Автокраны малого класса (ч. 1)

Факт: автокраны малого класса давно стали условным понятием. В традиционном понимании автокран – это самоходная погрузочно-разгрузочная машина, смонтированная на автомобильном шасси, с рабочим органом в виде поворотной консольной стрелы. Малый класс автокранов соответствует 1-й и 2-й размерным группам (промежуточная грузоподъемность на канатах 4...5 и 6,3...8 т). В обывательском смысле автокраны этой группы называют гидроманипуляторами. В любом случае, как ни назови парк кранов малого класса, они занимают не более 3% всего рынка автокранов, но реально их больше.

Гидроманипуляторы широко применяют на мусоровозах, металловозах, скраповозах, аварийно-ремонтных, каналопромывочных, коммунально-дорожных, пожарных машинах, форвардерах, сортиментовозах и нефтепромысловых агрегатах, в лесном, нефтегазовом и коммунальном хозяйстве, дорожном и малоэтажном строительстве, на ремонтно-восстановительных работах, рассредоточенных объектах и в стесненных условиях, где они с успехом заменяют стреловые самоходные краны и автоподъемники (автовышки). Краны малого класса стали слишком специализированными.

Гидроманипуляторы еще называют краново-манипуляторными установками (КМУ), но эти понятия не всегда тождественны, поскольку КМУ классифицируют по грузоподъемности, способу установки или навески (монтажа) и – обратите внимание! – типу привода: механический, электрический, пневматический, гидравлический. Гидроманипуляторами изначально оснащали контейнерные мусоровозы М-30 производства Орловского завода автопогрузчиков и Мценского завода «КОММАШ». Позже подобные машины начал выпускать Кирсановский механический завод. КМУ грузоподъемностью 0,5 т монтировалась на раме ГАЗ-53, ЗИЛ-130 или аналогичного автомобиля. Главное отличие гидроманипуляторов от традиционных автокранов заключалось в элементе передачи силового потока (гидроцилиндр вместо полиспастов) и массе, которая не превышает 20...25% полезной грузоподъемности автомобиля. Последний тезис следует понимать буквально – автомобили с гидроманипуляторами и КМУ можно использовать для перевозки грузов.

Кирсановский мусоровоз МК-2 с гидравлическим КМУ

Крановые традиции

Первые автокраны начали выпускать в самом начале ХХ века. Привод осуществлялся механически от вала отбора мощности (ВОМ). Это была самая простая конструкция, но имелся один существенный изъян – мощность базового шасси во многом являлась определяющей для грузоподъемности установки.

В попытках улучшить характеристики кранов использовались разные подходы – от применения электрической передачи (от генератора или от внешней сети) до вовсе замысловатых конструкций наподобие автодерриков 1940-х годов – автокранов с деревянной стрелой для трелевки леса. В 1950-х появились башенные самомонтируемые автокраны с легким режимом работы на шасси ЗИС-150 и ЗИЛ-164. В любом случае выбор всегда делали в пользу наиболее мощного шасси. При нехватке мощности, отбираемой от двигателя базового шасси, крановую установку оснащали собственным двигателем (бензиновым, дизельным или электрическим). Так могло длиться бесконечно, но послевоенная конверсия в станкостроении позволила резко поднять точность обработки деталей, а в 1960-х для привода стрелы начали применять гидроцилиндры. Широкое использование гидравлики в других видах техники (тепловозы, самолеты, танки, экскаваторы) позволило удешевить производство гидрооборудования и за счет массового производства внедрить новые системы качества. Новые резинотехнические изделия (РТИ), стойкие к маслу, и гидроцилиндры, отвечавшие стандартам по герметичности, обеспечили передачу потока жидкости без значимых потерь. В итоге оказалось целесообразным на легких погрузочно-разгрузочных работах использовать не автокран, а установку, смонтированную на шасси базового автомобиля. Традиционные краны малого класса резко сдали позиции.

Самый маленький автокран КРАСТ-2571Б

Единственный производитель автокранов малого класса ОАО «Краст» выпускает модель КС-2571Б на шасси ЗИЛ-433362. Этот кран грузоподъемностью (г/п) 7 т и с грузовым моментом 23,1 тс·м оснащен выдвижными опорами и телескопической двухсекционной стрелой длиной 12,3 м. Его применяют на погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работах на рассредоточенных объектах в разных областях промышленности, в малоэтажном и коттеджном строительстве. Какое-то время цена машины была самой низкой среди аналогов, а потому кран пользовался спросом у малых предприятий при возведении небольших объектов. Наибольшая высота подъема крюка – 12,8 м на стандартной стреле и 14,7 м на стреле с гуськом.

Впрочем, это не все. К кранам следует причислить навесные краны-укосины, входящие в оборудование автомобильных ремонтных мастерских (такие выпускает шумерлинский Комбинат автомобильных фургонов), и поворотные кран-балки, в том числе телескопические, встречающиеся в переносном варианте или на железнодорожных дрезинах (на автомобилях их монтируют крайне редко).

Гидропривод наступает

Просторечное «гидроманипулятор» представляет собой сложносоставное от hidor (вода, жидкость) и латинского manipulus (пригоршня) – производного от manus (рука). Отметим, что в машиностроении манипуляторы с гидроприводом (в отличие от КМУ) широко используют на станках и в робототехнике – эти устройства оснащены органом для выполнения двигательных функций, аналогичных движениям руки человека.

Лесной манипулятор «Галичанин ПЛ-95-10»

Гидроманипуляторы на сегодняшний день – одно из передовых технических решений, позволяющее увеличить интенсивность применения техники для перевозки грузов и сократить до минимума ручной труд при погрузке-разгрузке, уменьшив при этом число занятых людей и единиц техники.

Традиционная схема подъема и перемещения груза предполагает использование автомобильного крана и грузового автомобиля. Гидроманипуляторы, смонтированные на бортовых автомобилях и самосвалах, загружают базовый автомобиль, прицеп и автомобили, находящиеся рядом. Краны-манипуляторы в среднем на четверть снижают грузоподъемность и площадь грузовой платформы базового автомобиля, зато они существенно повышают производительность и экономическую эффективность, поскольку ликвидируются простои в ожидании погрузки-разгрузки, нет необходимости оплачивать дополнительный грузоподъемный механизм и сокращается численность обслуживающего персонала. При этом максимальная г/п серийных отечественных автокранов – 8...100 т, а значит, их применение неэффективно на работах, связанных с перемещением грузов массой до 6 т, и невозможно в стесненных условиях.

Решением проблемы стало применение компактных систем для подъема-перемещения грузов массой 1...26 т, установленных на стандартном бортовом автомобиле. Одна такая машина заменяет собой две – грузовик и автокран, совмещая в себе их основные характеристики. При этом освобождается одна единица техники и работающие на ней люди.

Трактор «Беларус 80.1» с погрузчиком навесного типа и гидроманипулятором «Инман ИМ-16»

Краны-манипуляторы производят в России сравнительно недавно. Например, австрийская фирма Palfinger Krantechnik выпускает эту продукцию более 35 лет, а у нас такие машины начали серийно изготавливать лишь в начале 1990-х годов. Предприятия с опытом эксплуатации кранов-манипуляторов оценили их по достоинству и называют «волшебной рукой», или «два-в-одном».

Краны-манипуляторы комплектуют крановыми подвесками, грузоподъемными захватами для штучных грузов и контейнеров, грейферами для сыпучих и мелкокусковых материалов, вилочными и клещевыми захватами с ротаторами, бурами, дисковыми фрезами, грузопассажирскими люльками для подъема людей и монтажных работ на высоте и др. Для привода активных рабочих органов (грейферов, клещевых захватов, гидробуров и т. д.) гидроманипуляторы оснащают быстроразъемными соединителями (муфтами) с соответствующей системой гидроразводки, благодаря чему они способны выполнять посильные монтажные работы на строительной площадке. Манипулятор можно переоборудовать в экскаватор для экскавационных работ или погрузки и перемещения песка, щебня, использовать для перемещения бордюрных камней и других бетонных конструкций массой до 6,5 т, но в первую очередь применение манипуляторов целесообразно при транспортировке строительных материалов: кирпича, панелей, окон, дверей, бетонных и фундаментных блоков. Важно, что это можно делать аккуратно и без потерь: подсчитано, что при подъеме гипрокартона рабочими примерно 30% груза повреждается. С помощью манипулятора хрупкий стройматериал можно подать с земли прямо на место – в оконный проем. Не случайно каждый пятый грузовик в западной Европе оборудован краном-манипулятором. В России это значение на порядок ниже.

Форвардер ЛТ-189М с краном-манипулятором «Берендей-75»

Все КМУ оснащены автоматической системой защиты от перегрузок. Запорно-тормозные клапаны исключают возможность самопроизвольного опускания груза. Трубопроводы гидросистемы изготовлены из нержавеющей стали, что повышает их надежность. Как и автокраны, автомобили и тракторы, оборудованные гидроманипуляторами, обычно комплектуют одно- или двухступенчатыми выносными опорами с базой 3,5...4,6 м и дополнительно – двумя гидроопорами. Гидроманипуляторы можно оборудовать электрогидравлической системой пропорционального управления, что позволяет управлять рабочими операциями не только с земли (с пульта, находящегося на транспортном средстве) или с колонны, где в этом случае устанавливают сиденье оператора, но и дистанционно. Наиболее перспективны радиопульты управления с использованием двунаправленной связи между трансмиттером и ресивером, оснащенные системой автоматической подстройки частоты, поскольку загруженность эфира при радиообмене на современной стройплощадке постоянно увеличивается. Существуют системы одно- и двухканальные с общими и индивидуальными частотами связи.

Улучшение грузоподъемных характеристик КМУ заставляет применять более совершенные технологии, например, интегрированный в радиосистему анемометр, чтобы вовремя передавать видео- и аудиопредупреждения о скорости ветра, массе груза, информацию о давлении машины на опорную поверхность и др.

Плавающий гусеничный вездеход МТ-ЛБ с гидроманипулятором HIAB 166

Ведущим отечественным изготовителем кранов-манипуляторов является балашихинское предприятие «БАКМ» (выпущено 103 КМУ за два первых квартала 2005 г.). Их производят Галичский автокрановый завод (марка «Галичанин»), ЗАО «ГидраПак» («Берендей»), ЗАО «Инман», ставропольское ООО «Краст», алапаевский завод «Стройдормаш», Софринский ЭМЗ, ООО «Велмаш-С», ОАО «Лесхозмаш», Фанипольский опытно-механический завод, мозырьский «Мелиормаш», Соломбальский, Златоустовский («Синегорец») и Майкопский («Атлант») машзаводы. Ранее выпуском также занималось калининградское ОАО «Стройдормаш». В России широко представлены гидроманипуляторы иностранных компаний Amco Veba, Epsilon, Foresteri, Fiscars, HIAB, Jonsered, Kato, LIV Hidravlika, Loglift, Musterbau, Nansei, Palfinger, Shinmeja, Tadano, Unic, V-Kran.

Рынок и предубеждения

В России краны-манипуляторы используют крайне мало, несмотря на их очевидную эффективность. Это связано с отставанием технологии машиностроительного комплекса, обеспечивающего строительство. На строительных работах по инерции применяют автомобильные краны, которые выпускают давно и в больших количествах, однако никого особенно не интересует, насколько они выгодны экономически. Традиционная, устоявшаяся схема перевозки строительных грузов, когда со строительной базы, оснащенной стационарными кранами или погрузчиками, материалы грузят в автомобиль, а после доставки на площадку вновь требуется кран, но уже для разгрузки, подкрепляет этот консерватизм.

Эта затратная схема многократно увеличивает расходы на строительство. Вдобавок подрядчики плохо считают деньги, и грузовой автомобиль с гидроманипулятором в краткосрочной перспективе им кажется менее выгодным (25% от стоимости шасси), нежели аренда автокрана плюс бортового автомобиля без КМУ, а потому вопрос окупаемости не обсуждается, хотя для малоэтажного строительства для монтажа панелей и крыши достаточно одного крана-мунипулятора на шасси грузового автомобиля (есть КМУ с длиной стрелы до 20 м). Эта дороговизна кажущаяся – срок окупаемости манипулятора такой же, как и обычной машины: 2...3 года.

На Западе гидроманипуляторы получили такое широкое распространение именно из соображений экономии, поскольку минимальная грузоподъемность крана на автомобильном шасси – 35 т, а производство крана меньшей грузоподъемности экономически бессмысленно. Постепенно образовалась свободная ниша для перемещения грузов массой от 1 до 30 т, которую и заняли гидроманипуляторы, по цене в несколько раз дешевле автокрана.
Гидроманипуляторы активно используют в нефтегазовой отрасли, коммунальном хозяйстве, для эвакуации автотранспорта, в составе различных технологических машин, автомастерских и т. п. Заготовительные и перерабатывающие предприятия также широко применяют подержанные иностранные КМУ, но новых практически не используют, поскольку при отсутствии качественных и удобных в применении отечественных сортиментовозов и лесовозов они вынуждены закупать подержанную импортную технику с уже установленным оборудованием. Отдельные производители предлагают компромисс, оснащая отечественные машины зарубежными гидроманипуляторами с наиболее приемлемыми грузоподъемными характеристиками (так, например, поступает предприятие «Чайка-Сервис»).