Что такое самоходные краны
Стреловой кран
Подъёмные механизмы, у которых грузозахватные устройства закреплены на специальной стреле, называются краны стрелового типа. Они получили широкое распространение для решения логистических задач на объектах различного назначения. Стреловой кран применяется при строительстве зданий, сооружений, загородных домов, промышленных объектов. Обладая хорошей мобильностью, грузоподъёмностью, надёжностью стреловой кран используется в самых труднодоступных местах. Установленные на автомобильном ходу они могут быстро перемещаться от одного объекта к другому существенно сокращая время для проведения погрузочно-разгрузочных работ.
Функциональные особенности
Многообразие задач, которые способен решать стреловой кран можно объединить общими функциональными особенностями. К таким особенностям относятся:
Во многом функциональные особенности определяются конструкцией и характеристиками установленной стрелы.
Конструкция и принципы работы стреловых кранов
Основными элементами стреловых кранов являются:
Весь механизм приводится в действие с помощью двигателя бензинового (дизельного) или электрического. Он позволяет изменять угол наклона и направления поворота платформы с кабиной управления.
Основным принципом работы стрелового крана является создание равновесия между подвешенным грузом и опорой. Благодаря существующим противовесам или точкам опоры создаётся этот баланс. В самоходных агрегатах специально предусмотрены опорные балки. В больших строительных агрегатах установлен компенсирующий груз, расположенный с обратной стороны груза.
Параметры стреловых кранов
Каждый стреловой кран имеет свои характеристики, которые определяют его технические возможности. На основании анализа осуществляют выбор необходимого агрегата. Основные параметры таких изделий регламентированы существующими стандартами. На их основании к таким параметрам относятся:
Грузоподъёмность стрелового крана определяет максимальную массу груза, которая может поднята на допустимую высоту. Этот параметр зависит от величины вылета с учётом устойчивости к опрокидыванию.
К характеристикам, характеризующим быстродействие стрелового крана относятся следующие скорости:
Кроме перечисленных параметров важным показателем считается допустимый угол наклона стрелы, при которых кран не склонен к опрокидыванию.
Классификация кранов стрелового типа
Всё многообразие современных стреловых кранов можно классифицировать по следующим признакам:
По типу ходового устройства подобные агрегаты можно разделить на передвижные (самоходные) и стационарные. Стреловые самоходные краны изготавливаются на колёсном, гусеничном или рельсовом ходу В качестве колёсного хода применяют грузовые, специальные автомобили или тракторы. Для улучшения фиксации при проведении работ и обеспечения безопасности применяют специальные пневматические опоры. Проведение работ на пересечённой местности или при наличии только необорудованных дорог весь механизм крепят на гусеничных самоходных агрегатах.
На строительных площадках устанавливают стрелочные краны, которые двигаются по заранее проложенным рельсам. В речных и морских портах, прибрежных зонах их устанавливают на специальное судно, которое может самостоятельно или с помощью буксира перемещаться по воде. Отдельным видом являются краны типа деррик. Они имеют вертикальную мачту, с двумя опорами. На ней с помощью шарниров установлена стрела.
В качестве привода башенный стреловой кран имеет:
Поворотный механизм приводится подключённым к нему механизмом. Приведенная классификация соответствует перечню, утверждённому в принятых государственных стандартах.
Модификации стрел
В современных установках в основном применяют два типа стрелы: решётчатые и телескопические. Крановая стрела первого типа имеет форму решётки жёстко сваренная из прочного металла. Она имеет конечную длину. Поэтому изменение высоты подъёма, и дальности переноса груза, может осуществляться только за счёт изменения угла наклона.
Второй тип позволяет изменять её длину. Это производится с помощью специального механизма, который приводится в действие с помощью различных приводов. В современных агрегатах применяют три вида приводов:
В первом случае движение телескопической стрелы осуществляется за счёт работы имеющегося двигателя внутреннего сгорания (чаще автомобильного). Во втором случае применяется гидравлический привод, состоящий из системы выдвижных цилиндров.
В остальных случаях для выдвижения элементов стрелы используется электрический двигатель. Он имеет самостоятельное питание, или приводится в движение от двигателя внутреннего сгорания. По количеству двигателей такие механизмы бывают одномоторными или многомоторными. Наличие нескольких двигателей позволяет увеличить мощность всего привода.
В некоторых моделях применяется так называемый смешанный привод. Когда одни элементы приводятся в движение механическим, а другие гидравлическим или электрическим способом.
По конструктивному исполнению стрелы делятся на следующие категории:
По типу подвески стрелы бывают: гибкие и жёсткие. Первая реализована на приводном механизме с системой канатов. Вторая выполнена на гидравлических цилиндрах.
Особое распространение получили стрелы телескопической модели. Одной из разновидностей таких стрел является механизм с овоидным профилем. Он является комбинацией двух геометрических фигур: прямоугольника и эллипса. Для изготовления такой стрелы применяют специальные особо прочные марки стали. Такая стрела состоит из следующих элементов:
Процесс выдвижения её элементов производится с помощью гидроцилиндров и полиспаст. Для уменьшения силы трения и создания плавного хода в каждом элементе установлены специальные плиты скольжения. Устранение бокового смещения осуществляется благодаря установленным упорам и накладкам. Применение такого вида профиля (овоидного) позволило провести перераспределение нагрузки по всей длине каждой секции. На каждую из секций: верхнюю, нижнюю и боковую действуют следующие нагрузки. В момент выдвижения секции нижняя часть подвергается сжатию, верхняя – растяжение, а боковые части изгиб. Такое перераспределение нагрузок позволяет оптимизировать все действующие на конструкцию силы, что увеличивает её прочность и надёжность.
Книга: Стропальные и такелажные работы в строительстве и промышленности
Навигация: Начало Оглавление | Другие книги | Отзывы:
1.2. Стреловые самоходные краны
Стреловый самоходный кран— это кран, у которого грузозахватный орган подвешен к стреле или тележке, перемещающейся по стреле (рис. 1.1).
Основные параметры самоходного крана: грузоподъемность, высота подъема и глубина опускания, вылет стрелы, скорость подъема (опускания) груза, грузовая характеристика и т.д.
Стреловые самоходные краны общего назначения подразделяются: на гусеничном ходу (КГ), на колесном ходу (КП, КС), авто мобильные (КА), на спецшасси автомобильного типа (КШ) и на короткобазовом шасси (КК).
Всем стреловым самоходным кранам присваивается индекс, состоящий из двух букв (КА; КП; КС; КШ; КГ; КК) и цифр (рис. 1.2).
Терминология и классификация кранов определены ГОСТ 22827-85.
Буквы, стоящие после цифр, обозначают очередную модернизацию (А, Б, В. ) или климатическое исполнение крана (ХЛ — северное, Т — тропическое; ТВ — тропики влажные (см. рис. 1.2).
Рис. 1.1. Стреловые самоходные краны:
а — гусеничный кран МКГС-100; б — пневмоколесный кран КС-4372; в — автомобильный кран КС-35715: 1 — крюковая подвеска; 2 — стрела; 3 — стойка стрелы; 4
кабина крановщика; 5 — поворотная рама; 6 — опорно-поворотное устройство; 7— подпятник; 8— механизм блокировки рессор заднего моста шасси; 9 — неповоротная рама; 10 — облицовка; 11 — выносная опора; 12 — шасси автомобиля
На стреловых самоходных кранах применяются следующие приборы и устройства безопасности:
· отключение механизма подъема груза при приближении крюка к оголовку стрелы (концевой выключатель);
· отключение механизма опускания груза при достижении крюком крайнего нижнего положения;
· отключение механизма стрелы при ее подходе к упору;
· ограничитель грузоподъемности (срабатывает при перегрузке более 10 %).
СТРЕЛОВЫЕ САМОХОДНЫЕ КРАНЫ
Стационарные подъемные краны разной конструкции, которым мы посвятили немало статей, имеют массу достоинств и при этом — один важный недостаток: отсутствие мобильности. Чтобы переместить такой кран (даже быстромонтируемый) с места на место, потребуется немало времени, средств, а также усилия людей и техники. Этого ограничения не существует для самоходных кранов со стрелой: гусеничные и колесные, они без труда перемещаются туда, где требуется их помощь.
Семейство стреловых самоходных кранов во всем своем многообразии включает в себя целый ряд видов и подвидов подъемных машин, способных самостоятельно перемещаться с места на место и выполнять работы, связанные с подъемом, опусканием и перемещением грузов. В разных странах мира выпускаются сотни таких машин, от простых до конструктивно сложных, от самых миниатюрных до поистине гигантских. Рассмотреть даже наиболее интересные из них в рамках одной статьи просто невозможно — поэтому мы на этот раз обозначим лишь основные виды стреловых самоходных кранов, снабдив каждый из них подходящим примером.
Начнем мы, пожалуй, с самого архаичного представителя этого семейства — стреловых пневмоколесных кранов. На сей день подъемные машины этого типа производят только в Германии, хотя техника, выпускавшаяся в СССР в конце прошлого века, кое-где еще до сих пор на ходу. Главная сфера их применения — строительные объекты, находящиеся на небольшом удалении друг от друга. Благодаря колесной базе такой кран своим ходом перемещается между ними и, располагая стрелой большой длины, выполняет работу, которую в других условиях поручают стационарному башенному крану.
У этих кранов один силовой агрегат для шасси и крановой установки. Шасси у таких кранов может быть как автомобильного, так и специального типа. Усилия стрелового оборудование крана при работе компенсируются противовесом, благодаря которому машина остается устойчивой на строительной площадке. Подъем и опускание стрелы такой кран способен сочетать с движением поворотной части — на последней располагается кабина, из которой крановщик и управляет процессом, будь то грузоподъемные операции или движение крана. Также на поворотной части находятся рабочие механизмы, в частности грузовые и стреловая лебедки.
Помимо основной стрелы краны этого типа могут комплектоваться вспомогательным башенно-стреловым оборудованием — решетчатой конструкцией из неподвижной стрелы и маневрового гуська-удлинителя.
Грузоподъемность пневмоколесных кранов может составлять от 10 до 200 тонн, а у специальных комплектаций — 200 тонн и более; вылет стрелы у них может достигать ста метров.
Интересной особенностью кранов этого типа является возможность перемещения в рабочем положении вместе с грузом (при грузоподъемности от 25 до 30 процентов от номинальной). Разумеется, в пределах района, где ведется строительство, и со скоростью около двух километров в час. В транспортном положении скорость у кранов этого типа может достигать 30 километров в час, однако их движение по дорогам общего пользования затруднено тем, что они имеют габариты, превышающие нормативные, в связи с чем их перемещение требует специальных согласований. По дорогам такие краны передвигаются как своим ходом, так и на буксире.
Многие современные пневмоколесные краны — эффективные машины, способные решать большое число задач. Как, например, родственный телескопическим погрузчикам 608 Multicrane. Кран имеет шасси с откидными аутригерами, двигатель Deutz мощностью 90 киловатт, способную подниматься и наклоняться кабину на поворотной платформе и два ведущих управляемых моста. Его стрела на манер телескопического погрузчика имеет пять секций и оголовок с механизмом быстрой смены навесного оборудования, благодаря чему он способен одинаково эффективно работать с кран-балкой, грузовыми вилами или люлькой. А вот крюковой подвески на нем нет. Несмотря на это, работая с вилами, он может поднимать грузы весом до 8 тонн на высоту до 20,2 метра. Эксплуатационная масса самого крана составляет 19,3 тонны, скорость, которую он развивает, достигает 26 километров в час. 608 Multicrane обладает высокой маневренностью и имеет радиус поворота 5,3 метра. Для машины предусмотрены три различных режима рулевого управления.
Из всех стреловых кранов на колесах лучшей проходимостью и маневренностью отличаются короткобазные краны. У таких кранов две ведущих и управляемых оси, колеса большого размера, что позволяет им выполнять производственные задачи даже на грунтовых площадках в труднопроходимой местности, где полноразмерный автокран будет неизбежно испытывать трудности. Короткобазные краны имеют выдвижные опоры и кабину оператора, располагающуюся на поворотной платформе. Конструктивно они проще городских автокранов, редкие модели этих машин вписываются в дорожные габариты — при этом короткобазные краны способны перемещаться с грузом на крюке. Правда, устойчивость их из-за укороченной базы несколько ниже, чем у обычных городских автокранов. Этот недостаток в какой-то мере компенсируется их способностью работать в сельской местности и даже на объектах, расположенных посреди полного бездорожья.
Яркий представитель семейства короткобазных подъемных кранов —PALFINGER SANY SRC750C. Модель имеет максимальную расчетную грузоподъемность 75 тонн. Пятисекционная телескопическая стрела крана снабжена предохранительным клапаном на цилиндре телескопирования, а оголовок — шестью роликами; кран оборудован механическим индикатором наклона стрелы. Подъем последней осушествляется с помощью гидравлического цилиндра двойного действия со встроенным предохранительным клапаном. Полностью выдвинутая стрела SRC750C имеет вылет 45 метров, а с гуськом — 69 метров. В линейке короткобазных кранов этого именитого производителя SRC750C примерно средняя по характеристике грузоподъемности: топовая в этом ряду модель SRC1200C способна работать с грузами весом до 120 тонн.
Весьма распространенной разновидностью короткобазных кранов остаются городские автокраны — или автокраны класса «сити». Эти стреловые самоходные краны на колесном шасси соответствуют дорожному габариту, имеют хорошую маневренность и способны самостоятельно добраться до стройплощадки даже в большом городе с плотной застройкой и интенсивным трафиком. Большая часть строящихся объектов находится именно в городах, где подъемной технике приходится действовать на небольших по размерам стройплощадках, поэтому производители автокранов именно эти машины оборудуют в соответствии с новейшими технологиями, обеспечивающими предельную точность работы, высокую производительность, компьютерный контроль за всеми выполняемыми операциями.
В отличие от классических двухосных короткобазных кранов, у кранов сити-класса может быть до четырех осей, что существенно снижает осевые нагрузки.
Говоря о сити-кранах, нельзя не вспомнить одну из самых популярных в этом ряду моделей — Liebherr LTC 1055-3.1. Трехосная полноприводная модель имеет поворотную платформу с компактной компоновкой стрелы, кабины и двигателя с насосной станцией, который играет роль противовеса. Семисекционная стрела крана в транспортном положении слегка наклонена вниз. В рабочем положении высота под крюком составляет 50 метров. Грузоподъемность сити-крана — 55 тонн. Кран оснащен гидрофицированными опорами. Без них LTC 1055-3.1 способен телескопировать стрелу с грузом весом до 27,5 тонны и двигаться с грузом весом до 24,5 тонны на крюке — в последнем случае груз может опираться на шасси. То, в каком порядке выдвигаются секции стрелы, рассчитывает, исходя из вылета, высоты подъема и массы груза, компьютерная программа. Кран очень маневренный и благодаря особенностям рулевого управления (диагональный ход и другие режимы)демонстрирует прекрасную поворотность даже на тесной городской стройплощадке. Кабина крановщика очень комфортабельна; органы управления скомпонованы таким образом, что и вести машину, и управлять крановой установкой одинаково удобно.
И все же наибольшей популярностью пользуются автокраны на шасси грузовика. Они создаются на базе серийно выпускаемых грузовых моделей, которые оснащаются крановым оборудованием, а также передними и задними выдвижными опорами. Такие краны способны перемещаться по дорогам общего пользования, включая грунтовые, и преодолевать подъемы до 20 градусов. Они соответствуют дорожному габариту и имеют наибольшую скорость передвижения, что позволяет им оперативно перемещаться между удаленными друг от друга объектами. Если это расстояние составляет сотни и даже тысячи километров, их можно, не разбирая, перевезти по железной дороге: размеры большинства кранов такого типа сделать это позволяют.
Автокраны на грузовом шасси имеют телескопические стрелы с жестким подвесом или стрелы решетчатые с гибким подвесом. Они также могут выпускаться в башенно-стреловом исполнении и оснащаться гуськом. В качестве сменного оборудования многие модели таких кранов комплектуют удлинительными или выдвижными секциями, увеличивающими длину стрелы. Краны оснащают стандартными грузозахватными приспособлениями — крюковой обоймой или грейфером для сыпучих грузов.
Автокраны на стандартном грузовом шасси выпускаются либо с одномоторным приводом (все механизмы приводятся в действие от силового агрегата шасси), либо с многомоторным (каждый механизм приводится в действие своим двигателем). Приводы в автомобильных кранах применяются разного типа: электрический, механический, гидравлический. Управление краном в движении осуществляется из кабины шасси, при выполнении грузоподъемных операций — из кабины крановщика на вращающейся части крана.
Кроме стандартных грузовиков (МАЗ, КАМАЗ, Урал, MAN, Scania, IVECO, Volvo) крановая установка может устанавливаться на специально разработанное под нее шасси — последнее имеет повышенную проходимость (но не всегда соответствует габариту по ширине). Зато способность такой машины добраться даже к удаленному месту работы — выше всяких похвал; по этой причине такие машины называют вездеходными автокранами.
Кабина крановщика на автокранах чаще может быть снабжена сдвижной дверью и решеткой для защиты от падающих предметов, широким остеклением, обеспечивающим хороший обзор, а также снабжается гидравлическим механизмом подъема для изменения угла наклона — либо же имеет функцию поворота на 180 градусов. Последнее делается для того, чтобы в транспортном режиме переместить кабину в положение за противовесом, позволяя автокрану вписаться в дорожный габарит.
Яркими современными представителями автокранов на шасси грузовика выступают краны нового поколения (G1) cерий XCT (шоссейные) и XCA (полноприводные) производства китайского машиностроительного гиганта XCMG. Эти краны снабжены U-образной стрелой. При подъеме и опускании груза с одновременным изменением вылета происходит компенсация изменения вылета, вызываемая прогибом стрелы: тяжелый груз поднимается вертикально, что делает подъем/спуск более безопасным. Совмещать подъем и опускание стрелы с изменением вылета позволяет энергосберегающая гидравлическая система нового типа. K-образная опора, более устойчивая, чем опоры традиционной формы, позволила китайскому производителю добиться улучшения характеристик подъема средней и длинной стрелы.
Одномоторная конструкция силовой установки этих кранов, по словам производителя, позволяет добиваться большой экономичности и до 40% снижает расходы на их техобслуживание. Высокий крутящий момент при низкой частоте вращения позволяет шоссейным кранам преодолевать подъем ≥45%, а полноприводным — ≥70%. При этом расход топлива в движении составляет у них всего от 30 литров на 100 километров. Интересно отметить, что компанией XCMG в новых кранах cерий XCT и XCA впервые к крановой отрасли применена технология рекуперации энергии.
Всего в конструкции кранов XCT и XCA реализовано 13 инновационных решений. В частности, у кранов нового поколения заметно улучшилось взаимодействие «человек — компьютер». Благодаря этому возможны дистанционный контроль и управление через мобильный терминал. Требуется только ввести информацию: начальный подъемный вес, вылет, высота — и система предложит оптимальный рабочий режим, что снижает риск, связанный с человеческим фактором.
Всего в 2018 году XCMG выпустила восемь моделей новых кранов серии XCT грузоподъемностью от 25 до 130 тонн с вылетом стрелы от 42 до 61 метра (с гуськом — от 51 до 89 метров). Что касается полноприводной серии XCA, грузоподъемность семи разных моделей этих машин находится в пределах от 60 до 550 тоннн, а длина выдвинутой стрелы у них составляет от 48 до 90 метров (с гуськом — от 64 до 132 метров). В России руководство XCMG особенно активно продвигает пятиосный вездеходный кран XCA220 с 73-метровой стрелой, длина которой с гуськом может достигать 108,2 метра. Усовершенствованное шасси кранов XCMG позволяет добиться впечатляющей маневренности на рабочей площадке, в том числе — и крупнотоннажным полноприводным кранам.
Стреловые гусеничные краны широко используются как в строительстве, так и в монтаже промышленного оборудования крупных размеров. По сравнению с вездеходными колесными кранами они обладают еще более впечатляющей проходимостью, однако скорость их движения в 3—4 раза ниже. Конструкция стрелы гусеничных кранов может быть прямой, телескопической или изогнутой. Поворотная часть таких кранов конструктивно схожа с той, которой оснащена подъемная техника на колесном ходу. А неподвижная часть представляет собой сварную раму, которая монтируется на тележку с гусеницами. Притормаживая движение одной из гусениц или полностью останавливая ее с одновременным увеличением скорости другой, такой кран способен разворачиваться на месте. Гусеничные краны оборудуются решетчатой стрелой, а в качестве захватного механизма они оперируют крюковым или грейферным захватом, а дизель-электрические модификации этих машин — электромагнитным.
Для того чтобы доставить стреловой гусеничный кран к месту работ, потребуется тягач с низкорамным полуприцепом — а возможно, и несколько: громоздкую технику этого типа часто доставляют на строительную площадку по частям и монтируют уже на месте. Другие варианты доставки — железнодорожный или водный транспорт. Однако подобные хлопоты того стоят: при монтаже инженерных коммуникаций, установке крупногабаритных конструкций, погрузке сверхтяжелых или объемных конструкций такие краны практически незаменимы. Длина их стрелы может достигать ста метров (и это не предел), а грузоподъемность — сотен тонн. Устойчивые, не нуждающиеся в установке опорных контуров, не требующие подготовки площадки, способные работать даже на бездорожье и преодолевать уклоны до 20 градусов, в плане эксплуатации эти машины считаются одними из самых безопасных в семействе мобильных стреловых. И одними из самых превосходных по грузоподъемности: в любой статье о кранах-гигантах всех типов часть моделей будут гусеничными. Один из таких рекордсменов — кран Manitovoc 31000 —имеет грузоподъемность до 2300 тонн и стрелу длиной 137,8 метра. Этот крупнейший из когда-либо изготовленных компанией кранов имеет самоподдерживающий противовес с переменным положением, способный снижать размеры опорной площади крана и требования к подготовке грунта. Из других особенностей этого сверхтяжеловеса нужно отметить четыре гусеницы с установкой на цапфах, два двигателя Cummins мощностью по 600 л.с., быстрый, насколько это возможно для такого гиганта, самомонтаж и демонтаж и оригинальную систему управления EPIC c технологией CAN-Bus.
В качестве подвида гусеничных стреловых кранов нужно упомянуть краны-экскаваторы, имеющие как экскавационное, так и крановое сменное рабочее оборудование — ковш драглайна, грейфер, траншейный грейфер, гидравлический обсадной стол, кран. Один из всемирноизвестных производителей машин этого типа, компания SENNEBOGEN, выпускает краны-экскаваторы со стрелой в виде решетчатой мачты, разные модели которых имеют эксплуатационную массу от 30 до 300 тонн и работают с большим выбором навесного оборудования с механическими и гидравлическими приводами. Одна из них, кран-экскаватор для тяжелых работ SENNEBOGEN 6300 HD, применяется в добывающей промышленности и специализированных фундаментных работах. Высота его крюка достигает отметки 80,3 метра, грузоподъемность — 200 тонн. Для выемки грунта он оснащается грейфером, объем которого 15 кубометров. В зависимости от сферы применения и производственных задач кран-экскаватор оборудуют силовой установкой мощностью 570, 780 или 840 киловатт.
Благодаря своей высокой маневренности и автономности работы (отсутствию подкрановых путей и прочего) стреловые самоходные краны находят самое широкое применение как в строительстве, так и при монтажных и погрузочно-разгрузочных работах. В пользу их растущей востребованности лучше всего свидетельствует тот факт, что новые модели этих машин ежегодно демонстрируются на ведущих специализированных выставках России, привлекая самый живой интерес их посетителей.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.