4.1.4. Самоходные краны
Самоходные (мобильные) краны предназначены для механизации погрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ.
Указанные краны обладают высокой маневренностью и универсальностью, что обеспечило их широкое распространение. В отличие от других типов стреловых кранов они имеют специальное ходовое оборудование для самостоятельного передвижения по местности на значительные расстояния.
Кроме того, краны комплектуются различными видами сменного рабочего оборудования, что позволяет использовать их на различных работах.
Классификация самоходных кранов:
По области применения:
общего назначения (предназначены для строительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ широкого профиля);
специальные (предназначены для выполнения определенных технологических операций).
Согласно требованиям ГОСТ 22827-85 "Краны стреловые самоходные общего назначения. Технические условия"
По грузоподъемности:
легкие (грузоподъемностью до 10 т);
средние (от 10 до 25 т);
тяжелые (от 25 т и более).
По подвеске стрелового оборудования: с гибкой и жесткой подвесками.
По приводу механизмов различают краны: с механическим, дизель-электрическим, гидравлическим, электрическим, гидромеханическим приводами.
Автомобильные краны - грузоподъемные машины, у которых крановое оборудование смонтировано на шасси грузовых автомобилей. Это обстоятельство определяет их основные достоинства: большую скорость передвижения, что позволяет быстро перебрасывать их с объекта на объект; хорошую маневренность, позволяющую использовать их в достаточно стесненных условиях погрузочно-разгрузочных площадок или на территории различных предприятий.
Автомобильные краны применяют: для выполнения погрузочно-разгрузочных операций (подъем и опускание грузов; перемещение грузов на небольшие расстояния в горизонтальной плоскости) с контейнерами, различным оборудованием, металлом, строительными деталями и другими грузами на открытых складских площадках, имеющих подъездные автомобильные пути.
По грузоподъемности краны подразделяют на шесть размерных групп - 4; 6,3; 10; 16; 25 и 40 т.
По типу привода основных механизмов:
от основного двигателя через коробку отбора мощности;
собственного (дополнительного) двигателя, установленного на поворотной платформе;
электродвигателя (автоэлектрокраны на шасси автомобиля с генератором тока, работающим от основного двигателя);
гидроцилиндров или гидродвигателей (автогидрокраны на шасси автомобиля с гидронасосом, работающим от основного двигателя.
По исполнению подвески стрелового оборудования:
с гибкой подвеской - стреловое оборудование удерживается системой канатов
с жесткой подвеской - стреловое оборудование удерживается системой гидроцилиндрами.
Конструкция. Автомобильный кран (рис.4.5) любой конструкции состоит из двух основных частей: неповоротной и поворотной. Между собой эти части связываются опорно-поворотным устройством, которое передает нагрузки от поворотной части крана на неповоротную и обеспечивает возможность вращения поворотной части относительно неповоротной на 360°.
Рис. 4.5. Автомобильные стреловые самоходные краны
а – с механическим приводом; б – с гидравлическим приводом: 1 – ходовое устройство (шасси базового автомобиля); 2 – коробка отбора мощности; 3 – выносные опоры; 4,8 – ходовая и поворотная рамы; 5 – промежуточный редуктор; 6 – стабилизатор; 7 – опорно-поворотное устройство; 9 – противовес; 10 – двуногая стойка; 11, 22 – стреловой и грузовой канат; 12, 25 – блоки головок двуногой стойки и стрелы; 13 – стреловая лебедка; 14 – реверсивно-распределительный механизм; 15 – кабина; 16, 26 – стреловой и грузовой полиспаст; механизм поворота; 18 – траверса; 19 – канатное предохранительное устройство; 20 – ограничитель грузоподъемности; 21 – основная невидимая стрела; 23 – оттяжка; 24 – сигнализатор опасного напряжения; 27 – крюковая подвеска; 28 – опорная стойка; 29 – кожух; 30 – гидроцилиндр подъема стрелы; 31 – телескопическая стрела.
Неповоротная часть крана представляет собой ходовое устройство (шасси грузового автомобиля) и ходовую раму (сварная металлоконструкция, опирающаяся на шасси автомобиля), на которой монтируют опорно-поворотное устройство. Ходовая рама передает нагрузки от поворотной части на основание (площадку) через шасси автомобиля или выносные опоры. Последние предназначены для увеличения опорного контура крана в рабочем состоянии и разгрузки элементов подвески автомобиля. Каждый кран оборудуется четырьмя выносными опорами (аутригерами - дополнительная опора, увеличивающая устойчивость передвижного устройства против опрокидывания), устанавливаемыми вручную или с помощью гидропривода.
Поворотная часть крана - это поворотная платформа (поворотная рама на опорно-поворотном устройстве), где располагают исполнительные механизмы, кабину машиниста и стреловое оборудование.
Стреловое оборудование крана обеспечивает манипуляции грузозахватного устройства в рабочей зоне. У кранов с гибкой подвеской стреловое оборудование комплектуется основной и удлиненной неподвижными стрелами с гуськами (складывающимися удлинителями) или без них, грузовыми и стреловыми полиспастами, предназначенными для подъема груза и стрелы соответственно, а также специальными канатными устройствами, предохраняющими стрелу от опрокидывания. На кранах с жесткой подвеской комплект стрелового оборудования состоит из телескопической стрелы с гуськами (или без них) и гидроцилиндров подъема стрелы и выдвижения ее секций.
Независимо от типа подвески стрелового оборудования все автомобильные краны имеют грузозахватные устройства в виде крюковой подвески, которая включает в себя блоки, траверсы и грузовой крюк. У некоторых моделей кранов на жестких основных стрелах может подвешиваться грейферный захват.
Автомобильные краны для обеспечения их безопасной работы оборудуют различными системами, например, ограничителями грузоподъемности, сигнализаторами опасного напряжения и др.
Автомобильные краны могут перемещаться вместе с грузом (грузоподъемность крана уменьшается в 5 раз), при этом стрела должна быть расположена над поперечной балкой задних выносных опор вдоль продольной оси симметрии крана. Скорость передвижения крана не должна превышать 5 км/ч.
В связи с лучшими технико-экономическими показателями краны с гидроприводом и телескопическими стрелами находят более широкое применение, чем краны с электроприводом и решетчатыми стрелами.
Краны на специальном шасси автомобильного типа относятся к группе мобильных кранов повышенной грузоподъемности (от 25 до 100 и более тонн) и отличаются от других мобильных кранов лучшими грузовыми характеристиками при работе без выносных опор, повышенной проходимостью, маневренностью и достаточно высокой транспортной скоростью (сопоставимой с автомобильными кранами).
Поворотная часть кранов монтируется на шасси автомобильного типа, состоящей из рамы, на которой установлены ходовые мосты с колесами, двигатели, раздаточная коробка и механическая трансмиссия. Кроме того, на раме смонтировано роликовое опорно-поворотное устройство и поворотная рама. На поворотной раме расположена кабина управления, стрела и механизмы ее подъема. Шасси оборудуется системой блокировки осей и выдвижными выносными опорами с гидроприводом. Подвеска мостов рессорная, балансирная с жесткими рычагами или гидропневматическая.
Стрела имеет, как правило, три, четыре секции. Выдвижение и втягивание секций стрелы у одних кранов осуществляют с помощью гидроцилиндра и полиспаста, у других кранов гидроцилиндрами, которые называют механизмом телескопирования.
Особенность - благодаря механизму телескопирования краны за каждый цикл могут изменять грузоподъемность и повышать свою производительность по сравнению с пневмоколесными кранами, имеющими решетчатые стрелы. Краны оборудуются ограничителями подъема стрелы, крюковых подвесок, сматывания каната, указателями грузоподъемности, крена крана и углов поворота стрелы.
Краны на специальном автомобильном шасси широко применяются при погрузочно-разгрузочных работах на рассредоточенных объектах в стесненных условиях и на временных погрузочно- разгрузочных пунктах.
Пневмоколесные краны. Основное преимущество этого типа кранов перед автомобильными кранами заключается в том, что они имеют большую грузоподъемность и могут работать без выносных опор. Вместе с тем пневмоколесные краны уступают автомобильным в скорости движения, маневренности и экономичности.
Пневмоколесные краны выпускают четырех типоразмеров грузоподъемностью 25,40,63 и 100 т.
Пневмоколесные краны имеют специальные шасси с увеличенной колеей и, как правило, двумя ведущими осями, что повышает их проходимость, а также двигатель, установленный на поворотной платформе, который используется как для передвижения, так и для привода всех механизмов.
Ходовое устройство крана представляет собой плоскую раму, оборудованную выносными опорами с гидравлическим приводом и буксировочным устройством (для перевозки крана тягачом на небольшие расстояния). Подвеска колес жесткая, что не позволяет крану развивать транспортную скорость более 15-18 км/ч. Управляют краном из кабины машиниста, расположенной на поворотной платформе. Конструкцией крана кроме основной стрелы предусмотрены удлиненные стрелы, управляемые и неуправляемые гуськи, а также башенно-стреловое оборудование. Кран для обеспечения безопасной работы комплектуются ограничителем высоты подъема стрелы и крюка, креномером и ограничителем грузового момента.
Как уже отмечалось выше, краны этого типа могут работать (с некоторой потерей грузоподъемности) без специальных опор. Это достигается за счет конструкции шасси (специальной рамы и колес с большой шириной шин, которые выдерживают большие нагрузки). Кроме этого допускается передвижение крана вместе с грузом, при этом его скорость не должна превышать 3 км/ч.
По виду шасси краны делятся на длиннобазовые (база свыше 4,1 м) и короткобазовые (база не более 3,5 м).
Длиннобазовые пневмоколесные краны при монтаже шасси используют сборочные единицы автомобилей. Краны имеют решетчатые стрелы, дизель-электрические и механические приводы, а также от 2 до 5 осей, из которых две ведущие. Пневмоколесные длиннобазовые краны используют при погрузке различных тарноупаковочных и штучных грузов на временных перегрузочных складах и строительных площадках.
Короткобазовые пневмоколесные краны обладают большой маневренностью и грузоподъемностью. Их монтируют на специальном шасси с применением сборочных единиц от автомобилей. Ходовое устройство крана имеет две оси, которые могут быть: обе управляемые и ведущие; одна управляемая и одна ведущая. У кранов этого типа гидравлический привод управления и телескопическая выдвижная стрела с гуськом.
Благодаря своей маневренности и проходимости короткобазовый кран находит широкое применение при выполнении погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях. Транспортная скорость короткобазовых кранов достигает 50-60 км/ч.
Все пневмоколесные краны снабжаются дизельными двигателями и механическим, электрическим или гидравлическим приводом.
Дизель-электрические краны на переменном токе приспособлены для питания от внешней сети (380 В), что позволяет снизить эксплуатационные расходы, улучшить условия работы машиниста, повысить надежность и безопасность работы крана и увеличить его производительность. Краны данного типа могут работать со сменным оборудованием, вплоть до экскаваторного ковша (крюк, грейфер, захваты для леса и т. д.).
Габариты пневмоколесных кранов в транспортном положении превышают оговоренные в Правилах дорожного движения, поэтому требуют при перемещении с объекта на объект согласования маршрута движения в ГАИ.
Железнодорожные краны - краны стрелового типа, установленные на специальной железнодорожной платформе, передвигающиеся по рельсовому пути стандартной шириной, равной 1524 мм. Габариты крана в транспортном положении соответствуют железнодорожному габариту, что позволяет включать краны в железнодорожный состав или дает возможность им передвигаться своим ходом со скоростью 5-10 км/ч. При транспортировании стрелу крана укладывают на дополнительную железнодорожную платформу, которую прицепляют к крану.
Выпускают железнодорожные краны с дизель-электрическим и дизель-гидравлическим приводами. На несущей раме с ходовым оборудованием устанавливается поворотная часть - платформа с механизмом поворота и крановыми механизмами. Поворотную платформу выполняют сварной, в середине платформы располагают механизмы крана, а в хвостовой части контргруз. К поворотной платформе перед механизмами крана крепят стрелу, а всю поворотную платформу закрывают кабиной. Для увеличения грузоподъемности и устойчивости железнодорожные краны оснащают выдвижными выносными опорами.
Железнодорожные краны предназначены для выполнения ПРР с тарно-упаковочными, штучными и навалочными грузами. Используются как основные на прирельсовых складах различных предприятий и станциях с небольшим грузооборотом. Грузоподъемность железнодорожных кранов от 6 до 100 т, минимальный вылет стрелы от 4,5 до 6 м, а максимальный - от 15 до 30 м.
Краны плавучие - универсальные машины, предназначенные для выполнения погрузочно-разгрузочных и перегрузочных работ в портах с различными видами грузов.
Основными достоинствами этих кранов являются: мобильность, автономность работы и возможность производства ПРР у необорудованного берега.
Плавучие краны состоят из понтона и верхнего строения (собственно крана).
Классификация плавкранов:
По конструкции верхнего строения:
поворотные - используются для работы с массовыми грузами, например, навалочными;
неповоротные - используются для работы с тяжеловесными грузами.
По конструкции понтона: речного и озерного плавания.
Понтоны изготавливаются из стали, имеют прямоугольную форму и снабжаются швартовыми и якорными устройствами.
Привод плавучих кранов, эксплуатируемых в портах, чаще всего дизель-электрический, предусматривающий возможность питания крана электроэнергией от береговых источников.
Плавучие краны могут быть самоходными и не самоходными. Обычно скорость движения крана не превышает 18 км/ч.
Грузоподъемность плавучих кранов не превышает 25 т, а наиболее эффективными для применения в портах считаются краны грузоподъемностью от 5 до 16 т.
Гусеничные краны представляют собой краны стрелового типа, установленные на гусеничных тележках (гусеничном ходу). Ходовая часть гусеничных кранов - это рама с ходовыми тележками, привод которых осуществляется от двигателя внутреннего сгорания или от дизель-генератора, установленных на полноповоротной платформе. На этой платформе смонтированы лебедки основного и вспомогательного механизма подъема груза, лебедка стрелы, механизмы поворота крана и кабина. Конструкция поворотной части гусеничных кранов аналогична поворотной части пневмоколесных кранов.
Ходовая рама не имеет аутригеров, поэтому устойчивость крана обеспечивается опиранием на гусеницы.
Преимущества: гусеничные краны обладают высокой маневренностью и проходимостью, не требуют специальной подготовки основания, так как обладают низким средним удельным давлением на грунт (0,02-2,40 МПа) по сравнению с другими мобильными кранами. На короткие расстояния гусеничные краны могут перемещаться собственным ходом со скоростью 0,75-3,00 км/ч.
По виду исполнения гусеничные краны:
смонтированные на специальной гусеничной тележке;
смонтированные на базе универсальных одноковшовых экскаваторов.
По конструкции стрел:
стреловые (с маневровой стрелой, рис. 4.6. а);
башенно-стреловые (с башней и стрелой балочного типа, рис. 4.6. б).
Рис. 4.6. Краны гусеничные:
а – стреловые; б – башенные: 1 – ходовая часть; 2 – поворотная платформа вместе с кабиной машиниста; 3 – маневровая стрела; 4,5,8 – грузовые подвески; 6 – гусек; 7,12 – ограничители грузоподъемности; 9 – стрела башенного типа; 10, 11 – тяги устройства, предохраняющего от запрокидывания назад стрелы и башни соответственно.
При грузоподъемности до 25 т исполнительные механизмы крана, в основном, оборудуются механическим приводом от силовой дизельной установки. При грузоподъемности более 25 т применяется дизель-электрический привод. В некоторых случаях кран может оборудоваться собственной электростанцией с подводом электроэнергии к исполнительным механизмам от внешней сети, а к шасси - от собственной силовой установки. Такой привод носит название комбинированного.
Технические характеристики: Грузоподъемность гусеничных кранов колеблется от 10 до 160 т. Длина стрел у гусеничных монтажных кранов при больших высотах подъёма груза достигает 60—100 м и более. Скорости движений соответствуют грузоподъёмности крана и вылету стрелы и обычно составляют: подъёма груза 5—25 м/мин, вращения от 1 до 4 об/мин, время подъёма стрелы из низшего положения в высшее от 1 мин до 3 мин. Передвижение крана (при работе) от 1 км/ч до 10 км/ч. Стреловые краны выполняют с крюковыми и грейферными захватами, а дизель-электрические — также с электромагнитом. Они имеют переменную грузоподъёмность, наибольшую при наименьшем вылете и использовании выносных опор: у гусеничных до 300 т и более.
Возможности использования данных кранов практически аналогичны возможностям и пневмоколесных кранов.
К недостаткам этих кранов обычно относят: большую собственную массу, высокую стоимость, низкие транспортные скорости и малый ресурс ходовой части.
Тракторные краны. К кранам этого типа относят стреловые краны, смонтированные на базе типовых гусеничных или колесных тракторов. Трактор служит одновременно ходовой частью и силовой установкой крана. Краны находят применение в сельском хозяйстве, при монтаже и демонтаже газо- и нефтепроводов, при выполнении специальных видов работ, связанных с перемещением в условиях бездорожья.
Тракторные краны оборудуются навесным или прицепным грузоподъемным оборудованием. Навесные телескопические стрелы монтируются на навесной системе тракторов.
Грузоподъемность этих кранов от 0,1 до 0,5 т. Вертикальное перемещение груза обеспечивается гидросистемой, а горизонтальное - перемещением в результате движения трактора. Для подъема грузов массой от одной до трех тонн стелы кранов навешивают на трактора по следующим схемам: фронтальной; поворотной; боковой (см. рис. 11.46).
Боковое расположение стрелы позволяет крану передвигаться вдоль фронта работ, например, при укладке труб (см. рис. 11.47).
Прицепные краны используются при обработке длинномерных и крупногабаритных грузов, которые поднимают тракторной лебедкой. Грузоподъемность таких кранов от 2 до 10 т, вылет стрелы 2,0-6,5 м.