Краны на специальных шасси автомобильного типа
Обзор продукции ивановского завода «Автокран»

Достоинства специального шасси

Специальное шасси автомобильного типа позволяет преодолеть ограничения, накладываемые автомобильным шасси. Автошасси универсально, а как известно, специальный инструмент по функциональности всегда превосходит универсальный. Автомобильное шасси прежде всего ограничивает грузоподъемность всей установки. Максимальная грузоподъемность, которая достигнута итальянской фирмой ТСМ, – 200 т. В отечественном краностроении самый большой автокран – КС-65721 «Галичанин» г/п 60 т на шасси Volvo FM 400 8х4, он пока находится на стадии доводки и не запущен в серию. Максимальная грузоподъемность серийных автокранов – 50 т. Грузоподъемность же кранов на спецшасси практически не ограничена. Серийное производство ведущих западных краностроителей включает краны г/п до 800 т, а рекордсмен – кран Liebherr LTM 11200-9.1 г/п 1200 т со 100-метровой стрелой на 9-осном шасси.

В отличие от серийного автомобильного в конструкции специального шасси учтены специфические особенности крана. Конструктор имеет возможность компоновать машину с оптимальной развесовкой по осям, с меньшей массой и габаритными размерами и низким центром тяжести, решив тем самым проблему устойчивости крана, с которой сталкиваются при создании автомобильного крана, особенно на вездеходном шасси. Жесткая пространственная конструкция интегрированной опорно-ходовой рамы шасси объединяет функции ходовой лонжеронной рамы автомобиля и накладной опорной рамы крана, она легче и надежнее. Для шасси специально выбирают двигатель, трансмиссию, подвеску, шины, рулевое управление, тормозные системы, кабину.

У многоосных спецшасси несколько ведущих осей, это обеспечивает необходимое тяговое усилие и проходимость машины. По заказу выполняют привод всех осей. При этом на шоссе работают только задние мосты, остальные включаются в плохих дорожных условиях. Все оси спецшасси могут быть управляемыми. Задние колеса могут управляться независимо от передних, что позволяет поворачивать машину по минимальному радиусу и даже двигаться боком – диагональным ходом. При движении по шоссе по достижении определенной скорости механически блокируется управление задними колесами. Блокируемые межколесные и межосевые дифференциалы, рациональное распределение нагрузок на мосты спецшасси в сочетании с большими углами въезда и съезда обеспечивают высокую проходимость крана.

Шасси и крановую установку проектируют одновременно как единое целое, это позволяет в полной мере удовлетворить требования к массе крана и нагрузкам на ось, характеристикам двигателей, тяговому усилию и скоростям движения, показателям проходимости, нагрузочным режимам шасси, передвижению крана с грузом на крюке, работе на опорах и без них, грузовысотным характеристикам, скорости рабочих операций, габаритным размерам. В отличие от специального шасси компоновка крана на автомобильном шасси сводится исключительно к непринципиальным изменениям в размещении отдельных элементов (АКБ, топливный бак, выхлопная труба и т. п.) и монтажу накладной опорной рамы крана на лонжеронную раму шасси. При этом компоновка крана не оптимальна, а характеристики крана в целом в значительной мере зависят от конструкции автомобильного шасси. Например, для выполнения условий устойчивости и управляемости крана в транспортном режиме требуется как можно ниже расположить центр масс стрелы, однако на автомобильном шасси этому мешают, во-первых, рама крановой установки и, во-вторых, крыша кабины, ниже которой стрелу опустить нельзя. На спецшасси можно сместить двигатель назад, за кабину, и изменить переднюю часть опорно-ходовой рамы так, чтобы можно было опустить кабину ниже или установить другую, более низкую.

Как сказано выше, работа над спецшасси должна вестись параллельно с работой над крановой установкой. Проблемы, с которыми при этом сталкиваются конструкторы, могут быть вызваны недостаточной теоретической подготовкой и отсутствием опыта у автомобилестроителей в крановой тематике, а у краностроителей – в автомобильной. Принципиальных различий в конструкции крановых установок для специального и для автомобильного шасси нет, тогда как компоновочные, технические и эргономические различия могут быть существенными.

Ивановские краны на спецшасси

В настоящее время спецшасси для кранов «Ивановец» поставляет Брянский автомобильный завод (прежнее название Брянский завод колесных тягачей). Первенец сотрудничества заводов «Автокран» и БАЗ – кран КС-6973Б г/п 50 т на армейском крановом шасси двойного назначения БАЗ-6909.8 (8х8), запущенный в производство в 2002 г. Шасси БАЗ-6909 принадлежит к знаменитому, стоящему на вооружении Российской Армии семейству «Вощина». У него привод на все четыре оси, односкатная ошиновка, независимая торсионная подвеска, высокий дорожный просвет, блокировка дифференциалов, широкопрофильные шины с регулируемым давлением. Шасси и механизмы крановой установки приводятся двигателем ЯМЗ-7511 мощностью 294 кВт. У крана круговая рабочая зона. Крановая установка оснащена 4-секционной стрелой гексагонального профиля длиной 30 м и 15-метровым двухсекционным удлинителем. Кран способен поднимать груз на высоту до 45,4 м и обеспечивать его перемещение на вылете до 26 м. Характеристики крановой установки для армии отличаются от приведенных. Всего «Автокран» выпустил более 40 ед. кранов серии КС-6973 для армии и гражданского строительства и получил большой заказ на этот год.

Следующим стал 100-тонный кран КС-8973 на брянском спецшасси КШ-8973. Первый 100-тонник представили в 2004 г., а всего выпустили 8 кранов этой модели. На 5-осном шасси применена гидропневматическая подвеска, позволяющая регулировать дорожный просвет. Все пять осей с односкатной ошиновкой. Управляемых осей четыре – первая, вторая, четвертая и пятая, что позволяет маневрировать на узкой площадке, используя согласованный поворот передних и задних колес либо диагональный ход, при этом средний, третий мост поднимается и не мешает движению. При движении по шоссе приводятся вторая, четвертая и пятая оси (привод первой оси отключен), управляются первая и вторая. В сложных дорожных условиях включается привод первой оси. Шасси комплектуют дизелем ЯМЗ 8424.10-08 мощностью 345,5 кВт с турбонаддувом и автоматической коробкой передач. Стрела овоидного профиля 4-секционная длиной 13,0...41,4 м. Гидросистема крановой установки приводится автономным двигателем Deutz мощностью 138 кВт.

В феврале 2007 г. «Автокран» выпустил первый 25-тонник КС-54711 на 3-осном шасси БАЗ-8029 (6х4) с двускатной ошиновкой колес задней тележки и интегрированной опорно-ходовой рамой. Шасси оснащено двигателем КамАЗ-740 в 165 кВт и «камазовской» кабиной. Крановую установку оснастили новой 3-секционной стрелой длиной 9...21 м, выполненной из гнутого профиля из стали Weldox 700. В дальнейшем кран КС-54711 сменила модель КС-54711-1 с модернизированной крановой установкой.

Тема 25-тонников получила развитие в модели КС-54712 на шасси БАЗ-80311 (6х4) и КС-54711Б на шасси БАЗ-8031 (6х4). На выставке «СТТ-2008» с краном КС-54712 завод представил новую концепцию дизайна. Кран отличался кабинами – шасси получило просторную кабину «восточного» происхождения, крановая установку – унифицированную кабину собственной разработки и производства. И это не единственные новации. Шасси построено на импортной агрегатной базе, включая двигатель Cummins мощностью 210 кВт, усиленные мосты с блокируемыми межколесными и меж­осевыми дифференциалами, новую конструкцию опор. Агрегаты также «восточного» происхождения. Крановая установка оснащена 4-секционной стрелой многогранного профиля длиной 9,9...30,1 м. Благодаря новой стреле и оригинальному опорному контуру кран предложил уникальные грузовысотные характеристики, которые на средних и дальних вылетах близки к показателям 32-тонных кранов. Рабочая зона крана 360°. Применена электрогидравлическая система управления, позволяющая совмещать все крановые операции и работать в широком диапазоне скоростей с высокой точностью их регулирования, что значительно повышает монтажные возможности крана.

Кран КС-54711Б на «СТТ-2008» был представлен с собственной «брянской» кабиной. Испытания кран проходил с «камазовской» кабиной, а на второй презентации в феврале 2009 г. его показали уже с «восточной» кабиной. От КС-54712 его отличает главным образом 3-секционная стрела гексагонального профиля длиной 9...21 м.

Всего с 2007 г. «Автокран» выпустил 650 кранов серии КС-54711 на крановых брянских шасси и планирует увеличить их долю в производственной программе 2010 г.

С лета 2006 г. производство 32- и 50-тонных кранов под маркой «Ивановец» осуществляется по лицензионному соглашению в Камышине на заводе «Газпром-кран». В 2007-м «Газпром-кран» освоил производство 50-тонника КС-6478 на шасси БАЗ-80291 (8х4х4) и к сегодняшнему дню выпустил их более 40 ед. Шасси с интегрированной опорно-ходовой рамой оснащено поворотно-выдвижными передними опорами и выдвижными задними, обеспечивающими опорный контур 6,33х5,8 м. Подвеска всех осей рессорная, двигатель КамАЗ-740 мощностью 206 кВт приводит шасси и крановые механизмы, компоновка шасси – «кабина над двигателем», использована «камазовская» кабина. Четырехсекционная стрела длиной 11,4...34 м коробчатого сечения выполнена из гнутых полукоробов.

50-тонный КС-6476 с такой же крановой установкой завод поставляет на специальном крановом шасси Минского завода колесных тягачей МЗКТ-69234 (8х4) с интегрированной опорно-ходовой рамой и двигателем за выдвинутой вперед и низко расположенной кабиной. Привод механизмов крана гидравлический от трех насосов, приводимых в действие двигателем шасси ЯМЗ-238ДЕ2 мощностью 243 кВт.

Кроме перечисленных серийных моделей в активе заводов «Автокран» и «Газпром-кран» есть ряд перспективных разработок. КС-59712 г/п 32 т на 2-осном шасси БАЗ-8027 прошел все испытания, но по причине кризиса постановка его в серийное производство заводом «Газпром-кран» отложена. Размеры крана в транспортном положении – 11 447х2550х3815 мм. Оба моста шасси ведущие и управляемые, минимальный радиус поворота – 7,94 м. Полная масса крана – 23 т, нагрузка распределяется на оси равномерно по 11,5 т. Полный привод, независимая гидропневматическая подвеска, блокировка межколесных дифференциалов и дифференциала в раздаточной коробке обеспечивают высокую проходимость автокрана. Шасси может оснащаться двигателем Cummins мощностью 180 кВт либо ЯМЗ-236БЕ20-16 в 184 кВт. Стрела крана 4-секционная гексагонального профиля длиной 9,9...30,1 м.

Ожидает запуска в серию и 40-тонник КС-54713 на 3-осном шасси БАЗ-80311 (6х4). Особенность этого крана в 5-секционной стреле длиной 9...37,8 м многогранного (псевдоовоидного) профиля. Стрелу сваривают из листов стали Weldox 700 или Domex 700. Шасси оснащено передними поворотно-выдвижными и задними выдвижными опорами. Опорный контур 7,42х5,8 м обеспечивает крану круговую рабочую зону. Шасси укомплектовали двигателем Cummins мощностью 210 кВт, агрегаты трансмиссии и кабина «восточного» происхождения.

«Автокран» также обещал показать на «СТТ-2010» новинки на специальных крановых шасси.

Завод «Автокран» сделал ставку на краны на спецшасси и рассчитывает, что российский рынок кранов будет развиваться в том же русле, что и мировой. Завод будет увеличивать долю кранов на спецшасси в производственной программе, но очевидно, что доля автокранов будет основной еще долгое время. «Автокран» не останавливает работу и в автокрановом направлении. Свидетельство тому кран КС-55717Б г/п 36 т на шасси БАЗ-7941 с лонжеронной рамой, представленный в феврале 2009 г. А вывод на полную мощность производства овоидных стрел, который обещан в 2010 г., позволит заводу совершить качественный скачок в своем развитии.

Историческая справка

Тема кранов на специальных шасси автомобильного типа не новая в отечественном краностроении. В СССР этой тематикой плотно занимался Одесский завод тяжелого машиностроения им. Январского восстания (сейчас – АО «Краян»). Еще в 1960-е гг. завод изготовил специальное 3-осное шасси, с которым использовали поворотную платформу опытного пневмоколесного крана К-258 с дизель-электрическим приводом крановых механизмов и решетчатой стрелой. Конструкцию крана грузоподъемностью (г/п) 25 т, получившего обозначение К-259, сочли морально устаревшей и от ее дальнейшего развития отказались. В конце 1960-х было принято решение разработать кран с телескопической стрелой и гидроприводом на современном спецшасси. Результатом совместной работы одесского ГСКБ ТК (Головное специальное конструкторское бюро по проектированию тяжелых кранов) и завода «Краян» стал в 1971 г. 25-тонный кран КС-5471 на шасси 8х4, оснащенный 3-секционной телескопической стрелой. Привод шасси и крановых механизмов был от одного двигателя ЯМЗ-236. Кран успешно прошел испытания, но Министерство строительных и дорожных машин отказало в постановке его на серийное производство, и основная проблема при этом заключалась в спецшасси: ни Одесский завод, ни весь советский автопром не были готовы к их производству.

Выход был найден в кооперации с польским объединением Bumar, которое совместно с Польским институтом строительных машин разработало и освоило спецшасси автомобильного типа для кранов г/п 25, 40 и 63 т. Bumar использовал американские и немецкие лицензии на двигатели и агрегаты трансмиссии, применял импортные комплектующие, благодаря чему его продукция соответствовала техническому уровню того времени. Входящее в объединение предприятие Famaba освоило производство телескопических стрел, и это также являлось большим плюсом.

В советско-польской программе по созданию гидравлических кранов на спецшасси г/п 25, 40, 63 и 100 т, стартовавшей в 1975 г., участвовали одесское ГСКБ ТК объединения «Завод им. Январского восстания», НПО «ВНИИстройдормаш», Никопольский краностроительный завод им. В.И. Ленина и ивановское ПО «Автокран». Среди прочих перед проектными группами ставилась задача максимальной унификации комплектующих внутри модельного ряда. Первый образец 40-тонного крана КС-6471 прошел заводские испытания уже через год – в 1976 г. Это кран на 4-осном польском шасси ПС-401 (PS-401) с механической трансмиссией, двумя управляемыми передними осями на рессорной подвеске с односкатной ошиновкой и задней тележкой на жесткой балансирной подвеске с двускатной ошиновкой. Ходовая часть и гидронасосы крановых механизмов приводил двигатель SW-680/95. Двигатель разместили на раме шасси за выдвинутой вперед и опущенной вниз кабиной. Полноповоротную крановую установку оснащали 3-секционной телескопической стрелой коробчатого сечения длиной 11...27 м. Эксплуатационная масса крана – 44 т.

Собирали краны и в СССР, и в ПНР. Одесский завод поставлял крановую установку и гидропривод, польские заводы – шасси, телескопическую стрелу и длинноходовые гидроцилиндры для ее выдвижения.

Вторая модель, созданная в рамках кооперации с ПНР в 1978 г., – 63-тонный КС-7471 на 6-осном шасси ПС-632. На этот кран поставили два двигателя, причем оба советского производства – на шасси ЯМЗ-240, на крановую установку ЯМЗ-236. У шасси ведущими были первая, четвертая, пятая и шестая оси, а первая, вторая, третья и шестая – управляемыми. Крановую установку оснастили 4-секционной стрелой коробчатого сечения длиной 23,6...38,5 м.

В 1979 г. был создан 25-тонник КС-5473 на польском спецшасси ПС-253 6х4 с двускатной ошиновкой задних ведущих мостов. Шасси комплектовали двигателем SW-680/93/1, от которого приводились гидронасосы крановых механизмов. Крановую установку оснащали 3-секционной стрелой длиной 10...24 м, механизм выдвижения состоял из длинноходового гидроцилиндра и системы канатных полиспастов. Транспортная скорость крана – до 60 км/ч, масса – 28 т.

Флагман советско-польской линейки кранов 100-тонник КС-8471 создан в 1981 г. Специальное шасси ПС-1001 – 7-осное с колесной формулой 14х6 (первая и вторая управляемые оси (вторая ось приводная) на рессорной подвеске и с односкатной ошиновкой; третья, четвертая и седьмая управляемые оси на независимой пневмогидравлической подвеске с односкатной ошиновкой; пятая и шестая приводные оси на жесткой балансирной подвеске с двускатной ошиновкой). Шасси укомплектовали двигателем ЯМЗ-240Н, крановую установку – ЯМЗ-236. Длина 4-секционной стрелы коробчатого сечения составляла 13,6...39,1 м, секции выдвигались тремя длинноходовыми гидроцилиндрами. Масса крана составила 86 т. До распада СЭВ успели выпустить всего по несколько единиц 63- и 100-тонных кранов, а 25- и 40-тонников и в СССР, и в ПНР было выпущено значительно больше, и эти машины эксплуатировали длительное время.

Программа по созданию семейства кранов г/п 25, 40, 63 и 100 т на спецшасси автомобильного типа с 1976-го по 1981 г. была полностью реализована. Конструкция кранов выполнена в соответствии с канонами краностроения того времени и соответствовала европейскому техническому уровню. Конструкция интегрированной опорно-ходовой рамы из низколегированной стали обеспечивала необходимую жесткость тяжелой машины. Краны были рассчитаны на передвижение по шоссейным и грунтовым дорогам, т. е. они не были вездеходами в прямом смысле слова. Для них использовали комбинацию из рессорной и жесткой балансирной подвесок, гидро­пневматическую подвеску применяли только на тяжелых кранах. Ведущие оси были с двускатной ошиновкой. Впрочем, до 1981 г. все краностроительные фирмы использовали аналогичные конструкции.

В 1981 г. «Машиноимпорт» заказал у Liebherr партию из 330 телескопических кранов на специальных шасси. Заказчик выдвинул жесткие условия к проходимости кранов и климатической адаптации. В результате выполнения «контракта 330» родился новый класс мобильных кранов – краны на спецшасси высокой проходимости, рассчитанные на эксплуатацию по всем типам дорог и на бездорожье. Для них характерна комплектация односкатными шинами повышенной нагрузочной способности и регулируемой гидропневматической подвеской всех осей. Краны можно было эксплуатировать при температуре от –40 до +50 °С. Liebherr в целях унификации распространила комплекс технологий, разработанных в рамках контракта, на все свои поставляемые на европейский рынок краны. «Контракт 330» стал для Liebherr своего рода стартовой площадкой, позволившей фирме занять позицию технологического лидера в крановой отрасли. Опыт немецкой компании затем переняли все ведущие краностроительные фирмы.

Проектные советско-польские группы, завершив формирование линейки кранов «Январец-Bumar» г/п 25, 40, 63 и 100 т, не остановились на достигнутом, продолжая совершенствовать их конструкцию. Так, была выполнена целая программа импортозамещения, когда польские и западноевропейские комплектующие, в частности двигатели, заменили аналогами советского производства, что значительно улучшило ремонтопригодность кранов. Были разработаны и частично реализованы планы производства кранов до 2000 г. В 1985-м прошел испытания первый образец 250-тонного КС-10471 на 8-осном шасси. Если бы Советский Союз не распался, то сегодня мы имели бы краностроение на значительно более высоком техническом уровне. Традиции машиностроения, прерванные экономическими реформами, возобновили только в новом тясячелетии. Задачу возрождения традиций на новом техническом и технологическом уровне взяли на себя ивановский «Автокран» и Брянский автозавод.