia, etap mocowania ramion kratownicowych, co zwykle wydłużało okres przygotowania żurawia do pracy. To rozwiązanie nie pozwalało na zastosowanie systemu sztywnych prętów jako odciągów ze względu na zmieniający się kąt i wymaganą długość odciągu zamocowanego głowicy, w trakcie teleskopowego wysuwania poszczególnych segmentów wieży, w trakcie jej stawiania do pełnej wysokości. W tym znanym rozwiązaniu zaproponowano więc zastosowanie lin stalowych, odwijanych z bębnów wciągarek zamocowanych w podporach stabilizujących. Po ustawieniu żurawia w pozycji roboczej i osiągnięciu jego pełnej wysokości, odciągi stabilizujące są naprężane za pośrednictwem wciągarek. Jak to pokazano w tym znanym rozwiązaniu, wieża może być dodatkowo stabilizowana kolejnymi odciągami mocowanymi na długości wieży żurawia.

Oba przedstawione warianty znanego rozwiązania, wariant zawierający odciągi zamocowane do ramion kratownicowych, oraz wariant zawierający odciągi mocowane bezpośrednio do głowicy wieży teleskopowej wykazują zasadnicze niedogodności. W odmianie z ramionami kratownicowymi możliwe jest zastosowanie odciągów w postaci systemu sztywnych prętów, lecz wymaga to pracochłonnego i niebezpiecznego montażu wymienionych ramion kratownicowych do głowicy wieży żurawia co odbywa się na pewnej wysokości. Natomiast w odmianie gdzie odciągi mocowane są bezpośrednio do głowicy wieży żurawia, nie jest możliwe wykorzystanie odciągów w postaci systemu sztywnych prętów i możliwe jest zastosowanie odciągów linowych, rozwijanych z wciągarek na krańcach podpór.

Według wynalazku, żuraw wieżowy samojezdny zawiera wieżę teleskopową oraz wysięgnik. Wieża teleskopowa zamocowana jest odchylnie na przyczepie wieloosiowej, która jest wyposażona w gniazda dla podpór ze stopami o regulowanej wysokości. Przyczepa wyposażona jest w układ hydrauliczny przesuwu i stawiania złożonej wieży teleskopowej od pozycji poziomej transportowej do pozycji pionowej roboczej. Głowica wieży teleskopowej jest zwieńczona gniazdem do mocowania wysięgnika, który jest właściwym elementem roboczym żurawia. Do głowicy wieży teleskopowej zamocowane są okucia odciągów stabilizujących. Każdy odciąg stabilizujący składa się z szeregu połączonych przegubowo sztywnych prętów, które w pozycji transportowej złożone są w rynnach zbiorczych stanowiących elementy podpór stabilizujących.

Według wynalazku, żuraw wieżowy samojezdny charakteryzuje się tym, że do każdego ucha głowicy wieży teleskopowej zamocowane jest na stałe górne okucie pierwszego odcinka odciągu stabilizującego, przy czym ten pierwszy odcinek odciągu stabilizującego stanowi odcinek liny stalowej.

W rozwiązaniu według wynalazku, wymieniony pierwszy odcinek odciągu stabilizującego ma długość większą niż długość pierwszego, zewnętrznego segmentu wieży teleskopowej.

Pierwszy segment wieży teleskopowej, w korzystnej wersji rozwiązania wyposażony jest w pobliżu podstawy wieży w uchwyty dolnych okuć pierwszych odcinków wszystkich odciągów stabilizujących.

Każdy, zamocowany u podnóża wieży teleskopowej, uchwyt dolnego ucha pierwszego odcinka odciągu stabilizującego, w korzystnym rozwiązaniu wyposażony jest w mechanizm naprężania tego pierwszego odcinka odciągu stabilizującego.

Wolne okucie pierwszego sztywnego odcinka odciągu stabilizującego, przeznaczone do połączenia z dolnym okuciem pierwszego odcinka odciągu w postaci liny stalowej, znajduje się w sąsiedztwie gniazda wieży teleskopowej.

Według wynalazku, siłowniki hydrauliczne naprężania odciągów znajdują się w pobliżu krańców podpór przyczepy.

W rozwiązaniu według wynalazku zastosowano dzielone odciągi stabilizujące wieżę żurawia oraz wyeliminowano kratownicowe ramiona osiągając znaczne zmniejszenie ciężaru całkowitego żurawia, zmniejszenie kosztów transportu żurawia oraz ograniczenie czasu montażu żurawia. Zmieniono także konstrukcję odciągów, których górny odcinek wykonano w postaci liny stalowej, zamiast

PL 213 684 B1 dotychczasowego pierwszego sztywnego cięgła połączonego nierozłącznie z układem kolejnych sztywnych cięgieł. Pozostałe odcinki składowe każdego odciągu stanowią, tak jak dotąd, połączone przegubowo sztywne cięgła. Wymieniony górny odcinek odciągu, w postaci stalowej liny wykazuje pewną elastyczność, co umożliwia odłączenie go od kolejnego cięgła w odciągu i zamocowanie jego dolnego okucia u podstawy wieży oraz naprężenie go wzdłuż zewnętrznego płaszcza wieży teleskopowej na czas transportu wieży. Po ustawieniu złożonej wieży w pozycji pionowej i po poluzowaniu tej liny, możliwe jest ponowne przegubowe połączenie jej dolnego okucia z wolnym okuciem pierwszego odcinka sztywnego cięgła i rozpoczęcie wysuwania wieży teleskopowej do położenia roboczego z jednoczesnym wybieraniem kolejnych odcinków sztywnej części odciągów.

Zaproponowana zmiana konstrukcyjna polega na tym, że przeniesiono gniazda górnych okuć wszystkich odciągów z końców ramion stabilizujących zamocowanych uprzednio do głowicy wieży, na obwód samej głowicy przy jednoczesnym jej wzmocnieniu, oraz na tym, że zastąpiono górne sztywne cięgło w każdym z odciągów, odcinkiem stalowej liny. Wymieniony odcinek stalowej liny odłączalny jest po złożeniu teleskopowej wieży, od pierwszego cięgła sztywnego. U podstawy wieży zastosowano cztery dodatkowe gniazda dla zamocowania okuć wszystkich czterech pierwszych odcinków liny stalowej. Gniazda te u podstawy wieży wyposażono w zespoły naprężania liny. Pozwoliło to zamocować górne ucha pierwszych odcinków odciągów na stałe do głowicy wieży. Pozwoliło to także przenieść operację łączenia pierwszego odcinka każdego odciągu w postaci odcinka liny stalowej, z pierwszym cięgłem sztywnym każdego odciągu - na poziom podpory. Pozwoliło to z kolei uniknąć czasochłonnej i niebezpiecznej operacji montażu kratownicowych ramion do głowicy, prowadzonej na wysokości rzędu około 20 metrów.

Zmiana olinowania żurawia w największym skrócie sprowadza się do zastąpienia odciągów mocowanych do końców ramion kratownicowych, odciągami dzielonymi, gdzie dolny kraniec górnego odcinka odciągu mocowany jest do górnego krańca drugiego odcinka odciągu na poziomie przyczepy. Górny odcinek odciągu ma postać liny stalowej, zaś przyłączany do niego pierwszy i kolejne odcinki odciągu stanowią połączone ze sobą przegubowo sztywne cięgła.

Rozwiązanie według wynalazku pozwoliło zastosować odciągi dzielone, o kombinowanej konstrukcji, zawierające jedynie pierwszy odcinek w postaci liny stalowej, a wszystkie kolejne odcinki w postaci sztywnych cięgieł. Pozwoliło to połączyć zalety olinowania liną stalową, z podstawową zaletą odciągu z połączonych przegubowo cięgieł sztywnych, jaką jest brak niekorzystnego zjawiska rozciągliwości odciągu.

Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładzie wykonania na załączonym rysunku, gdzie poszczególne figury rysunku ilustrują:

Fig. 1 - przyczepę na podporach z ustawioną do pionu złożoną wieżą teleskopową z wysięgnikiem,

Fig. 2 - widok żurawia z góry zgodnie z osią symetrii wieży teleskopowej,

Fig. 3 - widok z boku żurawia w pozycji roboczej,

Fig. 4 - kolejne fazy stawiania złożonej wieży teleskopowej od poziomej pozycji transportowej do pionowej pozycji roboczej.

Jak to pokazano w widoku z boku na rysunku fig. 1, żuraw wieżowy samojezdny zawiera wieżę teleskopową 1 oraz wysięgnik 2. Wysięgnik 2 posadowiony jest na głowicy 3 na szczycie wieży teleskopowej 1. Wieża teleskopowa 1 zamocowana jest odchylnie na przyczepie wieloosiowej 4, która jest wyposażona w gniazda dla podpór 5 ze stopami 6 o regulowanej wysokości. Przyczepa 4 wyposażona jest w element hydrauliczny 7 przesuwu i stawiania złożonej wieży teleskopowej 1 od pozycji poziomej transportowej do pozycji pionowej roboczej. Kolejne fazy stawiania żurawia od pozycji transportowej do pozycji roboczej pokazano na załączonym rysunku fig. 4. Jak pokazano na rysunkach fig. 1, fig. 2 oraz fig. 4, głowica 3 wieży teleskopowej 1 jest zwieńczona gniazdem do mocowania wysięgnika 2, który jest właściwym elementem roboczym żurawia. Do głowicy 3 wieży teleskopowej 1 zamocowane są ucha odciągów stabilizujących 9. Jak to pokazano na rysunku fig. 3 w widoku z góry, żuraw wyposażony jest cztery odciągi stabilizujące 9, z których każdy rozpięty jest w roboczej pozycji żurawia pomiędzy głowicą 2 wieży teleskopowej 1, a krańcem podpory 5. Jak pokazano na wymienionym rysunku fig. 3, żuraw jest wyposażony w cztery podpory 5, usytuowane promieniście wokół osi symetrii wieży teleskopowej 1. Nie wyklucza to innej liczby podpór 5, w innych przykładach wykonania żurawia samojezdnego według wynalazku. Każdy odciąg stabilizujący 9 składa się z szeregu połączonych przegubowo sztywnych prętów 17,10, które w pozycji transportowej złożone są w rynnach zbiorczych 11 stanowiących elementy podpór 5. Sztywne pręty czterech odciągów są tak ułożone

PL 213 684 B1 w rynnach zbiorczych 11, że wolne okucie pierwszego sztywnego pręta 17 znajduje się w sąsiedztwie podstawy 13 wieży teleskopowej 1.

Jak to pokazano na rysunku fig. 1 oraz fig. 2, do każdego ucha 8 głowicy 3 wieży teleskopowej 1 zamocowane jest na stałe górne okucie pierwszego odcinka 12 odciągu stabilizującego 9. Ten pierwszy odcinek 12 odciągu stabilizującego 9 stanowi odcinek liny stalowej. Jak to pokazano na rysunku fig. 1 oraz fig. 2 pierwszy odcinek odciągu stabilizującego ma długość większą niż długość pierwszego, zewnętrznego segmentu wieży teleskopowej 1. Jest to spowodowane faktem, że zgodnie z wynalazkiem ten pierwszy odcinek 12 odciągu zamocowany jest z jednej strony na stałe do głowicy 3 osadzonej na najwyższym segmencie wieży teleskopowej 1, znajdującej się w stanie złożonym wieży 1 znacznie ponad górną krawędzią segmentu zewnętrznego 14 wieży, zaś z drugiej strony koniec tego pierwszego odcinka 12 odciągu jest mocowany w okolicach podstawy 13 wieży teleskopowej 1.

Pierwszy segment zewnętrzny 14 wieży teleskopowej 1, w pokazanym na załączonych rysunkach przykładzie wykonania, wyposażony jest w pobliżu podstawy 13 wieży 1 w cztery uchwyty 15 dolnych okuć czterech pierwszych odcinków 12 wszystkich czterech odciągów stabilizujących 9.

Każdy, znajdujący się u podnóża wieży teleskopowej uchwyt dolnego okucia pierwszego odcinka 12 odciągu stabilizującego 9, w tym przykładowym rozwiązaniu, wyposażony jest w znany mechanizm naprężania tego pierwszego linowego odcinka 12 odciągu stabilizującego 9.

Wolne okucie pierwszego sztywnego odcinka 17 odciągu stabilizującego 9, przeznaczone do połączenia z dolnym okuciem pierwszego odcinka 12 odciągu w postaci liny stalowej, znajduje się w sąsiedztwie podstawy 13 wieży teleskopowej 9.

Żuraw wyposażony jest w urządzenia naprężania odciągów 9, rozłożonych w pozycji roboczej żurawia. Urządzenia naprężania odciągów stanowią siłowniki hydrauliczne 16 i znajdują się one w pobliżu krańców podpór 5 przyczepy 3.

Przy przygotowaniu do pracy żurawia, w pozycji półrozłożonej, przed rozsunięciem sekcji wieży, w rozwiązaniu według wynalazku następuje wypięcie dolnego okucia górnej linowej części odciągu z mocowania transportowego i połączenie go z górnym wolnym końcem pierwszego z cięgieł sztywnych spoczywających w łożu na podporze. Po wykonaniu operacji łączenia części dolnej pierwszego linowego odcinka odciągu z częścią górną pierwszego ze sztywnych odcinków odciągu, następuje operacja wysunięcia w górę kolejnych segmentów wieży teleskopowej, co powoduje stopniowe wybieranie kolejnych sztywnych odcinków wszystkich czterech odciągów. Po osiągnięciu wysokości roboczej po zablokowaniu wszystkich sekcji wieży, następuje sprężenie całej konstrukcji poprzez naprężenie czterech odciągów z wykorzystaniem siłowników hydraulicznych, umieszczonych na poziomie ziemi, na końcach podpór żurawia. Ma to zasadniczy wpływ na czas oraz bezpieczeństwo operacji przyłączenia odciągów do wieży teleskopowej.

Claims (6)

1. Żuraw wieżowy samojezdny zawierający wieżę teleskopową oraz wysięgnik, gdzie wieża zamocowana jest odchylnie na przyczepie wieloosiowej która jest wyposażona w gniazda dla podpór ze stopami o regulowanej wysokości oraz ta przyczepa jest wyposażona w układ hydrauliczny przesuwu i stawiania złożonej wieży teleskopowej od pozycji poziomej transportowej do pozycji pionowej roboczej zaś głowica wieży teleskopowej jest zwieńczona gniazdem do mocowania wysięgnika, przy czym do głowicy wieży teleskopowej zamocowane są ucha odciągów stabilizujących, gdzie każdy odciąg stabilizujący składa się z szeregu połączonych przegubowo sztywnych prętów, znamienny tym, że do każdego ucha (8) głowicy (3) wieży teleskopowej (1) zamocowane jest na stałe górne okucie pierwszego odcinka (12) odciągu stabilizującego (9), przy czym ten pierwszy odcinek (12) odciągu stabilizującego (9) stanowi odcinek liny stalowej.

2. Żuraw wieżowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy odcinek (12) odciągu stabilizującego (9) ma długość większą niż długość pierwszego zewnętrznego segmentu (14) wieży teleskopowej (1).

3. Żuraw wieżowy według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy zewnętrzny segment (14) wieży teleskopowej (1) wyposażony jest w pobliżu podstawy (13) wieży w uchwyty (15) dolnych okuć pierwszych odcinków (12) odciągów stabilizujących (9).

PL 213 684 B1

4. Żuraw wieżowy według zastrz. 3, znamienny tym, że każdy uchwyt (15) dolnego okucia pierwszego odcinka (12) odciągu stabilizującego (9) wyposażony jest w mechanizm naprężania tego pierwszego odcinka (12) odciągu stabilizującego (9).

5. Żuraw wieżowy według jednego z zastrzeżeń od 1 do 4, znamienny tym, że wolne okucie pierwszego sztywnego odcinka (17) odciągu stabilizującego (9) znajduje się w sąsiedztwie podstawy (13) wieży teleskopowej (1).

6. Żuraw wieżowy według zastrz. 1, znamienny tym, że siłowniki hydrauliczne (16) naprężania odciągów (9) znajdują się w pobliżu krańców podpór (5) przyczepy (4).