Автомобильные краны, классификация, характеристики, область применения

Автомобильные краны (автокраны) - стреловые полноповоротные краны, смонтированные на стандартных шасси грузовых автомобилей нормальной и повышенной проходимости. Автокраны обладают довольно большой грузоподъемностью (до 40 т), высокими транспортными скоростями передвижения (до 70...80 км/ч), хорошей маневренностью и мобильностью, поэтому их применение наиболее целесообразно при значительных расстояниях между объектами с небольшими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. В настоящее время автомобильные краны составляют более 80% от общего парка стреловых самоходных кранов.

При использовании на строительно-монтажных работах автокраны обычно оборудуют сменными удлиненными решетчатыми стрелами различных модификаций, удлиненными стрелами с гуськами и башенно-стреловым оборудованием. При оснащении специальным оборудованием (грейфером) автокраны применяют для перегрузки сыпучих и мелкокусковых материалов, экскавации легких грунтов, копания ям, очистки траншей и котлованов от обрушившегося грунта и снега.

Автокраны могут производить следующие рабочие операции: подъем и опускание груза; изменение угла наклона стрелы; поворот стрелы на 360° в плане; изменение длины телескопической стрелы; передвижение с грузом.

Каждый автокран оборудуют четырьмя выносными опорами, устанавливаемыми вручную или с помощью гидропривода. Для повышения устойчивости кранов во время работы задние мосты автомашин оборудованы гидравлическими стабилизаторами для вывешивания заднего моста при работе на выносных опорах и для блокировки рессор при работе без опор.

Автокраны могут перемещаться вместе с грузом со скоростью до 5 км/ч. При передвижении грузоподъемность автокранов снижается примерно в 3...5 раз.

Основное силовое оборудование автокранов - двигатель автомобиля. При включении трансмиссии крановых механизмов трансмиссия автомобиля отключается.

Привод крановых механизмов может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (дизель-электрическим и гидравлическим), подвеска стрелового оборудования - гибкой (канатной) и жесткой.

Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины машиниста, расположенной на поворотной платформе, управление передвижением крана - из кабины автошасси.

Промышленность выпускает автомобильные краны 2...4-й размерных групп грузоподъемностью 6,3...20 т, имеющие механический, электрический и гидравлический приводы крановых механизмов. Краны с механическим и электрическим приводами имеют гибкую подвеску стрелового оборудования, с гидравлическим приводом - жесткую.

Автокран состоит из базового автомобиля крановой модификации, стрелового оборудования, поворотной и неповоротной части, соединенных между собой роликовым опорно-поворотным устройством.

Автокраны с механическим приводом имеют грузоподъемность 6,3 т. Неповоротная часть крана включает ходовую раму, жестко прикрепленную к раме автошасси, коробку отбора мощности, промежуточный конический редуктор, зубчатый венец опорно-поворотного устройства, выносные опоры и стабилизирующее устройство. Поворотная часть крана состоит из поворотной платформы, на которой смонтированы решетчатая стрела, двуногая стойка, противовес, грузовая и стреловая лебедка, реверсивно-распределительный механизм, механизм поворота крана и кабина машиниста с рычагами и педалями управления.

Краны оснащаются жесткой или выдвижной основной стрелой длиной 8 м в выдвинутом положении. В комплект сменного оборудования входят: удлиненная выдвижная стрела длиной 10,4 м в выдвинутом положении и де решетчатые удлиненные до 12 м – прямая и с гуськом длиной 1,5 м.

Изменение угла наклона стрелы осуществляется стреловой лебедкой через стреловой полиспаст, подъем – опускание крюковой подвески (груза) - грузовой лебедкой через грузовой полиспаст.

Крановые механизмы приводятся в действие от двигателя шасси автомобиля через коробку отбора мощности, промежуточный редуктор и реверсивно-распределитель-ный механизм, который обеспечивает распределение крутящего момента между стреловойи грузовой лебедками и поворотным механизмом, их независимый раздельный привод и реверсирование. На выходном валу поворотного механизма закреплена поворотная шестерня, находящаяся во внутреннем зацеплении с зубчатым венцомопорно-поворотного круга.

Дизель-электрические краны имеют грузоподъемность 16 т. Они состоят из тех же частей (за исключением трансмиссий), что и краны с механическим приводом, и оборудованы гидроуправляемыми выносными опорами.

Дизель-электрический кран комплектуется основной жесткой решетчатой стрелой длиной 10 м, которая с помощью вставок может быть удлинена до 14, 18 и 22 м. Удлиненные стрелы могут быть оборудованы неуправляемым гуськом длиной 5 м со вспомогательной крюковой подвеской для работы с крупногабаритными грузами массой до 2 т и для монтажных работ. Для подъема-опускания крюковой подвески гуська в конструкцию крана включена грузовая лебедка вспомогательного подъема.

Питание индивидуальных трехфазных электродвигателей крановых механизмов электрическим током производится от синхронного генератора трехфазного токамощностью 30 кВт, привод которого осуществляется от дизеля автомобиля через коробку передач, коробку отбора мощности и карданные валы. Электродвигатели приводят в действие исполнительные органы крановых механизмов через редукторы. Возможно питание приводных электродвигателей также от внешней сети трехфазного тока напряжением 380 В, частотой 50 Гц.

Автомобильные краны с гидравлическим приводом выпускают 2-4-й размерных групп и оборудуют жестко подвешенными телескопическими стрелами (основное рабочее оборудование), длину которых можно изменять при рабочей нагрузке. В качестве сменного рабочего оборудования кранов применяют удлинители стрел, гуськи и башенно-стреловое оборудование, башней которого служит основная телескопическая стрела.

На кранах 3-й размерной группы устанавливают двухсекционные стрелы с одной подвижной секцией, на кранах 4-й размерной группы - трехсекционные с двумя выдвижными секциями. Перемещение выдвижных секций стрелы осуществляется с помощью длинноходовых гидроцилиндров двойного действия. Все автокраны с гидравлическим приводом однотипны по конструкции, максимально унифицированы и различаются между собой базовыми автошасси, грузоподъемностью, размерами узлов и агрегатов.

 

Рассмотрим конструкцию крана грузоподъемностью 16 т (рис. 11), смонтированного на шасси автомобиля КрАЗ. Гидравлический привод рабочего оборудования машины обеспечивает изменение длины телескопической стрелы, подъем и опускание груза, изменение угла наклона стрелы, поворот стрелы (платформы) в плане на 360°. Причем операции подъема-опускания груза или стрелы могут быть совмещены с поворотом платформы или выдвижением - втягиванием телескопической стрелы. С помощью гидропривода производится также управление четырьмя гидродомкратами выносных опор, гидроцилиндрами выдвижения - втягивания выносных опор и двумя гидроцилиндрами механизма блокировки подвески. Кран может работать на опорах, без выдвижения опорных балок, что позволяет эксплуатировать его в стесненных условиях.

Телескопическая стрела крана состоит из трех секций коробчатого сечения - неподвижной наружной (основания), шарнирно прикрепленной к стойкам поворотной платформы, и выдвижных средней и верхней секций. На переднем конце верхней секции установлены неподвижные блоки 3 грузового полиспаста для подъема-опускания крюковой подвески 2. Выдвижение и втягивание секций стрелы производится двумя длинноходовыми гидроцилиндрам 4 двойного действия и осуществляется в такой последовательности: сначала выдвигается средняя секция, а затем после полного ее выдвижения выдвигается верхняя секция. Стрела может выдвигаться грузом 4 т на длину до 14,7 м, с грузом 2 т - на полную длину (21,7 м). Изменение угла наклона стрелы производится гидроцилиндром 5. Стрела может быть оборудована 9-метровым удлинителем гуськом со вспомогательной крюковой подвеской.

Грузовая лебедка крана состоит из регулируемого аксиально-поршневого гидромотора 8, цилиндрического двухступенчатой редуктора 10, барабана 9, и нормально замкнутого ленточного тормоза 7 с гидроразмыкателем, включенным параллельно гидромотору. Регулируемый гидромотор грузовой лебедки позволяет осуществлять ускоренный подъем грузов массой до 6 т со скоростью 18,2 м/мин, вдвое превышающей номинальную. Кран оборудован; вспомогательной лебедкой, по конструкции аналогичной грузовой, которая обслуживает; крюковую подвеску гуська.

Рабочее оборудование крана смонтировано на поворотной платформе, которая опирается на ходовую раму шасси с помощью стандартного роликового опорно-поворотного устройства. Механизм поворота включает аксиально-поршневой, гидромотор 6, двухступенчатый редуктор 13 и нормально замкнутый колодочный тормоз 14 с гидроразмыкателем. На выходном валу редуктора закреплена шестерня 11, входящая в зацепление с зубчатым венцом 12 опорно-поворотного устройства.

Гидравлические двигатели крановых механизмов, гидроцилиндры выносных опор и механизма блокировки рессор питаются от двух, аксиально-поршневых насосов 16 и 17, привод которых осуществляется от дизеля 1 базовой машины через коробку передач 18 и раздаточную коробку 15. При выключенных насосах от раздаточной коробки приводится в действие механизм передвижения крана. Рабочая жидкость от насосов поступает по трубопроводам к гидроаппаратуре на поворотной платформе через вращающееся соединение. Управление крановыми механизмами осуществляется из кабины машиниста с помощью гидрораспределителей. Рабочие скорости крановых механизмов регулируются изменением частоты вращения вала двигателя автомобиля (и, следовательно, гидронасосов) и дросселированием потоков жидкости, подводимых к гидравлическим двигателям. Рабочее давление жидкости в гидросистеме крана составляет 12...16 МПа.

Кран грузоподъемностью 40 т выполнен на базе автомобиля КрАЗ, шасси которого оснащено дополнительной осью. В состав каждой крановой установки входят: телескопическая стрела, гидроцилиндры подъема стрелы и ее телескопирования, механизм вращения поворотной части и две одинаковые лебедки - основная и вспомогательная. На стрелы могут устанавливаться удлинители и гуськи различной длины.

Все автомобильные краны оснащены системой устройств и приборов, обеспечивающей их безопасную эксплуатацию. В эту систему входят: ограничители грузоподъемности, подъема и опускания крюка, подъема стрелы, указатели вылета крюка и грузоподъемности, устройства, предотвращающие запрокидывание стрел, креномеры, сигнализаторы крена, границы рабочей зоны, опасного напряжения, нижнего рабочего положения стрелы, а также звуковой сигнал и приборы освещения.

Гидравлические стреловые краны на специальных шасси оснащены телескопическими, жестко подвешенными стрелами, имеют индивидуальный гидравлический привод каждого механизма и смонтированы на специальных шасси автомобильного типа и короткобазовых шасси, приспособленных для специфических крановых режимов работы. Выдвижение и втягивание телескопической стрелы могут выполняться с грузом на крюке. Сменное рабочее оборудование кранов - удлинители, неуправляемые гуськи, неуправляемые гуськи с удлинителями, управляемые гуськи (башенно-стреловое оборудование).

Шасси автомобильного типа изготовляют многоосными (от 3 до 8 осей в зависимости от грузоподъемности) с использованием сборочных единиц серийных грузовых автомобилей. Краны на таких шасси обладают высокими мобильностью к скоростями передвижения (до 50...70 км/ч) и благодаря относительно небольшим нагрузкам на оси и колеса имеют высокую проходимость. Обычно они обслуживают удаленные друг от друга рассредоточенные строительные объекты с небольшими объемами крановых работ.

Краны на шасси автомобильного типа выпускают 5...10-й размерных групп и представляют собой однотипные по конструкции, максимально унифицированные машины. Краны могут работать на выносных опорах и без них и передвигаться по площадке с твердым покрытием с грузом на крюке при стреле, направленной вдоль оси крана назад.

Специальное шасси автомобильного типа включает ходовую раму, двигатель, трансмиссию, ведущие управляемые и неуправляемые мосты и неведущие управляемые оси, кабину водителя, рулевое управление и тормозную систему. Колесная схема шасси определяется формулой А×Б, где А - число полуосей шасси, Б - число ведущих полуосей.

Составными частями трансмиссии являются: муфта сцепления, коробка передач, раздаточная коробка и карданные валы. На ходовой раме крепятся выносные гидроуправляемые опоры, зубчатый венец роликового опорно-поворотного устройства, с помощью которого поворотная часть крана соединяется с неповоротной. На кранах грузоподъемностью 25 и 40 т двигатель шасси служит также для привода крановых механизмов. На кранах большей грузоподъемности крановое оборудование и шасси име самостоятельные силовые установки.

Краны на специальном короткобазовом шасси выпускают 4...6-й размерных групп грузоподъемностью 16 т, 25 т и 40 т. Краны имеют аналогичную конструкцию и оборудованы телескопическими стрелами, выдвижение и втягивание которых можно осуществлять под нагрузкой. Крановое оборудование кранов на специальных автомобильных шасси и на короткобазовых шасси максимально унифицировано.

У короткобазовых шасси кранов отношение колеи К к базе машины Б составляет примерно 0,8...0,9. Краны имеют два ведущих, независимо работающих и управляемых моста, что обеспечивает кранам высокую мобильность и маневренность, повышенную проходимость и возможность работы в стесненных условиях. Оба моста всех шасси кранов взаимно унифицированы. Краны на короткобазовом шасси используют на строительных объектах со средними объемами работ. Сменное рабочее оборудование кранов - удлинители стрел и неуправляемые гуськи.

Рабочее оборудование крана включает в себя телескопическую стрелу длиной 10,6...25,2 м, удлинитель длиной 10 м и неуправляемый гусек длиной 7,5 м с укосиной и оттяжками. При работе с удлинителем и гуськом кран может осуществлять как основной, так и вспомогательный подъем.

Пневмоколесные краны на специальном шасси наиболее эффективно используют для выполнения монтажных погрузочно-разгрузочных работ средних объемов на рассредоточенных объектах, отстоящих друг от друга на небольших расстояниях, которые краны при перебазировках обычно преодолевают своим ходом. Промышленность серийно выпускает пневмоколесные краны 5...8-й размерных групп грузоподъемностью 25, 40, 63 и 100 т с дизель-электрическим приводом. Краны могут работать от внешней силовой сети напряжением 380 В. На кранах 5-й и 6-й размерных групп привод всех механизмов осуществляется, от одной силовой установки, смонтированной на шасси машины. Краны 7-й и 8-й размерных групп имеют две силовые установки, одна из которых смонтирована на шасси и предназначена для его привода, а другая установлена на поворотной части и служит для привода крановых механизмов.

Ходовые устройства кранов имеют от двух до пяти (в зависимости от грузоподъемности) осей, каждая из которых оборудована двумя или четырьмя пневмоколесами. Разворот управляемых пневмоколес передних осей выполняется с помощью гидроцилиндров. Привод ведущих осей осуществляется от одного или двух индивидуальных электродвигателей, расположенных на раме ходового устройства. Движение к ведущим осям передается через коробку передач и карданные валы. На раме смонтировано унифицированное роликовое опорно-поворотное устройство. Ходовые рамы пневмоколесных кранов снабжаются основными и дополнительными выносными гидроуправляемыми опорами. На ходовую раму через опорно-поворотное устройство опирается поворотная часть, на которой расположены дизель-генераторная установка, главная и вспомогательная грузовые лебедки, стреловая лебедка, механизм поворота, кабина машиниста с пультом управления и противовес.

Пневмоколесные краны оборудуются жесткими решетчатыми стрелами длиной до 15 м (основное оборудование), удлиненными прямыми стрелами длиной до 55 м, удлинёнными стрелами с гуськами, башенно-стреловым оборудованием, состоящим из башни и маневровых гуськов.

Крановое оборудование может быть смонтировано на полуприцепном ходовом устройстве с одним приводным мостом автомобильного типа, которое соединяется с седельным устройством одноосного тягача.

Шасси дизель-электрического крана грузоподъемностью 100 т имеет пять мостов, из которых два приводных, а три являются управляемыми.

Кран оборудуют стрелами длиной 15...55 м без гуська и стрелами длиной 20...40 м с неуправляемым гуськом длиной 20 м; башенно-стреловым оборудованием, состоящим из башен-стрел длиной 25, 30, 35 и 40 м и управляемых гуськов длиной 15, 20, 25 и 30 м; мачтово-стреловым оборудованием, при котором управляемые гуськи длиной 30 м устанавливают на стрелы длиной 45, 50 и 55 м.

Пневмоколесные краны могут передвигаться вместе с грузом со скоростью до 2 км/ч, при этом грузоподъемность составляет не более 25...30 % от номинальной. Транспортная скорость передвижения кранов не превышает 18 км/ч.

Гусеничные стреловые самоходные краны монтируют на базе специальных двухгусеничных шасси, обеспечивающих за счет большой опорной поверхности гусениц высокие проходимость и устойчивость машин. Такие краны имеют дизель-электрический привод и отличаются от пневмоколесных кранов в основном конструкцией ходового устройства, способны работать без выносных опор, передвигаться с грузом и применяются на объектах с большими объемами строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ. С их помощью ведут монтаж зданий и сооружений из тяжеловесных крупноразмерных бетонных и железобетонных элементов, сборку строительных металлоконструкций, монтаж технологического оборудования и т. п. Гусеничные краны имеют небольшие транспортные скорости (до 1,0 км/ч), поэтому их перевозят с объекта на объект обычно на тяжеловозных прицепах. Своим ходом гусеничные краны перемещаются только в пределах строительной площадки. Они характеризуются удельным давлением на грунт не более 0,2 МПа.

Промышленность серийно выпускает гусеничные краны грузоподъемностью 16; 25; 40; 63; 100 и 160 т, которые оснащаются стреловым и башенно-стреловым оборудованием и могут работать как от собственного дизель-электрического агрегата, так и от внешней сети трёхфазного тока напряжением 380 'В, частотой 50 Гц. Ходовое устройство кранов состоит из двух гусеничных многоопорных тележек балансирного типа, соединенных между собой поперечными балками, несущими жесткую ходовую раму.

Краны-трубоукладчики представляют собой специальные самоходные гусеничные и колесные машины с боковой стрелой, которые являются основными грузоподъемными средствами на строительстве трубопроводов. Они предназначены для укладки в траншею трубопроводов, для сопровождения очистных и изоляционных машин, поддержания трубопроводов при сварке, погрузки-разгрузки труб и плетей, а также для выполнения различных строительно-монтажных работ.

Основные рабочие движения трубоукладчика: подъем и опускание груза, передвижение крана вместе с грузом, изменение вылета стрелы с грузом.

Кроме основного грузоподъемного оборудования краны-трубоукладчики могут бытьоснащены бульдозерным, рыхлительным, бурильно-крановым и сваебойным оборудованием. С помощью трубоукладчика с соответствующим навесным оборудованием можно срезать, планировать а перемешать грунт, засыпать траншеи, рыхлить мерзлые грунты, бурить шпуры и скважины, сооружать свайные основания трубопроводов, зданий и сооружений и т. Д. Трубоукладчики используются также в качестве тягачей.

Каждый кран-трубоукладчик состоит из базовой машины, навесного грузоподъемного оборудования, трансмиссии, системы управления и приборов безопасности.

Основным силовым оборудованием кранов-трубоукладчиков служит дизельный двигатель базового тягача. Привод исполнительных механизмов кранов-трубоукладчиков может быть одномоторным (механическим) и многомоторным (гидравлическим), ходовое устройство - гусеничным и пневмоколесным, подвеска стрелы - гибкой или жесткой.

Основные параметры кранов-трубоукладчиков - момент устойчивости и грузоподъемность.

Индекс трубоукладчиков включает буквенную и цифровую части. Первые две буквы индекса ТГ обозначают трубоукладчик гусеничный, ТК - трубоукладчик колесный. Первые цифры обозначают грузоподъемность трубоукладчика (в т), последняя - порядковый номер данной модели. После цифр в индексе могут стоять буквы, обозначающие очередную модернизацию (А, Б, В,...) и климатическое исполнение машины (ХЛ - северное, Т - тропическое).

Например, индексом ТГ-124А обозначен трубоукладчик грузоподъемностью 12 т, четвертой модели, прошедший первую модернизацию.

Грузоподъемное оборудование крана-трубоукладчика (рис. 12) монтируется на специальной раме (портале) 10 и включает грузовую неповоротную в плане стрелу 6, механизмы изменения вылета стрелы и подъема груза, контргруз 2 со стрелой и устройством 3 для его откидывания, узлы трансмиссии и управления.

Стрела шарнирно крепится на двух кронштейнах гусеничной тележки или рамы с левой стороны по ходу движения базового трактора 5. Подъем и опускание (изменение вылета) стрелы с гибкий подвеской осуществляются стреловой лебедкой 12 через полиспаст 11, с жесткой подвеской - одним или двумя гидроцилиндрами двойного действия 9. К оголовку стрелы прикреплена подвесная обойма 7, которая совместно с крюковой подвеской 5 и грузовым канатом образует грузовой полиспаст. Способ, подвески стрелы определяет конструкцию лебедки трубоукладчика. При гибкой подвеске стрелы лебедка имеет два барабана - стреловой и грузовой. Гидравлический привод механизма изменения вылета стрелы позволяет выполнять лебедки 4 однобарабанными, предназначенными только для подъема-опускания груза.

Колесные трубоукладчики смонтированы на высокопроходимом и высокоманевренном четырехколесном шасси со всеми ведущими колесами и бортовым поворотом машины.

При бортовом повороте один борт тормозится, а радиус поворота имеет минимальное значение, что обеспечивает возможность работы в стесненных условиях.

Гусеничные краны-трубоукладчики имеют грузоподъемность 6,3...80 т, колесные - 6,3 и 8 т.

Специальные стреловые краны на рельсовом ходу подразделяют на железнодорожные (установленные на железнодорожных платформах), стреловые и башенно-стреловые с использованием сборочных единиц гусеничных кранов и стреловые на базе башенных рельсовых кранов.

Стреловые краны нулевого цикла предназначены для выполнения строительно-монтажных работ при возведении нулевых циклов зданий в жилищном и гражданском строительстве.

В конструкциях кранов нулевого цикла широко использованы унифицированные узлы и механизмы серийно выпускаемых башенных кранов.

Составные части стреловых кранов на базе башенных кранов 4-й размерной группы:ходовая рама с тележками, опорно-поворотное устройство, поворотная платформа с установленными на ней крановыми механизмами, подъемной стрелой, кабиной машиниста, стойкой с подкосом и балластом. Стрелы кранов секционные прямоугольного сечения и состоят из корневой, головной и трех промежуточных секций.

Грузоподъемность кранов 5...32 т, вылет крюка 7...37 м, высота подъема крюка 4,8...32 м, скорость плавной посадки груза 1,3-2,5 м/мин.

Кран нулевого цикла с грузовым моментом 400 т-м на базе башенного крана 6-й размерной группы имеет укороченную башню и удлиненную (до 50 м) балочную стрелу. Высота подъема при максимальном вылете крюка 17 м. Глубина опускания не менее 5м.

Легкие полноповоротные стреловые краны грузоподъемностью 1...2 т (рис. 30) применяют для подъема различных строительных материалов и санитарно-техничес-кого оборудования на строящееся здание, при монтаже мощных вентиляционных устройств, при производстве монтажных и обмуровочных работ в котельных, а также для подъема грунта в бадьях при разработке небольших котлованов и траншей вручную. Рабочие движения крана - подъем (опускание) груза и поворот стрелы с поднятым грузом в плане на 360°.

Эти краны установлены на катках и перемещаются на объекте с помощью автомобиля или вручную. Поворот платформы со стрелой кранов также осуществляется вручную или механическим приводом. Вылет стрелы у многих кранов постоянный; но есть конструкции, у которых вылет можно изменять с помощью канатных полиспастов или вручную винтовыми стяжками. Механизм подъема груза состоит из реверсивной лебедки с приборами управления, грузового каната и крюковой подвески.

Наибольший вылет стрелы кранов 3...4 м, наименьший - 2,0 м. Высота подъема крюка 4,5...8 м (при установке на земле) и 30...50 м при установке на здании. Управление кранами осуществляется с выносного пульта. Транспортировка кранов производится без разборки в кузове бортового автомобиля.