Самохідні стрілові крани

Самохідні крани мають автономний привод, великі маневреність і мобільність. Вони дають змогу виконувати вантажно-розвантажувальні й монтажні роботи в різних галузях промисловості, будівництві, сільському господарстві, пересуваючись на великі відстані. За конструкцією ходової частини крани поділяють на автомобільні, пневмоколісні та гусеничні.

У самохідних кранах на поворотній платформі прикріплено стрілу і змонтовано такі механізми; підйому вантажу, зміни вильоту стріли., повороту крана; механізм пересування крана розміщується на ходовій неповоротній частині крана. Якщо кран працює з двухканатным грейфером, то підйомних механізмів два: один -- для піднімання, інший -- для замикання грейфера.

Керують механізмами з кабіни, яка розміщується на поворотній частині крана. Привод кранових механізмів може здійснюватися за трьома схемами:

1) від одного двигуна внутрішнього згоряння (д. в. з) через трансмісійні вали і зчіпні муфти;

2) від індивідуальних електродвигунів, які дістають енергію від системи д. в з,-- генератор постійного чи змінного струму;

3) від гідравлічних приводів, де гідравлічні насоси подають рідину до гідромоторів кожного механізму.

Електричний та гідравлічний приводи є основними приводами в самохідних стрілових кранах. При цьому спрощується керування механізмами, підвищується надійність кранів.

Крани з гідравлічними приводами робочих механізмів мають досить хорошу маневреність, порівняно невелику масу, можливість регулювання в широких межах швидкості механізмів, що підвищує їхні експлуатаційні показники.

Стрілове обладнання і опорно-поворотні пристрої кранів. Конструктивно стрілове обладнання залежить від типу крана: канатно-підвісне -- для кранів з електричним і механічним приводами, жорсткоопорне (жорсткопідвісне) --для кранів з гідроприводами.

Застосовуються такі типи стріл (рис. 1): пряма коротка З, пряма телескопічна 4, пряма з ріжком 2 і з довгим ріжком 1. Ріжки, шарнірно з'єднані з основною стрілою, призначені для збільшення площі обслуговування.

Крани малої вантажопідйомності для підвищення маневреності мають телескопічну стрілу. Для кранів з гідроприводами жорстко опорні стріли теж виготовляють телескопічними, розсунення І нахил яких здійснюються гідроциліндрами.

Для виготовлення стріл використовують низьколеговану сталь та легкі сплави (алюмінієві, магнієві), які зменшують масу стріли до 50 %. Це дає змогу збільшити виліт стріли на 15...20 % або вантажопідйомність крана на 20...25 %.

Кран обертається на опорно-поворотному пристрої. Оскільки центр ваги поворотної частини крана розміщується зовні кола котіння, то опорний пристрій повинен сприймати також і відривні зусилля.

Найбільш досконалими опорно-поворотними пристроями стрілових кранів (рис. 2) слід вважати підшипникові, які мають менші габаритні розміри особливо за висотою, добре центрують поворотну частину крана відносно неповоротної, мають менші втрати на тертя і характеризуються простотою обслуговування.

Рис. 2

При порівняно малих навантаженнях кранів застосовують кулькові пристрої; на рис. 2, а, б показано пристрої .з зубчастими сідали внутрішнього і зовнішнього зачеплення. При великих навантаженнях установлюють роликові (д) та комбіновані кульково-роликові пристрої (в). Коткові пристрої, які спираються на рейковий опорний круг (г), застосовують з центральною цапфою, відносно якої обертається кран. Але вони не мають переваг підшипникових пристроїв і застосовуються обмежено.

Автомобільні крани "монтують на стандартних чи спеціальних шасі вантажних автомобілів. Пересуваються крани з опущеною стрілою і закріпленим гаком. Привод може бути від загального двигуна внутрішнього згоряння, від індивідуальних електричних або гідравлічних двигунів.

На рис. 3, а показано змонтовані на автомобілі 10 механізми з індивідуальними електроприводами, які живляться від синхронного генератора 9, що приводиться від д. в. з. через коробку відбору потужності. Поворотну раму встановлено на опорно-поворотному пристрої 2, на ній закріплено стрілу / і змонтовано механізми підйому вантажу 6, обертання крана 7, підйому стріли 5 та грейферну лебідку 4. Краном керують з поста 8. Нижня неповоротна рама має виносні опори і стабілізатор 3, які забезпечують стійкість Зрана. Перед початком роботи кран установлюють на висоті опор, а ресори блокують. При роботі без відкидання опор на нижній рамі встановлюють стабілізатор, який блокує ресори автомобіля. Портал як опору канатного поліспаста виготовляють із труб.

Промисловість розробила автомобільні крани з гідроприводами КС-1571; КС-2571; КС-3571; КС-4571 і КС-5471 вантажопідйомністю відповідно 4; 6,3; 10; 16 і 25 т з телескопічною стрілою коробчастого перерізу довжиною 10,5...21,75 м.

Гідроприводами обладнані механізми підйому, зміни вильоту, обертання крана, зміни довжини стріли, а також виносні опори! Передбачено гідравлічне блокування ресор, яке забезпечує жорстке з'єднання стріли з шасі, що підвищує стійкість крана.

Рис. 3 Автомобільні крани

На кранах установлено типові об'ємні гідроприводи з робочим тиском 16 МПа. Поворотна платформа спирається на раму роликовим опорно-поворотним кругом і приводиться в рух аксіально-поршневим гідромотором через двоступінчастий косозубий редуктор. На кранах вантажопідйомністю 10 і 16 т лебідка приводиться від гідромотора через планетарний редуктор, вмонтований у барабан. Транспортна швидкість крана 70...80 км/год. Кран К.С-5471 вантажопідйомністю 25 т установлено на спеціальному шасі з трисекційною телескопічною стрілою довжиною 10,7 м. Стріла може мати ріжок довжиною 8,5 м. Транспортна швидкість крана 50 км/год. Привод механізмів -- від індивідуальних гідромоторів, піднімання стріли -- від гідроциліндрів.

Автомобільний гідравлічний кран КС-4571 (рис. 3, в) обладнано телескопічною стрілою з жорсткою підвіскою; він характеризується високим ступенем уніфікації. Телескопічна стріла має одну нерухому секцію і дві рухомі, які спираються на ролики; переміщується довгоходовими циліндрами подвійної дії (хід 6 м) з канатним мультиплікатором.

Привод насосів 6 І 7 (рис. 3, б) здійснюється від автомобільного двигуна 1 через коробку передач 2, роздавальну коробку 3, коробку відбору потужності 4 і роздавальний редуктор 5.

Механізм повороту платформи (рис. 3, г) складається з гідромотора / аксіально-поршневого типу, триступінчастого конічно-циліндричного редуктора 3, колодкового гальма 2 з гідроприводом, зубчастого колеса 4, яке входить у зачеплення із зубчастим вінцем опорно-поворотного круга і повертає кран.

Привод вантажної лебідки (рис. 3, д) складається з аксіально-поршневого гідромотора 1, планетарного двоступінчастого редуктора 4, вмонтованого в барабан З, стрічкового гальма 2. Для запобігання перевантаженням установлено обмежувач вантажопідйомності, який забезпечує автоматичне вимикання всіх приводів крана при недопустимих перевантаженнях. Обмежувач складається з датчиків кута підйому стріли, довжини стріли та зусиль.

Обмежувач вантажопідйомності має електронно-обчислювальний пристрій, який ураховує безступінчасту зміну довжини стріли і масу вантажу, ідо піднімається. Кабіна машиніста має теплоізоляцію, обладнана обігрівом І електричним снігоочисником. Кран може працювати при низьких температурах (--40 °С), для чого він обладнується спеціальним пристроєм підігрівання мастила.

У Німеччині широко застосовуються гідравлічні стрілові самохідні крани (рис. 3, є) з телескопічною стрілою. Їхня вантажопідйомність десята 120 т, найбільша висота підйому -- 75 м, маса крана -- 84 т. Рухомі секції телескопічної стріли переміщуються гідроциліндрами з ходом поршня до 7 м. Стріли виготовляють з легованої сталі. Вантажопідйомні лебідки виконують з планетарними або циліндричними редукторами, багатодисковим гальмом і барабаном для багатошарової намотки. Виносні опори обладнують гідроприводами, якими керують з пульта машиніста. Крани обладнують електронними обмежувачами вантажопідйомності, які враховують поточну довжину стріли, кут нахилу І масу вантажу. При досяганні граничного перекидного моменту механізми крана автоматично вимикаються.

Фірма «Grove» (США) випускає гідравлічні стрілові крани вантажопідйомністю 11...110 т з вильотом стріли 3,8...47 м і висотою підйому 16...80,7 м. Стріла телескопічна, багатосекційна, з однією жорсткою підвісною і з двома-чотирма висувними секціями. Для зменшення маси стрілу виготовляють із сталі підвищеної міцності,' в деяких кранах стріли роблять ґратчастими. Гідропривод крана виконано з регулюванням швидкості механізмів шляхом зміни частоти обертання приводного двигуна насоса. На кранах установлено .шестеренні гідромашини, які мають високу надійність, малу вартість і невелику металомісткість. Крани монтують на шасі підвищеної маневреності. Вони обладнуються електричними обмежувачами вантажопідйомності й керуються мікропроцесорами.

Фірма «Каtо Works Co Ltd» (Японія) випускає стрілові крани з гідроприводами вантажопідйомністю 8...75 т з вильотом стріли 3...75 м і висотою підйому гака 3...31 м. Стріла телескопічна коробчастого перерізу з числом рухомих секцій, яке залежить від вантажопідйомності: двосекційна -- для 8 т, трисекційна -- для 16...20 т, чотирисекційна для -- З0...75 т. Нахил стріли здійснюється за допомогою гідроциліндрів двосторонньої дії.

Для механізмів підйому та повороту платформи застосовують низькомоментні аксіально-поршневі гідромотори з черв'ячними або циліндричними зубчастими редукторами і стрічковими чи дисковими гальмами. На деяких кранах застосовують поршневі гідромотори з регульованим робочим об'ємом залежно від навантаження.

Передбачено опускання гака зі швидкістю вільного падіння, для чого керована муфта вимикає барабан від редуктора. Механізми виносних опор гідравлічні, керуються з пульта. Нахил крана контролюється приладами, встановленими на шасі й в кабіні машиніста. Кран обладнано приладами безпеки, які автоматично вимикають двигуни і одночасно вмикають гальма.

Пневмоколісні крани (рис. 4, а, б) характеризуються мобільністю і великою вільністю руху по дорогах з різним покриттям.

Випускають крани вантажопідйомністю 16...100т, ходова частина яких виконується залежно від вантажопідйомності три- чи чотиривісною на спарених пневматичних шипах. Задні осі непідресорені або з жорсткою підвіскою. Для збільшення коефіцієнта зчеплення коліс застосовують спеціальні шипи з крупним рисунком протектора або шини низького тиску. Ходова рама спирається на задні колеса через балансири; передня неприводна вісь шарнірно з'єднана з рамою.

Як і в Інших типах мобільних кранів, тут використовують два типи приводів; 1) від д. в, з. через трансмісійні вали та зчіпні муфти -- для кранів малої вантажопідйомності; 2) дизель-електричний або дизель-гідравлічний на кожний механізм. Основним типом є індивідуальний електропривод постійного струму з керуванням за системою генератор -- двигун; він забезпечує регулювання швидкості в широких межах.

Рис. 4 Пневмоколісні крани

Випускні опори крана, які забезпечують стійкість, одночасно знижують його маневреність при роботі. Розроблено спеціальні конструкції високих опор на котках (рис. 4, а). Стійкість крана може досягатись установленням пневматичних ходових коліс на розвідних кронштейнах (рис. 4, б).

Механізми пересування пневмоколісних ходових кранів виконують таких типів: диференціальний; бездиференціальний -- за допомогою конічних передач; з індивідуальним приводом на кожне приводне колесо (мотор-колесо). У двох перших схемах переміщення передається від д. в. з. через трансмісію. Індивідуальний привод може бути електричним чи гідравлічним.

У мотор-колесах двигун і редуктор розміщують всередині колеса або зовні його. Конструкція першого типу може бути реалізована лише в пневмоколесах великого діаметра і, крім того, потребує пристрою для інтенсивного охолодження.

Конструкцію мотор-колеса із зовнішнім двигуном наведено на рис. 4, в. До корпусу з фланцем 6 прикріплено електродвигун 7, який через редуктор 5 обертає ведучий стакан З з внутрішнім зубчастим зачепленням; обід 2 з пневмошиною 1 обертаються в підшипниках 4.

На рис. 4, г показано гідравлічний привод ходового колеса 1 за допомогою радіально-поршневого гідромотора 2. Порівняно з попередньою ця конструкція більш компактна, має меншу масу та більшу надійність. Створено пневмоколісний кран вантажопідйомністю 300 т на семивісному шасі з гідроприводами та телескопічною стрілою завдовжки 90 м (Німеччина).

Гусеничні крани характеризуються підвищеною прохідністю на ґрунтах малої твердості. Швидкість руху -- до 6 км/год. Перебазування на великі відстані здійснюється за допомогою важковозів. Гусеничний крап (рис. 5, а) складається з поворотної платформи 2 з силовою установкою, механізмами і кабіною 3, гусеничного ходу 1, стріли 4, ріжка 5, гакової підвіски 6.

На рис. 5, б наведено графіки залежності вантажопідйомності крана від вильоту стріли і висоти підйому вантажу (при 1 = ЗО м). З графіків видно, що чим більший виліт, тим менші вантажопідйомність і висота підйому вантажу.

Рис. 5 Гусеничний кран (а), графіки залежності вантажопідйомності від вильоту стріли та висоти підйому гака (б), обладнання на поворотній платформі (в).

На поворотній платформі (рис. 5, в) розміщуються силова дизель-електрична установка 1, лебідка 5 головного підйому, лебідка 2 допоміжного підйому, стрілопідйомна лебідка 3, механізм обертання 4 та кабіна керування 6. У цих кранах застосовують переважно д. в. з. із дизель-електричною або дизель-механічною системою привода. Гусеничні крани з силовою установкою на змінному струмі можуть працювати від зовнішньої мережі.

Крани типу СКГ вантажопідйомністю 40, 63, 100 160 250 т випускають з різними видами робочого обладнання: трубчасті стріли з короткими ріжкамит та стріли-башти з довгими ріжками (до -50м) .

Механізм пересування виконують індивідуальним приводом за різними схемами залежно від габаритних розмірів ходової частини.

Опорно-поворотні пристрої можуть бути кулькові (при невеликих навантаженнях), роликові або комбіновані кульково-роликові.

Конструкцію гусеничного крана ДЕК-50 з баштово-стріловим обладнанням (довжина стріли 15, З0, 40 м, ріжка 10 м) показано на рис. 6, а. На платформі крана розміщено такі механізми (рис. 6, в): головного підйому 4 з дводвигунним приводом і диференціальним редуктором повороту 2, стрілопідйомний 5, допоміжного підйому 6, пересування крана 3, а також силову дизель-генераторну установку 1.

Рис. 6 Гусеничні крани з підвищеною вантажною стійкістю

Підвищення вантажонесучої здатності стрілових кранів можна досягти збільшенням їхньої стійкості за рахунок регульованих противаг, застосуванням виносних опор, спиранням стріли на допоміжний пристрій та ін. На рис. 6, б показано кран, в якого несуча здатність збільшена завдяки встановленню стріли на окремий візок, який рухається по кільцевій рейці за допомогою поворотної балки.