Усовершенствование краноманипуляторных установок набирает обороты
Конструкции стрел крановых установок
Расширяют ассортимент предлагаемых конфигураций стрел крановых установок ведущие производители, идя навстречу запросам потребителей.
Чем больше граней имеет профиль (поперечное сечение) стрелы, тем равномернее распределяются напряжения, следовательно, стрелу можно сделать прочнее и легче. Однако, чем сложнее профиль, тем сложнее и дороже изготовление стрелы. Поэтому крановые установки небольшой грузоподъемности комплектуются, как правило, стрелами прямоугольного профиля. Работы по совершенствованию формы профиля стрелы ведут многие мировые производители крановых установок.
Так, КМУ PALFINGER серии TEC имеют стрелу каплевидного многоугольного сечения (фирменное наименование P-Profile). Вылет стрелы у КМУ серии TEC достигает 21,6 м и может быть увеличен при помощи гуська. PALFINGER также разработал два новых гуська с сечением фирменной формы P-Profile, которые могут использоваться со всеми КМУ серий TEC 5 и TEC 7.
PALFINGER презентовал в 2019 г. 10 новых моделей КМУ линейки TEC и 5 новых моделей серии SLD. КМУ серии TEC имеют грузовой момент 25–37 тм, оснащаются вспомогательными системами PALFINGER MEXT и WEIGH. Функция MEXT контролирует одну-две механически выдвигающиеся секции стрелы или гуська и предотвращает возникновение опасной перегрузки, в то же время обеспечивая безопасное использование максимально возможной грузоподъемности крана. WEIGH – это система бортового взвешивания в режиме реального времени, которая показывает оператору с большой точностью, какие положения может занимать стрела без риска перегрузки и опрокидывания машины. Система также автоматически сохраняет десять последних результатов взвешивания.
Новые КМУ серии SLD имеют грузовой момент 20–25 тм. Ряд моделей оснащаются электронной системой е-HPLS, позволяющей при необходимости увеличить грузоподъемность КМУ на 10% за счет уменьшения скорости работы (перераспределяются потоки в контурах гидросистемы). E-HPLS контролируется электронной системой безопасности PALTRONIC 150.
КМУ Fassi мод. F345RB из серии XE-dynamic комплектуется шарнирно-сочлененной стрелой с шестью телескопическими секциями, грузовой момент крана составляет 33 т.м. Стрела имеет 10-гранный профиль. Такая форма, как заявляется, позволяет уменьшить толщину стенок и массу стрелы при сохранении прочности за счет оптимального распределения нагрузок между плитами скольжения и секциями стрелы. Эта конструкция к тому же позволяет выполнять обслуживание плит скольжения и регулировку боковых направляющих без демонтажа секций стрелы.
Китайская компания-«фуллайнер» XCMG представила линейку КМУ со стрелами овоидного профиля. Стрелы изготавливаются из высококачественной коррозионно-стойкой стали, наиболее нагруженные места усиливаются деталями из стали марки 450 HB.
Грузоподъемность КМУ XCMG составляет 1,5–80 т, максимальный вылет стрел достигает 30 м.
Опускаться ниже уровня горизонта – полезная способность стрелы крановой установки, очень востребованная у потребителей, многие производители КМУ предусматривают эту возможность в конструкции своих кранов.
«Болтание» стрелы в транспортном положении, одна из болезней всех L-образных манипуляторов, при движении автомобиля часто приводит к преждевременному выходу из строя элементов привода и опорно-поворотного устройства.
КМУ корейской компании DongYang (DY) имеют специальную систему крепления стрелы в сложенном положении, что делает поездку автомобиля с КМУ более безопасной и существенно продлевает срок службы манипулятора.
В отличие от других крупных производителей DongYang производит всего несколько моделей манипуляторов с максимальной г/п от 6 до 15 т. Для КМУ DY предлагаются телескопические стрелы 6-гранного профиля с разным вылетом от 11,4 до 28 м. Стрела имеет увеличенный отрицательный угол наклона 17°.
Большое число секций часто имеют стрелы крановых установок в отличие от автокранов. Эта особенность конструкции обеспечивает высокую маневренность и универсальные возможности крановых установок. Кроме секций, телескопируемых гидравлическим или механическим приводом, стрелы часто дополняются одной-двумя секциями, выдвигаемыми вручную, а также гуськами (даже телескопическими и многосекционными!), конструкции которых тоже совершенствуются современными производителями.
Так, обновленные модели КМУ HMF 7020K8-RCS и 9520K8-RCS оснащены 9-секционными стрелами с горизонтальным вылетом 20,4 и 20,1 м соответственно. Стрелы обоих краноманипуляторов дополняются гуськами.
КМУ мод. MPG 430 компании MPG комплектуется 9-секционной стрелой. Максимальная г/п MPG 430 составляет 77 т на вылете 5,15 м и 6,5 т на вылете 33,25 м. Можно еще выдвинуть вручную две секции и увеличить горизонтальный вылет до 40,48 м, г/п на этом вылете составляет 3,5 т. С гуськом высота подъема у MPG 430 достигает почти 70 м, на эту высоту на максимальном радиусе 65,7 м кран способен поднять груз в 310 кг.
КМУ оснащена электронной системой управления с функцией диагностики и сенсорным экраном, при помощи которого оператор может задавать давление в гидроцилиндре телескопирования, длину стрелы и угол ее наклона, активировать выдвижение аутригеров и противовеса. Имеется функция «активного контроля устойчивости крана» (Active Stability Monitoring). Кроме того, MPG 430 оснащена лебедкой и может оборудоваться рабочей платформой.
Сейчас в производственной линейке компании 20 моделей КМУ: с грузовым моментом от 20 и до 430 тм.
Еще одна инновационная разработка PALFINGER – новый гусек MFA, который позволяет увеличить вылет стрел краноманипуляторов серии ТЕС на 5,5 м. Предлагаются фиксированный и поворачивающийся варианты гуська. Опционно можно приобрести гусек, поворачивающийся на очень широкий угол в диапазоне от +20 до –60°. Грузоподъемность гуська MFA составляет 350–650 кг, возможна установка лебедки и многофункционального адаптера для быстрой замены навесного оборудования.
Управление гуськом MFA встроено в электронную систему безопасности е-HPSC, контролирующую устойчивость машины. Эта система с программным обеспечением TOOL позволяет учитывать при расчете равновесия и допустимых нагрузок все навесные орудия, устанавливаемые на гусек MFA. Гусек MFA может устанавливаться на все модели КМУ серии ТЕС и на удлинители PALFINGER с профилем P-Profiles.
Шарнирная КМУ мод. ER-450.000 турецкой компании World Power Erkin г/п 92 т на вылете 4,6 м имеет 8-секционную стрелу и 6-секционный гусек, у которого две крайние секции выдвигаются вручную. Общий вылет стрелы получается 27,8 м и г/п 5,6 т.
Последовательно или произвольно могут выдвигаться секции телескопической стрелы. Стрелы с последовательным выдвижением секций сложнее и дороже, но зато они удобнее, 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. При произвольном выдвижении первыми перемещаются те секции, где сопротивление в данный момент меньше.
Возможность использования разнообразного навесного оборудования – еще одно преимущество КМУ перед автокраном. Чаще всего российские потребители заказывают рабочие платформы (люльки), грейферы различных типов, а также ротаторы, грузовые траверсы и колесные захваты для автоэвакуаторов. Гидробуры используются реже, потому что для полноценных буровых работ необходимо более мощное специальное оборудование. Кроме того, спросом пользуются трубозахваты, гуськи, экскаваторные ковши, вилочные захваты, специальные щетки для удаления снега с крыш и труднодоступных мест. Мощные L-образные тросовые краны часто поставляются уже укомплектованными буром и люлькой.
А вот корейская компания Horyong оснащает свою КМУ мод. HRS216 необычной рабочей платформой, предназначенной только для подъема строительных материалов и инструмента на верхние этажи строящихся зданий и не предназначенную для подъема людей.
HRS216 имеет г/п 7 т и используется для установки столбов линий электропередачи, транспортировки строительных грузов и малогабаритной спецтехники. Расширить функционал КМУ можно путем установки бурового оборудования.
Использование лебедки обеспечивает КМУ определенные преимущества. За счет ее гидропривода можно медленно и плавно опускать груз на место. Длину троса подбирают исходя из условий работы: чтобы хватило опустить груз, например, в глубокий колодец, но минимальной необходимой длины. Желательно, чтобы трос был нераскручивающимся, такие тросы имеют ряд преимуществ по сравнению с раскручивающимися: они более гибкие, растягивающие усилия в них распределяются более равномерно, они лучше сопротивляются усталостным напряжениям и ровнее наматываются на барабан. Современные лебедки имеют несколько скоростей работы и оснащаются системами безопасности.
Многообразие российского рынка крановых установок
Краноманипуляторы и гидроманипуляторы имеют принципиальные различия и по конструкции, и по функциям.
Гидроманипуляторы оснащаются гидравлическими орудиями: грейферами, бурами, используются в лесозаготовительной отрасли или на металловозах и рассчитаны на работу с высокой интенсивностью и скоростью. Поэтому в конструкцию гидроманипуляторов закладываются повышенная мощность, прочность и надежность, а также расход потока в гидросистеме, и соответственно стоимость их выше, чем у аналогичных КМУ, до 40% и более. Вследствие особенностей работы гидроманипуляторы имеют специфическую конструкцию: первая секция длинная, вторая секция короткая с небольшой телескопической частью, как правило, они не помещаются поперек кузова и располагаются вдоль автомобиля с установкой за кабиной либо на заднем свесе. Однако некоторые гидроманипуляторы с небольшим грузовым моментом имеют «обратную Z-образную схему складывания» с расположенным сверху грейфером, такие могут располагаться за кабиной поперек автомобиля.
КМУ не оборудуются гидравлическим приводом рабочего орудия, а с помощью крюковой подвески переносят грузы в строительстве. Они рассчитаны на менее интенсивную работу, их гидросистемы имеют меньшую мощность, расход потока и скорость работы по сравнению в гидроманипуляторами.
По российскому законодательству для лесных гидроманипуляторов не нужна регистрация в органах Ростехнадзора. Все остальные крановые установки грузоподъемностью свыше 1 т и с грузовым моментом более 4 тс.м подлежат регистрации в Ростехнадзоре.
С 2014 г. ООО «ВЕЛМАШ-С» в составе компании «Подъемные машины» входит в группу компаний PALFINGER. «ВЕЛМАШ-С» производит гидроманипуляторы для лесозаготовки и для перевалки металлолома по технологиям PALFINGER.
В 2018 г. «ВЕЛМАШ-С» выпустил новинку: самый легкий российский гидроманипулятор ВЕЛМАШ VC8L74. Основным достоинством новой установки по сравнению с предыдущими моделями является бóльший вылет стрелы (7,4 м), увеличенная на 140 кг грузоподъемность на максимальном вылете и увеличенная на 30–35% скорость работы за счет уменьшения объема основных гидроцилиндров. Грузовой момент VC8L74 составляет 8 тм. Маслобак увеличен до 180 л, чтобы исключить перегрев масла. Для предотвращения падения груза и металлоконструкции манипулятора в случае разрыва трубопровода, на гидроцилиндрах подъема стрелы и рукояти установлены аварийные клапаны. Возможно дооборудование манипулятора кабиной оператора. За счет применения высокопрочной стали S500MC производства «Северсталь» масса VC8L74 уменьшилась на 520 кг, при этом запас прочности конструкции увеличился.
ООО «Майкопский машиностроительный завод» с 1985 г. первым в СССР освоил серийное производство гидроманипуляторов. Сегодня продукция завода – КМУ и гидроманипуляторы серий «АТЛАНТ» «МАЙМАН» для лесопромышленного комплекса, строительной и других отраслей экономики – охватывает около 30% рынка краноманипуляторов России. Грузовой момент кранов составляет от 2 до 15 тм, вылет стрелы – до 12,8 м.
КМУ и гидроманипуляторы комплектуются системой безопасности М-STAR, которая позволяет контролировать уровень загрузки гидроманипулятора, наработку в машиночасах, температуру рабочей жидкости в баке, а также информировать о необходимости проведения очередного технического обслуживания.
Краны оснащаются сменными грузозахватными органами. По заказу гидроманипуляторы комплектуются гидравлическими лебедками. Завод изготавливает для гидроманипуляторов кабины оператора с механизмом подъема. Возможна комплектация двухконтурной гидросистемой, позволяющей увеличить производительность гидроманипулятора в 1,8 раза, снизить динамические нагрузки и получить экономию топлива до 7%.
Компания «Грузавтомаркет» представляет на российском рынке гидроманипуляторы Z-образного сложения своих партнеров – «Майкопского машиностроительного завода» и итальянской компании B.O.B. под торговой маркой KROMANN. Эти шарнирно-сочлененные манипуляторы в основном используются для изготовления комбинированных автомобилей, оборудованных крюковыми погрузчиками KROMANN. Они размещаются в небольшом пространстве между кабиной и крюком, позволяя использовать сменные кузова большого объема. Манипуляторы оснащаются ротатором и лепестковым грейфером для металлолома. За счет компактного поперечного сложения манипулятора габаритные ширина и высота комбинированного автомобиля в транспортном положении с грейфером не превышают разрешенных 2550 и 4000 мм.
Единственная модель Майкопского завода ММ-100Z имеет самую малую собственную массу из отечественных аналогов: 2490 кг с грейфером и ротатором. При этом грузовой момент составляет 10 кН.м, максимальный вылет – 7,8 м, грузоподъемность на максимальном вылете – 1,4 т и максимальная грузоподъемность – 4 т на вылете 3 м. Такие оптимальные показатели позволяют использовать 6-метровые сменные контейнеры и не перегружать переднюю ось 3-осного комбинированного автомобиля. По просьбе специалистов KROMANN на манипуляторе была доработана лестница для оператора, что позволило оптимизировать контуры вращения манипулятора и значительно сократить пространство, занимаемое манипулятором на раме шасси. Особенностью конструкции является расположение нижней точки стрелы в транспортном положении, на 395 мм ниже основания балки. Это не влияет на компоновку манипулятора на 3-осном шасси, но затрудняет монтаж на 4-осное шасси.
Под торговой маркой KROMANN также совместно с итальянским партнером представлена линейка гидроманипуляторов L- и Z-образного складывания с грузовым моментом 110, 130, 150 кН.м. Вылет стрелы – от 7,6 м с одной телескопически выдвигающейся секцией до 9,65 м с двумя секциями. Максимальная высота подъема стрелы – 12 м и опускания – 6,5 м. На манипуляторах Z-образного сложения в варианте исполнения WT стрела в транспортном положении практически не опускается ниже основания балки, что позволяет комфортно производить установку на 3- и 4-осные шасси. Собственная масса составляет от 2300 до 3000 кг. Базовая линейка манипуляторов имеет оптимальные технические характеристики, аналогичные линейке Epsilon PALFINGER, при сравнительно низкой цене. По запросу доступен большой выбор опций.
L- и Z-образное складывание. На российском рынке существует довольно высокий спрос на тросовые L-образные краны-манипуляторы с жесткой стрелой. И если изначально недорогие L-образные краны в Россию поставляли только японские и южнокорейские компании, то теперь, ввиду роста популярности тросовых моделей у российских потребителей, европейские компании также стали выпускать КМУ этого типа. Тем не менее немалым спросом пользуются и Z-образные строительные КМУ «в три сложения» с жесткой подвеской крюка, и лесные/ металловозные гидроманипуляторы. В некоторых классах по грузоподъемности КМУ шарнирно-сочлененного типа составляют от 45 до 60% от объема рынка.
У КМУ каждого типа имеются достоинства и недостатки в зависимости от того, для каких работ их используют. В общем случае L-образные КМУ менее универсальны, чем Z-образные. Однако за счет гидравлической лебедки и тросовой подвески крюка L-образные КМУ позволяют точнее позиционировать груз. Распространено мнение, что у L-образных КМУ в отличие от Z-образных меньшее количество узлов и шарнирных соединений, поэтому их конструкция более проста и надежна, а затраты на эксплуатацию ниже. Но стоит учесть, что у L-образных КМУ достаточно сложная конструкция механизма телескопирования и ее ремонт может обойтись дорого.
Шарнирные краны обладают более высокой грузоподъемностью по сравнению с L-образными такого же типоразмера, но вылет у них меньше, чем у L-образных телескопических. В тех случаях, когда требуется высокая грузоподъемность на больших вылетах, удобнее использовать телескопический манипулятор.
Также сложно сказать, у какого типа КМУ – L- или Z-образных – конструкция тяжелее. 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.
Отметим, что существует много моделей манипуляторов, совмещающих признаки сочлененного и телескопического типов.
ООО «Уральский завод спецтехники» (г. Миасс) производит краноманипуляторные установки марки АНТ с Z-образным складыванием и L-образные телескопические тросовые г/п от 2000 до 9000 кг, с вылетом стрелы от 3,57 до 20,3 м, грузовым моментом от 1,83 до 27 тм.
При производстве КМУ АНТ используется высокопрочная шведская сталь Strenx® 700 фирмы SSAB, благодаря которой значительно повышается прочность и уменьшается масса конструкции.
Новинка в линейке завода - L-образная тросовая КМУ АНТ 15-5ТЛ для строительных грузов с грузовым моментом 15 тм, максимальной г/п 7,05 т, максимальным вылетом 6-секционной стрелы 19 м и г/п на максимальном вылете 300 кг. Стрела обеспечивает максимальную высоту подъема и максимальную глубину опускания, равные 19,5 м.
Крановые установки на гусеничном шасси – довольно редкие для российского рынка машины. Очевидно, что для нашей страны, где достаточно труднопроходимых, болотистых и малодоступных мест, гусеничные шасси необходимы. Оператор такого КМУ может даже в одиночку осуществлять погрузку и разгрузку.
Сразу заметим: мы не рассматриваем так называемые «краны-пауки» на гусеничном мини-шасси, они не являются темой данной статьи. Интерес для нас в данном случае представляют лишь полноразмерные КМУ на полноразмерных гусеничных шасси.
Крановые установки специального назначения. Следует отметить тенденцию современной отрасли производства крановых установок – создание специализированных моделей, предназначенных главным образом для определенного вида работ в отличие от более универсальных КМУ общего назначения.
Так, АО «Стройдормаш» (г. Алапаевск Свердловской обл.) выпускает специализированные КМУ, предназначенные для работы с буровыми установками, а также для работы в электроэнергетической отрасли: установки опор для ЛЭП, для выполнения электромонтажных работ, в том числе в комплектации с полноповоротной рабочей платформой г/п 250 кг. Также автомобили с такими КМУ применяются для погрузки/ разгрузки и доставки опор, инструмента, материалов и других грузов.
Новинка в ассортименте «Стройдормаш» – краны-манипуляторы МКМ-240 с телескопической стрелой. Схема гидропривода рабочего оборудования двухпоточная. Грузовой момент – 12,5 тм. Вылет при работе с крюком 1–12,77 м. Высота подъема крюка – 14,8 м. Г/п – 4000 кг на минимальном вылете. Глубина опускания крюка – 17 м. Рабочая высота подъема люльки – до 16,5 м. Глубина бурения штатным шнеком диаметром 360 мм – до 3,9 м. Диаметр бурения 360–500 мм.
Специальные «строительные» модели стали появляться в последние годы у западных производителей крановых установок. Считается, что за счет усовершенствованной конструкции такие КМУ обладают повышенной скоростью выполнения рабочего цикла, точностью движений и позиционирования грузов, способны поворачиваться на 360° без ограничения, оснащаются поворачивающейся крюковой подвеской – чтобы удобнее было переносить длинномерные стройматериалы, и способны подавать грузы на высокие этажи строящихся зданий. Усовершенствованная высококачественная конструкция обеспечивает КМУ такого типа повышенную производительность и коэффициент технической готовности с соответствующим уменьшением стоимости владения.
Одним из направлений в перспективных разработках шведской компании HIAB, входящей в концерн Cargotec, являются специализированные «нишевые» краноманипуляторы. Так, недавно Hiab выпустила серию специализированных моделей КМУ «для строительства», и в том числе флагманскую мод. Hiab K-505 HiPro. Все новые модели отличаются высокой скоростью выдвижения секций стрелы. K-505 HiPro имеет грузовой момент 40,2 т, вылет 25,2 м и самую большую высоту подъема и грузоподъемность в линейке строительных кранов Hiab. Она способна подать груз на девятый этаж. Cтрела манипулятора имеет гидравлический удлинитель с вылетом 10,67 м. В системе управления есть функции стабилизации груза при движении вверх и автоматического контроля скорости. Они помогают даже малоопытным операторам работать высокопроизводительно и безопасно.
Также Hiab выпустила КМУ S-HiPro 230W для сбора мусора и отходов из заглубленных в землю контейнеров. Кран оснащен системой полуавтоматического управления движениями. Эта система упрощает работу на КМУ и повышает ее безопасность.
Крановые установки на грузовиках-«аварийках» можно использовать не только для обслуживания и ремонта строительной спецтехники, но и для выполнения других подъемно-транспортных работ на стройке. При обслуживании и ремонте техники сервисные специалисты используют КМУ для того, чтобы поднимать тяжелые компоненты машин.
INMAN PK 13.501 SLD 1 с грузовым моментом 12,7 тм – первый серийный кран-манипулятор обновленной серии SLD, производство которого было локализовано в России. Этот манипулятор может устанавливаться на аварийных автомобилях, передвижных мобильных мастерских для проведения дорожных, ремонтных и коммунальных работ, а также для погрузочных работ, не требующих применения специального оборудования. Максимальная грузоподъемность КМУ – 6,1 т. Г/п на максимальном вылете – 1,5 т. Максимальный вылет стрелы – 8 м. Стрела мод. PK 13.501 SLD 1 имеет две выдвижные секции с гидроприводом. Максимальная высота подъема – 11,5 м. Максимальная глубина опускания – 2 м.
Модернизация серии SLD заключается не просто в обновлении дизайна. Новые КМУ имеют более высокую грузоподъемность, чем их предшественники с таким же весом. PK 13.501 SLD 1 оснащается стрелой с увеличенной на 30% по сравнению с предыдущей моделью скоростью выдвижения секций, а также может иметь пять гидравлических удлинителей.
Крановая установка на безбортовом полуприцепе/ прицепе – весьма редкая для нашей страны комплектация. Преимущества такого варианта могут проявляться в специфических обстоятельствах: когда полуприцеп с крановой установкой подолгу стоит под загрузкой/ разгрузкой и имеется источник энергии для крана, можно использовать тягач для других нужд. Тем не менее в Китае такая техника изготавливается и предлагается на российском рынке.
К сожалению, ограниченное место в журнальной статье позволило лишь кратко «обозначить пунктиром» наиболее яркие достижения и тенденции в развитии конструкций краноманипуляторов и гидроманипуляторов.
В завершение заметим, что несмотря на внедрение в конструкции современных манипуляторов технологических инноваций, усложняющих и удорожающих машины, манипуляторы остаются весьма выгодным с экономической точки зрения капиталовложением. За счет своего достаточно длительного срока службы – в среднем около 15 лет – и относительно невысоких эксплуатационных расходов манипулятор гарантированно окупается. Даже по окончании срока экономически эффективной службы манипуляторы порой реализуются на вторичном рынке и используются еще ряд лет. Здесь, правда, стоит заметить, что в России манипуляторы используют, как правило, до конца и на вторичном рынке не продают. В общем, сочлененные Z-образные краны служат дольше L-образных телескопических, хотя в каждом конкретном случае срок службы зависит от рабочих нагрузок и других условий.
