Грузавтоинфо. Грузовой автотранспорт в деталях.

01.01.2013
12:25

Техника Отслеживать:

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»


Сергей Липский, фото автора
Количество осей ракетного тягача, проходимость бронетранспортера, грузоподъемность карьерного самосвала, комфорт легковушки бизнес-класса, вычислительная мощность хорошего компьютера — таков собирательный образ современного самоходного крана класса «Аll-Terrain».

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Термином «Аll-Terrain» (вседорожные) обобщают все многообразие стреловых самоходных кранов на колесных спецшасси повышенной проходимости. Такие подъемные машины аккумулируют в себе весь сплав новейших технических достижений мирового краностроения.

Широкий спектр строительных задач, которые решают эти краны, привел к появлению обширной гаммы моделей и модификаций грузоподъемностью от 30 до 1200 т, обеспечивающих высоту подъема до 188 м.

Залог надежной работы тяжелого самоходного крана на колесном спецшасси – безотказное функционирование всех его конструктивных элементов. О главных элементах, составляющих конструкцию таких кранов, – наш рассказ.

Шасси

К самоходным шасси тяжелых кранов предъявляется целый набор требований, суть которых сводится к главной задаче – колесное шасси должно быть универсальным. Для езды по бездорожью необходим полный привод (или почти полный), большие хода подвески (до 300 мм) и достаточный дорожный просвет (минимум 400 мм), а также способность перераспределять нагрузку между осями при переезде через крупные единичные неровности.

При движении по шоссе важным фактором является отсутствие раскачки крана при высоких (до 80 км/ч) скоростях движения. Все это обеспечивается применением гидропневматической подвески с автоматическим выравниванием нагрузки на оси и гидравлической блокировкой. Предусмотрено несколько режимов: «Движение крана по дороге», «Передвижение крана с оснасткой» и «Установка крана на опоры». Повышению проходимости способствуют односкатные шины большого диаметра с универсальным протектором, допускающие скорость движения до 80 км/ч при номинальной нагрузке. В базовой комплектации устанавливаются шины размерности 395/95 R25 (14.00R25) с номинальной грузоподъемностью 6000 кг, но наибольшей популярностью пользуются шины 445/95 R25 (16.00R25) грузоподъемностью 6700 кг.

Существующее европейское законодательство устанавливает нагрузку на ось в 12 т для техники подобного рода, в других регионах и отдельных странах этот параметр может отличаться (в Великобритании, например, 16,5 т). Из таких соображений диктуется количество осей в зависимости от полной массы: от 2 до 9. Все эти шасси длиннобазные, база их достигает 16 м, общая длина – 20 м. Шасси с четным числом осей группируются по тележкам как симметрично, так и несимметрично. Все шасси имеют сравнительно небольшую монтажную высоту, чем обеспечиваются максимальные удобства для размещения кранового оборудования и снижение центра масс.

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Яркий пример крана All Terrain – Terex- Demag AC 500-1. Грузоподъемность 500 т, длина стрелы 56 м, масса противовеса 180 т, колесная формула 16х8х14

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Компактный Liebherr LTM 1055-3.1: высокий дорожный просвет, полный привод, все оси управляемые – слагаемые уверенного передвижения по стройплощадке

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
«Стотонник» Liebherr LTM 1100-5.2: умение двигаться «крабом» для кранов такого класса стало правилом хорошего тона

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Дополнительный трансмиссионный тормоз на вихревых токах «Telma»

Для обеспечения достаточной маневренности многоосного шасси, как правило, все оси выполняются управляемыми. У некоторых производителей существует альтернативный вариант, когда вместо всех управляемых осей одна-две оси остаются без рулевого управления, но выполняются подъемными, чтобы не создавать помех при движении «крабом» (синхронном повороте передних и задних осей). Предусмотрены различные режимы: движение с высокой скоростью, движение с минимальным радиусом поворота, движение «крабом», поворот только передних либо только задних колес, поворот без заноса задней части. В этом много плюсов: снижается износ шин, повышается проходимость и устойчивость крана при движении. При неисправности или сбое активного рулевого управления задними мостами оно перестает действовать, и задние мосты выставляются в положение «прямо» при помощи центрирующих гидроцилиндров.

Рама

Рама шасси представляет собой мощную сварную конструкцию коробчатого сечения из мелкозернистой стали, способную выдерживать как транспортные нагрузки, так и нагрузки при работе крана. Помимо кронштейнов подвески, в нее интегрированы короба для балок выносных опор и фланец опорно-поворотного устройства.

И никаких промежуточных подрамников – все предельно рационально!

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Классическая и «звездообразная» схемы опорных устройств кранов Grove GMK 6300 и Terex-Demag AC 500-1

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Панель управления горизонтированем крана с индикацией нагрузки на опоры

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Поворотно-выдвижные балки выносных опор. Подпятники опорных гидроцилиндров выполнены из полиамида

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Гидравлический отсек крана Liebherr LTM 1055-3.1

Гидравлические выносные опоры позволяют значительно увеличивать опорный контур крана (до размеров 13,5 х 13,5 м), разгружая подвеску и повышая устойчивость, тем самым обеспечивая безопасное ведение работ. Автоматическая система нажатием одной кнопки вывешивает кран в горизонтальное положение относительно рабочей площадки. Балки выносных опор выполняются выдвижными или поворотно-выдвижными. В последнем случае речь идет о звездообразном (Х-образном) расположении опор, когда балки крепятся в непосредственной близости от опорно-поворотного устройства и расходятся от него лучами. Это позволяет разгрузить раму шасси от скручивающих и изгибающих нагрузок при работе крана, сделать ее легче.

Силовая установка

На кранах грузоподъемностью до 70 т, как правило, в качестве силовой установки для передвижения крана и привода насосной станции используется один дизельный двигатель, установленный в передней части шасси за кабиной водителя. В тяжелых кранах с целью обеспечения приемлемой динамики для движения в общем потоке и экономии горючего при крановых работах эти функции выполняют отдельные двигатели. Так, если для привода шасси 120-тонного крана требуется двигатель мощностью 544 л.с, то для крановой установки достаточно двигателя с мощностью 163 л.с. Расход топлива ориентировочно составляет 108 л/100 км, и 14 л/час соответственно.

Второй двигатель размещается на поворотной платформе и предназначен для привода гидронасосов, которых на самых мощных моделях может насчитываться до 6 шт. Как правило, это аксиально-поршневые регулируемые и нерегулируемые насосы, которые приводят в действие лебедки, механизм поворота, гидроцилиндры подъема стрелы и систему телескопирования стрелы.

Трансмиссия

Двигатель шасси агрегатируется с автоматической планетарной коробкой передач с гидротрансформатором и гидродинамическим тормозом-замедлителем. Трансмиссию выполняют по классической схеме: двигатель – коробка передач – раздаточная коробка – ведущие мосты с планетарными колесными редукторами. Раздаточная коробка и мосты снабжаются межосевыми и межколесными блокируемыми дифференциалами для преодоления сложных участков дороги. Повышенные тяговые возможности реализуются при включении понижающей ступени раздаточной коробки.

С таким набором кран имеет возможность преодолевать уклоны: до 38 % (самые тяжелые модели), до 82 % (легкие модели).

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Liebherr LTM 1220-5.2 с прицепом: такие «лесовозы» - привычное дело в Австралии, США и Канаде

Последний ведущий мост часто комплектуется электродинамическим вихревым тормозом – эдаким «парашютом», эффект торможения которого не зависит от скорости движения. В качестве основных тормозных механизмов все чаще используют дисковые тормоза.

Поворотная платформа

Поворотная платформа представляет собой сварную пространственную конструкцию, установленную на опорно-поворотном устройстве, которое позволяет ей вместе со стрелой вращаться посредством гидромотора с планетарным редуктором. В задней части располагается съемный противовес, который монтируется краном самостоятельно с помощью гидравлической системы балластировки.

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Дополнительная шестая ось позволяет соответствовать более жестким весовым ограничениям, либо дает возможность перевозить на кране больший противовес

Набор плит позволяет оптимально составить его конфигурацию для конкретного груза. На кранах малой грузоподъемности противовес перевозится без демонтажа, на кранах большой грузоподъемности, где его масса достигает 200 т – только отдельно. Подъем и удержание стрелы осуществляется мощным гидроцилиндром с тормозным клапаном. Часто эти функции выполняют два, а в отдельных конструкциях страны Восходящего солнца – даже три гидроцилиндра!

Лебедка

Лебедка представляет собой барабан для навивки троса, внутри которого находится многоступенчатый планетарный редуктор, приводимый в действие гидромотором. Между гидромотором и редуктором установлен автоматически управляемый многодисковый тормоз, предотвращающий непреднамеренное опускание груза. Максимальное тяговое усилие лебедок достигает 15…17 т, дальнейшее его увеличение происходит с помощью полиспаста. Получая выигрыш в силе, приходится проигрывать в расстоянии: длина троса, многократно огибающего блоки полиспаста, достигает 1000 м.

Для исполнений с управляемым гуськом устанавливается дополнительная лебедка, а краны, предназначенные для монтажа турбин ветрогенераторов, имеют еще и третью лебедку вспомогательного подъема. Вдобавок, мощные краны оборудуются технологической лебедкой для облегчения запасовки основного троса.

Стрела

Телескопические стрелы получили широкое признание не сразу. Лишь с середины 1960-х гг. ведущие производители начали строить краны с такими стрелами. В ходе эволюции стрелы приобретали самые разнообразные сечения: прямоугольное, трапецевидное, вытянутое шестигранное.

Современная многосекционная телескопическая стрела практически у всех фирм имеет наиболее оптимальное сечение овального профиля с плоской верхней частью, а в качестве материала используется высокопрочная мелкозернистая конструкционная сталь. Каждая секция изготавливается из двух гнутых полукоробов, два продольных сварных шва на боковых стенках вынесены из наиболее нагруженных зон. Все это в комплексе обеспечивает максимальную грузоподъемность и жесткость при относительно малом собственном весе стрелы и дает крану решающие преимущества при его применении на объекте и передвижении по дорогам без демонтажа стрелы. Обычно длина стрел не превышает 60-70 м, но в 2007 г. фирмой Liebherr был представлен кран со 100-метровой стрелой, побив ее же прежний рекорд в 84 м; не остался в долгу и Terex-Demag, показавший свою «сотку» на выставке BAUMA-2010.

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Вдобавок к основной 62-метровой стреле кран Liebherr LTM 1160-5.1 оснащен 22-метровым гуськом с углом наклона 0…45 градусов. Последнее стало возможным благодаря гидроприводу. За подачу давления отвечает рукав высокого давления на барабане

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Y-расчал стрелы доказал свою эффективность на мощных кранах

Немаловажное значение имеет конструкция механизма телескопирования секций стрелы. В классическом виде это гидроцилиндр (или два) с тросово-блочной системой. Существенный выигрыш по грузоподъемности, особенно для мощных кранов, дает система с одним гидроцилиндром и механизмом внутренней фиксации секций под контролем автоматической системы управления выдвижением и втягиванием. Благодаря большому числу комбинаций выдвижения секций возможно оптимальное использование телескопической стрелы. В качестве опор секций используются малообслуживаемые плиты-скользуны с тефлоновым покрытием. Блоки для тросов с целью экономии веса также изготавливаются из полиамида. Для расширения рабочей зоны, обслуживаемой краном, стрела оборудуется управляемыми и неуправляемыми гуськами, удлинителями. А специальный Y-расчал стрелы позволяет повысить ее устойчивость и грузоподъемность крана.

Управление

Управление перемещением и работой крана осуществляется из двух кабин: кабины водителя и кабины крановщика. Причем перемещать кран по строительной площадке можно даже не выходя из кабины крановщика: электронные системы управления двигателем шасси, коробкой передач и поворотом колес позволяют это делать. На самых тяжелых кранах кабина крановщика на специальном кронштейне переводится в транспортное положение в корму крана: ширина стрелы не позволяет ей находиться на своем привычном месте и одновременно не выходить за габариты крана.

Кабины изготавливаются из алюминия, либо представляют собой каркас из профилей замкнутого сечения, обшитый оцинкованным стальным листом и панелями из стеклопластика. Последние дают свободу полета мысли дизайнерам, отчего кабины перестают быть похожими на «будки». Некоторые производители адаптируют кабины от серийных грузовиков и, надо заметить, гармонично вписывают их в экстерьер крана. Для уменьшения теплового потока стекла тонируются. Лобовое стекло вклеивается, что придает дополнительную жесткость конструкции, а верхнее стекло в крыше кабины крановщика – бронированное, для защиты от возможного падения предметов.

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Уровень комфорта и эргономики кабин кранов All Terrain способствует низкой утомляемости и высокой производительности труда

Для удобства кабина на поворотной платформе может откидываться назад на угол до 20°, при этом крановщику не приходится запрокидывать голову при работе. Мощные системы отопления и кондиционирования воздуха вместе со звукоизоляцией создают благоприятную атмосферу для работы. В кабине водителя два регулируемых сиденья с подогревом, подлокотниками и на пневмоподвеске, регулируемое по высоте и наклону рулевое колесо, электростеклоподъемники, CD/радио. Обычным делом становится оборудование крана видеокамерами. С их помощью крановщику удобно контролировать навивку троса на барабан лебедки или точнее позиционировать груз, наблюдая картинку с камеры на оголовке стрелы.

Эргономика рабочего места – на высшем уровне! Прежней самолетной россыпи приборов нет и в помине: минимум кнопок и индикаторов. Удобные джойстики в подлокотниках, оперативная информация отображается на мониторе компьютерной системы управления, которая является «спинным мозгом» крана. Система позволяет быстро настраивать кран для работы в определенном режиме, четко отслеживает состояние узлов и агрегатов, выполняет диагностику, поиск и индикацию ошибок. Определенная информация постоянно записывается в память бортового «черного ящика». Все электрические и электронные блоки системы соединены при помощи CAN-шин, что обеспечивает высокую надежность благодаря значительному сокращению контактных соединений. В целом, такая система управления позволяет добиться значительного увеличения эффективности работы крана и повышения его экономичности, однако и уровень сервисного обслуживания цифровой техники должен быть соответствующим.

Транспортировка

Встретив на шоссе длинный кортеж тягачей с полуприцепами-тяжеловозами и краном в сопровождении машин прикрытия с проблесковыми маячками, не сразу можно разобраться, что это переезжает на новый объект именно тяжелый кран, а остальная процессия лишь перевозит демонтированные с него узлы.

Обеспечение высоких грузовысотных характеристик кранов невозможно без роста их габаритов и массы: одна только стометровая стрела крана Liebherr LTM 11200-9.1 весит 75 т. Поэтому конструкция крана выполняется по модульному принципу – когда для обеспечения заданной осевой нагрузки с него демонтируются и перевозятся отдельно определенные модули (противовес, лебедка вспомогательного подъема, гусек, крюк, а иногда балки выносных опор, секции стрелы, либо вся стрела).

Процесс монтажа или демонтажа модулей в основном выполняется штатными гидрофицированными механизмами крана, и лишь в отдельных случаях – с помощью второго крана. Иногда небольшой дополнительный противовес буксируется самим краном на прицепе. Законодательство некоторых стран (США, Канада, Австралия) допускает меньшие осевые нагрузки относительно стандартных европейских, поэтому там можно встретить привычный кран с «пристегнутыми» дополнительными осями, либо специальным прицепом (с количеством осей от 3 до 5) на который уложена развернутая назад стрела, тем самым перераспределяя на него часть своего веса.

Дополнительное оборудование


Несмотря на серийное производство кранов, комплектация каждого экземпляра оговаривается отдельно, под конкретные запросы и условия эксплуатации. Но существует определенный ряд опций, изначально предлагаемый фирмами-изготовителями. Шины увеличенной размерности 445/95 R25 (16.00R25), 445/80 R25 (17.50 R25) или 525/80 R25 (20.5R25), прицепная быстромонтируемая ось для снижения осевых нагрузок, дополнительный трансмиссионный тормоз на вихревых токах Telma, запасное колесо с подъемником, ящик для такелажа и принадлежностей, ящик для подкладок опор, лестница-стремянка, буксирное устройство с электророзеткой и пневморазъемом, парктроник, подготовка для установки рации, откидная спальная полка в кабине водителя, легкие и тяжелые удлинители для стрел, гидроцилиндр бесступенчатой перестановки откидного удлинителя под углами 0° - 45°, Y-расчал стрелы, крюковые подвески различной грузоподъемности, дополнительный противовес, климатические пакеты для низких температур (зимний пакет) и для работы выше 2000 м над уровнем моря и относительной влажности до 95%. Для операций опускания груза при аварийной остановке работы предназначен дополнительный двигатель с гидронасосом.

Анатомия универсальности. Конструкции кранов «All Terrain»
Новые стандарты: наклон кабины оператора и большая площадь остекления

Как видим, при создании современного крана грузоподъемностью в сотни тонн и стоимостью миллионы евро приходится решать огромное количество нетривиальных задач и идти на определенные компромиссы. Пожалуй, только экономически здоровые фирмы, располагающие высококвалифицированными, творчески созидающими подразделениями конструкторов и с новейшим производственным оборудованием, способны обеспечить конструирование и выпуск такого рода техники.

А потребность в кранах данного типа растет с каждым днем, и не только в связи с подъемом тяжелых грузов. Зачастую требуется установить простой рекламный щит на крышу 9 – 12-этажного здания, или смонтировать мачту сотовой связи, или… Да мало ли еще работ, с которыми никто не справится лучше, чем краны «All-Terrain»: мощные, высокие и универсальные.
Оцените статью:
25.07.2011, 13:10
6 880
0

Материалы по теме

Обсуждение

У этой статьи еще нет комментариев, если Вы хотите оставить свой отзыв, нажмите на кнопку ниже.
Добавить свой комментарий

Рекомендуем

Номер журнала за июнь:


Смотреть обложку

Опрос

Нужны ли выделенные линии для общественного транспорта?


 
Салюты фейерверки купить спб. Фейерверки купить в спб недорого.

Блог главреда

Поморский дом есть событие бытия

Еще со школьных времен я путал Поморье и Приморье, так как мои представления об этих регионах...

Соцсети