Стреловой кран

Основные модификации

Первые модели автокранов оснащались решетчатыми цельными стрелами на тросовой подвеске. При их установке крюк и подвес укрепляются прочными тросами. Благодаря решетчатой конструкции они выгодно отличаются небольшим весом.

В то же время, наиболее востребованы сегодня телескопические стрелы, образованные несколькими выдвижными сегментами. Выдвигающаяся конструкция обладает высокой гибкостью, способной выдержать значительные нагрузки. Максимальное число секций, которые сегодня может изготовить отечественная промышленность, достигает пяти.

Во многих случаях более удобно использование кранов с башенными стрелами, так как их отличает значительная высота подъема. Такой тип оборудования используется, в основном, на строительстве высоких объемных сооружений.

Способы переноса груза

В подъемных стрелах груз переносится одновременно горизонтально и вертикально увеличением или уменьшением угла наклона. Благодаря особенностям конструкции, краны с подобными модификациями гораздо легче других видов.

Тип жесткой стрелы отличается постоянной длиной вылета в течение рабочего цикла. Перемещение груза осуществляется движением самого крана, а также вращением подъемного механизма. Для увеличения вылета приходится останавливать работу автокрана.

В моделях с грузовой тележкой она перемещается горизонтально. Если нужно увеличить подъемную высоту, стрелу ставят в наклонном положении, и на ее конце закрепляют грузовую тележку.

https://youtube.com/watch?v=2p5jBk1amRk

Гидравлическая схема управления АСК работает следующим образом:

Насос 2, в зависимости от позиции г.р. 4, подаёт масло под давлением из гидробака 1, в содержащий пять г.р.блок 5, или, в содержащий три г.р., блок 9. Оператор, с помощью г.р.блока 5, подаёт давление в бесштоковые полости гидроцилиндров 7 и 8, выдвигая выносные упоры и блокируя рессоры автомобиля. Для фиксации положения гидроцилиндров 7 и 8 на их штоковых полостях установлены гидрозамки 6. Затем, оператор переключает г.р. с ручным управлением 4 , в положение при котором масло от насоса 2, поступает в блок 9, и, переключая первый г.р. блока 9, подаёт давление масла в бесштоковую полость гидроцилиндра 10. Телескопическая стрела начинает поворачиваться в вертикальной плоскости и приходит в положение, близкое к вертикальному. Для фиксации стрелы в выбранном положении и для предотвращения её самопроизвольного опускания при утечках и обрывах шлангов, применяется гидрозамок 6. Для плавного опускания стрелы установлен тормозной клапан 11.

Затем, оператор, переключает второй г.р. блока 9 и подаёт давление в гидромотор 13, механизма поворота платформы. Одновременно с этим, переключается вспомогательный г.р. и подаёт давление в бесштоковую полость тормозного гидроцилиндра 14, который разжимает пружину тормоза.

В нейтральном положении второго г.р. блока 9, бесштоковая полость гидроцилиндра 14 соединяется со сливом, а при включении второго г.р. включается двухпозиционный г.р. 18 с электрическим управлением и давление подаётся в бесштоковую полость тормозного гидроцилиндра 14, платформа растормаживается и может поворачиваться. Для плавного начала и окончания поворота платформы, к блоку 9 подсоединён блок переливных клапанов.

Платформа с поднятой стрелой поворачивается в зону загрузки, для начала рабочей операции. Включая третий г.р. блока 9, оператор подаёт масло под давлением от насоса 2 к блоку г.р. 15, который уже питается от второго насоса 25, для обеспечения большей мощности при работе грузовой лебёдки. Г.р. управления гидромотором грузовой лебёдки, одновременно распускает тормозной гидроцилиндр 14, обеспечивая свободное вращение барабана лебёдки. Для предотвращения несанкционированного опускания груза на крюке, смонтирован тормозной клапан 11. Между первым и вторым г.р.блока 15, установлен обратный клапан, для получения последовательного соединения и одновременного функционирования рабочих органов АСК с помощью г.р. блока 15.

Два насоса установленные в гидросистеме, позволяют одновременно и независимо реализовать работу стрелы и грузовой лебёдки, поворот платформы, грузовой лебедки и выдвижение секций телескопической стрелы, поворот платформы и выдвижения секций. Все г.р. блоков 5, 9 и 15 дают возможность регулировать скорости перемещения рабочих органов, с помощью дросселей регулирования потока и движения рукояток г.р.

Во всех блоках г.р.установлены предохранительные клапаны, которые в блоках 9 и 15 имеют дистанционное управление от г.р. 18 с электрическим управлением, которые при срабатывании ограничителя грузоподъёмности и максимальной высоты подъёма груза , выключаются, сообщая напор со сливом, останавливают все движения рабочих органов. При этом гидроцилиндры тормозов 14 также соединяются со сливом и, под действием пружин, тормозят механизм поворота платформы и грузовую лебёдку.

При авариях, когда вышла из строя силовая установка или насосы 2 и 25. и необходимо опустить груз или опустить стрелу, применяется ручной насос 26, который при открытых вентилях 20, создаёт давление, для открытия гидрозамков 6. Для аварийного поворота платформы и опускания груза открывают вентили 12, установленные между полостями гидромоторов 13 и 16.

Для очистки рабочей жидкости на сливе установлен фильтр 24 с переливным клапаном. Рабочую жидкость подают гидросистему насосом 21, через заливной фильтр 23. Манометр и термометр, установленные в гидросистеме, обеспечивают непрерывный контроль за параметрами рабочей жидкости. АСК составляют сегодня около 80% от всего парка отечественных стреловых самоходных кранов.

Основные технические данные стреловых полноповоротных кранов

По характеру работы на железнодорожном транспорте наиболее распространены краны на железнодорожном ходу, хотя используются и краны на гусеничном и пневматическом ходу. Краны состоят из двух основных частей: ходовой платформы и подъемно-поворотной рамы со стрелой и грузозахватными устройствами. На поворотной раме также размещаются: силовая установка, основные рабочие механизмы крана, стрела с грузозахватными устройствами и органы управления.

На каждом самоходном стреловом полноповоротном кране как минимум имеются четыре механизма: подъема груза, изменения вылета стрелы, поворота верхней части крана и механизм передвижения крана самоходом. Все этн механизмы могут приводиться в движение от отдельных приводов или в комплексе от одного силового привода.

На рис. 1, 2 показаны стреловые полноповоротные краны, краны на железнодорожном ходу грузоподъемностью 15, 16 т.

Технической характеристикой крана являются грузоподъемность, мощность силового привода и суммарная мощность установленных двигателей, скорость подъема груза и передвижения крана самоходом, время полного изменения вылета стрелы, частота вращения поворотной рамы крана, наибольшая высота подъема грузозахватного устройства, радиус, описываемый поворотной частью крана, габаритные размеры, масса крана и допустимая скорость транспортировки крана в составе поезда.

Мощность тепловых двигателей (паровых, двигателей внутреннего сгорания) выражается в лошадиных силах (л. с.), а электрических в киловаттах (кВт).

Скорость подъема груза, передвижения самоходом выражается в метрах в 1 мин (м/мин), а скорость транспортировки крана в составе поезда в километрах в 1 ч (км/ч).

Время подъема или опускания стрелы крана от одного крайнего положения до другого выражается в минутах (мин).

Быстрота поворота верхней рамы крана характеризуется частотой вращения.

Вылетом стрелы называется расстояние по горизонтали между осью вращения крана и вертикальной линией, проходящей через точку подвеса груза.

От вылета стрелы зависит величина обслуживаемой краном площади: чем больше вылет, тем больше эта площадь; но с увеличением вылета повышается возможность опрокидывания крана, так как снижается его устойчивость; поэтому при увеличении вылета должен быть уменьшен вес поднимаемого груза. Для повышения устойчивости и возможности поднятия более тяжелого груза

Рис. 1. Дизель-электрический кран КДЭ-161 грузоподъемностью 16 т:

1 — портал крана; 2-кузов крана; 3 -грузовая стрела; 4 — поворотная часть крана; 5 — опорно-поворотное устройство; 6 — ди-зель-генераторная установка; 7 — глушитель; 8 — механизм подъема стрелы; 9 — кронштейн-держатель кабеля; 10 — станция управления; 11 — тележка ходовая; 13 — нижняя ходовая рама; 13 — лебедка грузовая; 14 — аутригер; 15 — механизм передвижения; 16 — бак топливный; 17 — механизм поворота; 18 — сиденье машиниста; 19 — пульт управления

/ — вал грузовых барабанов; 2 — главный вал; 3 — вертикальный вал привода колесных пар; 4- горизонтальный вал механизма подье-•ма стрелы; 5 — горизонтальный вал поворота; 6 — вертикальный вал механизма подъема стрелы; 7 — главный вентиль; 8 — регулятор пара; 9 — ось стрелового барабана; 10 — барабан подъема стрелы; //- внлка; 12 — траверса; 13 — грузовые барабаны; 14- указатель грузоподъемности; 15-верхнее опорное кольцо; 16 — опорные катки; 17- нижнее опорное кольцо; 18-гайка центрального шкворня; 19 — центральный шкворень; 20 — вертикальный вал поворота; 21 — горизонтальный вал привода колесных пар; 22 — кулачковая муфта; 23 — ручной привод тормоза тележкн; 24 — фрикционы поворота; 25 — тормоз поворота; 26 — фрикционы груза; 27 — тормоза груза; 28 — фрикционы привода колесных пар; 29 — тормоз привода колесных пар; 30 — привод воздушного тормоза тележки; 31 — аутригер; I — червяк; И — шестерня механизма подъема стрелы; III — венец поворота; IV — цилиндрическая шестерня вертикального вала поворота; V — цилиндрическая шестерня горизонтального вала привода колесных пар; VI — нижняя коническая шестерня вертикального вала привода колесных пар; VII — коническая шестерня горизонтального вала привода колесных пар; VIII — цилиндрическая разъемная шестерня; IX — цилиндрическая шестерня вала грузовых барабанов; X — цилиндрическая шестерня главного вала; XI — промежуточная шестерня; XII -левая цилиндрическая шестерня горизонтального вала механизма подъема стрелы; XIII — коническая шестерня горизонтального вала механизма подъема стрелы; XIV — коническая шестерня горизонтального вала поворота; XV — коническая шестерня горизонтального вала поворота; XVII — правая цилиндрическая шестерня горизонтального вала механизма подъема стрелы; XVIII —

Подбор

Основой для подбора крана стрелового типа служит ТПК 45-1.03-63-2007, устанавливающий правила механизации при монтаже зданий. Процесс предусматривает 2 этапа:

1. Производится оценка технической возможности применения механизма на объекте. При этом рассматриваются организационные и технологические параметры: характеристики элементов, узлов, подлежащих подъему; схема их монтажа; выбирается несколько вариантов типов механизмов и их необходимое количество; определяются технические характеристики каждой марки машин.
2. Выполняется экономический анализ вариантов применения кранов с маховой стрелой, иных, ранее подобранных видов.

Выбор стрелового крана проводится на основании:

• геометрических размеров сооружения;
• веса самой тяжелой детали, узла;
• характеристик монтажной площадки;
• грузоподъемности машины;
• вылета крюка и высоты, на которую он должен подниматься.

История появления

Прототипом современных автокранов служат тягачи, работавшие при помощи пара и служившие военным целям, вроде помощи при мобильной стройке или погрузке и выгрузке орудий. Подобные аппараты применялись и в гражданских целях, в сфере сельского хозяйства. Так же, как и в современности, паровые аппараты помогали при погрузке и разгрузке.

Первый отечественный кран (Атп-1) появился в начале 30-х годов прошлого века и располагал достаточной мощностью, чтобы поднимать груз в 1.5 тыс. кг на высоту свыше 2-х метров. Со временем этих характеристик стало недостаточно и уже в следующем десятилетии от модели отказались. Новая разработка советского производства (Ак-3) на порядок превзошла предыдущую и показала результаты, соответствующие грузоподъемности свыше 4т при максимальной высоте 4-5 м. Затем началась война и производство строительного оборудования свернулось на неопределенный срок. В начале 50-х годов, страна отстроила новые предприятия и производство возобновилось, а со временем недостаток строительного оборудования сократился до минимума. В 60-х годах прошлого столетия, советские инженеры изобрели инновационную модель, кран работал автономно от системы автомобиля. К 70-м годам подход к конструированию подобных аппаратов изменился снова, теперь краны проектируют с приводом типа гидравлический. Тогда же, обновилась и конструкция несущих грузовых авто. Главными изменениями новой техники считались модернизированные шасси с усилением и продвинутые, на тот момент, движки авто, что в совокупности, делало конструкцию наиболее конкурентоспособной.

Главная спецификация современного отечественного производства автокранов — это стандарты шасси для разной грузоподъемности. Если брать модели малого сегмента, то есть 16-150 т., то стандарты шасси соответствуют Российским. Модели высокой грузоподъемности, то есть свыше 70 т., используют шасси зарубежного изготовления. Подобная ситуация сложилась из-за отсутствия возможности на Российских заводах изготавливать конструкции, рассчитанные на высокую грузоподъемность.

Классификация

Согласно общей классификации, стреловые самоходные краны бывают нескольких видов. Например, такими:

1. Самоходными — с подъемным элементом, закрепленным на платформе, расположенной на подвижном ходовом устройстве.
2. Башенными. Они поворотные, имеют стрелу, прикрепленную к вертикальной башне.
3. Кранами с маховой стрелой. Машина относится к башенному виду, но снабжена стрелой, которая может подниматься почти до вертикального положения.
4. Деррик-кранами. Агрегаты поворотные. Отличие — вертикальная мачта с опорами вверху и внизу, к которой шарнирно прикреплен грузоподъемный элемент.
5. Портальными. Стрела расположена на портале, который размещен над автомобильной или железной дорогой.
6. Полупортальными, с креплением подъемного устройства на полупортале.
7. Судовыми, расположенными на плавсредстве. Предназначены для разгрузки/загрузки судна.
8. Монтажными. Они неповоротные, устанавливаются стационарно вблизи места работы.

Среди самоходных машин есть:

• автомобильные (агрегат смонтирован на шасси автомашины);
• гусеничные (на гусеничной тележке);
• железнодорожные (на платформе, перемещающейся по железной дороге);
• плавучие (на плавсредстве);
• пневмоколесные краны (у тележки пневматические колеса);
• рельсовые (на ходовом устройстве рельсового типа);
• тракторные (на шасси трактора).

Классифицируют машины по видам привода, который бывает:

одно-, многомоторным, индивидуальным;

• гидравлическим;
• механическим;
• электрическим;
• смешанным.

Нормативами предусмотрена индексация стреловых кранов. Их модели снабжаются индексами, в которых отображены особенности конструкции агрегатов, главные (грузоподъемность, модификация) характеристики.

Характеристики стреловых кранов

ГОСТ 22827-85 регламентирует основные характеристики и типоразмеры, которыми могут обладать самоходные стреловые краны. Характеристики – основные параметры, определяющие область применения и назначение спецтехники. Они бывают:

• высотные – вылет крюка от ребра опрокидывания, длина стрелы, глубина опускания и высота подъема грузозахватного оборудования;
• характеристики скорости – определяют скорость подъема, поворота груза, изменения вылета стрелы, движения в рабочем и в подготовленном к транспортировке состоянии;
• параметры наклона – расчетный уклон, при котором обеспечена возможность перемещения по вертикали максимально тяжелого груза при всех положениях поворотной части;
• показатели угла поворота – угол, на который спецтехника может повернуться.

Эти же характеристики применимы для описания стационарных стреловых кранов. Для получения более подробной информации следует обращаться к соответствующим ГОСТам.

Виды работ автокрана

Автокраны задействуются для выполнения самых разных видов работ Автокран способен выполнять самые разные виды работ, связанных с подъемом и перегрузкой кусковых, запакованных или сыпучих материалов. Они активно используются коммунальными и ремонтными службами, задействуются при строительстве, реконструкции зданий и объектов, при проведении спасательных операций и т.д.

Основные виды работ автокрана следующие:

• прокладка трубопроводов и иных инженерных сетей;
• погрузка в открытые кузова или вагоны;
• выгрузка из открытых кузовов или вагонов;
• дорожные работы;
• установка блочных конструкций;
• подъем стройматериалов и оборудования;
• перемещение тяжелых механизмов, автомобилей, металлоконструкций.

Это далеко не все виды работ, для которых задействуют автокраны. Универсальность и многофункциональность этой спецтехники делают ее востребованной в различных сферах.

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 (грузовая характеристика);
• максимальная длина стрелы;
• величина угла поворота в стационарном положении основания;
• допустимый вылет;
• разрешённая высота подъёма крюка;
• скорость перемещения груза (по высоте, углу места и дальности);
• время возврата выдвижной стрелы в исходное положение.

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:

• изменения вылета крюка;
• подъёма груза;
• поворота в горизонтальной плоскости относительно вертикальной оси;
• транспортного перемещения.

Кроме перечисленных параметров важным показателем считается допустимый угол наклона стрелы, при которых кран не склонен к опрокидыванию.

Виды стрел автокрана

Большинство современных моделей автокранов оснащено телескопическими стрелами. Механизм стрелы состоит из нескольких выдвижных секций. Такая выдвижная конструкция может выдержать значительный вес, а также отличается большой гибкостью. Если рассматривать отечественные модели автокранов, то у них максимальное число выдвижных секций равно 5.

Если требуется конструкция большего размера, более рационально и удобно использовать автокран с башенной стрелой. Он отличается от телескопической конструкции большей высотой подъема. Применяются башенные автокраны при строительстве высоких сооружений.

Виды автокранов по типу рабочего механизма

Можно выделить виды автокранов еще по одному признаку — типу рабочего оборудования. На сегодняшний день максимальное распространение имеют машины со съемным оборудованием: меняя рабочий агрегат, можно выполнять более широкий круг задач, используя один и тот же автомобильный кран. Автокраны оснащаются:

• крюком;
• грейфером.

Вид автокрана с грейферным захватом для сыпучих материалов Крюковой подвес удобен при работе с крупногабаритными грузами или упакованными предметами. Например, такие виды автокранов могут разгружать вагоны или прицепы с паллетами, запакованными строительными материалами и т.д. Если требуется перегрузить сыпучие или кусковые материалы, то используются другие виды автокранов — оснащенные грейферным захватом.

Шасси и несущая конструкция автокрана

Шасси автокрана можно разделить на два основных типа:

Первым типом являются классические грузовики, как шоссейные, так и повышенной проходимости, на которых располагается несущая рама крана. Во время работы самого автокрана рама грузовика не несет никакой нагрузки. Вся масса автокрана ложится на крановую раму и гидравлические опоры, выставляемые перед работой. Среднетоннажные автокраны такого типа как, например, «Ивановец» популярны в России и СНГ, для них используются грузовики МАЗ, КамАЗ, КрАЗ, Урал и другие отечественные марки, но зафиксированы случаи установки «Ивановцев» и других Российских кранов на шасси IVECO, MAN, Scania и даже Volvo. Похожей схемой пользуются и в Японии, но это больше относится к малотоннажным автокранам фирмы Tadano. В западных же странах такая схема встречается реже, хотя были случаи установки среднетоннажного крана фирмы Liebherr и Terex на шасси фирмы Kenworth. Кроме всего прочего, рядом с кабиной для стрелы устанавливается ложемент безопасности. Также среди подобных автокранов распространено неудобство, связанное с центральным крюком крана, мешающим водительскому обзору и доставляющему немало хлопот крановщику при начале и завершении работы.