что такое аутригеры на кране
Особенности эксплуатации короткобазного крана и приемы работы на нем
Подготовка крана к работе
Устойчивость крана
Наиболее часто встречающийся вид аварий, происходящих с кранами, это опрокидывание (рис. 1). Оператор должен четко знать, от чего зависит устойчивость крана. Причинами опрокидывания кранов являются: неправильная установка крана, выполненная не по рекомендациям производителя, превышение допустимой грузоподъемности, указанной в грузовысотной характеристике, и слабый грунт.
При установке крана (рис. 2) перед выполнением подъема оператор должен ознакомиться с инструкцией по эксплуатации крана, в которой могут быть специальные рекомендации.
Стрела с грузом на конце представляет собой рычаг, стремящийся нарушить устойчивость крана, то есть опрокинуть машину. Ось, вокруг которой происходит поворот, А совпадает с линией, на которой стоят аутригеры или колеса крана. Пока произведение силы на плечо рычага В выше, чем произведение силы на плечо противоположной стороны С, кран стоит надежно. Если же произведение силы на плечо рычага С станет больше, кран опрокинется. Из схемы видно, что величина произведения силы на плечо В зависит от того, стоит кран на колесах или опирается на аутригеры. Когда кран стоит на колесах, произведение намного меньше, чем в случае, когда установлены аутригеры. Расстояние, на которое выдвинуты аутригеры (полностью, на 50%), также влияет на величину произведения силы на плечо. Произведение силы на плечо С зависит от величины проекции по горизонтали от оси вращения до линии приложения веса груза и от веса груза. При увеличении расстояния по горизонтали и/ или веса груза увеличивается и произведение веса на плечо. Расстояние по горизонтали от точки А до линии действия веса груза увеличивается при опускании стрелы и/ или удлинении (телескопировании) стрелы.
Когда кран близок к опрокидыванию, он начинает отрываться от земли, и оператор может интуитивно почувствовать это. Ощущается неустойчивость машины, и как только оператор это почувствует, он должен немедленно остановить работу и опустить груз.
Грузовысотная характеристика
Множество аварий с короткобазными кранами происходит из-за незнания операторами допустимых пределов работы крана. Ведущие производители короткобазных кранов определяют допустимую грузоподъемность и пределы прочности конструкций своих машин путем многочисленных испытаний. На основании результатов испытаний строятся грузовысотные характеристики. Схема «рабочих зон» указывает ограничения по подъему грузов при определенных положениях стрелы относительно шасси крана.
Опрокидывание не единственная опасность, которая подстерегает короткобазный кран, если он работает за пределами грузовысотной характеристики. Из-за чрезмерных нагрузок могут повредиться элементы конструкции. Однако в отличие от опрокидывания прогиб или растрескивание стрелы обычно мало заботит операторов. К тому же в момент, когда готовы согнуться или сломаться элементы конструкции, явных признаков перегрузки не бывает. Чаще всего компонент ломается внезапно, и это очень опасно. К сожалению, нет никаких современных приборов, которые могли бы предупредить оператора об опасной перегрузке в подобном случае.
Следует учитывать, что в реальной эксплуатации условия подъема грузов порой хуже, чем при лабораторных испытаниях на заводе. Например, на заводе поднимают бетонные кубы, а в рабочих условиях приходится поднимать грузы самой разной формы и плотности. Конечно, электронные приборы безопасности, ограничивающие нагрузки, помогают операторам избежать опасных перегрузок, но на них нельзя полагаться на все 100% – бывает, что прибор неверно откалиброван и не блокирует работу крана при превышении допустимой нагрузки. Правда, системы ограничения нагрузки становятся все более совершенными. Однако это лишь вспомогательный прибор. Человеческий фактор пока никто не отменял.
Перед началом работы крановщик должен знать вес груза и величину вылета стрелы, а также высоту, на которую он должен поднять и доставить груз. Полная нагрузка на кран (рис. 3) состоит из веса самого груза и веса всего грузоподъемного оборудования: крюковой подвески, блоков, тросов и т. д. Об этом нельзя забывать при расчете допустимой грузоподъемности крана. Следует подсчитать полный вес груза со всем грузоподъемным оборудованием, максимальный вылет и максимальную высоту подъема по траектории перемещения груза и убедиться, что они не превышают значений, допускаемых грузовысотной характеристикой. В характеристике указываются углы подъема для стрелы с грузом, поэтому, поднимая стрелу без груза, следует прибавить к рассчитанному по таблице углу еще 2°. Когда на стреле появится груз, она опустится примерно на 2°. Чем ближе кран сможет находиться к месту установки груза, учитывая положение полностью выдвинутых аутригеров, тем меньше будет плечо действия груза по опрокидыванию крана.
Оператор обязан хорошо знать и уметь использовать грузовысотные характеристики. По грузовысотной характеристике можно предварительно определить возможности крана и не планировать кран на такую работу, которую он выполнить не сможет.
Аутригеры
Без аутригеров короткобазные краны могут быть очень неустойчивыми при подъеме тяжелых грузов или подъеме стрелы на большие углы. Рекомендуется всегда выполнять подъем грузов с установленными аутригерами. На некоторых кранах аутригеры могут выставляться частично и полностью, для каждого положения существует отдельная грузовысотная характеристика. У других кранов, особенно старых моделей, аутригеры не имеют промежуточных положений. Подъем грузов при частично выдвинутых аутригерах без соблюдения ограничений соответствующей грузовысотной характеристики может привести к аварии. Если подъем выполняется краном, опирающимся на аутригеры, колеса крана не должны касаться земли. Категорически запрещается устанавливать аутригеры с отклонением от горизонтали.
Независимо от характеристик грунта под пяту каждого аутригера следует положить подкладку. Установка подкладок (рис. 4) существенно увеличивает уровень безопасности работы. Чем больше площадь подкладки, тем меньше давление на грунт и в конечном итоге меньше вероятность опрокидывания крана. Размер подкладок зависит от плотности (то есть несущих свойств) грунта. Сами подкладки должны быть достаточно прочными, чтобы выдержать действие нагрузки от пяты аутригера.
Запрещается сооружать подставки под балки аутригеров (рис. 5). Такие подставки увеличивают рычаг действия веса груза и, следовательно, повышают вероятность опрокидывания крана.
Надежный грунт
Надежная опора – один из наиболее важных факторов для работы короткобазного крана. Грунт, на котором стоит кран и в который упираются аутригеры, может быть недостаточно плотным. Оператор должен проверить состояние опорного грунта, прежде чем начать работать. Ненадежный грунт является частой причиной случаев опрокидывания кранов. Когда стрела с грузом поворачивается, давление на пяты аутригеров изменяется. Учтите, что наибольшее давление на данную опору приходится, когда стрела расположена непосредственно над пятой аутригера (рис. 6). Как видно из рис. 6, наибольшая нагрузка приходится на аутригеры(-ер), со стороны которых располагается стрела с грузом. Если подъем выполняется неправильно, вся нагрузка может прийтись на один аутригер и допустимая величина нагрузки будет превышена. Или же, если подъем выполняется без аутригеров, на колесах, а грунт окажется слабым и начнет проседать, колеса могут погрузиться в грунт. В обоих описанных случаях кран может наклониться и опрокинуться.
Чтобы предотвратить подобные аварии, руководители строительных объектов должны обследовать состояние грунта на площадке, выявить места с насыпным (а значит, неплотным) грунтом (например, возле фундаментов зданий грунт часто бывает слабо уплотнен) и зоны, где проходят подземные коммуникации, например, короба оптоволоконных кабелей или дренажные трубы (рис. 5). Соответственно в местах, где грунт слабый, следует по возможности избегать устанавливать кран и его опоры или, по крайней мере, подложить под него дополнительные маты или деревянные брусья, чтобы уменьшить давление на грунт аутригеров или шин крана.
Выравнивание крана по горизонтали
Выравнивание крана может занять всего несколько минут, но это очень важная работа. Короткобазные краны обычно оборудованы пузырьковым уровнем, установленным в кабине, по которому выполняется выравнивание. В случае отсутствия штатного пузырькового уровня можно воспользоваться обычным строительным уровнем, который устанавливается на поворотной платформе. Инструмент следует прикладывать и спереди, и сзади, и в поперечном направлении, чтобы гарантированно добиться выравнивания машины во всех плоскостях.
Другой способ выровнять кран – использовать трос крана в качестве строительного отвеса. Это очень точный способ выравнивания, показанный на схеме (рис. 7). Стрела должна быть поднята вертикально, трос с крюком опускается почти до земли. Работник, стоящий на земле, указывает оператору в кабине, какие аутригеры поднять или опустить до тех пор, пока трос не повиснет параллельно стреле. Затем повернуть надстройку со стрелой назад и снова выровнять кран так, чтобы трос повис параллельно стреле. Наконец, повернуть стрелу на боковую сторону и так же выровнять кран.
Грузоподъемное оборудование
Трос. Трос в процессе эксплуатации должен регулярно смазываться. Эксплуатационная смазка должна быть совместима с типом смазки, наносимой в процессе изготовления, которая указана в сертификате на трос. Перед нанесением свежего слоя смазки необходимо очистить его от посторонних элементов, таких как пыль, песок, кусочки породы
и т. д. Тип и способ нанесения смазки должны обеспечивать равномерное покрытие всех проволок троса тонким слоем. Не допускается использование неочищенных или бывших в употреб-лении смазок, так как они могут быть загрязнены спекшимися частицами или кислотами, что также может иметь отрицательное воздействие на трос.
Концы оборванных в процессе эксплуатации наружных проволок необходимо удалить из троса, сгибая их вперед-назад плоскогубцами до тех пор, пока проволоки не сломаются глубоко в зазоре между двумя наружными прядями.
Выпадение троса из ручья блоков приводит к перетиранию его об острые края металлоконструкций, обрыву и падению груза или стрелы. Трос может выпадать из-за того, что отогнулись ограждающие устройства, трос косо натянут по отношению к блоку или неправильно запасован. В последнем случае трос, заклиниваясь между ребордой и ограждением, отгибает его. При косом направлении троса происходит односторонний износ боковой поверхности реборд блоков. Чтобы предупредить это, следует избегать работ, вызывающих косое натяжение троса, оттяжек груза, подъема крюковой подвески до предела. Заедание тросов на блоках может происходить в том случае, если заклиниваются подшипники блока либо трос задевает за ограждающее устройство блока. Ввиду того, что эти неисправности в условиях абразивной среды (пыль, песок) приводят к интенсивному износу ручья блоков и троса, их необходимо немедленно устранять. Особенно быстро вырабатываются блоки при малом угле охвата их тросом, так как сила давления троса оказывается недостаточной для вращения блока. Если погнуто ограждение, его следует выправить или разогнуть, обеспечив свободный проход троса. Подшипники блоков необходимо прочистить и заполнить чистой смазкой или заменить новыми. Если забились смазочные отверстия, их необходимо прочистить.
Стропы (рис. 8). Все стропы должны регулярно осматриваться, результаты осмотра записываться в специальный журнал. Каждый строп должен иметь маркировочную бирку, на которой указываются грузоподъемность, дата испытания и другие сведения. Стропы без маркировки и дефектные следует изъять из работы и направить в ремонт. Самостоятельный ремонт стропов запрещен.
Стальные канатные стропы (рис. 9) не допускаются к использованию при выявлении: обрыва одной или более прядей каната; уменьшении первоначального диаметра наружных проволок в результате износа или коррозии на 40% и более; корзинообразной деформации; выдавливания сердечника, прядей или их расслоения; местного увеличения или уменьшения диаметра каната; раздавленных участков; перекручивания, заломов и перегибов каната; повреждений, появившихся в результате температурных воздействий или электрического дугового разряда; деформированных коушей или их износа с уменьшением первоначальных размеров сечения более 15%; трещин на опрессовочных втулках или изменения размера трещин более 10% от первоначального; признаков смещения каната в заплетке или втулках; поврежденных оплеток.
Не допускается использование текстильных стропов, имеющих порезы и сквозные отверстия от ударов, серьезные потертости, узлы, места, прожженные огнем, распустившиеся петли в материале и т. д. Текстильные стропы могут повредиться об острые углы или выступающие части груза.
Длина новых цепных стропов должна быть зафиксирована, и затем при регулярных проверках они должны измеряться, чтобы выявить растяжение стропа вследствие перегрузки. Цепной строп не допускается к использованию при выявлении: разности длины ветвей стропа во время свободного провиса более 15 мм; удлинения звена цепи, соединительных звеньев и подвесок более чем на 5% от первоначального их размера (если есть какие-либо отклонения, необходимо заменить износившееся звено во избежание разрушения цепи); уменьшения в результате износа диаметра сечения звеньев цепи или соединительных звеньев более чем на 8%, перекручивания цепи.
На конструкционных элементах стропов (скобы, крюки, кольца, петли, соединительные звенья и т. д.) недопустимы трещины любых размеров, расслоения, надрывы и волосовины; износ поверхности и вмятины, которые приводят к уменьшению площади поперечного сечения элементов стропа на 10% и более; деформации, приводящие к изменению размеров элемента стропа более чем на 5%; повреждения креплений элементов и резьбовых соединений; отсутствие предохранительных замков.
Следует использовать такелажные серьги и скобы только соответствующей грузоподъемности. На рисунке (рис. 10) приведены примеры дефектов скоб: деформации серьги или запорного болта, износ и т. д.
С уменьшением угла отклонения (девиации) стропа (рис. 11) от горизонтали напряжения в стропе и сжимающие нагрузки на груз возрастают. Рис. 12 иллюстрирует, как напряжение в стропе увеличивается с уменьшением угла отклонения стропа от горизонтали. Идеальный угол наклона стропа – 60°, при нем напряжения в стропе и сжимающие силы, действующие на груз, минимальные.
Способ определения величины напряжения в стропе (рис. 13) очень прост: зная вес груза, измерьте длину стропа (L) и расстояние по вертикали от крюка до груза (H). Разделить первое значение на второе (L на H) и умножить результат на вес груза, который приходится на данный строп (вес груза разделить на число стропов). В результате получится напряжение, действующее на строп.
Аутригер гидравлический
Аутригер – это выдвижные опоры спецтехники, которые необходимы для достижения устойчивости и разгрузки осей при работе автокрана, манипулятора, трактора, конвейера, бетононасоса и автовышки. Они предназначены для увеличения площади опоры и ровного выставления борта спецтехники относительно поверхности земли. Аутригеры изменяют угол наклона техники, в которой используются. Например: при подъеме тяжелого груза ближнюю опору к грузу поднимают выше, чтобы избежать опрокидывания автокрана. Аутригеры разделяются на два типа, с ручным или с гидравлическим выдвижением.
Завод промышленного оборудования производит гидравлические аутригеры в сборе и исполнительные механизмы в виде гидроцилиндров опоры снабженных на конце штока специальными подпорами в виде жесткого основания или опорой состыковывающейся со штоком гидроцилиндра в виде сферического соединения для компенсации не ровности грунта. По заказу заказчика гидроцилиндр выносной опоры снабжен гидравлическим замком для фиксации выдвинутого штока в нужном положении и предотвращении слива гидравлической жидкости через отверстие в гидроцилиндре либо при повреждении гидравлического рукава.
ОСНОВНАЯ СТРУКТУРА ОБОЗНАЧЕНИЯ ГИДРОЦИЛИНДРОВ ОПОРЫ АУТРИГЕРА
Для правильного выбора нужного Вам гидроцилиндра опоры подставьте в маркировку свои требования по приведенным ниже характеристикам:
ГЦА – 3 – 155 – 10 – 08 /100*100/ X
Обозначение типа гидроцилиндра опоры:
ГЦА – (Гидроцилиндр опоры аутригера)
3 – (Усилие гидроцилиндра опоры, т)
155 – (Ход (выдвижение) штока гидроцилиндра опоры, мм)
10 – (Рабочее давление гидравлического аутригера, Атм)
08 – (Вид опоры на конце штока гидроцилиндра)
100*100 – (Размеры опоры на конце штока, мм)
X – (Отсутствие гидравлического замка)
Для изготовления гидравлического аутригера Вам нужно прислать техническое задание, где минимум должны указываться следующие технические характеристики:
Усилие гидроцилиндра опоры, т
Ход (выдвижение) штока гидроцилиндра опоры, мм
Рабочее давление гидравлического аутригера, Атм
Вид опоры на конце штока гидроцилиндра
Размеры опоры гидроцилиндра на конце штока, мм
Ремонт аутригеров
Аутригеры – это выдвижные гидравлические опоры, которые обеспечивают устойчивость крана или манипулятора во время работы. Они выдвигаются на длину от 0,7 до 1,5 м и полностью разгружают переднюю ось во время погрузки. Данный механизм состоит из гидроцилиндра, который двигается под давлением жидкости и обеспечивает устойчивость лапы КМУ. Чтобы исключить поломки и продлить срок службы деталей, аутригеры следует обслуживать согласно регламенту.
На базе нашей мастерской можно заказать полноценное обслуживание кранов, манипуляторов, погрузчиков, экскаваторов и другой техники. Ремонтируем стрелы и аутригеры, производим замену изношенных деталей и восстановление запчастей, изготавливаем подкладки под аутригеры для кранов.
Опоры (аутригеры) КМУ
Балки аутригеров сварные, прямоугольного (многоугольного) сечения, двигаются в основании КМУ на поддерживающих роликах и фиксируются в конечных положениях фиксирующим устройством.
Для предотвращения самопроизвольного выдвижения балок, фиксаторы имеют дополнительную блокировку, исключающую их открытие. К наружным сторонам балок приварены монтажные фланцы, к которым с помощью болтов прикреплены цилиндры опор. Гидрозамок, установленный на гидроцилиндр стойки, предотвращает самопроизвольное выдвижение штока стойки в транспортном положении и от падения крана при обрыве шланга стойки.
Перечень работ по ремонту аутригеров (опор) крана манипулятора (КМУ):
Причины поломок
Любые установки должны проходить соответствующее техническое обслуживание – это плановая диагностика, выявление неисправностей и своевременная замена изношенных запчастей. Также требуется соблюдение правил по эксплуатации техники, при таких условиях узлы будут нагружаться меньше, что продлит ресурс агрегата.
Аутригеры должны работать только на твердом грунте при наличии подушек. Следует периодически чистить гидроцилиндры от пыли, что исключит попадание грязи под уплотнительные элементы. Также требуется своевременная замена масла в гидравлической системе.
Аутригеры могут выходить из строя по следующим причинам:
У нас можно заказать ремонт аутригеров по справедливой цене – наши мастера проведут диагностику, выявят неисправность и заменят изношенные элементы. Работами занимаются профессионалы, мы даем гарантии на свои услуги. Подать заявку можно онлайн или по телефону.
Аутригеры для манипуляторов
Аутригеры являются значимым элементом манипуляторной установки. От него зависит и безопасность и г/п манипуляторной установки. Чаще всего аутригеры поступают вместе с крано-манипуляторной установкой.
Аутригеры для манипуляторов разделяют обычно по варианту складывания:
Аутригеры для манипуляторов фиксированного варианта при перемещении грузового автомобиля легко могут соприкоснуться с неровностью земли, а значит, возможны повреждения. Вот из-за этого на территории Российской Федерации советуют приобретать аутригеры, которые закидываются вверх. Опоры, которые используются в России, почти всегда поворот осуществляют вручную. Конечно, кранам большой массы проблематично закидывать опоры, когда их вес равен примерно ста килограммам. И из-за этого в нашей стране для кранов большого веса используют аутригеры, поворачивающиеся на пятьдесят градусов вдоль автомобиля.
ХИТЫ ПРОДАЖ
Есть и опоры, которые поворачиваются сами. При выдвижении балки аутригера и её втягивании шестерёнка прокручивается и за счёт этого опора осуществляет поворот на 180 градусов. Почти у всех изготовителей в ассортименте имеются переворачиваемые аутригеры с гидроприводом, но такая доп.функция не пользуется спросом у граждан нашего государства из – за немалой стоимости, ведь она составляет приблизительно плюс две с половиной тысячи ЕВРО.
Их выбор напрямую связан с высотой базы. Бывают случаи, когда недостаточно высоты опоры и тогда на пятаки приходится наваривать доп. пластины. На территории России пользуются спросом средние опоры и длинные. Советуем иметь такую длину опор, чтобы была возможность вывесить и подвеску и колёса базы.
Благодаря аутригерам для манипуляторов меняется наклонный угол грузового авто. Когда происходит подъём груза, вес которого велик, сторону шасси, которая обращена к грузовому материалу, немного поднимают при помощи аутригеров. Это делают во избежание опрокидывания. В случаях, когда необходимо в низкое окно завести стрелу, соответствующую сторону базы немного опускают, поднимая аутригеры стороны противоположной и опуская аутригеры этой стороны. За счёт этого стрела способна занять положение наклона. Выбор длины выдвижения балки возможен из 2-ух или 3-х вариантов.
Балки часто состоят из сразу нескольких опций. Опоры у аутригеров могут быть как квадратными в сечении, так и круглыми в сечении. Квадратные, как правило, массивнее и большей мощности (изготовитель – Южная Корея). Но круглые, когда они в комплекте с манипулятором, способны в работе выдерживать все нагрузки. Изготовители обычно из Европы. Вес у стоек квадратного сечения больше, чем у стоек круглого сечения. И если выбор есть, то советуем приобретать стойки с круглым сечением.
Не забывайте применять под опоры подкладки. К манипуляторам зарубежных изготовителей можно заказывать штатные опоры. Впрочем, из-за высокой стоимости спросом пользуются подкладки отечественного производства или же самодельные. На практике есть очень много ситуаций, в которых происходило опрокидывание авто с манипулятором из-за того, что грунт мягкий и опоры проседают.
Выбираем манипулятор
Разбор конструкций, вариантов и опций КМУ
Выбор краноманипуляторной установки дело непростое. На рынке предлагается много моделей, вариантов и опций, из которых можно составить конфигурацию, оптимальную практически для любой конкретной работы. Впрочем, чтобы сделать правильный выбор, надо хорошо разбираться в этом многообразии. Так, например, принять это непростое решение помогут специалисты компании «Автобау» – дилера КАМАЗа, манипуляторов HIAB, FASSI, Palfinger, UNIC, DongYang, БАКМ, которая занимается изготовлением и продажей автотехники с кранами-манипуляторами: бортовых автомобилей, тягачей, самосвалов, автомобилей с фургонами и др. Большое разнообразие этой техники, недостаток информации по ее применению для разных технологических процессов ставят потребителя в тупик. Специалисты ЗАО «Автобау», опираясь на свой большой опыт в изготовлении разнообразной техники с кранами-манипуляторами, помогут определиться с выбором автомобилей с КМУ, необходимой для выполнения конкретных задач.
Конечно, лучше доверить подбор специалисту, но покупатель тоже должен понимать назначение различного краноманипуляторного оборудования. Мы постараемся познакомить читателей с основными понятиями в данной области. Прежде всего определимся с терминами.
В России существует деление грузоподъемных механизмов рассматриваемого нами типа на краны-манипуляторы и гидроманипуляторы. Гидроманипуляторы (ГМ) работают с гидравлическими орудиями, как правило, с грейферами (иногда с буровыми установками) и используются для перевалки, т. е. перегрузки бревен или металлолома. Это особый режим работы с высокой интенсивностью, примерно 1400 циклов в неделю. Отсюда к гидроманипуляторам предъявляют повышенные требования по надежности. Еще одно важное требование к ним – короткое время рабочего цикла. Груз практически все время одинаковый, т. е. операции и движения гидроманипулятора однообразные. Основное движение, которое позволяет быстро выполнять цикл, это маховые движения первой и второй секциями стрелы. Отсюда и особенности конструкции: первая секция длинная, вторая секция короткая с небольшой телескопической частью (чтобы при необходимости перенести груз дальше, чем обычно). Поэтому гидроманипуляторы не могут складываться за кабиной, так как они выходят за габариты кабины, в транспортном положении их просто укладывают на специальный кронштейн либо спереди, либо повернув назад.
В последние годы появились модели гидроманипуляторов иностранные и отечественные, которые способны складываться и умещаться в габариты автомобиля – так называемая обратная Z-образная схема складывания, когда последняя стрела расположена сверху, а грейфер оказывается наверху и потому может войти в габариты автомобиля. У таких гидроманипуляторов небольшой грузовой момент и ограниченная сфера применения.
Краноманипуляторные установки (КМУ) транспортируют грузы (чаще строительные) с помощью крюковой подвески, т. е. в классическом варианте не имеют гидравлического привода к рабочему органу. КМУ используются менее интенсивно (поместили груз на автомобиль и повезли на стройку), главной целью создателей КМУ было обеспечить максимальную грузоподъемность и точность позиционирования при минимальной массе самой установки. Для этого установка оснащена высокоточной медленно работающей гидравликой, которая максимально компенсирует динамические нагрузки, возникающие в процессе погрузочно-разгрузочных работ, и тем самым увеличивает ресурс КМУ. Поэтому КМУ отличаются от гидроманипуляторов более длительным временем рабочего цикла.
Расходы в гидросистеме этих манипуляторов значительно различаются: у гидроманипуляторов 70…90 л/мин, а у КМУ 10…45 л/ мин. Зато давление в гидросистеме КМУ значительно выше: у гидроманипуляторов до 20 МПа, у КМУ от 25 до 33 МПа. К тому же гидроманипуляторы даже конструктивно меньше приспособлены для операций, которые выполняют КМУ. По цене КМУ обычно дешевле гидроманипуляторов до 40%.
С очевидностью можно сказать, что гидроманипуляторы и краны-манипуляторы имеют принципиальные различия и по конструкции, и по функциям. В статье мы будем называть все установки рассматриваемого типа манипуляторами.
Надо заметить, что по российскому законодательству для лесных гидроманипуляторов не нужна регистрация в органах Ростехнадзора. Все остальные манипуляторы грузоподъемностью свыше 1 т и с грузовым моментом более 4 т.м подлежат регистрации.
В статье мы в основном будем говорить о выборе КМУ как наиболее распространенных манипуляторов.
Тип складывания КМУ
В Европе получили распространение КМУ шарнирно-сочлененной конструкции с Z-образной схемой складывания. В транспортном положении стрела располагается в поперечной плоскости автомобиля за кабиной. При установке Z-образной КМУ за кабиной грузовика вся масса крана приходится на переднюю ось (т. е. возможна ее перегрузка).
В Японии, Южной Корее и США большей популярностью пользуются L-образные КМУ с прямой телескопической стрелой и тросовой подвеской грузового крюка. Обычно их используют для погрузки-разгрузки базового автомобиля, а иногда прицепа. У КМУ L-образного типа стрела расположена над кузовом по ходу или против хода машины. Таким образом, она может помешать размещению в кузове высокого груза и не позволит насыпать груз «с шапкой». Зато при таком расположении масса КМУ частично перераспределяется на заднюю ось и не нагружает переднюю. У L-образного крана первая секция стрелы длинная, не может сложиться, но зато короткие телескопируемые секции. Такой кран работает на больших вылетах (6. 8 м) быстрее Z-образного.
Иногда говорят, что у L-образных КМУ в отличие от Z-образных меньшее количество узлов и шарнирных соединений, поэтому их конструкция более проста и надежна. Это не совсем справедливое утверждение. У L-образных КМУ достаточно сложная конструкция механизма телескопирования, поэтому ремонт цилиндров выдвижения может быть трудоемким и затратным.
Прямая L-образная стрела не может обойти препятствие, например вертикальную стенку, которую легко преодолеет коленчатый Z-образный «коллега». Впрочем, существуют стрелы, совмещающие преимущества L- и Z-образных конструкций: у них первые две секции имеют шарнирное соединение, последующие секции телескопируются из второй. У такого крана больше степеней свободы, чем у классического L-образного.
Сложно сказать определенно, какая из конструкций тяжелее – L- или Z-образная. Из-за наличия «перекрывающихся» участков телескопическая стрела L-образной КМУ может быть тяжелее Z-образной. Однако у Z-образной стрелы высокой грузоподъемности мощные соединительные шарниры могут сильно утяжелять конструкцию, поэтому в каждом конкретном случае при выборе КМУ ее массу следует рассматривать отдельно.
Выбор между Z- и L-образным краном довольно тонкий вопрос, надо просчитывать цену того и другого, его возможности, возможности грузовика при установке той или другой КМУ и выбирать оптимальный по цене и возможностям вариант. Например, для тяжелой Z-образной КМУ требуется мощное (и дорогое) шасси, но можно использовать шасси полегче (и подешевле), поставив L-образный кран, однако он будет нависать над кузовом и т. д. L-образная КМУ для увеличения г/п должна постоянно увеличивать угол подъема стрелы, таким образом, для переноса габаритного груза потребуется очень длинная стрела. У Z-образных КМУ подъем груза осуществляется путем складывания-раскладывания секций. Для них сложно работать с тяжелыми грузами вблизи колонны, потому что после складывания стрелы ее сложно разложить. По этой причине в основании второй секции у Z-образных КМУ имеется крюковая подвеска, которую используют для подъема тяжелых грузов, причем работает только первая секция. Поэтому L-образная КМУ лучше справляется с тяжелыми, но компактными грузами, а с габаритными грузами лучше работают Z-образные КМУ.
В общем, L-образные КМУ более узкоспециализированные (например, если грузовик с L-образной КМУ с длинной стрелой используется при монтажных работах), чем Z-образные, а потому в России не пользуются особым спросом (новые). Распространены только недорогие японские и южнокорейские L-образные КМУ б/у, которые во множестве приобретены вместе с подержанными грузовиками. В городах наибольшим спросом пользуются Z-образные строительные КМУ и металловозные гидроманипуляторы.
Рабочие характеристики
Универсальным параметром манипулятора является грузовой момент, т. е. произведение массы груза на вылет стрелы. Грузовой момент традиционно измеряется в тоннах на метр (в системе СИ – в кН.м). Например, если вам надо поднимать груз 2 т на расстоянии 4 м от места установки КМУ, понадобится кран с грузовым моментом не менее 2.4 = 8 т.м.
Однако при подборе манипулятора нельзя ориентироваться только на грузовой момент. Придется проанализировать характер работы вашего манипулятора, какие грузы (по массе и размерам) и на каком вылете надо поднимать. Не следует думать, что, выбрав КМУ с грузовым моментом 16 т.м, вы обязательно сможете поднять 16 т при вылете стрелы 1 м: вряд ли найдется такой компактный 16-тонный груз, который расположился бы на расстоянии 1 м от КМУ.
Необходимо также учитывать возможности стрелы манипулятора: ее максимальный и минимальный вылет, грузоподъемность максимальную и минимальную (при максимальном вылете стрелы). Большое значение имеет высота подъема, которую может обеспечить манипулятор, а в некоторых случаях и глубина опускания ниже опорной поверхности, если груз надо будет опускать, например, в котлован. Иногда преимуществом L-образной КМУ называют способность опускать груз ниже уровня опорной поверхности. Следует заметить, что Z-образная КМУ также способна на такие операции, особенно если груз подвешен на стропах. Обычно приходится опускать груз не глубже 3. 5 м. С такой обычной работой Z-образная КМУ справится не хуже L-образной. Чем длиннее стрела Z-образной КМУ, тем ниже она может опустить груз.
Иногда покупателю предоставляют схему стрелы манипулятора, на которой указываются только вылеты и грузоподъемность. Такой спецификацией может воспользоваться тот, кто хорошо разбирается в манипуляторах и примерно знает, что ему надо. Рекомендуем всегда пользоваться грузовысотной диаграммой, на которой можно точно увидеть возможности манипулятора, в том числе «амплитуду» (диапазон высот подъема крюка). У некоторых западных компаний существует электронная программа, позволяющая моделировать работу манипулятора с грузами. Это очень удобно: закладываются параметры груза и манипулятора и проверяются его возможности.
Вот некоторые общие правила.
• Выбирайте КМУ по характеристикам с некоторым запасом! Если КМУ будет работать не на пределе возможностей, она будет надежнее и прослужит дольше. Кроме того, возможны критические нештатные ситуации или ошибки в расчетах по массе и габаритам груза, при которых поможет запас по характеристикам. (Например, большинство манипуляторов, проданных компанией Palfinger за все время работы на рынке РФ, это мод. PK 15500 с максимальным грузовым моментом 14,6 т.м, в народе именуемые «6-тонники».)
• Обычно рекомендуют выбирать вылет стрелы таким, чтобы он превышал длину кузова хотя бы на 1…2 м. Но в каждом конкретном случае это должно решаться индивидуально, в зависимости от конкретных потребностей. Например, если у автомобиля удлиненный кузов, около 12 м, а грузить надо длинные швеллеры или трубы, достаточно будет вылета 6. 7 м, чтобы стрела доставала до середины длины кузова. В России наиболее популярны (до 80. 90% от общего числа) манипуляторы с вылетом 8…10 м, на седельные тягачи – 12 м.
• Обратите внимание на возможный угол поворота манипулятора, который обусловлен конструкцией поворотного устройства. Это либо рейка с гидроцилиндром, либо ОПУ – шестерня с гидромотором. Он может составлять 360° и более. Однако на практике угол поворота всегда ограничивают, потому что над кабиной обычно располагается зона неустойчивости (по диаграмме), и если манипулятор занесет туда тяжелый груз, машина может опрокинуться. Практически все производители поставляют манипуляторы без ограничения угла поворота. Лишь в инструкции по эксплуатации указывается сектор, где работа запрещена или ограничена. Поэтому при ручном управлении угол поворота манипулятора рекомендуется ограничивать либо механическим способом – вварить в механизм поворота металлические болванки, либо электрическим – установить концевые выключатели. Механические ограничители не позволяют изменить угол поворота, электрические обычно позволяют немного его менять. То же делают и при электронном управлении, чтобы застраховаться на случай, если программное обеспечение даст сбой (к сожалению в России электронное ограничение практически не применяется из-за дороговизны). Обычно оставляют угол поворота 220°, такого угла хватает для безопасной работы. Если же зона устойчивости распространяется на всю окружность, то вращение КМУ не ограничивают. Иногда угол поворота в 360° нужен, когда кран установлен на заднем свесе шасси.
Выбор стрелы
Не менее важна и форма поперечного сечения (профиль) стрелы: прямоугольник, пяти-, шести- или восьмигранник. Чем больше граней, тем лучше распределяются напряжения по профилю и, следовательно, прочнее, надежнее и легче стрела. Однако усложнение профиля влечет за собой удорожание стрелы, а потому для манипулятора небольшой грузоподъемности будет достаточно стрелы прямоугольного профиля. Стрелы прямоугольного сечения широко применяют на корейских манипуляторах.
Секции телескопической стрелы могут выдвигаться последовательно либо произвольно. При произвольном выдвижении первыми перемещаются те секции, где сопротивление в данный момент меньше. Системы с последовательным выдвижением секций стрелы более удобны, если манипулятор интенсивно используется для подъема грузов, так как последняя секция (с самым малым сечением) используется редко, и соответственно чем меньше она выдвигается, тем меньше изнашивается, а срок службы стрелы таким образом увеличивается. Однако такие стрелы сложнее и дороже.
Лебедка
При выборе КМУ L-образного типа обязательно уточняйте, установлена ли лебедка и от какого она производителя. Лебедка может быть установлена на колонне, на первом (не телескопируемом) звене стрелы или на оголовке последнего звена. В последнем случае грузоподъемность крана частично «съедается» за счет массы лебедки (как правило, незначительно, на 100. 300 кг). Однако такая конструкция имеет и достоинства. Закрепленную на быстродействующих соединителях лебедку можно заменить другим видом сменного рабочего оборудования. Системы безопасности лебедки и манипулятора связаны, поэтому допустимая грузоподъемность КМУ при этом вылете стрелы не может быть превышена, но может ограничиваться и грузоподъемностью самой лебедки.
Длину троса следует выбирать в зависимости от предполагаемого характера работ: если грузы будут опускать в котлован, необходимо оснастить лебедку тросом достаточной длины, но лучше использовать трос минимальной необходимой длины. У некоторых производителей лебедок тросы имеют лишь стандартную длину.
Использование лебедки дает ряд преимуществ. Гидропривод лебедки обеспечивает низкую скорость опускания груза на место (посадочную скорость), что удобно при монтажных работах. Тросовая подвеска крюка позволяет поднимать-опускать груз из-за препятствия – стены, забора.
Иногда указывают как преимущество возможность манипуляций крюком (путем оттяжки троса), что дает возможность более точно позиционировать груз при опускании. Надо заметить, что такие действия не предусмотрены правилами и конструкцией манипулятора. При оттяжке тросов возникают нетипичные нагрузки на конструкцию манипулятора, на которые он не рассчитан. Еще некоторые владельцы применяют волочение груза за трос или раскачивание груза на крюке. Такое использование манипулятора не рекомендуется, так как может привести к выходу из строя шарниров, могут погнуться и штоки гидроцилиндров. В практике известны случаи изгибания штока первой секции стрелы. У L-образных манипуляторов с длинной тросовой подвеской оттягивать груз проще, но там не рекомендуется применять волочение (подтягивание) груза тросом, как это иногда делают на практике.
Выбор автомобильного шасси
Возможна установка манипуляторов на прицепы, тракторы, но чаще их устанавливают на бортовые автомобили и седельные тягачи.
Обычно в литературе рекомендуют, чтобы масса манипулятора составляла 20…25% полезной грузоподъемности шасси. Такое соотношение обеспечивает эффективное использование автомобиля по прямому назначению – для перевозки грузов. Однако все же следует исходить из конкретных задач, для которых приобретается манипулятор. Во-первых, следует учесть грузоподъемность передней оси, на которую приходится масса манипулятора. Перегруз не допускается! Учтите, что существуют недобросовестные установщики, которые могут поставить чрезмерно тяжелый манипулятор на шасси, перегрузив передний мост, и даже не предупредить об этом клиента, как и о том, что шасси снимут с гарантии, а мост может скоро выйти из строя.
Во-вторых, если нужен мощный манипулятор для подъема больших грузов на больших вылетах и не предполагается перевозить эти грузы на данном автомобиле (т. е. аналог автокрана), то масса манипулятора может «съедать» практически всю грузоподъемность шасси. Бывает и наоборот: на тяжелое мощное шасси устанавливают легкий манипулятор, если больше не нужно.
Российские производители шасси зачастую не указывают допустимую нагрузку на оси (в отличие от западных коллег, которые такую характеристику приводят), а вместо этого – допустимую полную массу на ось и распределение снаряженной массы по осям. Установщикам шасси приходится высчитывать допустимую нагрузку на ось, такие расчеты не дают точного результата, а значит, установщик манипулятора не знает точно, насколько он может нагрузить переднюю (или заднюю) ось.
Выберите место установки манипулятора. На задний свес его ставят, например, чтобы разгрузить переднюю ось, если ее грузоподъемность недостаточна или когда бортовой автомобиль эксплуатируется с прицепом. Но в этом случае потребуются дополнительные опоры, поскольку при таком расположении манипулятора ухудшается устойчивость автомобиля, а это дополнительные расходы.
По всей длине лонжеронов шасси европейских автомобилей имеется множество технологических отверстий, расположенных с определенным шагом. Они позволяют удобно располагать кронштейны манипуляторов и аутригеров, а также переносить другие агрегаты, если они мешают расположить компоненты манипулятора. На шасси российских производителей такие отверстия отсутствуют, раму сверлить запрещается. Поэтому для крепления манипуляторов на российских шасси применяются не очень удобные стремянки.
Компания «УралСпецТранс» серийно изготавливает спецтехнику с краноманипуляторными установками на шасси автомобилей «Урал» и КамАЗ, а также производит КМУ на базовые модели седельных тягачей, бортовые автомобили. На данный момент компания является официальным дилером ведущих производителей подъемного оборудования (КМУ). Всегда на складе компании «УралСпецТранс» большой выбор КМУ, а также автотехника с КМУ на шасси «Урал», КамАЗ. Компания специализируется на изготовлении эксклюзивных моделей, учитывая все пожелания и потребности заказчика.
Аутригеры
Аутригеры – важная часть крановой установки, от них напрямую зависят грузоподъемность и безопасность манипуляторов. Обычно аутригеры идут в комплекте с манипулятором.
По способу складывания в транспортном положении аутригеры бывают фиксированные (направлены вниз в транспортном положении) и поворотные (закидываемые вверх). Направленные вниз аутригеры при движении грузовика могут задеть за неровности грунта и повредиться, поэтому для России рекомендуются поворотные аутригеры, особенно если высота шасси небольшая. Почти все опоры, применяемые у нас, поворачиваются вручную. Но у тяжелых кранов закинуть опору достаточно трудно (масса около 100 кг), поэтому для тяжелых кранов применяют аутригеры, которые поворачиваются на 50° снизу, вдоль машины. Существуют «самоповорачивающиеся» опоры: при выдвижении-втягивании балки аутригера шестеренка прокручивается, и опора поворачивается на 180°. Переворачиваемые аутригеры с гидроприводом предлагают все производители, но эта опция непопулярна у российских покупателей из-за высокой цены (+2,5 тыс. евро).
Опоры могут быть короткими, средними и длинными. Выбор зависит от высоты шасси. Если высоты опоры не хватает, иногда наваривают на пятаки дополнительные пластины. Обычно в России заказывают средние или длинные опоры. Желательно иметь опоры такой длины, чтобы можно было вывесить подвеску, колеса шасси.
Аутригеры позволяют изменять угол наклона грузовика. При подъеме тяжелого груза сторону шасси, обращенную к грузу, несколько приподнимают с помощью аутригеров, это позволяет избежать опрокидывания. Если требуется завести стрелу в низкое окно, то соответствующую сторону шасси опускают, опуская аутригеры данной стороны и приподнимая аутригерами противоположную сторону. Благодаря этому стрела занимает наклонное положение.
Длину выдвижения балки можно выбрать из двух или трех вариантов. Выдвижение балок может быть ручным (с фиксацией в определенных положениях или произвольно), гидравлическим (с фиксацией в произвольном положении). Балки могут состоять из нескольких секций.
Опоры аутригеров бывают круглыми и квадратными в сечении. Квадратные обычно более массивные и мощные (южнокорейского производства). Однако стойки круглого сечения (обычно европейского производства), если они идут в комплекте к данной КМУ, гарантированно выдерживают все рабочие нагрузки. По массе стойки круглого сечения легче, чем квадратные, поэтому, если есть выбор, можно рекомендовать стойки именно круглого сечения.
Обязательно используйте подкладки под опоры. К КМУ иностранного производства можно заказать штатные опоры, однако из-за их дороговизны все используют отечественные или самодельные подкладки. Известно много случаев опрокидывания автомобилей с КМУ из-за проседания опор на мягком грунте.
Дополнительное оборудование, опции
Внимательно изучите дополнительное оборудование которое предлагается для КМУ, проконсультируйтесь со специалистами фирмы-поставщика. Возможно, будет полезно дооснастить вашу КМУ, например, охладителем масла, если предполагается интенсивная работа с мощным навесным оборудованием (буром) и возможен перегрев масла.
Для самых малых КМУ может как опция предлагаться автономная гидростанция (которая подключается к электросети автомобиля), т. е. КМУ будет работать не от КОМ. Однако следует учесть, что такая гидростанция не может иметь большие габариты, объем масла в ней невелик и возможны проблемы с перегревом масла.
Если владелец хочет увеличить вылет крана, то как самый дешевый вариант ему могут предложить удлинитель – секцию с ручным выдвижением. Например, у КМУ HIAB и у КМУ Palfinger можно устанавливать до трех механических секций. Дополнительную гидравлическую секцию тоже можно установить, но это будет довольно дорого.
Предлагаются и гуськи. Иногда это довольно сложные механизмы, с шарнирами, телескопическими секциями, требующие прокладки дополнительных гидролиний по стреле. Гуськи применяют, например, для работы под мостом – стрела опускается с моста, гусек заводят под мост и с рабочей платформы производят работы. Такие гуськи очень дорогие и предлагаются только на самых последних версиях КМУ со сложной и совершенной системой безопасности. В России такие гуськи почти не продаются – слишком дорого, они могут увеличить стоимость КМУ до 50%.
Еще одна интересная опция: отрицательный угол складывания между первой и второй секциями стрелы, который достигается путем введения в конструкцию траверс между секциями. У всех ведущих производителей есть такие конструкции. Гидроцилиндр подъема соединяется не со стрелой непосредственно, а с траверсами, которые изменяют угол приложения силы и кинематику движения стрелы. Благодаря этому меняется диаграмма грузоподъемности, амплитуда (движение крюка вверх) получается ближе к вертикали, потому что обычно при подъеме груз постепенно приближается к колонне манипулятора. При использовании траверс груз идет почти вертикально до определенной высоты и лишь потом начинает приближаться к колонне (это все видно по диаграмме). Таким образом, при использовании траверс меняется вылет, на котором манипулятор способен поднять определенный груз, т. е. изменяется не грузоподъемность, а диаграмма, но достигается эффект – как будто увеличилась грузоподъемность! В России, к сожалению, применение траверс не получило популярности: манипулятор с траверсами примерно на 10% дороже обычного.
Компания HIAB предлагает для некоторых моделей опции – траверсы, усиливающие стрелы, улучшающие кинематику и грузовысотную характеристику КМУ.
Также отличием нового модельного ряда КМУ Palfinger является новая «рычажная» схема (траверсы), увеличивающая грузоподъемность крана на разных вылетах стрелы. Данная система названа HPLS (High Power Lifting System).
Применение сменного рабочего оборудования может существенно расширить технологические возможности КМУ: предлагаются разнообразные ковши, бадья для бетона, а также вилочные захваты.
Органы управления, дистанционное управление
Ручное управление манипулятора рычагами с двух сторон (самый дешевый тип управления) может быть перекрестным или параллельным (второе менее удобное, так как в этом случае рычаги с противоположных сторон располагаются в обратном порядке). Бывает такое же ручное управление с платформы (чуть подороже) – сверху оператору хорошо виден кузов, это удобно. Управление с кресла, расположенного на колонне манипулятора, еще дороже. При дистанционном управлении (самое дорогое) в качестве резервного всегда имеется одностороннее ручное управление.
В России манипуляторы используют в основном для простых операций разгрузки-погрузки, поэтому у них простые и дешевые конструкция, системы управления и безопасности. Потребители предпочитают электрогидравлические системы безопасности – они менее чувствительны к перепадам температуры и напряжения в бортовой сети автомобиля, а также к квалификации обслуживающего персонала. Электронным управлением обычно оснащают сложные манипуляторы с длинной стрелой, гидравлическим гуськом, лебедкой и т. д.
Радиоуправление манипулятора с выносного пульта может предлагаться как опция. В некоторых случаях использование пульта очень удобно, например, если поднимаемый груз находится за забором.
Переоборудование готового манипулятора под радиоуправление теоретически возможно. Однако при управлении с радиопульта хуже ощущаются движения манипулятора, и у неопытного оператора будут получаться слишком резкие движения стрелы (если на манипуляторе стоит обычная гидросистема). Гидросистема должна быть специально оптимизирована под радиоуправление. Для полнофункционального радиоуправления необходимо устанавливать пропорциональные гидрораспределители (чем больше отклонение рычага, тем быстрее движения манипулятора) компенсационного типа, т. е. с компенсацией потоков, позволяющей гидросистеме работать плавно. Расход масла в такой гидросистеме больше, чем в обычной: 70. 90 л/мин. Применяются гидронасосы с регулируемой подачей (на обычных – с фиксированной подачей). Применяются маслоохладители, потому что потоки огромные и масло интенсивно нагревается. Поэтому и цена растет, примерно на 30%, так как приходится заменять много компонентов и стоить они будут, как запчасти, т. е. на 50…70% больше заводской цены.
Некоторые производители предлагают как опцию «дешевое радиоуправление», похожее на пульт тельфера. Управляя таким пультом, невозможно выполнять одновременно две операции. «Дешевое радио» работает на обычных гидрораспределителях, без маслоохладителя, и удорожание составляет всего около 10%. Поэтому гораздо выгоднее и дешевле определяться сразу и покупать версию с дистанционным управлением. Радиопульт превращается в пульт кабельного управления простым присоединением кабеля.
Б/у или новая КМУ?
Полноценного рынка «трейд-ин» (прием старых КМУ в зачет стоимости новых) в России еще нет. Официальные представители основных западных производителей манипуляторов пока не занимаются продажей б/у кранов и «трейд-ин». В России существует очень большая потребность в недорогих подержанных манипуляторах. Однако в Европе цены на подержанные манипуляторы довольно высокие: манипулятор теряет половину стоимости только за 10…12 лет эксплуатации, поскольку в манипуляторах мало что изнашивается в процессе эксплуатации. Обычно сложно установить истинную наработку и состояние такого манипулятора, идентификационные таблички могут заменить, и весь риск дальнейшего использования ложится на самого владельца. Облегчает положение лишь то, что обслуживание КМУ несложно и владелец может его выполнить самостоятельно: достаточно регулярно менять масло и фильтр. Поэтому завоз подержанных КМУ в Россию популярности не приобрел. В России все эксплуатируют манипуляторы обычно до конца и не продают б/у. Если манипулятор б/у все же продают с российским шасси, то проблема, как правило, бывает в шасси, которое изнашивается сильнее, чем иностранный манипулятор. Поэтому рынок подержанных манипуляторов так и не сформировался.