Брутальные и готовые ко всему (Часть 1)
Краны повышенной проходимости на автомобильных и специальных колесных шасси
Определение кранов повышенной проходимости
Категорию проходимости грузового автомобиля определяют по целому ряду параметров: колесная формула, удельная мощность, давление колес на опорную поверхность, тип подвески и т. д.
В отечественной технической литературе приводятся разные определения грузовых автомобилей (и соответственно кранов на их шасси) повышенной проходимости.
Наше «всё» – ГОСТ Р 52051–2003 – дает следующее замысловатое толкование (в нашем упрощенном изложении): «Транспортные средства, масса которых свыше 12 т, относятся к категории «повышенной проходимости», если они имеют одновременный привод всех колес (в том числе одну отключаемую ось) либо если соблюдаются следующие требования: а) по меньшей мере половина осей имеет привод; б) имеется по меньшей мере один механизм блокировки дифференциала; в) одиночное транспортное средство может преодолевать подъем 25%, а также г) соблюдаются по меньшей мере четыре из шести следующих требований: угол въезда не менее 25°; угол съезда не менее 25°; угол продольной проходимости не менее 25°; дорожный просвет под передней осью не менее 250 мм; межосевой дорожный просвет не менее 300 мм; дорожный просвет под задней осью не менее 250 мм.
Самый мощный из предлагаемых в России мобильных кранов компании XCMG – мод. QY160K грузоподъемностью (г/п) 160 т вполне подходит под определение российского ГОСТа, т. к. имеет полноприводное 6-осное шасси (12х12) с дорожным просветом 300 мм.
Конструкция гидросистемы принципиально новая, на нее получено шесть государственных патентов Китая. Точное управление краном осуществляется двумя высокочувствительными джойстиками, расположенными на подлокотниках сиденья оператора. Выдвижение 6-секционной телескопической стрелы овального профиля длиной 61,4 м (с гуськом 88,6 м) осуществляется одним гидроцилиндром со специальной блочной системой. Высота подъема груза (без гуська) – до 79 м. Минимальный радиус работы крана составляет 3 м. Шасси и крановая установка оснащены отдельными двигателями мощностью 390 и 162 кВт соответственно. Подвеска гидропневматическая, максимальная скорость движения достигает 80 км/ч. В транспортном положении QY160K весит 54 900 кг.
Согласно маркетинговым исследованиям основные доли мирового рынка мобильных кранов по объемам продаж и производства теперь приходятся на Китай. Китай является самым большим в мире рынком мобильных кранов, причем до 90% мобильных кранов, произведенных в стране, продается на внутреннем рынке. Десять процентов объема производства китайских мобильных кранов идет на экспорт. Этот объем составляет 80% импорта мобильных кранов на всех рынках мира.
В России предлагается ряд моделей полноприводных мобильных кранов XCMG г/п от 25 до 500 т.
В ГОСТе почему-то не упоминаются односкатные внедорожные шины и система регулирования давления в шинах, а также увеличенная удельная мощность, часто встречающиеся у автомобилей повышенной проходимости.
Краны высокой проходимости. Из определений, встречающихся в отечественной технической литературе, видно, что грузовые автомобили высокой проходимости должны иметь характеристики, близкие к гусеничным машинам: без затруднений преодолевать броды, рвы, снег, топкий илистый грунт, песок. Для этого автомобили высокой проходимости оснащаются специальными шинами: арочными, сверхнизкого давления, а также прочими устройствами, повышающими проходимость.
Краны высокой проходимости достаточно «нишевый» продукт. В основном они используются в армии и других силовых структурах либо на особенно тяжелом бездорожье в отдаленных регионах, поэтому в нашем обзоре мы о них не говорим.
Мы будем рассматривать более распространенные краны на шасси повышенной проходимости (не обязательно точно соответствующие ГОСТовскому определению), как наиболее распространенные в строительной и других отраслях.
Краны на специальных шасси
В западной технической литературе различают краны на шасси грузовиков (truck cranes – англ.) и на специальных шасси автомобильного типа (all-terrain cranes – «краны для любых поверхностей»). Как следует из английского названия, краны на спецшасси обладают повышенной проходимостью.
С российскими определениями кранов повышенной и высокой проходимости описания кранов на специальных шасси, которые производятся зарубежными компаниями, совершенно не совпадают. Шасси кранов повышенной проходимости конструктивно мало отличаются от дорожных, т. к. состоят из узлов и агрегатов серийных автомобилей, тогда как специальные шасси комплектуются многими специально для них разработанными узлами и агрегатами, одним или двумя двигателями.
Грузоподъемность кранов на спецшасси может составлять от 40 до 1000 т и более, а высота подъема грузов достигает 150 м, это мощные и в то же время точно позиционирующие грузы машины. Вообще спецшасси больше призваны нести огромные нагрузки от мощных крановых установок и поднимаемых ими сверхтяжелых грузов, а также обеспечивать передвижение машины по различным поверхностям: твердым покрытиям и умеренно пересеченному грунту, а не гарантировать высокую проходимость машины по бездорожью и преодоление препятствий. Для этого спецшасси оснащаются, как правило, большим количеством осей (четыре и более). Это помогает сохранять равновесие и не переворачиваться при движении по бездорожью.
Так, у самого мощного в линейке мобильных кранов Liebherr мод. LTM 11200-9.1 г/п 1200 т спецшасси имеет 9 осей с односкатными шинами! Мосты 1-й, 2-й, 4-й и 5-й – неведущие. Мосты 2-й и 4-й имеют блокировку продольного дифференциала, а 4-й и 5-й – межколесного. Подвеска гидравлическая, с блокировкой, с автоматической регулировкой уровня и выравниванием нагрузки на оси параллельных пар.
Телескопическая стрела длиной 100 м + удлинение 22 м (10+6+6) + оголовок F 6,5 м поднимает грузы на высоту 120 м с максимальным вылетом 82 м.
Все мосты имеют рулевое управление, есть пять программ рулевого управления. Электрогидравлическое рулевое управление задними мостами активное, зависящее от скорости машины и угла поворота колес переднего моста.
Liebherr – одна из немногих компаний-производителей кранов, которая полностью самостоятельно производит и двигатели для них. Двигатель шасси мод. LTM 11200-9.1 развивает мощность 500 кВт, трансмиссия автоматическая 12-ступенчатая с двумя передачами заднего хода, с гидротрансформатором и тормозом-замедлителем. Скорость движения – до 75 км/ч. Двигатель крановой установки мощностью 270 кВт имеет электронное управление.
Главный противовес массой 202 т состоит из основной плиты 22 т, 16 плит по 10 т и четырех плит по 5 т. Дополнительно может быть установлено балластировочное устройство на гидравлическом приводе. Монтаж балласта производится без монтажного крана.
Компания Liebherr предлагает в России большую линейку кранов на спецшасси г/п от 30 до 750 т и с числом осей от 2 до 9.
Среди кранов модели на спецшасси считаются люксовой версией мобильных гидравлических кранов, как Hummer или Range Rover среди легковых автомобилей. Спецшасси существенно дороже в производстве и эксплуатации, чем шасси автомобилей повышенной проходимости. На российском рынке краны на спецшасси представлены в основном продукцией иностранных компаний.
К сожалению, попытки отечественных краностроителей организовать производство спецшасси на базе Брянского автозавода не увенчались успехом. Можно считать «почти отечественным» аналогом западных спецшасси шасси Минского завода колесных тягачей (МЗКТ).
Где применяются краны повышенной проходимости
В России и в Северной Америке наиболее популярны краны на автомобильных шасси, тогда как в Западной Европе более широко используются грузовики с краноманипуляторными установками. Краны на специальных шасси примерно одинаково популярны во всех упомянутых регионах. Краны повышенной проходимости, как и следует из их названия, предназначены для эксплуатации в таких условиях, которые неприемлемы для кранов на обычных автомобильных шасси: прежде всего для работы на труднопроходимой пересеченной местности, на бездорожье. В нашей стране таких мест и стройплощадок много, и именно поэтому у нас так популярны автокраны повышенной проходимости: в горнодобывающей и нефтегазодобывающей отраслях, при прокладке трубопроводов, строительстве тепло- и гидроэлектростанций, элементов транспортной инфраструктуры: дорог и мостов, других сооружений, в коммунальном и сельском хозяйстве.
Сферу использования мобильных кранов расширяет сменное навесное оборудование: грейферы, гидробуры, рабочие платформы высотного доступа и т. д.
Так, «Челябинский механический завод» (ЧМЗ) выпускает кран-подъемник «ЧЕЛЯБИНЕЦ» КС-55733-33 г/п 32 т со стрелой овоидного профиля длиной 33 м, который может оснащаться 2-местной рабочей платформой (люлькой). Люлька может подниматься на высоту 12 или 35,8 м, поворачиваться относительно кронштейна подвески на 360°. Имеется быстродействующий механизм монтажа-демонтажа люльки. При работе с люлькой не требуется демонтировать крюковую подвеску. Масса стрелы снижена за счет того, что ряд ее компонентов выполнен из высокопрочной стали. Стрела может телескопироваться с грузом до 6 т.
Шасси полноприводное КАМАЗ с колесной формулой 8х8. Кабина шасси утепленная, может быть со спальным местом или без него. В кабине имеется цветной 7-дюймовый дисплей с сенсорным управлением, электропропорциональная система управления крановыми операциями с помощью джойстиков. Двигатель единый для шасси и крановой установки мощностью 235 или 265 кВт, V-образный. Скорость движения машины – до 60 км/ч.
ОАО «ЧМЗ» осуществляет продажу автокранов КС на полноприводных шасси «Урал», КамАЗ с колесной формулой 6х6 и 8х8 с крановыми установками со стрелами длиной от 19 до 34,3 м г/п от 16 до 50 т, все они могут оснащаться съемными рабочими платформами для выполнения работ по обслуживанию зданий и сооружений, линий электропередачи и связи, воздуховодов и других работ, требующих подъема людей и инструмента на высоту до 39 м.
Кроме того, с начала 2019 г. запущена в серию модель автокрана г/п 40 т с увеличенным размером опорного контура, позволяющим работать с грузами в зоне 360°, с сохранением грузовых характеристик.
Довольно большую долю кранов повышенной проходимости составляют машины, которые сдаются в аренду, поскольку постоянное владение краном такого типа обходится достаточно дорого и владельцу требуется все время загружать кран работой либо отдавать в аренду.
Отвечая на запросы потребителей, отечественные производители выпускают множество моделей кранов повышенной проходимости, иностранные компании также поставляют на наш рынок немало кранов этого типа.
Тенденции в развитии конструкций кранов повышенной проходимости
Повышение грузоподъемности и увеличение длины стрелы. Горнодобывающая и нефтегазовая отрасли у нас держатся «в тонусе», и у этих отраслей имеется устойчивый спрос на краны высокой проходимости более высокой грузоподъемности.
Так, «Галичский автокрановый завод» (ГАКЗ) выпускает кран КС-84713-6 «Галичанин» г/п 100 т с электронной системой управления на шасси МЗКТ-750001 (10х10).
Основная телескопическая стрела длиной 51 м имеет инновационный профиль «ОВАЛОИД». Имеется двухсекционный откидной удлинитель длиной до 18 м и промежуточная секция между стрелой и гуськом длиной до 12 м для увеличения высоты подъема до 81,7 м. Крановая установка универсальная, может монтироваться на шасси различных производителей (Volvo, Iveco, Scania, Tatra) с колесной формулой 10х4 и 10х10. Кабина крановщика оснащена системами климат-контроля и наклона до 25°. На 7-дюймовый монитор выводится информация для безопасной работы крановщика: параметры двигателя, текущая грузоподъемность, ограничение рабочих зон оборудования, определяемых конструкцией и условиями эксплуатации, а также информация о скорости ветра, текущем крене и др. Интеллектуальная система помогает оператору регулировать скорость для плавного выполнения крановых операций.
Машина оснащается двумя дизельными двигателями ЯМЗ: шасси (мощность 309 кВт) и крановая установка (139 кВт). Возможна также комплектация двигателями Cummins, Volvo Penta, Deutz, Weichai. Наборные противовесы массой до 26 т позволяют работать с грузами на вылете до 52 м в зоне 360°. Есть возможность телескопирования стрелы с грузом массой до 20 т.
Ежегодно ГАКЗ выпускает более тысячи автокранов КС, в том числе большое количество кранов повышенной проходимости на полноприводных шасси КАМАЗ, УРАЛ с колесной формулой 6х6 и 8х8 г/п от 25 до 70 т со стрелами овоидного профиля длиной от 21,7 до 42 м.
Кроме ряда конструктивных мер, которые будут описаны в других разделах, для увеличения грузоподъемности, а также уменьшения нагрузки на ось при переездах на некоторых современных моделях кранов предусматривается съемный дополнительный противовес.
Одна из новых тенденций в конструкции кранов повышенной проходимости – увеличение длины стрелы для того, чтобы увеличить рабочую зону крана. На рынке многие производители предлагают модели кранов повышенной проходимости с возможностью выбора (как опции) длины стрелы и вылета, отвечая на растущий спрос со стороны потребителей.
Отчетливо прослеживается современная тенденция: сделать краны проще в эксплуатации и упростить их подготовку к работе. Например, краны оснащаются автоматическими системами установки гуська.
Электронные системы управления. Современные мобильные краны оснащаются электрическими приводами и инновационными электронными системами с интуитивно-понятным управлением, которые обеспечивают возможность осуществления всех операций водителем непосредственно из кабины, а также способствуют экономии топлива, например, такие, как «экономичный» режим работы ECOmode.
Шасси. Как уже отмечалось, грузоподъемность кранов повышенной проходимости увеличивается, поэтому количество осей у крановых шасси становится все больше, известны модели даже с 12-ю осями.
Так, компания Zoomlion выпускает широкую линейку мобильных кранов на спецшасси, в т. ч. полноприводных, с числом осей от 6 (12х12) до 8 (16х16) и г/п от 180 до 500 т.
Мобильный кран Zoomlion QAY350V533 г/п 350 т на 7-осном полноприводном спецшасси (14х14) принадлежит к новейшей серии кранов V. Клиренс – 305 мм. Двигатель единый для шасси и крановой установки мощностью 420 кВт и 9-ступенчатая трансмиссия обеспечивают машине возможность передвигаться со скоростью до 70 км/ч и преодолевать подъемы до 45%.
Кран оснащается стрелой 6-гранного профиля (сертифицирована национальным патентом), способной выдерживать большие нагрузки. Максимальная высота подъема грузов на стреле с гуськом достигает 103 м. Гусек двухсекционный, поворотный. В автокране имеются системы плавной амортизации при остановке груза, демпфирования колебаний груза при поворотах стрелы с быстрой остановкой, уменьшения динамических нагрузок на рабочее оборудование. Электронные системы управления агрегатами крана связаны с помощью шины CAN, имеется функция бортовой диагностики. Масса крана в транспортном состоянии составляет 84 т.
Шасси кранов повышенной проходимости часто оснащаются односкатными шинами с рисунком протектора повышенной проходимости. Подвеска колес также используется гидравлическая, с большим ходом по вертикали, может быть независимой, с блокировкой на время работы крановой установки, чтобы повысить устойчивость машины. Краны повышенной проходимости могут оснащаться рулевым управлением колес на всех или нескольких осях, а также автоматической трансмиссией с гидротрансформатором и большим числом редукторов, обеспечивающей множество передач как переднего, так и заднего хода и хорошие характеристики движения на подъемах и спусках.
