Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО Кубанский государственный технологический университет
(КубГТУ)
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
по дисциплине «Механизация и автоматизация»
тема: «Технические характеристики автокранов»
Выполнилстудент,
3курса ФСиУН
Специальность270115
ТуровскийС.А.
Краснодар
2011
План
Введение
Автокраны:характеристика и применение
Техническиехарактеристики
Автокраныбольшой грузоподъемности
Автокранысреднего класса
Автокранымалого класса
Заключение
Литература
Введение
Сразвитием строительной техники и стремительным ростом объемов самых разнообразныхстроительных работ в полный рост встала проблема потребности в специальноймобильной технике такой, которая позволяет быстро перемещаться к меступроведения аварийно-восстановительных и спасательных работ.
Характернымпредставителем семейства мобильных строительных машин сегодня стал автокран. Внастоящее время эти машины весьма активно используются на строительстве самыхразличных объектов. Автомобильный кран является мобильным подъемным краном сэлектрическим или гидравлическим приводом. При этом гидравлический привод имеетцелый ряд неоспоримых преимуществ таких, например, как большой диапазонскоростей работы и возможность совмещения в одной машине нескольких крановыхфункций. Именно это позволяет использовать гидравлические автокраны в самыхразличных условиях для производства работ самых различных категорий.
Наибольшееприменение автокраны нашли при выполнении различных строительно-монтажныхопераций. Большая грузоподъемность современных автокранов позволяет с ихпомощью во многих случаях производить погрузочно-разгрузочные работы.Дополнительным достоинством автокрана является его высокая мобильность,позволяющая в короткий срок доставлять грузоподъемную технику в самыетруднодоступные районы. Сегодня просто невозможно себе представить нашу жизнь ипроизводственную деятельность без использования автокранов. Эти мобильные имощные машины сегодня используются повсеместно: в городах и сельской местности,на промышленных предприятиях и в сельском хозяйстве, при производстве ремонтныхработ и в строительстве.
Автокраны:характеристика и применение
Техническиехарактеристики
Автомобильные стреловые самоходные краны общего назначения служат дляподъема и опускания грузов и перемещения их на небольшие расстояния вгоризонтальном направлении при производстве строительно-монтажных иперегрузочных работ на рассредоточенных объектах.
Полный цикл работы крана состоит из ряда последовательных операций:захват груза, его подъем и перемещение к месту назначения, опускание и отцепкагруза, подъем и перемещение грузозахватного устройства или приспособления висходное положение для захвата следующего груза и его последующего подъема иперемещения.
Так как работа крана состоит из повторяющихся циклов, то автомобильныестреловые самоходные краны относятся к подъемно-транспортным машинам цикличного(периодического) действия в отличие от машин непрерывного действия (например,транспортеров), в которых перемещение грузов происходит непрерывным потоком.
Подъемно-транспортные машины периодического действия подразделяются на несколькогрупп машин, из которых наиболее многочисленной является группа стреловыхсамоходных кранов. Отличительной особенностью этой группы кранов являетсясобственный привод для свободного перемещения по местности. К этой группе иотносятся автомобильные стреловые самоходные краны, ходовое устройство которыхвключает в себя шасси автомобиля, его силовую установку, трансмиссию и системууправления.
Стреловые самоходные краны, по сравнению с другими группами машинпериодического действия (например, башенными строительными кранами), отличаютследующие эксплуатационные преимущества: — большая подвижность и независимостьпередвижения в пределах строительной площадки; — монтаж и демонтаж кранов,подготовка площадок для их эксплуатации и передвижения, а также перебазированиекрана с объекта на объект осуществляются проще, быстрее и дешевле; — наличиекомплекта сменного стрелового оборудования, позволяющего использовать кран наразличных видах работ и сравнительно быстро менять его основные параметры.
В группу стреловых самоходных кранов, кроме автомобильных К входятпневмоколесные и гусеничные краны (ходовое устройство содержит пневмоколесноеили гусеничное шасси, приводимое в движение от силовой установки, расположеннойна поворотной части крана), а также краны на специальном шасси (шассиавтомобильного типа, специально приспособленное для условий работы кранов).
Автомобильные краны, по сравнению с пневмоколесными и гусеничными,обладают большей подвижностью, что особенно важно при выполнениистроительно-монтажных и погрузочно-разгрузочных работ на рассредоточенныхобъектах.
Автомобильные краны уступают по ряду технических показателей(грузоподъемности, скорости передвижения, преодолеваемому уклону пути и т. п. )кранам на специальном шасси. Объясняется это тем, что значения техническихпараметров стреловых самоходных кранов во многом зависят от конструкцииходового устройства. Для автомобильных кранов эти значения ограничиваютсявозможностями шасси автомобиля, использованного в качестве ходового устройства.Вместе с тем автомобильные краны более экономичны в производстве иэксплуатации, чем краны на специальном шасси.
Автомобильные краны различают по грузоподъемности, типу привода основныхмеханизмов и исполнению подвески стрелового оборудования.
По грузоподъемности краны делятся на десять размерных групп,соответствующих ряду грузоподъемностей выпускаемых кранов. Краны грузоподъемностью4; 6,3; 10; 16; 25; 40; 83 и 100 т входят соответственно в первую — восьмуюразмерные группы машин, краны грузоподъемностью свыше 100 т — в девятуюразмерную группу, а краны грузоподъёмностью 160-250 т — в 10 размерную группу. Внашей стране освоено серийное производство автомобильных крановгрузоподъемностью 4; 6,3; 10 и 16 т, или первой, второй, третьей и четвертойразмерных групп.
По типу привода основных механизмов различают автомобильные краны с одно—и многомоторным индивидуальным приводом.
У крана с одномоторным приводом все рабочие механизмы приводятся вдвижение одним двигателем внутреннего сгорания, а передача движения исполнительныммеханизмом осуществляется через механическую трансмиссию (кран с механическимприводом).
У крана с многомоторным индивидуальным приводом привод каждого механизмаосуществляется от отдельного двигателя. У автомобильных кранов с индивидуальнымприводом силовая установка состоит из двигателя внутреннего сгорания игенераторной (краны с электроприводом) или насосной (краны с гидроприводом)станции.
По исполнению подвески стрелового оборудования различают краны с гибкимии жесткими подвесками, присваивается индекс, состоящий из двух букв (КС — крансамоходный) и четырех цифр.
/>
Цифровая часть, которую пишут после буквенной через тире, обозначаетосновные данные о кране в следующем порядке: первая цифра — номер размернойгруппы или грузоподъемность машины, вторая — тип ходовогоустройства, третья — исполнение подвескистрелового оборудования и четвертая — порядковый номер модели крана.
Автомобильные стреловые краны общего назначения с гибкой (а) и жесткой(б) подвеской рабочего оборудования У кранов с гибкими подвесками удерживается стреловоеоборудование и изменяется угол наклона стрелы с помощью канатов, а у кранов сжесткими подвесками —винтовыми механизмами или гидроцилиндрами.
Полное наименование автомобильного крана должно включать в себя всеперечисленные классификационные признаки. Кроме того, следует указывать номермодели, очередность модернизации и климатическое исполнение машины. Например,автомобильный стреловой самоходный кран общего назначения третьей размернойгруппы грузоподъемностью 10 т на шасси автомобиля МАЗ-500 с гибкой подвескойстрелового оборудования и механическим приводом, модернизированный, в северномисполнении. Для сокращения наименования каждой модели крана присваивается свойиндекс, состоящий из ряда букв и цифр.
Кранам, выпускаемым заводами Минстройдормаша, с 1967 г.
КС — кран стреловой самоходный общего назначения, ХЛ — северноеисполнение, Т — тропики, ТВ — тропики влажные, Г — гусеничное ходовое устройствос минимально допустимой поверхностью гусениц, ГУ — то же, с увеличеннойповерхностью гусениц, П — пневмоколесное ходовое устройство, Ш — специальноешасси автомобильного типа, Ае — шасси грузового автомобиля, Гр — трактор, Пр —прицепное ходовое устройство После цифр в индексе могут стоять буквы, обозначающиеочередную модернизацию (А, Б, В…) и климатическое исполнение крана (север —ХЛ,тропики —Т или тропики влажные —ТВ).
С помощью описанной индексации полное наименование крана может бытьзначительно сокращено. В нашем примере кран будет называться —кран КС-3561АХЛна шасси МАЗ-500.
Здесь цифры и буквы имеют следующее значение: 3 — третья размернаягруппа, грузоподъемностью 10 т; 5 —ходовое устройство, включающее в себя шассиавтомобиля; б — гибкая подвеска стрелового оборудования; 1—порядковый номермодели крана с механическим приводом; А —первая модернизация; ХЛ —северноеисполнение.
Индекс кранов, выпускаемых другими Министерствами и ведомствами, состоитиз трех букв и цифр, отражающих, как правило, основное назначение крана и егогрузоподъемность (СМК-10 — специальный монтажный кран грузоподъемностью 10 т,МКА-16 — монтажный кран автомобильный грузоподъемностью 16 т).
Грузовысотныепоказатели говорят о том, какой вес будет удерживать кран сувеличением высоты подъема.
/>
/>
Автокраныбольшой грузоподъемности
Автокраныбольшой грузоподъемности 6, 7, 8, 9 и 10-й размерных групп (промежуточнойгрузоподъемностью на канатах от 40 до 250 т) в России занимают не более 2,5%рынка. Из них примерно 3/4 парка приходится на краны производстваВеликобритании, Германии, США и Японии.
Строениеавтокранов
Насовременных кранах большой грузоподъемности применяются разнообразные типы исхемы монтажа крановой установки: башенные, телескопические, с решетчатойстрелой, с прямым и обратным расположением крановой установки, сочлененные,сцепные и т. д. Следует отметить, что большей прочностью, в отличие от стрелы спрямоугольным профилем, обладает телескопическая крановая установка закрытогосечения с U-образным профилем.
Донедавнего времени в краностроении почти не использовались двухосные спецшассиавтомобильного типа (с отдельной кабиной для водителя). В России такую машинуначали выпускать с 2006 г. В качестве монтажной базы для кранагрузоподъемностью 32 т использован специально разработанный двухосный БАЗ-8027.Аналогичная машина ККС-55 массой 46,5 т имеет крановую установку,смонтированную на специальном шасси МоАЗ-8004 с двумя управляемыми мостами(поворот осуществляется одним или двумя мостами синхронно, возможноплоскопараллельное движение «крабовым ходом»). Подобнаяполноуправляемая схема управления реализована и в трехосных моделях «СоколCT3.55».
Вклассе большегрузных кранов на пневмоколесном ходу, оборудованных решетчатойстрелой, на рынок поставляется КС-5366 и пятиосный кран КС-8362Дконструкционной массой 83,8 т (с противовесами – 108 и 124 т). Подобныеавтокраны КС-8561 и КС-8562 с решетчатой стрелой выпускают и на автомобильныхшасси МАЗ-547А и МАЗ-547В, а предназначены они для эксплуатации втруднодоступных районах на пересеченной местности и бездорожье. КС-8562 ковсему прочему может быть укомплектован 25-метровой стрелойбашней, на которой воголовье монтируется решетчатый гусек длиной 20 м, что позволяет оперировать сгрузами массой 30...40 т на высоте 39...43 м.
Скорость
Высокаятранспортная скорость для кранов большой грузоподъемности не является основнымпараметром, обычно она находится в пределах от 50 км/ч (КС-10471 массой 103 т)до 80 км/ч (LTM 1080/2 массой 48 т), поскольку автокран рассчитан работать нарассредоточенных объектах и эксплуатируется на дорогах общего пользования, гденужно соблюдать скоростной режим. Есть и ряд специальных пневмоколесных кранов,в которых привод крановой установки и трансмиссии ходовой части осуществляетсямеханически (пневмоили гидроуправление) от единственного двигателя, чтоограничивает скорость до 12...15 км/ч (например, КС-8362Д массой 83,8 т).Подобных недостатков, кстати, лишены краны класса «Сity» и «RoughTerrain», в которых применен гидромеханический или гидростатический приводна колеса от одного двигателя (краны «Сокол» серии-СТ).
Автокранысреднего класса
Автокранысреднего класса (т.е. 3, 4 и 5 размерных групп) во всем мире все чаще называютпромежуточным классом. С одной стороны, это связано с возрождением гусеничныхкранов, ростом доли кранов большой грузоподъемности, в том числе класса «City»и типа «Rough Terrain» на полноприводном шасси грузоподъемностью от30 до 60 т со всеми управляемыми колесами. С другой стороны, автокраны среднегокласса вытесняют применяемые в машиностроении гидроманипуляторыгрузоподъемностью до 20 т. Данная позиция оправдана экономически – шассиотечественных грузовиков для крановых установок дешевле и проще, чемузкоспециализированная монтажная база, автохозяйствам удобнее содержать паркспецтехники, унифицированный с основным автотранспортом. Большой кран нуженединицам на больших объемах работ, средний нужен всем, но на мелких работах, ав результате средняя стоимость эксплуатации и тех и других машин примерноодинакова. Вдобавок при аренде автокрана кратковременное нецелевоеиспользование автокранов средней грузоподъемности не столь критично, каккранов, смонтированных на специальных тяжелых шасси большого габарита. Дляпередвижения по дорогам общего пользования не нужно оформлять пропуск.
Вэтих условиях производители автокранов прекрасно находят общий язык с потребителями.Жесткие противоречивые требования вынуждают делать машину легкой (дорожныетребования по осевой нагрузке), прочной (вылет стрелы), производительной(высокая грузоподъемность), экономичной, дешевой и долговечной. Выбор ограниченлишь техническими характеристиками и удельными показателями базового шасси – наданный момент машиностроители предлагают на рынке России свыше 100 автокрановна шасси 23 моделей грузовых автомобилей, поэтому машины зарубежногопроизводства этих классов в России непопулярны.
Рейтинг
Вподъемно-транспортной работе важны низкий центр тяжести или широкий опорныйконтур. Отчасти по этой причине примерно половина потребителей выбираетавтокраны на шасси крупнотоннажных грузовых автомобилей с колесной формулой6х4. Они настолько дешевле зарубежных образцов, что на их слабыепотребительские свойства даже не обращают внимания. При благоприятнойконъюнктуре и наличии современного шасси отечественные производители в принципесами могут экспортировать краны за рубеж – в Азию, Африку, Латинскую Америку.
Навтором месте по популярности – шасси полноприводных внедорожных грузовиков 6х6:около четверти всех продаж. Еще столько же потребителей отдают предпочтениеавтокранам на шасси заднеприводных МАЗ-533702 4х2, которые были невероятнопопулярны 15 лет назад. Крайне мало потребителей готовы купить автокраны начетырехосных шасси КамАЗ-6540 и краны на специальных шасси с колесной формулой4х4 (класс «City» и краны «Rough Terrain»).
Аналогизарубежных кранов
Нароссийском рынке присутствуют и аналоги зарубежных кранов. Выгода отиспользования, например, автокрана «Юргинец КС-5871» (его ранняяверсия – 20-тонный КС-4372Б) с поворотной платформой заключается в возможностиобрабатывать грузы массой до 7 т на колесах, что бывает необходимо на монтажныхи ремонтных работах на ограниченных территориях, в промышленных цехах, складахи т. п. Другая модель в этом сегменте «Сокол СТ.2-2-40» представляетсобой высокоманевренную машину со стрелой увеличенной жесткости, изготовленнойиз двух изогнутых частей с овальным профилем. Такое строение прочней ипрогрессивней, чем конструкция традиционных стрел коробчатого сечения. Здесьтехнологии в полной мере решили проблему выбора между массой и прочностью –стрела с овальным профилем легче и прочней. Стрелами аналогичной конструкциибудут оснащены и автокраны КС-59712, КС-59713 (пока эти модели только готовят кпроизводству).
Пожалуй,все сказанное справедливо и для тяжелых машин КамАЗ-6540 8х4, и для автокрановна шасси «Волат» МЗКТ-8006 с посаженной вперед кабиной и низкимцентром тяжести. Подобные машины лет 20 назад наши ведомства закупали в Япониии Германии. В классе средних машин для плохих дорожных условий многиепроизводители предлагают автокраны на шасси полноприводных КамАЗов, «Урал-4320»и «Урал-5557».
Автокранымалого класса
Малыйкласс автокранов соответствует 1-ой и 2-ой размерным группам (промежуточнаягрузоподъемность на канатах 4...5 и 6,3...8 т). В обывательском смыслеавтокраны этой группы называют гидроманипуляторами или краново-манипуляторнымиустановками, но эти понятия не всегда тождественны, поскольку последниеклассифицируют по грузоподъемности, способу установки или навески (монтажа) итипу привода: механический, электрический, пневматический, гидравлический.Главное отличие гидроманипуляторов от традиционных автокранов заключается вэлементе передачи силового потока (гидроцилиндр вместо полиспастов) и массе,которая не превышает 20...25% полезной грузоподъемности автомобиля. Последнийтезис следует понимать буквально – автомобили с гидроманипуляторами икраново-манипуляторными установками можно использовать для перевозки грузов.
Изистории
Первыеавтокраны малого класса начали выпускать в самом начале ХХ века. Приводосуществлялся механически от вала отбора мощности (ВОМ). Это была самая простаяконструкция, но имелся один существенный изъян – мощность базового шасси вомногом являлась определяющей для грузоподъемности установки. В попыткахулучшить характеристики кранов использовались разные подходы – от примененияэлектрической передачи (от генератора или от внешней сети) до конструкцийнаподобие автодерриков 1940-х годов – автокранов с деревянной стрелой длятрелевки леса. В 1950-х появились башенные самомонтируемые автокраны с легкимрежимом работы на шасси ЗИС-150 и ЗИЛ-164. В любом случае выбор всегда делали впользу наиболее мощного шасси. При нехватке мощности, отбираемой от двигателябазового шасси, крановую установку оснащали собственным двигателем (бензиновым,дизельным или электрическим). Так могло длиться бесконечно, но послевоенная конверсияв станкостроении позволила резко поднять точность обработки деталей, а в 1960-хдля привода стрелы начали применять гидроцилиндры. Широкое использованиегидравлики в других видах техники (тепловозы, самолеты, танки, экскаваторы)позволило удешевить производство гидрооборудования и за счет массовогопроизводства внедрить усовершенствованные системы качества. Новыерезинотехнические изделия (РТИ), стойкие к маслу, и гидроцилиндры, отвечавшиестандартам по герметичности, обеспечили передачу потока жидкости без значимыхпотерь. В итоге оказалось целесообразным на легких погрузочно-разгрузочныхработах использовать не автокран, а установку, смонтированную на шасси базовогоавтомобиля. Традиционные краны малого класса резко сдали позиции.
Моделиавтокранов малого класса
Внастоящее время примером автокрана малого класса может служить модель КС-2571Бна шасси ЗИЛ-433362. Этот кран грузоподъемностью 7т и с грузовым моментом 23,1оснащен выдвижными опорами и телескопической двухсекционной стрелой длиной 12,3м. Какое-то время цена машины была самой низкой среди аналогов, а потому кранпользовался спросом у малых предприятий. Наибольшая высота подъема крюка – 12,8м на стандартной стреле и 14,7 м на стреле с гуськом.
Гидроманипуляторы
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 откраново-манипуляторных установок) широко используют на станках и вробототехнике – эти устройства оснащены органом для выполнения двигательныхфункций, аналогичных движениям руки человека.
Гидроманипуляторы– одно из передовых технических решений, позволяющее увеличить интенсивностьприменения техники для перевозки грузов и сократить до минимума ручной труд припогрузке-разгрузке, уменьшив при этом число занятых людей и единиц техники.
Краны-манипуляторыкомплектуют крановыми подвесками и грузоподъемными захватами. Для приводаактивных рабочих органов гидроманипуляторы оснащают быстроразъемнымисоединителями (муфтами) с соответствующей системой гидроразводки, благодарячему они способны выполнять посильные монтажные работы.
Всекраново-манипуляторные установки оснащены автоматической системой защиты от перегрузок.Запорно-тормозные клапаны исключают возможность самопроизвольного опусканиягруза. Трубопроводы гидросистемы изготовлены из нержавеющей стали, что повышаетих надежность. Как и автокраны, автомобили и тракторы, оборудованныегидроманипуляторами, обычно комплектуют одноили двухступенчатыми выноснымиопорами с базой 3,5...4,6 м и дополнительно – двумя гидроопорами.Гидроманипуляторы можно оборудовать электрогидравлической системойпропорционального управления, что позволяет управлять рабочими операциями нетолько с земли (с пульта, находящегося на транспортном средстве) или с колонны,где в этом случае устанавливают сиденье оператора, но и дистанционно. Наиболееперспективны радиопульты управления с использованием двунаправленной связимежду трансмиттером и ресивером, оснащенные системой автоматической подстройкичастоты, поскольку загруженность эфира при радиообмене на современнойстройплощадке постоянно увеличивается. Существуют системы однои двухканальные собщими и индивидуальными частотами связи.
Особенношироко гидроманипуляторы используются на Западе. Это связано с экономическойпозицией, 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 30т, которую и заняли гидроманипуляторы по цене в несколько раз дешевлеавтокрана.
ВРоссии предприятия также применяют иностранные краново-манипуляторныеустановки, но новых практически не используют, поскольку при отсутствиикачественных и удобных в применении отечественных сортиментовозов и лесовозовони вынуждены закупать подержанную импортную технику с уже установленнымоборудованием. Отдельные производители предлагают компромисс, оснащаяотечественные машины зарубежными гидроманипуляторами с наиболее приемлемымигрузоподъемными характеристиками.
Традиционнаясхема подъема и перемещения груза предполагает использование автомобильногокрана и грузового автомобиля. Гидроманипуляторы, смонтированные на бортовыхавтомобилях и самосвалах, загружают базовый автомобиль, прицеп и автомобили,находящиеся рядом. Краны-манипуляторы в среднем на четверть снижаютгрузоподъемность и площадь грузовой платформы базового автомобиля, зато онисущественно повышают производительность и экономическую эффективность,поскольку ликвидируются простои в ожидании погрузки-разгрузки, нетнеобходимости оплачивать дополнительный грузоподъемный механизм и сокращаетсячисленность обслуживающего персонала. При этом максимальная грузоподъемностьсерийных отечественных автокранов – 8...100
Решениемпроблемы стало применение компактных систем для подъема-перемещения грузовмассой 1...26 т, установленных на стандартном бортовом автомобиле. Одна такаямашина заменяет собой две – грузовик и автокран, совмещая в себе их основныехарактеристики. При этом освобождается одна единица техники и работающие на нейлюди.
Заключение
Каквидно из сделанных наблюдений, наиболее широко используемыми являются автокранысреднего класса. Тем не менее, автокраны большой и малой грузоподъемности такженезаменимы в машиностроении и играют важную роль на производстве.Представленная в данной статье информация позволяет сделать выводы охарактеристиках и применении автокранов, подобрать оптимальный вариант,учитывая все особенности определенной модели, и при этом проанализироватьсостояние как российского, так и зарубежного рынка.
Литература
1. «Спецавтотехника»,2005
2. http://www.epps.ru
3. http://www.rus2auto.ru
4. Типоваяинструкция для крановщиков (машинистов) по безопасной эксплуатации стреловыхсамоходных кранов (автомобильных, пневмоколесных на специальном шассиавтомобильного типа, гусеничных, тракторных). — М.: НПО ОБТ, 1993.
5. http://www.autokrans.ru