12.1.1. Автомобильные краны

Автомобильные краны наиболее маневренны, имеют высокие скорости передвижения и поэтому широко применяются на объектах с небольшими объемами работ и находящихся на значительном удалении один от другого.

Отечественная промышленность в соответствии с ГОСТ 22827—85 выпускает автомобильные краны, используя серийные шасси грузовых автомобилей ГАЗ-53А, ЗИЛ-130, МАЗ-5334. КамАЗ-53213 и КрАЗ-257 грузоподъемностью соответственно 4; 6,3; 10, 16 и 16 т. Характеристика этих кранов приведена в табл.12.1. Типичный автомобильный кран с механическим приводом и канатной подвеской стрелового оборудования показан на рис. 12.1.

Неповоротная часть крана представляет собой автомобильное шасси 1, на котором установлены ходовая рама 4, и выносные опоры 3 и 6, пред­назначенные для увеличения опорного контура крана в рабочем состоя­нии. Выносные опоры машинист устанавливает вручную или с помощью гидропривода. Чтобы повысить устойчивость крана, в конструкцию введе­ны выключатели рессор шасси — стабилизаторы, жестко соединящие мосты шасси с рамой.

Поворотная часть крана состоит из поворотной рамы 7 с проти­вовесом 8, кабины 13 машиниста, двуногой стойки 10 и стрелового оборудования. Поворотная рама является основанием поворотной части крана, устанавливаемым на опорно-поворотное устройство 5. На поворот­ной раме установлены стреловая 9 и грузовая лебедки, механизм 12 по­ворота и реверсивно-распределительный механизм 11. Грузовая лебедка служит для подъема и опускания груза, стреловая — для изменения угла наклона стрелы при изменении вылета. Механизм поворота пред­назначен для вращения поворотной части крана. Реверсивно-распреде­лительный механизм служит для изменения направления вращения барабанов лебедок в поворотной части крана, а также для распределения крутящего момента между стреловой и грузовой лебедками и механизмом поворота. Он обеспечивает независимый раздельный привод всех меха­низмов или совместную работу некоторых из них. Механизмы крана защищены капотом.

В кабине 13 машиниста расположены органы управления лебедками и механизмами поворота крана. Для вписывания некоторых кранов в же­лезнодорожный габарит 02-Т их кабины выполнены разъемными со съем­ной верхней частью. На некоторых кранах всю кабину снимают с пово­ротной платформы.

Передвижением крана управляют из кабины базового автомобиля. В кабине автомобиля расположен рычаг включения коробки 2 отбора мощности для привода лебедок и механизма поворота.

Рис. 12.1. Автомобильный кран КС-2561 Е с механическим приводом и канатной подвеской стрелового оборудования

К стреловому оборудованию относится стрела 17, стреловой полиспаст 14, грузовой полиспаст 20 и грузозахватные устройства. Стреловой поли­спаст служит для подъема стрелы. К грузозахватным устройствам от­носят крюковую подвеску 21 и грейферный ковш (грейфер). При замене крюковой подвески на грейфер краны могут работать на погрузке и раз­грузке сыпучих и мелкокусковых материалов.

На головке стрелы смонтирован автоматический сигнализатор 19 опасных напряжений УАС-1 или АСОН-1, предупреждающий машиниста о приближении стрелы крана на опасное расстояние (не менее 1 м) к одно- или многофазной линии электропередачи напряжением 220/380 В и частотой 50 Гц.

Стреловой полиспаст связан с головкой стрелы растяжками 18, между которыми установлен универсальный ограничитель 16 грузоподъемности ОГБ-2, при срабатывании которого выключаются механизмы подъема гру­за или стрелы. На кранах могут быть установлены и специальные, пред­назначенные только для этого типа крана, ограничители грузоподъем­ности: механические, пружинного типа (на кранах КС-1562, КС-2561Д) или гидромеханические (на кранах серии МКА).

На стреловых кранах применяют ограничители подъема крюка и подъема стрелы, указатели вылетов, грузоподъемности и рабочей зоны крана, а также маятниковые креномеры или сигнализатор крена СМК-3. Для предохранения стрелы от запрокидывания на кране установлены телескопические упоры или специальное канатное устройство 15.

На кране КС-2561Д (рис. 12.2, а) реверсивный 5 и распределительный 6 механизмы, объединенные в один корпус, составляют зависимый ре-версивно-распределительный механизм. На некоторых кранах (например, на кранах КС-1562 и КС-3561) реверсивно-распределительный механизм выполнен так, как это показано на рис. 12.2, б, что обеспечивает незави­симое реверсирование движения каждого кранового механизма.

Кинематические схемы кранов серии МКА обеспечивают работу реверсивных механизмов поворота, стреловой и грузовой лебедки отдельно от основного реверсируемого механизма, что также обеспечивает не­зависимое управление каждой операцией.

На вновь выпускаемых кранах с механическим приводом применены электропневматические (на кранах КС-2561Д и КС-3561) и гидравли­ческие (на кранах серии МКА) системы управления механизмами. Тор­моза применены ленточные (на кранах МКА, КС-2561Д) или колодочные (на кранах КС-1562, КС-3561). Размыкание тормозов осуществляется гидроцилиндрами (на кранах серии МКА) или пневмокамерами (на кра­нах КС-2561Д и КС-3561).

Кинематические схемы механизмов кранов с индивидуальным электро­приводом показаны на рис. 12.3. Электрическая схема предусматривает возможность питания электродвигателей исполнительных механизмов от генератора и от внешней сети напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Внешний источник питания присоединен через специальный штепсельный разъем, питание переключается трехполюсным пакетным переключате­лем. Для привода грузовой и вспомогательной лебедок и механизма пово­рота использованы трехфазные электродвигатели с фазным ротором.

Рис. 12.2. Кинематические схемы стреловых кранов с механическим приводом:

а - кран КС-2561Д;

б - реверсивно-распределительный механизм кранов КС-1562 и КС-3561; 1—коробка отбора мощности; 2—конический редуктор; 3—опорно-поворотное устройство; 4—механизм поворота: 5—реверсивный механизм; б - рас­пределительный механизм; 7—грузовая лебедка; 8—стреловая лебедка; 9—входной вал; 10—вал привода механизма поворота; 11—вал привода грузовой лебедки; 12 — вал привода стреловой лебедки

Двигатель стреловой лебедки — трехфазный с короткозамкнутым рото­ром. Включение, остановка, реверсирование и регулирование скорости двигателей грузовых лебедок и механизма поворота производятся со­ответствующими контроллерами.

Кинематическая схема механизмов крана КС-3562А с индивидуаль­ным гидравлическим приводом аналогична кинематическим схемам кра­нов с электрическим приводом. Гидравлический привод крана гидро­статический (объемный). Он выполнен по открытой схеме, при которой одна из гидролиний насоса соединена с гидродвигателем, а другая — соединена с баком, в котором находится рабочая жидкость, компенсирую­щая разность объемов полостей гидроцилиндров и наружные утечки.

Скорость механизмов с гидроприводом регулируется комбинирован­ным способом: изменением частоты вращения вала двигателя базового автомобиля, а следовательно, и насоса, и прямым дросселированием потока жидкости при минимальной частоте вращения вала двигателя дроссельными устройствами (гидравлическими сопротивлениями), уста­навливаемыми на пути потоков жидкости.

Автомобильный кран с жесткой подвеской стрелового оборудования (рис. 12.4) состоит из тех же основных частей, что и автомобильный кран с канатной подвеской стрелового оборудования; у него отсутствуют двуногая стойка и стреловая лебедка, стрела 2 поднимается спе­циальным цилиндром 3. В качестве основного рабочего оборудования на кране применена телескопическая стрела 2. Такие стрелы с гуськом или без него позволяют быстро изменять длину стрелы при рабочей нагрузке. Секции выдвигаются с помощью гидроцилиндров или гидроцилиндров и канатных или цепных передач. В качестве рабочего органа используют крюковую подвеску 1.

Рис. 12.3. Кинематические схемы механизмов кранов с электроприводом:

а — грузовая лебедка; б — вспомогательная грузовая лебедка; в — стреловая лебедка;

г—механизм поворота; 1—барабан лебедки; 2—редуктор; 3—тормоз; 4—опорно-поворотное устройство

Рис. 12.4. Автомобильный кран КС-3571 с гидроприводом и жесткой подвеской стрелового оборудования:

1 — крюковая подвеска; 2 — телескопическая стрела; 3 — гидроцилиндр подъема стрелы:

4—кабина машиниста; 5—противовес; 6—поворотная платформа; 7, 11—выносные опоры; 8—опорно-поворотное устройство; 9—ходовая рама; 10—шасси автомобиля

Краны КС-1571, КС-2571, КС-3571 и КС-4571 составляют унифици­рованный ряд машин грузоподъемностью 4; 6,3; 10 и 16 т, выполненных на базе серийно выпускаемых автомобильных шасси. В основу раз­работки этих кранов была положена попарная унификация — унификация по узлам и агрегатам кранов грузоподъемностью 4 и 6,3 т и кранов грузо­подъемностью 10 и 16 т, а по ряду узлов и агрегатов — сквозная, охватывающая весь ряд кранов. В тех случаях, когда попарная или сквозная унификация нецелесообразна, был использован принцип одно­типности конструктивных решений, позволяющий создать узлы и агрега­ты, которые различаются между собой только размерами.

Привод кранов объемный гидравлический с разомкнутой циркуляцией, состоящий из унифицированных элементов (рис. 12.5). Рабочая жидкость подается в систему двумя аксиально-поршневыми насосами, расположен­ными на ходовой раме автомобиля и приводимыми через редуктор отбора мощности.

Рабочая жидкость от насоса 7 поступает к гидрораспределителю 8, расположенному на ходовой раме автомобиля, и далее к гидроцилиндрам 11, 12, 13, 14 выносных опор и 9, 10 блокировки рессор или через вращающееся соединение 26 к гидрораспределителю 33, установленному на поворотной платформе. С помощью гидрораспределителя управ­ляют гидромотором 28 поворота платформы и гидроцилиндром 29 изме­нения вылета стрелы. От насоса 2 жидкость через вращающееся соеди­нение 26 подается к гидрораспределителю 22 и далее к гидромотору 21 грузовой лебедки или к гидроцилиндру 18 изменения длины стрелы. В гидробак 1, расположенный на ходовой раме в непосредственной близости от насосов, жидкость поступает через фильтр 3 с тонкостью фильтрации 40 мкм, в котором установлен предохранительный клапан.

Рабочие скорости регулируют изменением частоты вращения вала приводного двигателя и дросселированием потока жидкости золотником гидрораспределителя. Ход золотника, при котором осуществляется регу­лирование скорости, увеличивается с уменьшением внешней нагрузки на гидропривод. Опускание груза и стрелы, уменьшение длины стрелы с за­данной скоростью производится с помощью тормозных гидроклапанов 17, 19 и 30, пропускающих то количество жидкости, которое подводится к гидроцилиндру. Аварийное опускание груза при выходе из строя при­водного двигателя или насоса осуществляется открытием вентиля 20. Рабочие секции гидрораспределителя,, предназначенные для управления гидромоторами механизма подъема груза и поворота платформы, ос­нащены дополнительными сблокированными гидрораспределителями, с помощью которых включаются и выключаются гидроцилиндры 16 и 27 тормозов.

Краны оборудованы приборами безопасности, при включении которых электромагниты гидроклапанов 15, 24, 31 отключаются от источника электропитания: соединяются гидролинии управления предохранитель­ными гидроклапанами 23 и 32 и гидроцилиндры тормозов с дренажной гидролинией. Для уменьшения угловой скорости платформы при работе с башенно-стреловым оборудованием в гидроприводе использован регуля­тор 25 потока. При отказе приводного двигателя кран можно перевести в транспортное положение ручным насосом 4, от которого жидкость поступает в напорную гидролинию насосов 2 и 7 через вентили 5 и 6.

Рис. 12.5. Схема гидравлического привода кранов КС-1571, КС-2571, КС-3571 и КС-4571

Таблица 12.2

Техническая характеристика стреловых кранов на специальных шасси автомобильного типа

Показатель	КС-5473	КС-6471	КС-7471	КС-8471
Наибольшая грузоподъем- ность на выносных опорах, т Вылет стрелы при наиболь­- шей грузоподъемности, м Грузоподъемность без вы­- носных опор и при передви-­ жении со стрелой, направ­- ленной вдоль продольной оси назад, т Вылет без выносных опор, м Наибольшая длина стрелы, м Наибольшая высота подъема груза на стреле с гуськом, м Мощность двигателя, кВт (л. с.): шасси поворотной части Колесная формула (всего колес × ведущих × управляе­ мых) Скорость передвижения (ра-­ бочая/транспортная), км/ч Масса с противовесом, т	25 3,2 5 3,2 24 36,2 149 (203) — 6×4×2	40 3,5 10 3.2 27 46,0 177 (240) — 8×6×4	63 3,5 15,2 3,5 38,1 55,2 235 (320) 133 (180) 12×6×4	100 3,5 20 3,5 47,8 71,0 335 (455) 133 (180) 14×6×6
	2,5/60		1,5/50
	28,2	44	67,8	87

Предохранительные клапаны гидрораспределителей отрегулированы на давление 16 МПа.

Лебедка на кранах грузоподъемностью 4 и 6,3 т приводится в дви­жение от гидромотора через компактный червячный механизм, при­страиваемый к торцу барабана. Лебедка на кранах грузоподъемностью 10 и 16 т имеет встроенный в барабан планетарный редуктор. Водило первой ступени выполнено плавающим, благодаря чему снижаются тре­бования к точности изготовления редуктора, а нагрузка на сателлиты передается более равномерно.

Механизм поворота кранов грузоподъемностью 4; 6,3 и 10 т представ­ляет собой компактный двухступенчатый цилиндрический редуктор.

Кроме телескопических стрел с гуськами или без них, все краны имеют башенно-стреловое оборудование.

Одесским производственным объединением тяжелого краностроения им. Январского восстания создано семейство подобных по компоновке гидравлических кранов грузоподъемностью 25, 40, 63 и 100 т с телеско­пическими стрелами на специальных многоосных шасси автомобильного типа, которые найдут широкое применение в дорожном строительстве (табл. 12.2).

Эти гидравлические краны благодаря рациональной компоновке, при­менению объемного гидропривода, телескопических стрел и мобильных шасси обладают рядом качественно новых характеристик: в значительной степени унифицированы между собой и отвечают современному уровню

лучших зарубежных образ­цов. Достоинствами кранов в эксплуатации является уве­личенный на 10—15 % мини­мальный вылет стрелы по сравнению с вылетом совре­менных зарубежных кранов-аналогов, а также возмож­ность работы без выносных опор и передвижение с грузом на крюке.

На рис. 12.6 показана ком­поновочная схема стрелового крана КС-6471 грузоподъем­ностью 40 т на специальном шасси автомобильного типа. Рама шасси представляет со­бой сварную конструкцию из двух продольных балок ко­робчатого сечения, соединен­ных с передней и задней бал­ками, а также диафрагмами жесткости. К раме прикреп­лены балки выносных опор. Шасси включает двигатель 2, муфту сцепления 5, шестиско­ростную коробку передач 6, карданные валы, раздаточ­ную коробку 21, два передних моста /, из которых первый ведущий, и два задних веду­щих 18 и 19, а также редуктор 20 для привода четырех акси­ально-поршневых гидронасо­сов.

Два передних моста со­единены с рамой шасси с по­мощью полуэллиптических пластинчатых рессор и ры­чажной системы, которая при езде по местности выравни­вает нагрузки, действующие на мосты, и повышает элас­тичность подвески. Задние мосты соединены с рамой шасси балансиром. Поворо­том колес управляют с помощью гидроусилителя. Также предусмотрена дублирующая механи­ческая система управления. Насос гидроусилителя приводится непосред­ственно от двигателя через карданную передачу.

Рис. 12.6. Компоновочная схема гидравлического стрелового крана КС-6471 на специальном шасси автомобильного типа

Шасси оборудовано тремя пневматическими тормозными системами для торможения во время передвижения и стоянки, а также для торможения прицепа. Поворотная платформа с противовесом закреп­лена на раме шасси с помощью однорядного роликового опорно-пово­ротного круга с внутренним зацеплением. Механизм поворота состоит из аксиально-поршневого гидромотора 9, четырехступенчатого цилиндри­ческого редуктора 12 и постоянно замкнутого дискового тормоза 10 с гидроразмыкателем. На вертикальном валу редуктора установлено зубча­тое колесо 11, входящее в зацепление с зубчатым венцом опорно-пово­ротного круга.

Телескопическая стрела с жесткой подвеской имеет две подвижные и одну неподвижную секции. Перемещение подвижных секций осущест­вляется синхронно двумя длинноходовыми гидроцилиндрами 3 и 4 дву­стороннего действия с ходом поршня до 8 м. Подвижные секции стрелы опираются на опоры скольжения (ползуны). Для увеличения подстре-лового пространства и высоты подъема крюка предусмотрен не­управляемый гусек, который устанавливается под углом 15° к про­дольной оси стрелы. Подъем и опускание стрелы осуществляется длин­ноходовыми гидроцилиндрами 7 и 8.

Башенно-стреловое оборудование состоит из башни, в качестве кото­рой используют телескопическую стрелу крана длиной 15, 20 и 27 м, уста­навливаемую под углом 4° к вертикали, и управляемого гуська. Подъем и опускание управляемого гуська осуществляется вспомогательной ле­бедкой через канатный полиспаст. Использование башенно-стрелового оборудования позволяет устанавливать кран в непосредственной близости от строящегося объекта.

Основная грузовая лебедка служит для перемещения грузов в верти­кальной плоскости основным крюком, при работе с телескопической стре­лой и вспомогательным крюком при работе башенно-стреловым оборудо­ванием. Она состоит из аксиально-поршневого гидромотора 13, цилиндри­ческого редуктора, встроенного в барабан 14, дискового постоянно замкну­того тормоза 17 с гидроразмыкателем и прижимного ролика 16. Навивка каната на барабан четырехслойная. На барабане выполнена кольцевая нарезка. Все подшипники и зубчатые колеса смазываются маслом, за­литым в барабан. Уровень масла контролируют с помощью контрольной пробки.

Вспомогательная грузовая лебедка 15 предназначена для пере­мещения грузов в вертикальной плоскости вспомогательным крюком, а также для подъема (опускания) управляемого гуська при работе с ба­шенно-стреловым оборудованием. Конструкция вспомогательной грузовой лебедки аналогична конструкции основной грузовой лебедки и отличается только длиной барабана.

Кран имеет две комфортные кабины автомобильного типа, установлен­ные спереди на шасси для передвижения крана и на поворотной плат­форме для работы на кране.

Электрическая система крана рассчитана на напряжение 24 В и вклю­чает электрооборудование шасси и крановой установки. С помощью электросистемы управляют пуском двигателя шасси из кабины маши­ниста, электромагнитными клапанами, а также включают и выключают осветительные и другие приборы крана. Гидропривод крана выполнен с разомкнутой циркуляцией и комбинированным регулированием ско­ростей путем дросселирования жидкости, изменения частоты вращения вала насоса (двигателя шасси) и подключения второго насоса к гидро­мотору грузовых лебедок.

В гидроприводе крана использованы аксиальнопоршневые насосы и гидромоторы 210.16 и 210.25, моноблочные распределители с вспомо­гательным управлением, тормозные клапаны и другие унифицированные гидроэлементы.

Кран оснащен приборами и устройствами, обеспечивающими его без­опасную эксплуатацию: ограничителями высоты подъема крюковых под­весок, угла наклона гуська, угла подъема стрелы и автоматическими выключателями лебедок при минимальном числе витков канатов на барабанах.