сотрудник
студент
сотрудник
студент
студент
ВАК 05.17.00 Химическая технология
ВАК 05.23.00 Строительство и архитектура
УДК 62 Инженерное дело. Техника в целом. Транспорт
Существующие разновидности отечественных стреловых самоходных кранов большой грузоподъемности на спецшасси, гусеничных (63…250 т) не исключают друг друга, а дополняют в зависимости от запроса потребителя. Условия конкуренции на рынке грузоподъемной техники предъявляют жесткие требования к эксплуатационным характеристикам, и в конечном итоге, к себестоимости строительно-монтажных работ. В различных отраслях строительства на объектах с большими, также с рассредоточенными объемами работ для монтажа укрупненных конструкций и технологического оборудования успешно применяются гусеничные краны. Особое развитие в последние годы получили технологии транспортировки на трейлерах и самомонтаж тяжелых гусеничных и пневмоколесных кранов. Однако, большие затраты на транспортировку, монтаж и демонтаж крана, сложность работы на слабых грунтах ограничивают серийность тяжелых гусеничных и пневмоколесных кранов. Использование шагающих кранов принципиально новых конструкций, в ряде случаев, решает назревшие проблемы.
гусеничные, пневмоколесные и шагающие краны, мобильность и устойчивость на строительных площадках
Введение. В последние годы вырос спрос на монтажные краны грузоподъемностью свыше 100 т, которые востребованы в крупных национальных проектах и в государственном секторе. Ожидаемый выход из экономического кризиса подтолкнет отечественные предприятия к наращиванию выпуска грузоподъемной техники и в гражданском секторе. Выпуск конкурентной техники немыслим без обновления и удешевления металлоемкой продукции, составляющей львиную долю производственных и эксплуатационных затрат.
Основная часть. Выпуском пневмоколесных и гусеничных кранов грузоподъемностью свыше 100 т занимаются в основном ЧМЗ, Ульяновский механический завод №2, Куйбышевский механический завод №1. Кран ДЭК-1001 Челябинец [1], с электроприводом, грузоподъемностью 100 т, в своем классе, наиболее конкурентоспособен в т. ч с зарубежными аналогами. Способность передвигаться в пределах строительной площадки без предварительной подготовки трассы с грузом на крюке гусеничные краны часто безальтернативны.
Оригинален по технологии транспортировки кран с гидравлическим приводом на пневмоходу МКТТ-100 грузоподъемностью 120 т, разработаный ВКТИМонтажстроймеханизация в кооперации с фирмой TADANO (Япония) [2]. Кран представляет собой комбинацию трактора К-701 в качестве тягача, полноприводной двухосной тележки со сцепным устройством от "Урагана" и специальной трехосной несущей платформы для крановой установки
В БГТУ им. В. Г. Шухова на кафедре ПТиДМ ведутся разработки и исследования принципиально нового ходового оборудования для класса тяжелых строительных кранов [3]. Опорно-ходовая часть крана (рис. 1) содержит опорно-поворотную пяту 1 и смонтированную на ней посредством опорно-поворотного круга 2 опорно-ходовую раму 3, выполненную в виде несущей обоймы с горизонтальными сквозными отверстиями, в которых перемещаются ходовые балки 4, оборудованные аутригерами 5, с поворотными кронштейнами, и соединенные между собой поперечными жесткими связями 6. В свою очередь пята 1 и аутригеры 5 имеют специальную полую конструкцию для вакуум присоса на опорную поверхность [4].
В исходном положении кран опирается на опорно-поворотную пяту 1. Включается приводгидроцилиндров на подъем. При этом система ходовых балок переходит в подвешенное состояние. Для выбора нужного направления передвижения включается механизм опорно-ходового круга 2, после чего подкрановые балки фиксируются в определенном направлении. Затем снова включается привод гидроцилиндров на опускание, и кран опирается на башмаки аутригеров. Включением привода 7 кран перемещается относительно подкрановых балок 4 до крайнего положения. Для дальнейшего передвижения крана цикл повторяется.
Рис. 1. Опорно-ходовое устройство крана:
а – кран, опирающийся на опорно-поворотную плиту в процессе шагания; б – схема маневра крана на необходимый угол поворота; в – схема стыковки несущей обоймы и опорно-поворотной плиты
1 – пята; 2 – опорно-поворотный круг; 3 – опорно-ходовая рама; 4 – хожовые балки; 5 – аутригер;
6 – поперечные связи; 11 – поворотная платформа крана
Таким образом, кран способен на разворот с места на любой угол передвижения. Работа крана с грузом возможна из двух положений: 1) на слабых грунтах – пята 1 опирается на опорную поверхность (при необходимости включается вакуум насосы), а выносные опоры обеспечивают дополнительную устойчивость крану; 2) на подготовленной площадке – достаточно выносных опор. На рис. 2 показана технология транспортировки крана. Таким образом, подкрановые балки (в сборе рама) является несущей конструкцией в процессе транспортировки крана и отпадает необходимость в несущей платформе. Ходовые балки 4 обеспечивают плавное перемещение крана (на длину ходовых балок) с номинальным грузом 100 т на крюке. Расчеты показывают, что полная масса ходового устройства не превышает 15 т, т.е. в 2 раза легче гусеничного. Относительная простота ходового устройства – гарант надежной работы при минимальных затратах на ремонтные работы, запасные части и т. п.
Рис. 2. Технология транспортировки крана:
а – стыковка крана с транспортными тележками; б – кран после расстыковки с транспортным средством;
в – узел соединения подкрановых балок с опорными элементами тележки:
1 – пята; 2 – опорно-поворотный круг; 3 – опорно-ходовая рама; 4 – хожовые балки; 5 – аутригер;
7 – поперечные связи; 8 – опорные элементы; 9, 10 – транспортные средства;
11 – поворотная платформа крана
а 
б 
Рис. 3. Конструкция башмака выносных аутригеров:
а – общий вид; б – вакуум основание
Выводы. Как показывает практика эксплуатации гусеничных кранов, их преимущества по сравнению с другими кранами, а именно, малое удельное давление на грунт и способность передвижения на строительном объекте с грузом на крюке с максимальной грузоподъемностью оказывает разрушительное действие на детали ходовой части крана. Это вызывает необходимость частого ремонта и ежесменного техосмотра, вплоть до содержания сервисных центров или выездных профессиональных бригад.Предлагаемая конструкция ходового устройства тяжелого крана ввиду простоты и малому сопротивлению при движении крана, а значит более экономичному электроприводу, по сравнению с гусеничным, требует минимальных затрат на транспортировку (отпадает необходимость перевозки гусениц массой 30 т), на ремонт и обслуживание. Благодаря использованию в конструкции ходового оборудования патентных разработок удается улучшить показатели мобильности и устойчивости тяжелых кранов, а также увеличить сферу применения их, особенно на слабых грунтах. Однако, малая по сравнению с гусеничным, средняя скорость (0,4…0,5 км/ч) перемещения на площадке, из-за наличия цикла шагания крана, при необходимости возможно использование телескопических или дополнительных стыкуемых ездовых секций (режим движения рельсоколесного крана). Изготовление и монтаж ходового устройства вполне реализуемо на отечественных предприятиях.
1. Гусеничный кран 100 тонн ДЭК-1001 Челябинец. Каталог гусеничных кранов. URL: http://guskran.ru/crane_catalog/dek_1001/ (дата обращения: 15.12.15).
2. Кран монтажный специальный МКТТ-100. URL: http://www.techstory.ru/krans/pnevmo/mktt100_k701.htm (дата обращения: 15.12.15).
3. А.с. 472099 СССР, МПК7 В 66с 23/78. Опорно-ходовая часть крана / Л.Я. Бызер, П.А. Зимин, А.А. Мамедов, И.М. Смирнов, Н.Я. Крылов, Л.Н. Ахметьев, Е.А. Паншин; заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт по монтажным и специальным работам и Центральное конструкторское бюро «Главстроймеханизация». - № 1980003/27-11; заявл. 26.12.73; опубл. 30.05.75, Бюл. № 20.
4. Пат. 2263601 Российская Федерация, МПК7 В 62 D 57/02. Устройство для самовытаскивания транспортных средств / А.А. Мамедов; заявитель и патентообладатель Белгородская государственная сельскохозяйственная академия. - № 2004108457/11; заявл. 23.03.2004; опубл. 10.11.2005, Бюл. № 31.
5. Шарапов Р.Р., Мамедов А.А., Агарков А.М. Сравнительные характеристики проходимости на слабых грунтах гусеничных и шагающих кранов // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 5. С. 198-200.
6. Шарапов Р.Р., Мамедов А.А., Харламов Е.В. Энергетический расчет приводов подъемно-транспортных машин на ЭВМ (табличный процессор EXCEL) // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2015. № 6. С. 183-186.
