Экономика шин, или Экономия на шинах
Практические советы
Комбайны для открытых горных работ
Обзор фрезерных комбайнов Surface Miner («майнеров»)
Защита инструмента гидромолота от грязи и автоматическая смазка
Стандарты токсичности в Евросоюзе
Дизельные двигатели внедорожных машин
Как продлить ресурс дорожно-строительных машин и их компонентов (ч. 3)
Гидромолоты среднего класса (ч.1)
Обзор моделей гидромолотов представленных на российском рынке
Тяжелая дорожная артиллерия
Самоходные фрезы
 1
В борьбе за кубовидность
Дробилки для производства высококачественного щебня
Современное оборудование щебеночных заводов
Покупаем предприятие
Оценка технического состояния машин и оборудования на предприятии
Пневмогусеничные вездеходы НАМИ (ч. 2)
НАМИ-С-3, НАМИ-С-4, НАМИ-0106, НАМИ-СЗМУ
Секреты «долголетия» ходовой части гусеничных машин (ч. 1)
Факторы, влияющие на износ ходовой части

Стрела – исполнительный элемент КМУ

Николай Протасов
КМУ сегодня с успехом выполняют не только погрузочно-разгрузочные операции, но и широко используются в монтажных технологиях, где требуются маневренность, особая точность выполнения рабочих движений, плавность перемещения и стабильность положения груза. Росту своей популярности КМУ во многом обязаны конструкциям используемых стрел. Именно стрела определяет возможности манипулятора как с точки зрения грузоподъемности, так и определения границы рабочей зоны.
 
 
 
 
 
 
 
 
Большие пластины скольжения на КМУ Hiab
 
 
 
 
 
 

Коробчатое сечение

В устройство всех КМУ входят телескопические стрелы коробчатого сечения. Короба отдельных секций вдвигаются друг в друга по принципу телескопа.

В конструкции КМУ решетчатые конструкции стрел практически не используются. Дело в том, что при решетчатом строении стрелы большой прогиб при работе с грузом крайне опасен, с большой вероятностью могут быть повреждены части конструкции. Для балок же коробчатого профиля прогиб практически не опасен, и его величина ограничивается лишь соображениями эксплуатационного характера.

Первые коробчатые стрелы имели сечение прямоугольника. Но поиски наиболее совершенных с технической точки зрения профилей, материала и технологий производства коробов не прекращаются до сих пор. Ученые многое уже сделали, но исследования продолжаются. Выбор оптимальной конструкции стрелы – задача непростая. Необходимо, чтобы разработанная схема отвечала ряду требований. В первую очередь производство телескопической стрелы должно быть процессом достаточно дешевым, для выполнения которого не нужно использование уникального оборудования, спецоснастки и дорогого инструмента.

Еще одним требованием, которое необходимо соблюдать при конструировании стрел КМУ, является то, что профили отдельных секций в собранном с другими секциями виде должны обеспечивать минимальный зазор между секциями. Это условие является залогом стабильности положения стрелы при боковых нагрузках, а также фактором значительного повышения сопротивления скручиванию.

И еще одно важное обстоятельство учитывается при конструировании стрел: масса телескопической стрелы должна быть минимальной, при этом снижение веса не должно отражаться на прочностных показателях конструкции. Очевидно, что, чем меньше масса КМУ, тем выше полезная грузоподъемность грузовика, на котором установка смонтирована. В то же время небольшой вес манипулятора снижает центр тяжести машины, а это влечет повышение устойчивости всей конструкции. Ну и, конечно, чем установка легче, тем больше металла сэкономлено, а это немаловажно для стоимости изделия.

В конструкциях КМУ сегодня можно встретить великое множество разновидностей сечений стрел. Надо отметить, что для принципиального улучшения эксплуатационных показателей конструкторы КМУ пошли по пути увеличения количества граней в сечении короба. Исследования в области крановых стрел показали, что, чем больше граней в профиле, тем эффективнее распределяется напряжение по сечению. Оптимально соответствующим принципу «эксплуатационные свойства/ цена» специалисты считают стрелу с 6-гранным сечением.

Шестигранный профиль стрелы был впервые разра­ботан и представлен покупателям шведской компанией Hiab. Благодаря своей форме и большой опорной поверхности стрела отлично держит нагрузку, имеет увеличенный срок службы, выгодное соотношение собственной массы и прочности. Теперь вслед за Hiab гексагональное сечение применяется многими производителями кранов-манипуляторов.

Профили прямоугольного сечения сегодня применяются только в манипуляторах небольшой грузоподъемности (г/п). Прямоугольное сечение в отдельных случаях заменяется трапециевидным. Иногда широким делается нижний пояс сечения, и секции с такими профилями образуют массивные и относительно короткие телескопические стрелы. В другом варианте 4-гранного профиля широким делают верхний пояс сечения, и толщину этой полки существенно усиливают. Считается, что такой профиль значительно снижает опасность коробления при изгибающей нагрузке.

Примеры из практики

Известный корейский производитель, компания Soosan, использует при выпуске своих крановых манипуляторов 4-гранные стрелы. Так, в мод. Soosan SCS 513 с грузовым моментом 11 т.м используется мощная 4-гранная телескопическая стрела, которая обеспечивает вылет на 8 м, причем г/п на максимальном вылете – 1,2 т. Наибольшая же г/п на вылете 2 м – 5,5 т.

Манипулятор Soosan SCS 513 устанавливается за кабиной и представляет собой КМУ с так называемой прямой телескопической стрелой, которая установлена на поворотной колонне. В телескопической стреле этой модели – 3 выдвижные секции. Но вообще в конструкциях с прямой стрелой, или, как еще говорят, в конструкциях L-типа, бывает до 7 выдвижных секций. У L-образного крана первая секция стрелы длинная, не складывающаяся, а телескопируемые секции довольно короткие. В данной конфигурации манипуляторов используется тросовая подвеска крюка, она позволяет выполнять работы ниже уровня земли на значительных вылетах 6–8 м.

В качестве материала для производства секций КМУ используется листовая мелкозернистая сталь. Благодаря ей крупнообъемные и достаточно тонкостенные конструкции при значительных нагрузках не коробятся. Компания Soosan использует в конструкциях сталь корейского производства ATOS 80. Применение этой стали позволило Soosan кое в чем обойти своих ближайших конкурентов по рынку Кореи. Испытания показали, что предел прочности стрел Soosan в 1,3 раза выше аналогичного показателя стрел, используемых в КМУ компаний Kanglim и DongYang. Правда, немного проигрывая в прочности, стрелы этих компаний имеют меньшую массу при аналогичных параметрах.

Крановые установки DongYang в России еще пока встречаются нечасто, зато КМУ Soosan установлены на большинстве корейских грузовиков. Шестигранный профиль обеспечивает безупречный баланс стрелы и минимизирует ее деформацию, поэтому гексагональный профиль, как уже отмечалось, считается одним из наиболее удачных при производстве стрел КМУ.

Положительные свойства многогранных профилей состоят еще и в том, что за счет конструктивной прочности многогранную стрелу можно изготовить из более тонкого листа, и она, при тех же эксплуатационных характеристиках, что и стрела прямо­угольного сечения, будет намного легче, прочнее и надежнее. «Оборотной стороной медали» является стоимость производства, т. к. чем больше граней в профиле, тем он дороже. Поэтому при производстве КМУ в зависимости от г/п и величины грузового момента широко применяются стрелы с 5-гранными, 8-гранными и даже с 10-гранными профилями, используемые для решения различных производственных задач.

В отдельных своих установках – мод. TM-ZR294, TM-ZR364 – компания Tadano использует стрелы прямоугольного сечения. Но в большинстве моделей применяется традиционная для Tadano стрела 5-гранного профиля. Такой стрелой оснащена самая мощная из выпускаемых сегодня моделей – TM-1052, г/п 8,2 т на вылете 1,8 м. Шестисекционная телескопическая стрела имеет максимальный вылет 15, 92 м. Пятигранная стрела применена и в совсем небольшой установке, мод. TM-ZR295, телескопическая стрела которой состоит из 4  секций, а г/п – 3,03 т на минимальном вылете 1,45 м.

Есть в арсенале компании и модель Tadano Super Z305, в которой использовалась усиленная 8-гранная стрела. Максимальная г/п установки составляет 3,6 т, а пять телескопических секций выдвигаются на длину 12,3 м. С 8-гранными стрелами работает и еще мало известная у нас корейская компания Hankook Banzai Crane. Выпускаемые ею модели КМУ HBC 155, HBC 186 (г/п 5 и 8 т) имеют L-образную схему установки и максимальный горизонтальный вылет стрел 12,2 и 20,2 м соответственно.

Для производителей Ю. Кореи характерно производство L-образных КМУ с прямой телескопической стрелой. Такой тип конструкции есть также в установках, выпускаемых в Японии, США. В Европе же большее распространение получили КМУ с шарнирно-сочлененной конструкцией, обозначаемой как Z-образная схема складывания. Преимущество Z-схемы – в возможности работать с грузами, находящимися за препятствиями. Кроме того, КМУ такой конструкции более компактно складываются в транспортном положении (хотя в этом положении большая часть КМУ передается на переднюю ось) машины, что является минусом.

Шведский производитель Hiab предлагает широкую линейку как кранов-манипуляторов в три сложения, так и простых телескопических кранов с тросом и крюком. Надо отметить, что Hiab выпускает только краны-манипуляторы с шестигранным профилем, будь то шарнирно-сочлененные манипуляторы, небольшие легкие Т-образные манипуляторы с грузовым моментом до 4 т.м или мощные телескопические манипуляторы с тросовой подвеской крюка. Использование стрелы шестигранного профиля обеспечивает прочность стрелы и ее долговечность, а также позволяет применять пластины скольжения большого размера. Пластины скольжения большого размера улучшают плавность движений манипулятора, а также снижают механический износ стрелы благодаря меньшему давлению на телескопические секции.

На своем заводе в Южной Корее Hiab выпускает тросовые краны-манипуляторы с жесткой стрелой. Телескопическая Т-образная система стрелы обеспечивает длительный срок службы и сводит к минимуму необходимость в обслуживании благодаря оптимизированному сечению стрелы и высокой надежности. Эта эффективная с точки зрения эксплуатационных затрат конструкция также обеспечивает скорость погрузо-разгрузочных циклов и высокую грузоподъемность.

Если взять для примера наиболее популярную модель тросового крана Hiab на российском рынке – Hiab 190T, то на минимальном вылете 1,52 м стрела обеспечит г/п 8000 кг, а на максимальном вылете 19,4 м – 400 кг. При этом масса крана в комплекте с опорами составляет всего 3220 кг.

Модельный ряд кранов-манипуляторов Hiab в три сложения (с шарнирно-сочлененной стрелой) включает краны-манипуляторы с грузовым моментом от 2,2 до 85,7 т.м. В качестве примера КМУ Hiab в три сложения можно привести одну из последних новинок компании – эффективный, многофункциональный и экологичный кран-манипулятор Hiab 544. Данный кран работает на основе автоматической системы HiPro, оснащен насосом переменной производительности и имеет неограниченный угол поворота.

Грузовой момент крана-манипулятора Hiab XS 544 составляет 51 т.м, максимальный вылет – от 15 до 25 м в зависимости от количества секций. КМУ может быть оснащена гуськом с выдвижными секциями в количестве до шести для более длинного вылета и большей функциональности; общая высота подъ­ема составит в этом случае 35 м. Благодаря низкому собственному весу, который достигается в том числе благодаря оптимальному шестигранному сечению стрелы, кран-манипулятор Hiab 544 обладает высокой г/п даже на длинном вылете.

Отечественное предприятие ЗАО «ИНМАН», занимающееся с 1992 г. производством манипуляторов, вошло в 2011 г. в состав концерна Palfinger и получило мощную технологическую поддержку ведущего международного производителя. В результате предприятие выпускает около двух десятков моделей КМУ и множество их модификаций. В конструкциях стрел «ИНМАН» использует Z-образное складывание, профили применяются преимущественно 6-гранные, а количество телескопических секций может достигать пяти, при этом вылет стрелы – до 18,8 м.

В прошлом году «ИНМАН» представил манипулятор ИТ 80, а совсем недавно ИТ 180, которые конструктивно аналогичны корейским КМУ. Оба манипулятора оснащены прямой стрелой с тросовой подвеской крюка. Г/п модели ИТ 80 составляет 3050 кг на вылете 2,7 м, грузовой момент – 8,2 т.м, максимальный вылет стрелы – 7,53 м. Стрела шестигранного профиля с двумя выдвижными секциями. При свертывании установки в транспортное положение опоры переворачиваются вертикально вверх, что исключает их повреждение. Управляется установка с земли, пульты управления вынесены на обе стороны КМУ.

ИТ 180 – самая грузоподъемная установка в линейке тросовых КМУ серии ИТ. Ее максимальная г/п на вылете 2,5 м составляет 7200 кг, а на максимальном вылете 18,8 м – 400 кг. ИТ 180 – лидер не только по грузоподъемности, но и по вылету. Стрела шестигранного профиля с пятью выдвижными секциями и тросовой подвеской крюка. Управляется КМУ с сиденья на колонне (в базовой комплектации). Угол поворота колонны – 390°. Опоры ИТ 180 с гидравлическим поворотом в вертикальное положение.

Что касается самого концерна Palfinger, то его продукция демонстрирует наиболее яркий пример использования шарнирно-сочлененной схемы стрелы. Буквально в канун Нового года компания представила рынку самый мощный кран компании, мод. PK 200002 L-SH г/п 60 т. В конструкции стрелы – 9 шестиугольных секций, шестигранный профиль имеет повышенную устойчивость к скручивающим нагрузкам. Удлинительная часть состоит из восьми секций. Разложенная стрела в вертикальном направлении поднимается на 50 м, а удлинительную часть при этом можно установить горизонтально. Предусмотрено, что на максимальном вылете оператор может работать с грузами до 0,6 т. Грузовой момент крана составляет 200 т.м.

Итальянская компания Efter разработала и использует стрелы с 10-гранным сечением. Использование в конструкции высокопрочной стали Weldox 1300 сделало стрелы Efter одними из лучших в Европе – небольшая масса и прочная конструкция стрелы позволили увеличить вылет, расширить тем самым рабочую зону, повысить г/п. В арсенале этой компании около 40 моделей КМУ.

Все бо’льшую популярность в России завоевывает немецкий производитель КМУ компания Atlas Maschinen GmbH. Интересно, что эта фирма изготавливает свои установки на заводе в Германии в режиме полного цикла: стреловые секции гнут из стального листа, в соседнем цехе производят гидроцилиндры, готовят гидравлическую разводку. Поэтому руководство Atlas утверждает, что качество их КМУ выше большинства производителей, занимающихся сборкой установок из поставляемых готовых компонентов и не имеющих возможности в полной мере контролировать все этапы производства.

Стрелы Atlas обладают так называемым обратным ходом секции расширения. Такая конструктивная новация позволяет производить грузовые и разгрузочные работы на минимальных площадях, стрела дает возможность оперировать с грузами почти вплотную к поворотной колонне. В тесных кварталах старой Европы установки Atlas с индексом SL, означающим возможность «обратного хода», сегодня очень популярны.

Еще одна характерная черта установок Atlas заключается в том, что в моделях с грузовым моментом менее 10 т.м для удешевления изделия одна секция стрелы изготавливается прямоугольного сечения. Расчеты специалистов Atlas показывают, что снижения надежности и прочности в результате «подмены» практически не происходит.

Еще одним принципиальным моментом эксплуатации стрел КМУ является порядок выдвижения секций. Наиболее эффективным является т. н. последовательное выдвижение, когда секции, имеющие сечение более слабое, используются в последнюю очередь. Такой подход, безусловно, сохраняет ресурс стрелы на более долгий срок, и работа такой стрелы более надежна. Однако последовательное выдвижение значительно удорожает конструкцию. Произвольное движение секций менее экономично, т. к. первыми выдвигаются секции, которые оказывают наименьшее сопротивление в этот момент.

Заказывая кран-манипулятор Hiab тяжелой серии, клиент в зависимости от своих потребностей может выбрать манипулятор с последовательным или произвольным порядком выдвижения секций. Если кран имеет 4 или 5 выдвижных секций – например, четырехсекционный Hiab 244 Duo, то целесообразно сэкономить и заказать манипулятор с произвольной последовательностью выдвижения (в этом случае обозначение крана будет Hiab 244EP-4 Duo). А если для работы нужен кран-манипулятор с длинным вылетом и большим количеством секций стрелы (КМУ Hiab можно заказать с количеством секций до девяти), то для таких кранов Hiab предлагает использование опции «последовательное выдвижение цилиндров телескопа», которая продлит срок службы стреловой конструкции. Тогда, например, 8-секционный Hiab 244 будет иметь следующее обозначение: Hiab 244E-8 Duo.

Каждый известный производитель уделяет конструкции стрел, используемых в своих установках, большое внимание, старается максимально оптимизировать устройство, внести изменения, отличающие его конструкцию от схем конкурентов. Свои удачные разработки известные краностроители патентуют и используют только в собственных конструкциях. Удачная конструкция стрелы может оказать большое влияние на популярность бренда, неудачная же, наоборот, перечеркнет все ранее достигнутые успехи.

 

Московская компания «АВТОполюс» хорошо знакома предприятиям, деятельность которых связана с перевозкой и доставкой различных грузов. «АВТОполюс» может произвести установку манипулятора на автомобиль клиента и предлагает готовые машины, оборудованные КМУ.

Выбор шасси, предлагаемых «АВТОполюсом», очень широк – это Hyundai, Isuzu, Ford Cargo, Iveco, Peugeot. Есть практически все грузовые шасси отечественных производителей: КамАЗ, МАЗ, Урал, ЗИЛ, ГАЗ.

Что касается КМУ, то «АВТОполюс» является дистрибьютором ведущего итальянского производителя КМУ – корпорации F. LLi Ferrari, сотрудничает с такими известными фирмами, как японская Furukawa Unic, корейская DongYang Mechatronics Corp.

Сегодня гидроманипуляторы Ferrari пользуются у покупателей «АВТОполюса» повышенным спросом. И действительно, оборудование Ferrari славится своей прочностью. Его телескопические стрелы имеют 6-гранное сечение. Литое основание установки прочно удерживает собирающуюся за кабиной конструкцию в транспортном состоянии и при эксплуатации в сочетании с гидравлическими аутригерами обеспечивает высокую стабильность при значительных нагрузках. Аутригеры при транспортировке просто поворачиваются вверх, что существенно сокращает время подготовки крана к работе.

Одна из последних разработок «АВТОполюса» – борт с краном-манипулятором Ferrari 736 А2 EWS, смонтированный на шасси Iveco Trakker AT410T42H. Мощное 4-осное шасси с колесной формулой 8х4, г/п 23,5 т, двигатель Cursor 13 F3B мощностью 280 кВт при 1900 об/мин, крутящий момент до 1800 Н.м в диапазоне 900–1485 об/мин делают эту машину проходимой в любых условиях и очень надежной. А мощная КМУ с небольшой массой 3,82 т с использованием алюминиевых бортов высотой 0,6 м повышает полезную г/п машины.

Гидроманипулятор компактно собирается за кабиной, что позволяет устанавливать габаритные грузы. В конструкции КМУ есть система Red Power, в соответствии с вылетом стрелы регулирующая г/п и предупреждающая возникновение перегрузов и аварийных ситуаций. Для безопасной и эффективной работы на крановой установке также имеется устройство ECO, автоматически ограничивающее грузовой момент. Две выдвигающиеся секции создают максимальный вылет до 7,7 м, при этом г/п – 4,03 т. Максимальная же г/п, при вылете стрелы 2,5 м, составляет 11,7 т. Для удобства работы поворотный механизм вращения крана позволяет ему совершать поворот на 400°.

РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВО КОММУНАЛЬНОЕ ХОЗЯЙСТВО КМУ
Николай Протасов Основные Средства 03'2013 12 марта 2013

Комментарии (0)

Компании
ООО «ПАЛФИНГЕР КРАН РУС» (812) 303-82-64, (812) 303-82-64 www.palfinger.com
ООО "Автомеханический завод" 8 800 700 2690 www.amznn.ru