4.5. Стрілові самохідні крани.
На відміну від баштових стрілові самохідні крани мають значно менший підстріловий простір, що звужує їхні технологічні можливості. Однак, вони значно мобільніші, простіше перевозяться з об’єкта на об’єкт, незначні роботи з монтажу їх на робочому місці, максимальна вантажопідйомність їх, як правило, вища.
Стрілові самохідні крани широко використовують при виконанні навантажувально-розвантажувальних робіт та монтажі конструкції при малоповерховому будівництві, при частому перебазуванні, малих обсягах монтажних робіт.
Як правило, стрілові самохідні крани забезпечуються двигунами внутрішнього згорання, що значно підвищує їх мобільність.
Позначення стрілового самохідного крану складається з двох літер КС (кран самохідний), чотирьох цифр та двох буквених позначок, яких може і не бути. Перша цифра означає розмірну групу крана, яка визначається головним параметром стрілового самохідного крана - його максимальною вантажопідйомністю. Друга цифра означає тип ходового обладнання: 1 - гусеничне; 2 - гусеничне розширене, тобто таке, що забезпечує менший питомий тиск на грунт; 3 - пневмоколісне (двигун при цьому розташований на поворотній платформі); 4 - на спеціальному шасі; 5 - на шасі автомобіля; 6 - на тракторі; 7 - на причепі. Цифрою, що стоїть на третьому місці, кодується улаштування стрілового обладнання. Цифра 6 означає, що стріла з канатною підвіскою, тобто використовується канатно-блочний привод керування стрілою. Цифра 7 - підвіска стріли жорстка, тобто використовується гідравлічний привод для керування стрілою. Цифра 8 - стріла телескопічна, тобто секції стріли висуваються одна з одної найчастіше за допомогою гідроциліндрів. Це дозволяє зменшити транспортний габарит крана і одержати більшу довжину стріли в робочому положенні. Цифра на четвертому місці означає порядковий номер моделі крана. Оскільки конструкції кранів безперервно вдосконалюються, то після чергової модернізації до індексу крану додають буквену позначку модернізації (А, Б, В і т.д.). Якщо модернізації не було, то позначка відсутня. Як і для баштових кранів указують кліматичне виконання: ХЛ - північне; Т і ТВ - відповідно для сухих та вологих тропіків. Для помірного клімату ця позначка відсутня. Оскільки до базових шасі кранів виставляють дещо інші вимоги, ніж до вантажного автомобіля, випускають крани на спеціальних шасі. Особливо це стосується великих типорозмірів кранів, тому що їх виробляти на шасі вантажних автомобілів неможливо в зв’язку з недостатньою їх вантажопідйомністю, а застосовувати гусеничне ходове обладнання незручно через транспортування кранів із об’єкта на об’єкт.
Крани автомобільні та на спеціальному шасі мають приблизно однакове компонування. На рис. 4.13 подано схему крана на спеціальному шасі автомобільного типу. Спеціальне шасі автомобільного типу 1 має особливості, які відрізняють його від шасі вантажного автомобіля. Щоб забезпечити переміщення крана дорогами загального призначення, треба витримати габарити висоти та ширини крана і не збільшувати навантаження на вісь, тому спеціальне шасі для кранів високої вантажопідйомності виконують подовженим з більшою кількістю осей (до дванадцяти). Щоб забезпечити маневровість крана, збільшують кількість керованих коліс (4,6,8 і т.д.). Щоб не збільшувати габарит по висоті, кабіну 2 для керуання в транспортному режимі прикріпляють до рами ходового обладнання консольно. Двигун внутрішнього згорання 15 розміщують за кабіною. На рамі ходового обладнання розміщено опорно-поворотний пристрій 14, на
Рис. 4.13. Схема крана на спеціальному шасі автомобільного типу:
1- спеціальне шасі автомобільного типу; 2- кабіна; 3- гакова підвіска; 4,7,8- вантажний поліспаст, лебідка і канат; 5- стріла; 6- гідроциліндр підйому та опускання стріли; 9- двунога стійка; 10- поворотна платформа; 11- противага; 12- виносний пульт керування; 13- виносні опори; 14- опорно-поворотний пристрій; 15- двигун внутрішнього згорання; 16- стійка
якому встановлена поворотна платформа 10, де закріплено механізм повороту, противагу 11, вантажну лебідку 7 та інші елементи.
Механізм повороту та вантажну лебідку виготовляють з приводом від гідродвигуна й постачають нормально замкнутим гальмом та гідравлічним розмикачем. На поворотній платформі шарнірно закріплена стріла 5, частіше телескопічна. Секції стріли можуть висуватися під навантаженням за допомогою гідроциліндрів, встановлених у середині стріли. Підняття і опускання стріли здійснюють гідроциліндром 6. Вантажний канат 8 стікає з барабана лебідки 7, охоплює обвідні блоки, встановлені на двоногій стійці 9, блоки на кінці стріли та гаковій підвісці 3, утворюючи вантажний поліспаст 4. У транспортному режимі стрілу вкладають на стійку 16. Щоб попередити розгойдування гакової підвіски, її за допомогою строп кріплять до буксирних гаків автомобіля. На поворотній платформі розташовують кабіну для керування краном при переміщенні вантажів. Крани обладнують найчастіше гідрофікованими виносними опорами 13, якими частіше керують із виносного пульта 12.
Схема пневмоколісного крана показана на рис. 4.14. На рамі ходового пристрою 1 розташований опорно-поворотний пристрій 2, на якому встановлена поворотна платформа 11. На останній закріплено противагу 4, двигун внутрішнього згорання 5, двоногу стійку 6, на якій встановлені обвідні блоки, стрілову 7 та вантажну 8 лебідки. На поворотній платформі шарнірно закріплена стріла 9, до якої з допомогою вантажного каната підвішена гакова підвіска 10. Пневмоколісні крани обладнані виносними опорами 3 та дишлом 12, яке служить для переміщення крана в причепі до тягача.
Схема гусеничних кранів приблизно така ж, як і пневмоколісних. Гусеничні крани мають не пневмоколеса, а гусеничний, без пружних елементів рушій. Це дозволяє їм обходитися без виносних опор. На значні відстані їх перевозять на великовантажних причепах чи напівпричепах, тому дишло в них відсутнє.
Рис. 4.14. Схема пневмоколісного стрілового крана:
1- ходовий пристрій; 2- опорно-поворотний пристрій; 3- виносні опори; 4- противага; 5- двигун внутрішнього згорання; 6- двунога стійка; 7,8- стрілова та вантажна лебідки; 9- стріла; 10- гакова підвіска; 11- поворотна платформа; 12- дишло
Тракторні крани можуть мати різне компонування. Найширше використовуються крани-трубовкладальники, які є основними вантажопідйомними машинами при будівництві трубопроводів. Промисловість виготовляє крани-трубовкладальники з гідравлічним і механічним приводом.
Основні переваги стрілових самохідних кранів порівняно з баштовими - їх значно вища мобільність, автономність, менші затрати коштів та часу при перевезенні кранів із об’єкта на об’єкт. Якщо баштові крани випускають іноді з постійною вантажопідйомністю, то вантажопідйомність стрілових самохідних кранів завжди змінюється залежно від вильоту стріли. Ці залежності представлено у вигляді графіків, які називають кривими вантажопідйомності. Завжди у кожного крана декілька кривих вантажопідйомності: при різній довжині стріл, при роботі на виносних опорах і без них. Загальний недолік усіх стрілових самохідних кранів (окрім кранів-трубовкладальників) заключається у тому, що переміщення цих кранів із вантажем дозволяється тільки по заранше спланованому майданчику, при значному зниженні вантажопідйомності, крайньому задньому положенні стріли, мінімальному вильоті, при розміщенні вантажу над землею не більше 20...30 см.
Стрілові самохідні крани обладнують такими приладами безпеки: обмежувачами переміщень гакової підвіски та стріли, обмежувачами вантажопідйомності, показчиками вильоту та вантажопідйомності, креномірами, сигналізаторами наближення до ЛЕП. Продуктивність кранів значною мірою залежить від їх конструктивних особливостей. Крани - машини циклічної дії, тому їхня технічна продуктивність (т/с)
, (4.10)
де Q - вантажопідйомність крана, т ; Кв - коефіцієнт використання крана за вантажопідйомністю; tЦ - тривалість одного циклу, с.
Крани та їх механізми розраховані на певний режим роботи: легкий (Л), середній (С), важкий (В), дуже важкий (ДВ).
Режим роботи крана визначається кількома показниками, до яких входить коефіцієнт використання за вантажопідйомністю
,
де Qср - середня маса (т) вантажу, що підіймається, а Qн - номінальна вантажопідйомність (т). Найбільші значення цих коефіцієнтів обумовлені для кожного крана, залежно від прийнятого режиму роботи.
Тривалість циклу роботи крану
, (4.11)
де tм - машинний час, тобто частина часу циклу, коли працюють механізми крана; tр - ручний час, тобто частина часу циклу, коли механізми крану не працюють, цей час витрачається на стропування та розстропування, утримання вантажу під час закріплення його в монтажному оснащенні і т.п.
Машинний час можна визначити розрахунком як суму часових інтервалів переміщень, які складають цикл. Однак на практиці вони часто менші від цієї суми за рахунок поєднання операцій:
, (4.12)
де tпо - час підйому і опускання вантажу, с (tпо= 2Н/по , Н - висота підйому і опускання, м; по - середня швидкість підйому і опускання м/с); tн - час переміщення крана або гака (вантажного візка) при зміні вильоту, с (tп= 2S/п , де S - довжина шляху переміщення, м; п - середня швидкість переміщення, м/с); tпов - час повороту крана, с [tпов =2(360n), - кут повороту крана, град; n - частота обертання поворотної частини крана, с-1]; Кпо - коефіцієнт поєднання операцій (Кпо=0,6...0,8).
Коефіцієнт поєднання операцій визначається конструкцією крана, конкретними умовами роботи та кваліфікацією оператора. Щоб підвищити технічну продуктивність крана, необхідно збільшити значення Кв шляхом правильного підбору тари при переміщенні сипких та тістоподібних матеріалів та застосування багатомісних вантажозахватних пристосувань при переміщенні вантажів малої маси.
Ручний час може зменшити за рахунок застосування вантажозахватних пристосувань, які забезпечують автоматичне стропування та розстропування вантажу. Великий вплив на тривалість машинного часу мають виробничі умови, у яких працює кран, тобто організація його робочої зони. Матеріали і деталі, які підлягають підйому, слід розмістити так, щоб переміщення крана в процесі монтажу було мінімальним.