Конструкция

Автомобильные краны выпускаются грузоподъемностью до 50 т. Их монтируют на двух-, трех-, или четырехосном шасси серийно выпускаемых гру­зовых автомобилей. Привод всех механиз­мов автомобильных кранов осуществля­ется от двигателя автомобиля. По типу привода различают автомобильные краны с механическим (преимущественно малых типоразмеров), гидравлическим и электри­ческим приводом.

Кроме основной стрелы краны оснаща­ются удлиненными стрелами, стрелами с гуськами, башенно-стреловым оборудова­нием, а гидравлические краны - телеско­пическими выдвижными стрелами.

В зависимости от массы поднимаемого груза и вылета стрелы, краны могут рабо­тать на выносных опорах или без них, перемещаться в пределах строи­тельной площадки с грузом, масса которого мень­ше номинального на соответствующем вылете, со скоростью до 5 км/ч при поло­жении груза вдоль оси крана («стрела назад») и поднятом на высоту не более 0, 5 м.

При механическом приводе движение от двигателя рабочим механизмам пере­дается через систему промежуточных передач. При этом скорость рабочих дви­жений регулируют частотой вращения двигателя и коробками перемены передач, а направление вращения — коническими и цилиндрическими реверсами. Для управления механизмами (муфтами, тормозами) применяют пневматическую систему уп­равления, действующую от компрессора, приводимого в работу от двигателя авто­мобиля.

На рис. 6.2 показана схема автомо­бильного крана с механическим приводом. Для снижения нагрузок на шасси автомо­биля и обеспечения его устойчивости шасси 1 усиливают дополнительной рамой 4, которую оборудуют выносными опорами 3 и 8 и стабилизирующим устройством 6, блокирующим подвеску автомобиля при работе крана. Поворотная платформа 9 вращается на роликовом опорно-поворот­ном устройстве 7, закрепленном на допол­нительной раме. На поворотной платформе кроме стрелы размещены противовес 10, двуногая стойка 11, реверсивно-распределительный механизм 13, механизм вращения 14, грузовая 15 и стреловая 12 лебедки, кабина крановщика и электро­оборудование.

Крутящий момент двигателя через ко­робку перемены передач, коробку отбора мощности 2 и промежуточный редуктор 5 передается реверсивно-распределительному механизму 13 и далее при переклю­чении муфт в распределительной короб­ке — механизму вращения 14, грузовой 15 и стрелоподъемной 12 лебедкам. Кине­матическая схема позволяет совмещать операции подъема груза с поворотом поворотной платформы. Гидравлический и электрический приводы существенно упро­щают кинематическую схему крана, рас­ширяют его технологические возможности и обеспечивают более глубокое регулирование скоростей рабочих дви­жений.

Рис. 6.2. Автомобильный кран с механическим приводом (а) и его кинематическая схема (б)

На рис. 6.3, а показан общий вид гидравлического крана. Основным видом рабочего оборудования является телеско­пическая стрела 1, состоящая из двух подвиж­ных и одной неподвижной секций. Передвижение подвижной секции производится гидроцилиндром 2 двустороннего действия. Для увеличения подстрелового простран­ства на подвижной секции устанавливают гуськи разной длины и под различными углами к ее продольной оси. Изменение угла наклона стрелы производится парал­лельно действующими гидроцилиндрами 3 с фиксацией их штоков в заданном положении гидрозамками. Подъем и опус­кние груза осуществляются грузовой лебедкой, состоящей из гидромотора 10, редуктора 8, барабана 9 и нормально-замкнутого тормоза. Механизм вращения 7 состоит из гидромотора 6, редуктора 4, на выходном валу которого установлена шестерня, входящая в зацепление с непод­вижным венцом опорно-поворотного круга. Фиксирование механизма поворота осуществляется тормозом 5.

Рис. 6.3. Гидравлический автомобильный кран: а – общий вид и кинематические схемы механизмов; б – график грузоподъемности и высоты подъёма гру­за крана четвертой размерной группы

Гидравлический насос 11 приводится в движение от двигателя автомобиля 14 через коробку передач 13 и редуктор отбора мощности 12. Система привода и управления им допускает совмещение опе­раций: подъем и опускание груза – с подъемом и опусканием стрелы, с поворотом платформы, с выдвижением и втягиванием секции телескопической стрелы; подъем и опускание стрелы – с выдвижением и втя­гиванием ее секции и с поворотом платфор­мы; поворот платформы – с выдвижением и втягиванием секции стрелы.

На рис. 6.3, б показаны: 1) характе­ристика грузоподъемности крана четвертой размерной группы: а – при работе на вы­носных опорах со стрелой 9, 75...21, 7 м; б – для телескопической стрелы с гуськом общей длиной 27 м; в – при работе без выносных опор; 2) высота подъема крюка: I – для стрелы с гуськом; II – для стрелы длиной 21, 7 м; III – то же, 9, 75 м.

При дизель-электрическом приводе краны состоят из тех же частей (за исключением трансмиссии), что и краны с механическим приводом, и оборудованы гидроуправляемыми выносными опорами. Каж­дый механизм имеет индивидуальный электродвигатель, получающий энергию от генератора трехфазного тока, вращаемого двигателем автомобиля.

Управление двигателями (плавный пуск, регулирование скорости, реверс, останов) крановых механизмов, за исключением стреловой лебедки, осуществляется с помощью контроллеров, размещенных в кабине машиниста. Пуск и останов двигателя стреловой лебедки производятся реверсивными магнитными пускателями, управляемыми кнопками. Лебедки и механизм вращения поворотной платформы снабжены колодочными тормозами с электрогидравлическими толкателями.

Пневмоколесные краны имеют гру­зоподъемность 25, 40, 63 и 100 т. Большая грузоподъемность пневмоколесных кранов в сочетании со значительными высотой подъема (до 55 м) и вылетом крюка (до 38 м) обусловили их широкое использова­ние на строительстве промышленных пред­приятий, сооружений, тепловых электро­станций и при установке технологического обо­рудования.

Пневмоколесный кран состоит из двух основных частей: поворотной и ходовой, соединенных между собой опорно-поворот­ным устройством. На поворотной части крана располагаются рабочее оборудова­ние, силовая установка, механизм главного и вспомогательного подъема груза, меха­низм изменения вылета стрелы, механизм вращения поворотной части и кабина управления. Рабочим оборудованием кра­на служит основная решетчатая стрела, удлиненные вставками стрелы с управ­ляемыми и неуправляемыми гуськами различных размеров, а также башенно-стреловое оборудование. Все механизмы крана имеют индивидуальный электриче­ский привод постоянного тока по системе Г – Д. Силовая установка обеспечивает глубокое регулирование рабочих скоростей в широком диапазоне путем изменения напряжения генератора, питающего якори двигателей, что особенно существенно для механизмов подъема груза и передвижения крана при выполнении монтажных опе­раций.

Ходовая часть крана состоит из сварной ходовой рамы, опирающейся на веду­щие и управляемые мосты автомобильно­го типа, и выносных опор. Количество мостов зависит от грузоподъем­ности крана. При большой грузоподъем­ности мосты крана объединяются в балансирные тележки с жесткой подвеской к ходовой раме. Управление передвиже­нием из кабины машиниста и жесткая подвеска мостов ограничивают скорость передвижения крана до 18 км/ч. В рабочем положении кран опирается на выносные опоры. Допускается работа крана без выносных опор и передвижение его с гру­зом на крюке в соответствии с грузовой характеристикой крана.

Рис 6.4. Пневмоколесный кран грузоподъемностью 100 т: а – схема конструкции; б – схема запасовки канатов механизмов главного подъема; в – то же, вспомогательного подъема; г – графики грузоподъемности; д – схема запасовки канатов стрелоподъемного механизма; 1 – барабан лебёдки главного подъема; 2 – то же, вспомога­тельного подъема

На рис. 6.4 показан общий вид мощного пневмоколесного крана грузоподъемностью 100 т, схемы канатоведения при рабо­те с основным и сменным оборудованием, характеристики грузоподъемности для не­которых его видов. Кран оборудован основной стрелой длиной 15 м. Длину последней с помощью секций можно увеличивать до 25, 30, 40, 50 и 55 м. Стрелы длиной 20...40 м оснащают неуправляемым гусь­ком; длиной 45...55 м – управляемым. Гуськи крана состоят из отдельных секций длиной по 5 м каждая. При работе крана без гуська лебедки основного и вспомо­гательного подъемов используются для подъема основного груза; при оборудова­нии управляемым гуськом лебедка глав­ного подъема обеспечивает изменение вылета гуська.

Силовая установка состоит из дизеля, вращающего основной и вспомогательный генераторы, насоса гидравлической системы управления выносными опорами. При длительной работе на площадке вместо дизеля используют электрический двигатель, питаемый от сети перемен­ного тока. Основной генератор обеспечивает работу двигателей основного и вспомогательного подъемов, стрелоподъемного механизма и механизма передвиже­ния. Вспомогательный генератор питает двигатель механизма вращения.

Кинематическая схема крана позволяет совмещать следующие операции: подъем и опускание груза на крюке главного подъема с поворотом крана; подъем и опускание стрелы с подъемом и опусканием груза; подъем и опускание груза крюком вспомогательного подъема с поворотом крана.

Краны на специальных шасси автомо­бильного типа по своему технологи­ческому назначению должны обеспечивать эффективную работу на рассредоточенных объектах, иметь большую грузоподъемность, хорошую про­ходимость и маневренность в условиях строительной площадки. В современных конструкциях кранов эти требования реа­лизуются путем применения специальных шасси автомобильного типа, гидравличе­ского привода механизмов крана и теле­скопических стрел, что создает им значи­тельные преимущества по сравнению с пневмоколесными кранами с решетчатыми стрелами. Максимальная грузоподъемность кранов на специальных шасси превышает 100 т, скорость передвижения составляет 60...70 км/ч.

По конструкции специальные шасси су­щественно отличаются от обычных шасси автомобиля числом приводных и управ­ляемых осей, их распределением на базе, конструкцией подвесок и управления. Для удовлетворения требований по предельной нагрузке на ось специальные шасси изго­товляют многоосными (3...8 осей). Число приводных осей назначают, исходя из условий достижения проходимости при движении по стройплощадке, а число управляемых осей выбирается из расчета минимального радиуса поворота, доста­точного для вписывания крана в существующую дорожную сеть. На рис. 6.5 показан общий вид крана грузоподъем­ностью 120 т на шестиосном шасси с коле­сной формулой 12× 8 с четырьмя управ­ляемыми осями. Отличительной особен­ностью кранов на специальных шасси является также наличие у них двух сило­вых установок, из которых одна разме­щена на шасси 1, а вторая — на поворот­ной части крана 4. Силовая установка, расположенная на шасси, обеспечивает передвижение крана и привод гидравли­ческих насосов для управления выносными опорами 6. Силовая установка поворотной части крана обеспечивает работу крановых механизмов. Она состоит из дизеля, гидравлических насосов (одного или не­скольких), питающих через гидрораспределители гидравлические моторы лебедок главного и вспомогательного подъемов 5 и механизма вращения крана. Кроме того, эти насосы питают гидроцилиндры подъема стрелы 3 и гидроцилиндры выдвижения секций телескопической стрелы 2. Гидропривод кранов позво­ляет получить широкий диапазон скоростей рабочих движений механизмов за счет совмещения расходов жидкости двух напорных линий по параллельной или последовательной схеме, а также совмеще­ние рабочих движений в разных вариантах. Управление рабочими операциями крана производится из кабины, расположенной на поворотной части.

Рис. 6.5. Стреловой кран на специальном шасси автомобильного типа грузоподъемностью 120 т:

а – общий вид; б – график высоты подъёма груза

Механизмы лебедок состоят из одного или двух гидромоторов, цилиндрических редукторов, встроенных в барабаны, коло­дочных или дисковых тормозов. Телеско­пические стрелы конструктивно выполня­ются из трех (у кранов грузоподъем­ностью 25 и 40 т) и четырех (у кранов грузоподъемностью 63 и 100 т) секций и оснащаются удлинителями различных размеров. Выдвижение секций осущест­вляется гидроцилиндрами, а последней секции – канатным приводом.

При работе крана вся нагрузка от соб­ственной силы тяжести и массы груза воспринимаются выносными опорами, при этом горизонтальность платформы контролируется системой автоматики. Отечест­венной промышленностью серийно выпускаются краны на специальных шасси грузоподъ­емностью 25, 40, 63 и 100 т. На сегодняшний день в эксплуатации уже находятся краны, грузоподъемность которых превышает 100 т.

Краны на специальном короткобазовом шасси имеют конструкцию, аналогичную кранам на специальном шасси автомобильного типа и оборудованы телескопическими стрелами, выдвижение и втягивание которых можно осуществлять под нагрузкой. Онибывают двухосными, с обеими ведущими и управляемыми осями и базой в пределах 1, 8...2, 0 м, имеют малый радиус поворота и предназначены для работы в стесненных условиях. Гидравлические насосы приво­дятся в действие от коробки отбора мощности при­вода шасси. Грузо­подъемность таких кранов составляет 6, 3; 10; 16; 25 и 40 т.

Применение для стреловых кранов гусеничного ходового оборудования привело к созданию монтаж­ных гусеничных кранов с большой номен­клатурой их по грузоподъемности — 16, 25, 40, 63, 100, 160, 250 т. Гусеничные краны работают без выносных опор и могут передвигаться в пределах строительной площадки в любом направлении со ско­ростью 0, 5...1, 0 км/ч. Высокая маневрен­ность, а также большая грузоподъемность обусловили их широкое применение 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. Эти качества создали гусеничным кранам вы­сокую конкурентную способность по отно­шению к специальным башенным кранам, требующим устройства подкрановых путей.

На рис. 6.6 приведена конструктив­ная схема монтажного гусеничного крана с различными видами рабочего оборудо­вания. Он состоит из поворотной платфор­мы, опирающейся через опорно-поворотное устройство на ходовую часть крана. На поворотной платформе монтируются рабо­чее оборудование, силовая установка, механизмы стреловой и грузовых (основ­ного и вспомогательного подъема) ле­бедок, механизм вращения и управле­ния краном. Гусеничные краны изготавливаются с механическим (групповым) и электрическим приводом. Для тяжелых гусеничных кранов грузоподъемностью 25 т и более применяется электри­ческий привод по системе двигатель – генератор – двигатель. Ходовая часть гусеничных кранов состоит из неповоротной рамы, опирающейся на две приводные гусеничные тележки с много­опорными гусеничными звеньями, обес­печивающими низкие (до 0, 1 МПа) удельные давления на грунт. Механизмы передвижения тележек выполняются с не­зависимым приводом каждой гусеницы, либо с приводом от одного или от двух двигателей, работающих на один вал. Привод каждой гусеницы состоит из тихоходного электрического двигателя, редукторов, ведущей звездочки гусеницы и тормоза. Поворот крана осуществляется торможением одной из гусениц. Для увеличения опорного контура при работе поперек гусениц у ряда моделей гусеничных кранов применяют раздвижные гусеничные тележки.

Рис. 6.6. Гусеничный кран грузоподъёмностью 160 т: а – основная стрела; б – удлинённая стрела; в – башенно-стреловое оборудование; г – графики грузоподъёмности: 1 – с основной стрелой; 2 – с башенно-стреловым оборудованием

К железнодорожным стреловым кранам относятся краны, у которых ходовая часть имеет рельсовый ход нормальной железнодорожной колеи (рис. 6.7).

Для самостоятельного передвижения кранов по рель­совым путям имеется механизм передвижения, который приводится в действие общим двигателем (при группо­вом приводе) или самостоятельными электродвигателя­ми на каждую ведущую ось.

Для передвижения кранов в составе поезда по дей­ствующим линиям железных дорог его ходовая часть оборудуется тормозными приборами, автосцепкой и про­чими устройствами в соответствии с Правилами техни­ческой эксплуатации железных дорог.

Железнодорожные краны используются на погрузочно-разгрузочных работах преимущественно на прирель­совых складах предприятий строительной индустрии и на строительно-монтажных работах при строительстве промышленных предприятий и искусственных сооруже­ний.

Грузоподъемность железнодорожных кранов от 6 до 100 т. Максимальная грузоподъемность допускается только при установке крана на выносные опоры, так как без выносных опор в поперечном направлении они имеют небольшую устойчивость из-за небольшой колеи рельсового пути (1520 мм).

Рис. 6.7. Железнодорожный стреловой кран: 1 – стрела; 2 – крюковая обойма; 3 – кабина машиниста; 4 – поворотное устройство; 5 – рельсовый ход