Краны-манипуляторы – бум технологии

Первые краны-манипуляторы появились в Европе приблизительно 25 лет назад, причем назывались они тогда весьма неудачно – краны для грузовиков, что не отражало всех их возможностей.

Кран-манипулятор – универсальная машина, которую можно установить на любой грузовой автомобиль. Типоразмер его, т. е. грузоподъемность и вылет стрелы, зависит только от нужд заказчика: например, шасси 32-тонного четырехосного грузового автомобиля может нести кран-манипулятор с грузовым моментом 2 156 кН·м (220 тс·м), грузоподъемность которого можно сравнить с грузоподъемностью 60...70-тонного полноразмерного крана высокой проходимости. На четырехосном шасси можно смонтировать кран-манипулятор с грузовым моментом 980 кН·м (100 тс·м), и такое транспортное средство может еще и буксировать прицеп. Кран-манипулятор можно установить на гусеничное шасси – такая машина пригодна для работ на бездорожье.

Производители кранов-манипуляторов ведут интенсивный поиск новых материалов, которые позволят улучшить конструкцию и изготавливать краны с грузовым моментом 294 кН·м (30 тс·м) и выше, поскольку в настоящее время кранов-манипуляторов с меньшим грузовым моментом на рынке более чем достаточно.

Безопасный, экономичный, универсальный и чрезвычайно эффективный способ погрузки и перемещения материалов, который удовлетворит потребности любого специалиста, профессионально занимающегося подъемно-транспортными работами, – вероятно, именно такой формулировкой можно объяснить стремительно растущую популярность кранов-манипуляторов в России. Сегодня эти подъемные механизмы уже достигли некоторой степени своего совершенства, однако законодательные требования по безопасности машин этого класса становятся все более жесткими, а это значит, что в ближайшее время на российский рынок поступят еще более интересные модели.

В конце 2002 г. был введен в действие исправленный и дополненный Европейский стандарт EN 12999 на грузоподъемные краны. В этой связи большинству производителей кранов придется пересмотреть их конструкцию. Так, компания Atlas-Terex, комментируя введение нового стандарта, заявила, что в настоящее время она сосредоточила усилия на поэтапном введении второй серии кранов, которая соответствует требованиям EN 12999, и на внедрении усовершенствованной системы управления краном АСМ (Advanced Crane Management System). Серия состоит из 38 моделей с грузовым моментом от 19,6 до 588 кН·м (от 2 до 60 тс·м). Компания утверждает, что располагает полным портфелем заказов на поставку кранов-манипуляторов в 2003 г. и что с освоением выпуска кранов-манипуляторов второй серии ее положение только укрепится. Напомним, что эта фирма является главным поставщиком кранов-манипуляторов военного назначения. Тем не менее наибольшая часть ее продукции поступает в организации коммунального хозяйства, строительные, снабженческие фирмы. Atlas – единственная компания–производитель кранов-манипуляторов, приобретенная в Великобритании корпорацией Terex. Это слияние укрепило финансовое положение Atlas на европейском рынке, где чрезвычайно сильна конкуренция, увеличило ее возможности в маневрировании средствами и подкрепило традиционное стремление к постоянному обновлению продукции.

Разработчикам второй серии кранов-манипуляторов пришлось уделить значительное внимание безопасности их работы, дополнив конструкцию выносными опорами-стабилизаторами с регулируемыми опорными площадками, компенсирующими неровности грунта, и вторым блокирующим устройством для фиксации выносных опор в сложенном транспортном положении, а также индикатором для выравнивания крана-манипулятора и автомобиля перед началом работы. Система ограничения нагрузки включает в себя оптический индикатор, механизм ограничения высоты подъема, в программу которого в свою очередь включена функция ограничения нагрузки при работе с удлинителем стрелы.

Новая АСМ (система управления крана-манипулятора) включает в себя уже существующую систему ограничения нагрузки фирмы Atlas. Она поддерживает специальную программу, позволяющую настраивать характеристики крана по индивидуальным потребностям пользователя, регулировать его скорость и грузоподъемность, изменяя производительность гидросистемы.

Все чаще изготовители кранов-манипуляторов стремятся использовать в конструкции стрелы сталь самого высокого качества. Например, компаниям Liebherr и Terex-Demag удалось увеличить длину и грузоподъемность стрел благодаря использованию очень легких, но высокопрочных сталей.

Одна из самых популярных конструкций стрел кранов-манипуляторов – шестигранная форма их поперечного сечения. Итальянская фирма Effer, занимающаяся изготовлением стрел, пошла дальше и разработала стрелу с декагональным сечением, т. е. имеющую поперечное сечение в виде десятигранника. Благодаря использованию марки стали Weldox 1300 удалось значительно уменьшить толщину стенок стрелы и снизить ее общую массу на 4%. Соответственно увеличились грузоподъемность и радиус рабочей зоны стрелы. Технологическое преимущество такой конструкции в том, что десятиугольная балка изготавливается на прессе из цельного стального листа и сваривается изнутри и снаружи одновременно за один проход. Такая технология позволяет избежать тепловых деформаций, что часто происходит при изготовлении стрел способом последовательной сварки из нескольких полос стали.

В настоящее время фирма Effer предлагает 38 базовых моделей кранов-манипуляторов и в течение 2003 г. планировала освоить выпуск еще нескольких моделей. Существующий модельный ряд включает краны-манипуляторы с грузовым моментом от 14,7 кН·м (1,5 тс·м) и до монстров с грузовым моментом более чем 1 960 кН·м (200 тс·м), которые сравнимы с полноразмерным 70-тонным краном высокой проходимости. Модельный ряд значительно расширен благодаря возможности создания множества модификаций базовых моделей. Потребитель может выбирать из более чем 200 различных стрел и гуськов-удлинителей разнообразной конструкции. Кроме стандартных, предлагаются модели специальной конструкции, например, для железнодорожных работ, характеристики которых отвечают строгим ограничениям железнодорожных сооружений по высоте и ширине. Для нужд армии фирма Effer производит специальные малогабаритные краны-манипуляторы на специальных шасси с колесной формулой 6х6 и 8х8, предназначенные для транспортировки воздушным транспортом.

Стрелы кранов-манипуляторов фирмы Effer класса 490 кН·м (50 тс·м) с удлинителями могут достигать длины 34 м. Немного найдется, пожалуй, машин с таким большим радиусом рабочей зоны. Фирма выпускает ряд моделей с еще большим грузовым моментом – 931, 1 029 и 1 225 кН·м (95, 105 и 125 тс·м), у которых длина стрелы с удлинителем достигает почти 38 м при радиусе рабочей зоны 35 м. Продолжая модельный ряд в сторону увеличения типоразмера, фирма выпустила модель 2200, способную поднять груз массой свыше 500 кг на высоту более 48 м. При помощи этих больших кранов-манипуляторов возможно не только поднимать и устанавливать груз, но и телескопировать его через окна, устанавливать на строительные настилы и переносить через высокую стену. Если грузоподъемность крана-манипулятора позволяет поднять груз, мощность его оборудования позволяет и телескопировать его. Если требуется повысить универсальность крана-манипулятора, основную стрелу и удлинитель можно оборудовать лебедками большой мощности, а для увеличения общей длины стрелы на некоторых моделях на удлинитель установить гусёк.

В ответ на европейские требования EN 12999 компания Effer разработала прибор DMU (Data Monitoring Unit – блок контроля показаний), непрерывно контролирующий нагрузку и вылет стрелы крана-манипулятора и не позволяющий превышать безопасные пределы грузоподъемности. Если нагрузка приближается к предельной, DMU предупредит оператора звуковым и световым сигналами. Если нагрузка превышает допустимый предел, ограничитель блокирует рычаг подъема и не дает поднять груз выше. Система позволяет лишь опустить груз либо вернуть стрелу в положение допустимой нагрузки. На кранах определенного типоразмера и на шасси отдельных типов система позволяет работать и в случае, когда стрела располагается над кабиной и капотом машины, автоматически снижая в этом опасном положении допустимую нагрузку, чтобы обеспечить безопасность. Система также постоянно проверяет, находится ли крановая платформа в горизонтальном положении. Контроль осуществляется восемь раз в секунду, а регистратор процесса записывает в «память» все данные по циклам подъема и все случаи перегрузки. Записанные данные при необходимости можно использовать.

Большинство моделей кранов-манипуляторов серийно оснащают дистанционным управлением, позволяющим оператору работать, находясь на безопасном расстоянии от машины. Дистанционное управление осуществляется по радио или по кабелю, а кроме того, имеется пульт управления на крановой надстройке. Каждый кран-манипулятор оснащен этими тремя системами управления, чтобы обеспечивались безопасность и удобство оператора в любых условиях.

Дистанционное управление – не новинка на кранах-манипуляторах. Компания Fassi (Великобритания) устанавливает радиоуправление на краны-манипуляторы с грузовым моментом от 78,4 кН·м (8 тс·м). В 2003 г. 40% кранов-манипуляторов, проданных компанией, были оснащены дистанционным управлением. В этой связи позиция компании такова, что благодаря внедрению встроенной системы дистанционного управления (IMC) электронная система управления крана-манипулятора станет еще более совершенной. Современная электронная система кранов-манипуляторов, построенная на основе технологии CAN (шина данных для связи электронных систем управления), позволяет совмещать важнейшие функции машин. Первая из них, упомянутая выше, – функция IMC, вторая – автоматическое динамическое управление (ADC), которое регулирует скорость движений крана в установленных безопасных пределах. Система совмещает и регулирует также многие другие функции крана. Система радиоуправления Scanreco, которое Fassi использует на своих кранах-манипуляторах, встроена в IMC, что расширяет ее возможности. Одна из важных функций блока управления позволяет снижать скорость движения крана. Система, выбирая один из пяти режимов снижения скорости – от 20 до 60%, обеспечивает экономию энергии, а в режиме «точного медленного движения» помогает оператору точно расположить груз. Систему дистанционного управления можно совмещать с дисплеем, который дублирует всю информацию, выводимую на основной дисплей системы управления FX, контролирующей работу всех агрегатов крана.

Поставив все функции крана-манипулятора под контроль электронной системы управления FX и автоматического динамического управления, можно значительно увеличить производительность крана. FX – интеллектуальная электронная система, которая не только обеспечивает постоянство характеристик и полный контроль над краном, но и амортизирует динамические нагрузки. Говоря проще, это дает возможность поднимать больше, работая на безопасном пределе заложенных в конструкцию крана возможностей. Поскольку инерционные нагрузки контролируются лучше, напряжения в конструкции крана уменьшаются, в результате надежность и срок службы крана-манипулятора увеличиваются.

Активную работу по усовершенствованию механизмов управления крана проводят специалисты компании Palfinger. Недавно они создали собственную систему дистанционного радиоуправления, для которой в дополнение к обычным функциям на панели системы Palfinger имеется дисплей, показывающий допустимый уровень нагрузки и текущий уровень нагрузки на кран. В случае установки удлинителя или лебедки нагрузка на эти узлы также контролируется системой. При помощи блока управления CAN можно задействовать множество функций крана-манипулятора, а система активного гашения колебаний Palfinger (AOS) гасит вибрации и резкие изменения нагрузки в процессе работы.

В конце 2002 г. компания Palfinger выпустила новый кран-манипулятор, взяв за основу конструкцию железнодорожного крана. Двухрычажный механизм Power Link позволяет стреле вытягиваться вверх на 15°. Специалисты компании утверждают, что продажи кранов-манипуляторов Palfinger в 2003 г. в среднем увеличились на 25%. Ожидается, что в 2004 г. рост объема продаж кранов продолжится, однако это увеличение будет происходить за счет продаж фирмам, сдающим машины в аренду. Особенно востребован на рынке тип кранов-манипуляторов, которые компания называет «высокими», – это механизмы с технически усовершенствованными узлами.

Компания HMF в 2003 г. расширила модельный ряд и выпустила три новых крана-манипулятора. Самая малая модель ряда – Handy 330 с грузовым моментом 29,4 кН·м (3 тс·м). Специалисты HMF утверждают, что использовали в конструкции Handy 330 принципы конструкции кранов большего типоразмера. Стрела крана оснащена тремя телескопируемыми секциями, которые обеспечивают вылет до 7,1 м. Собственная масса крана-манипулятора всего 500 кг, он предназначен для установки на самые легкие коммерческие автомобили. Следующие две новые модели HMF с грузовым моментом 509,6 и 705,6 кН·м (52 и 72 тс·м) называются соответственно Odin и Thor и серийно оборудуются многими полезными устройствами, такими как встроенное в систему дистанционное управление, гусёк и система HMF регенерации масла. Стрелы обоих кранов-манипуляторов могут иметь до восьми секций с вылетом 20,31 и 20,46 м. Шестисекционная модель Thor оборудуется удлинителем, с которым высота подъема и вылет составляют 35 м.

Уже второй год компания HMF участвует в совместном проекте с фирмой OTR Tyres, крупнейшим в Европе производителем шин для землеройной техники. Партнеры разработали так называемый специальный «гибридный» кран-манипулятор для погрузки шин. Он состоит из основания и колонны от модели HMF 2000. Внутренняя секция стрелы и удлинитель позаимствованы от модели 1720-Т, наружная секция и удлинитель – от FJ9. Новый кран-манипулятор оборудован гидравлическими выносными опорами, дистанционным радиоуправлением с восемью функциями и электронной системой выравнивания машины.

На состоявшейся в конце апреля 2003 г. Выставке английских коммерческих автомобилей (SED) компания Partek продемонстрировала три новых модели кранов-манипуляторов серии Cargotec XS – Hiab XS066 с грузовым моментом 49...58,8 кН·м (5...6 тс·м), Hiab XS077 68,6 кН·м (7 тс·м) и Hiab XS088 78,4 кН·м (8 тс·м). Самая малая по массе модель ряда – XS066 оборудована новой системой гидроклапанов Valve 80, которая, по заявлению компании, повышает грузоподъемность крана-манипулятора и его рентабельность при ежедневной эксплуатации. Стандартная стрела «без тяг» или модификация с наружной тягой может иметь до четырех телескопируемых секций с гидроприводом и радиус рабочей зоны до 11,85 м. Самую крупную модель – XS077 оснащают стрелой с восемью секциями и более. Ее вылет 13,7 м. Модель XS088 оборудована стрелой с пятью телескопируемыми секциями, но радиус рабочей зоны у нее такой же, как у модели XS077, – до 13,7 м. XS088 также оборудован системой Valve 80, которая повышает грузоподъемность крана-манипулятора на 5%.

На выставке SED были представлены и новые краны-манипуляторы компании Cormach, выпущенные в 2003 г. Модель 22500Е ASC грузоподъемностью 9,3 т оснащают одной – шестью телескопируемыми секциями с гидроприводом. Радиус рабочей зоны – 5,72...15,84 м. Модификацию с четырьмя телескопируемыми секциями с гидроприводом по заказу комплектуют удлинителем с двумя, тремя и четырьмя секциями, и тогда радиус рабочей зоны увеличивается до 21,72 м.

Одной из последних разработок фирмы HIAB является кран-манипулятор Partek Cargotec с грузовым моментом 147 кН·м (15 тс·м) – это модель XS 144 HI-PRO. Ее оснастили системой дистанционного радиоуправления CombiDrive 5000, дополненной современной системой ограничения поворота крана. Кроме того, на кране-манипуляторе есть отличная система дистанционного управления CombiDrive.