具有在上部结构上有效重合的门架力和臂架力的起重机制造技术

一种起重机，包括底座、上部结构、臂架和门架，上部结构可旋转地安装在底座上，臂架在前附接位置处枢转地安装至上部结构，并且具有支撑用于升高有效负荷的承重绳的远端，门架安装在上部结构上并且支撑连接至臂架的远端的臂架绳索。门架包括至少一个前支腿，该前支腿机械地连接至前附接位置并且沿着远离臂架的方向倾斜以将朝向臂架的水平力分量施加至前附接位置，该水平力分量与由臂架施加的朝向前支腿的水平力分量方向相反。

A crane with an effective overlap of the portal and arm forces on the upper structure

A crane, which comprises a base, superstructure, arm and door frame, the upper structure is rotatably mounted on the base, the boom in the pre attached position pivotally mounted to the upper structure, and has support for remote bearing rope increasing effective load, the door frame is arranged on the upper part of the structure and the support arm is connected to the distal end of the arm. The door frame includes at least one front leg, the front leg mechanically connected to the front position and attached along the arm away from the direction of tilt toward the horizontal force component to be applied to the front arm of the attached position, the horizontal component of force exerted by the arm with a horizontal force of front leg component in the opposite direction.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有在上部结构上有效重合的门架力和臂架力的起重机
本专利技术涉及一种起重机，其具有安装至可旋转地安装在底座上的上部结构的臂架和门架。
技术介绍
常见形式的起重机具有底座、上部结构、臂架和门架，上部结构可旋转地安装在底座上，臂架具有近端和远端，近端可枢转地附接至上部结构，远端支撑用于升高有效负荷的承重绳，门架安装在上部结构上并且具有用于支撑臂架绳索的上端，臂架绳索连接至臂架的远端用于支撑臂架的远端。这种常见形式的起重机通常设置有电动机、臂架绞车和负载绞车，电动机使臂架围绕底座摆动，臂架绞车增加或减少臂架的倾斜度，以将臂架的远端对准在有效负荷上方，负载绞车卷入或放出承重绳以升高或降低有效负荷。上述常见形式的起重机通常用于基座式海上起重机。在2010年3月出版的第七版美国石油协会规范2C——海上平台起重机的第2页的图1中指出了作为“安装有摆动支座的桁架臂架式起重机”的例子。在这个例子中，支撑底座是圆柱形的基座，上部结构通常是矩形的，并且上部结构通过回转轴承组件安装至基座，以围绕基座的垂直轴线旋转。常见的门架具有安装至上部结构的左后方和右后方的一对后支腿，和安装至上部结构的左前方和右前方的一对前支腿，但是存在不同数量的支腿及其不同的附接位置。臂架是枢转地连接至上部结构的前方的桁架臂架。因此，基座式海上起重机通常在上部结构上使用四支腿门架和六个附接位置，其中两个附接位置用于门架的一对后支腿，两个附接位置用于门架的一对前支腿，两个附接位置用于处于臂架近端的一对臂架支腿。例如，参见在1980年8月12日颁布的Bonneson等人的美国专利4216870。
技术实现思路
本专利技术描述了将门架和臂架安装至起重机的上部结构以便减少在上部结构上的载荷力矩和弯曲力矩并允许上部结构具更小的质量和更紧凑的尺寸的方法。臂架具有在前附接位置枢转地附接至上部结构的近端，并且门架包括至少一个前支腿，该前支腿机械地连接至前附接位置并且沿着远离臂架的方向倾斜以在前附接位置施加朝向臂架的水平力分量，该水平力分量与从臂架朝向前支腿的水平力分量方向相反。因此，从前附接位置施加到上部结构的净力会减少，从而需要减少结构的质量以加固前附接位置并且强化上部结构以抵抗这些力。由于从臂架的前附接位置施加到上部结构的净水平力的减小，前附接位置可以更靠近起重机的底座的中心，从而导致上部结构的尺寸和质量的进一步减小。对于基座式起重机，可以通过使用圆形转台作为上部结构的主要部件，并且将前附接位置设置在转台的圆周上，进一步减小上部结构质量。在优选的布置中，前门架支腿提供朝向臂架的水平力分量，该水平力分量与在前附接位置处从臂架朝向前门架支腿的水平力分量相等且方向相反。这对于所有的有效负荷和所有的臂架倾斜度都是如此。由于不存在从前附接位置到上部结构的任何净水平力，因此施加在上部结构上的力为最小。例如，门架可以具有四个支腿，包括在远离臂架的方向上倾斜的一对前支腿，和一对垂直的后支腿，并且每个前支腿都可以附接在上部结构上的对应的前附接位置，在该前附接位置臂架枢转地附接到上部结构。在这个例子中，后方的一对支腿没有对上部结构施加水平力分量，而后方的一对支腿提供了与在两个前附接位置处的来自臂架的水平力分量等大且方向相反的水平力分量。在这种情况下，当后支腿的附接位置位于圆形转台的后方时，也可以消除水平力分量和任何来自后支腿的弯曲力矩。这导致了以下布置，其中四支腿门架具有在转台的圆周上方对准的四个附接位置，并且两根前支腿在臂架的两个前附接位置附接至上部结构。例如，四个附接位置位于由转台的圆周界定的正方形的四个角。在优选的布置中，在所有四个附接位置处可预测的向下的力的方向允许通过将上部结构的整体形状从矩形完全变换为圆形来进一步优化上部结构。圆形模式允许上部结构的附加部件（例如，球环，根据其功能，其为圆形）直接集成到转台上，而不需要任何过渡结构，这使得上部结构质量上非常有效。圆形的上部结构对于传递扭矩具有效率上的额外优势（这就是为什么几乎每个扭矩传递轴都是圆形的）。当起重机因负载不在臂架远端的下方或由于强风而“扭动”时，上部结构将抵抗该负载。通常使用的矩形形状由于其容易扭动而不能有效地抵抗扭矩。因此，在大多数目前制造的上部结构，其内部需要大量的内部加固和支撑。然而，转变为圆形上部结构意味着更有效的形状，其可以抵抗扭转而没有太多额外的支撑结构。附图说明下面将参照附图描述本专利技术的附加特征和优点，其中：图1是具有在上部结构上有效重合的门架力和臂架力的起重机的俯视图；图2是图1中所描述的起重机的侧视图；图3是图1中所描述的起重机的转台和门架的组装件的俯视图；图4是图3的组装件的侧视图；图5是图3的组装件的前视图；图6是图3的组装件的斜视图；图7是展示了枢转连接至图3的组装件的臂架的近端的斜视图；图8是展示了臂架相对于图3的组装件处于最大向上倾斜位置的侧视图；图9是图3的组装件的侧视图，其展示了附接至转台的附加部件；图10是图9的组装件沿图9中的线10-10的俯视截面图；图11是图9中的边界线11-11内的放大侧视图；图12是图9中的边界线12-12内的放大侧视图；图13是图9的组装件的斜视图；图14是图9的组装件的另一个斜视图；图15是图9的组装件在转台内添加可选的交叉支撑之后的斜视图；图16是展示了左前门架支腿和臂架近端的左支腿至上部结构的共用连接的前视截面图；图17是展示了替换结构的前视截面图，在该替换结构中，左脚钉同时将左前门架支腿和臂架的左支腿附接至上部结构；图18是展示了共用连接的替换结构的前视截面图，该共用连接的替换结构使用第一脚钉将左前门架支腿附接至上部结构，并且使用第二脚钉将左臂架支腿附接至上部结构；以及图19是展示了起重机的前附接位置的替换结构的前视截面图，该起重机具有单个的前门架支腿，并且单个的前门架支腿和臂架的近端同时在前附接位置处附接至上部结构。本专利技术允许各种修改和替代形式，在附图中已经展示了具体实例，下面将对这些具体例子进行详细描述。然而，应当理解，这并不旨在将本专利技术限制于所示的特定形式，相反，本专利技术包括所有落入在所附权利要求定义的本专利技术的范围内的所有修改、等同和替代。具体实施方式图1和图2展示了起重机20。通常，起重机20包括底座（图2中的21）、上部结构22、臂架23和门架28，上部结构22旋转地安装在底座21上，臂架23具有近端24和远端(图2中的25)，近端24枢转地附接至上部结构，远端(图2中的25)支撑用于升高有效负荷的承重绳（图2中的26），门架28安装在上部结构上并且具有用于支撑臂架绳索的上端29，臂架绳索（图2中的30）将门架连接至臂架的远端。起重机20还具有臂架绞车31和主负载绞车32，臂架绞车31用于卷入或放出臂架绳索30从而增大或减小臂架23的倾斜度，以将臂架的远端25对准在有效负荷27的上方，主负载绞车32用于卷入或放出承重绳26以升高或降低有效负荷。在图1和图2所示的实例中，使用具有吊钩（图2中的34）的主承重块（图2中的33）将承重绳26机械地连接至有效负荷27上。承重绳26的两部分绳索将承重块33机械地连接至臂架23的远端25，同时有效负荷27悬挂在吊钩34下面。以类似的方式，臂架绳索30的两部分绳索将门架28的上端29机械地连接到臂架本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种起重机，包括：底座；上部结构，其可旋转地安装在所述底座上；臂架，其具有在前附接位置处枢转地附接至所述上部结构的近端，并且具有支撑用于升高有效负荷的承重绳的远端；以及门架，其安装在所述上部结构上，并且具有支撑臂架绳索的上端，所述臂架绳索连接至所述臂架的所述远端以支撑所述臂架的所述远端；其中，所述门架包括至少一个前支腿，所述至少一个前支腿机械地连接至所述前附接位置并且沿着远离所述臂架的方向倾斜，以将朝向所述臂架的水平力分量施加至前附接位置，该朝向所述臂架的水平力分量与由所述臂架施加的朝向所述前支腿的水平力分量方向相反。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.30 US 62/140,3461.一种起重机，包括：底座；上部结构，其可旋转地安装在所述底座上；臂架，其具有在前附接位置处枢转地附接至所述上部结构的近端，并且具有支撑用于升高有效负荷的承重绳的远端；以及门架，其安装在所述上部结构上，并且具有支撑臂架绳索的上端，所述臂架绳索连接至所述臂架的所述远端以支撑所述臂架的所述远端；其中，所述门架包括至少一个前支腿，所述至少一个前支腿机械地连接至所述前附接位置并且沿着远离所述臂架的方向倾斜，以将朝向所述臂架的水平力分量施加至前附接位置，该朝向所述臂架的水平力分量与由所述臂架施加的朝向所述前支腿的水平力分量方向相反。2.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述前支腿从所述前附接位置延伸到所述门架的所述上端。3.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，由所述前支腿施加的朝向所述臂架的所述水平力分量等于由所述臂架施加的朝向所述前支腿的所述水平力分量。4.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，所述前支腿承载具有穿过所述臂架的枢转轴线的作用线的压缩力。5.根据权利要求4所述的起重机，其特征在于，所述臂架的所述枢转轴线是将所述臂架的所述近端枢转地附接至所述上部结构的脚钉的纵向轴线。6.根据权利要求1所述的起重机，其特征在于，还包括脚钉，所述脚钉在所述前附接位置处将所述臂架的所述近端枢转地附接至所述上部结构，并且所述脚钉在所述前附接位置处还将所述门架的所述前支腿附接至所述上部结构。7.根据权利要求1至6中任一项所述的起重机，其特征在于，所述上部结构包括圆形转台，并且所述前附接位置对准在所述转台的圆周的上方。8.根据权利要求1至6中任一项所述的起重机，其特征在于，所述底座是基座，所述上部结构包括回转轴承组件，该回转轴承组件将所述上部结构连接至所述基座以使所述上部结构绕所述基座的垂直轴线旋转。9.根据权利要求1至6中任一项所述的起重机，其特征在于，还包括机械地连接至所述上部结构和所述底座以使所述臂架绕所述底座摆动的电动机，机械地连接至所述臂架绳索以卷入或放出所述臂架绳索从而增大或减小所述臂架的倾斜度的臂架绞车，以及机械地连接至所述承重绳以便卷入或放出所述承重绳的负载绞车。10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述电动机安装至所述上部结构，所述臂架绞车安装至所述上部结构或所述门架，所述负载绞车安装至所述上部结构或所述臂架。11.根据权利要求1至6中任一项所述的起重机，其特征在于，所述臂架是桁架臂架。12.根据权利要求1至6中任一项所述的起重...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯·恰森，
申请(专利权)人：石油国家工业公司，
类型：发明
国别省市：美国,US