Устройство автомобильных кранов

УСТРОЙСТВО АВТОМОБИЛЬНЫХ  КРАНОВ

Назначение автомобильного крана 
Краны автомобильные предназначены для механизации погрузочно-разгрузочных и монтажно-строительных работ на рассредоточеных объектах. 
 
Устройство автомобильного крана 
Кран состоит из несущих сварных металлоконструкций, механических и гидравлических агрегатов, конструктивно объединенных в две основные части: неповоротная часть; поворотная часть. Неповоротная и поворотная части крана соединяются между собой через опорно-поворотное устройство (ОПУ) 
В неповоротную часть входят:

• шасси;
• опорная рама с выносными опорами;
• привод насоса;
• гидробак;
• гидроаппаратура;
• трубопроводы;
• вращающееся соединение.

В поворотную часть  крана входят:

• поворотная платформа;
• телескопическая стрела;
• механизм изменения вылета (гидроцилиндр изменения угла наклона стрелы);
• механизм поворота;
• лебедка механизма подъема;
• гидроаппаратура с трубопроводами;
• кабина крановщика с органами управления и приборами;
• электрооборудование с приборами безопасности;
• противовес.

Шасси

В качестве базового шасси для автомобильных кранов обычно применяются автомобильные  шасси КАМАЗ, МАЗ, ЗИЛ, КРАЗ, УРАЛ и  др. Но в последнее время изготовители автокранов во всем мире отдают предпочтение шасси специально созданым для установки на них крановой надстройки, это так называемые спецшасси автомобильного типа. Они во всем схожи с обычными автомобилями, исключение составляет лишь рама. 
Рама шасси базовых автомобилей была самым слабым местом в тандеме автомобиль-кран, трещины рамы стали обычным явлением, их заваривали, усиливали накладками, но это помогало не надолго.

Многие годы производители  автокранов пытались снизить нагрузки передаваемые от крановой надстройки на раму и наконец-то нашли решение они объединили раму автомобиля и опорную раму крановой установки в одно целое. Так появилось на свет новое шасси. В остальном же это такой же автомобиль, с колесами, кабиной и двигателем. 
к устройству 
 
Опорная рама с выносными опорами

Опорная рама служит основанием для крановой установки  и представляет из себя жесткую сварную конструкцию из продольных и поперечных балок. В средней части рамы имеется площадка с привареным кольцом, служащим для крепления опорно-поворотного устройства. Поперечные балки служат для установки в них выносных опор автокрана. Выносные опоры служат для увеличения опорного контура и представляют из себя в большенстве случаев сварные балки коробчатого сечения. В обойме опоры закреплен гидроцилиндр вывешивания. Шток гидроцилиндра оснащен сферической головкой, которой опирается на подпятник. В рабочее и транспортное положение выносные опоры приводятся гидроцилиндрами выдвижения опор, установлеными внутри балок. В транспортном положении опоры фиксируются механическими замками, для предотвращения самопроизвольного выдвижения опор.

К передней части  опорной рамы крепится надрамник с установлеными на нем опорой стрелы и кронштейнами крепления гидробака, на некоторых моделях на надрамнике также установлены кронштейны крепления насосов.

Опорная рама крепится к автомобильной раме при помоши болтов или стремянок, для предотвращения смещения опорной рамы вдоль шасси автомобиля на лонжеронах автомобильной рамы иногда устанавливают упоры. 
При работе крана опорная рама принимает на себя все нагрузки от поворотной части крана и через выносные опоры передает их на площадку. 
к устройству 
 
Привод насоса

Привод насоса крановой установки в большенстве случаев осуществляется от коробки отбора мощности, установленой на коробке переключения передач, через карданные валы.

Коробки отбора мощности представляют из себя одноступенчатый редуктор и устанавливаются либо на картере коробки передач, либо монтируются на крышке КПП. Для включения, коробки отбора мощности оборудуются пневмоцилиндрами, управление включением происходит дистанционно из кабины водителя. 
Однако многие производители кранов уже отказались от практики отбора мощности от двигателя предназначеного для передвижения крана и устанавливают на краны дополнительные двигатели привода насосов. Таким образом увеличивается ресурс основного двигателя и уменьшается вредное воздействие на окружающую среду. 
к устройству 
 
Гидробак

Гидробак служит для хранения рабочей жидкости и компенсации её объема при работе крана.

Также в гидробаке происходит частичное охлаждение рабочей жидкости, выделение из нее воздуха и отстаивание твердых частиц.

Гидробак устанавливается на раме крана и представляет из себя металическую емкость снабженную масляным фильтром, запорным клапаном на всасывающей магистрали, указателем уровня жидкости, воздушным клапаном со встроеным фильтром, указателем температуры рабочей жидкости, магнитоуловителем и клапаном для присоединения ручного насоса. Всасывающая и сливная полости разделены перегородкой. 
Масляный фильтр снабжен перепускным клапаном, который срабатывает при полном загрязнении фильтроэлементов, и датчиком сигнализирующим о частичной загрязненности фильтра. Работа крана с удаленными фильтроэлементами не допускается. 
к устройству 
 
Гидроаппаратура

На неповоротной части крана установлена следующая  гидроаппаратура: гидробак; гидронасосы аксиально-поршневые или шестеренчатые; ручной насос для аварийного приведения крана в транспортное положение; кран двухходовой; гидрораспределитель управления выносными опорами, с предохранительными клапанами; трубопроводы, выполненные из стальных бесшовных холоднодеформированных труб и рукавов высокого и низкого давления. 
к устройству 
 
Трубопроводы

Трубопроводы предназначены  для транспортирования потоков  рабочей жидкости.

Основная часть  трубопроводов выполнена из стальных холодно- или горячедеформированных  труб. В местах где необходима компенсация взаимного смещения трубопроводов или трубопроводов и гидроаппаратуры применяются рукава.

В сливных, дренажных  и всасывающих магистралях применяются  рукава с нитяной оплеткой, концы  рукавов заделываются хомутами. 
В напорных магистралях применяются рукава высокого давления с металической оплеткой, концы рукавов снабжены фитингами и заделаны обжимными втулками. 
к устройству 
 
Вращающееся соединение

Вращающееся соединение служит для передачи рабочей жидкости от насосов, установленных на неповоротной части крана, к гидроаппаратуре, установленой на поворотной части крана, и обратно. 
Корпус вращающегося соединения неподвижно закреплен на неповоротной части болтами, а вращающаяся обойма соединена с поворотной часть крана при помощи поводка. 
к устройству 
 
Поворотная платформа

Поворотная платформа  это сварная металлоконструкция на которую установлены: 
- телескопическая стрела с механизмом изменения длины стрелы, который состоит из гидроцилиндра и двух канатных полиспастов выдвижения и задвижения верхней секции стрелы, возможна установка нескольких гидроцилиндров; 
- механизм изменения угла наклона стрелы (один или два гидроцилиндра подъема стрелы); 
- механизм подъема, состоящий из грузовой лебедки, каната и крюковой подвески (возможна установка двух механизмов подъема, один из которых является вспомогательным); 
- гидрооборудование крана; 
- кабина крановщика с органами управления; 
- противовес. 
к устройству 
 
Телескопическая стрела

Стрела телескопическая  состоит из основания, нескольких выдвижных  секций и механизма изменения  длины стрелы.

Основание и выдвижные  секции представляют собой сварные  конструкции из стали.

В зависимости от модели крана механизм выдвижения может  состоять из одного длинноходового гидроцилиндра и двух канатных полиспастов. В этом случае гидроцилиндр обеспечивает выдвижение второй секции, а полиспаст обеспечивает синхронное выдвижение верхней секции. На некоторых моделях крана вместо канатного полиспаста применен второй гидроцилиндр.

Для уменьшения сил  трения на секциях стрелы установлены  плиты скольжения. Для предотвращения бокового смещения в передней части  секций предусмотрены боковые упоры  с возможностью регулировки зазора, в задней части секций установлены  боковые накладки. На некоторых моделях  кранов предусмотрен механизм фиксации секций в выдвинутом состоянии. 
Стрела крепится на стойках поворотной платформы осью. 
к устройству 
 
Механизм изменения вылета (гидроцилиндр изменения угла наклона стрелы) 
В качестве механизма изменения вылета стрелы применяется гидроцилиндр, в зависимости от грузоподъемности крана применяют один или два гидроцилиндра. 
к устройству 
 
Механизм поворота

Механизм поворота служит для вращения поворотной платформы  крана.

Механизм поворота состоит из редуктора, гидромотора и зубчатого венца поворотной опоры.

На краны могут  устанавливаться двухступенчатые, соосные редукторы с цилиндрическими  шестернями или планетарные. Все  редукторы снабжены нормально-замкнутым  тормозом. В двухступенчатых редукторах применяется колодочный тормоз, в планетарных - многодисковый. Размыкание тормоза происходит одновременно с началом вращения платформы. 
к устройству 
 
Лебедка механизма подъема

Лебедка служит для  подъема и опускания груза. 
Конструкции лебедок самые разнообразные общее у них одно все они состоят из гидромотора, редуктора, грузового барабана и тормоза. 
Гидромотор применяется регулируемый, аксиально-поршневой, редуктор может быть цилиндрический, двухступенчатый или планетарный. Тормоз грузовой лебедки нормально-замкнутый колодочный или многодисковый. Встречаются лебедки у которых в качестве корпуса редуктора используется грузовой барабан. 
к устройству 
 
Гидроаппаратура с трубопроводами

Гидроаппаратура крана  служит для изменения направления  потоков рабочей жидкости, поддержания  в гидросистеме крана заданого давления, управления исполнительными механизмами крана. 
Гидроаппаратура включает в себя распределительные, регулирующие и вспомогательные устройства. К распределительной аппаратуре относятся двухходовой кран, гидрораспределители (основные и дополнительные), кран затяжки крюка. К регулирующей аппаратуре относятся предохранительные клапаны, обратные клапаны, обратные управляемые клапаны (гидрозамки), тормозные клапаны. К вспомогательной аппаратуре относятся фильтры, размыкатели, гидротолкатели, вращающееся соединение, трубопроводы. 
к устройству 
 
Кабина крановщика с органами управления и приборами

Кабина крановщика является местом управления крановыми  механизмами. 
В кабине установлены органы управления крановыми механизмами, щиток приборов, стеклоочиститель, светильник, вентилятор, отопительная установка. В кабине установлено регулируемое сиденье. На некоторых моделях кранов кабины снабжены гидроприводом и могут отклоняться назад. 
к устройству

Электрооборудование с приборами безопасности

Электрооборудование включает в себя токосъемник кольцевого типа, приборы освещения и сигнализации, приборы безопасности.

Токосъемник предназначен для электрической связи электрооборудования  поворотной и неповоротной частей крана. 
Приборы безопасности служат для обеспечения безопасной работы крана и предохранения механизмов и конструкций крана от поломок. 
к устройству

Противовес 
Противовес служит для обеспечения устойчивости крана во время работы и представляет из себя стальную отливку или набор отливок. 
к устройству

 
 Выносные опоры автокранов

Выносные опоры  повышают устойчивость автомобильного крана, разгружают рессоры и шины от воздействия грузового момента  во время работы. Обычно кран имеет  четыре выносных опоры, установленные  на неповоротной раме. Конструкция  и размещение их могут быть различными.

На автомобильных  кранах применяют выносные опоры  трех типов: выдвижного, откидного и  поворотного.

Выдвижного типа выносные опоры установлены на кранах АК-5Г, АК-5, ГКМ-5Р, КТС-ЗГ и КТС-ЗВ (рис. 103, а). Выдвижная часть таких выносных опор представляет собой сварную  балку прямоугольного сечения, обычно выполненную из двух швеллеров. На внешних  концах балок имеются винтовые домкраты. Нижние концы винтов домкратов заканчиваются  шаровой пятой с самоустанавливающимся  подпятником. Верхние концы винтов снабжены квадратной головкой под ключ.

В транспортном положении  балки опор фиксируются специальными пальцами, проходящими через отверстия  в балках и коробчатых кронштейнах  неповоротной рамы. Винты домкратов  фиксируются защелками, входящими  в их продольные пазы.

Откидного типа выносные опоры применяются на кранах ЛАЗ-690, К-61, СМК-7, К-52, К-104 и К-162 (рис. 103,6). Откидная часть опор представляет собой сварную  фасонную балку коробчатой формы, выполненную  из листовой стали. На наружных концах балок установлены винтовые домкраты, винты которых на нижнем конце  имеют шаровую пяту, упирающуюся  в подпятник. Во время работы подпятник  обычно устанавливается под домкрат. Для вращения винта домкрат на одних кранах имеет в верхней  части квадратную головку, на других — в нижней части специальные  стержни (ручки). Откидная часть опоры  в коробке неповоротной рамы посажена на оси и может поворачиваться в вертикальной плоскости, перпендикулярной продольной оси машины. В транспортном положении поднятые откидные балки  выносных опор закреплены пальцем со стопорным устройством через  внутренние отверстия коробки. В  рабочем положении опущенные  балки закреплены в коробке пальцем  через наружные отверстия.

Рис. 103. Схемы выносных опор: а — выдвижного типа; б — откидного; в — поворотного типа

При установке выносных опор крана К-162 в рабочее положение  под подпятники подкладывают подкладки  из деревянных брусьев или толстых  досок.

Выносные опоры  кранов АК-5Г (М) и АК-75 отличаются от описанных тем, что в первом кране  они расположены под углом 60°, а во втором — под углом 45°  к продольной оси машины, в результате чего несколько увеличился опорный  контур крана.

Выносные опоры  крана К-2,5-1Э относятся к типу откидных, расположены они поперек неповоротной рамы, как на кране ЛАЗ-690, но имеют гидравлический привод и управление. Откидная часть выносных опор находится в специальных коробках, расположенных по концам неповоротной рамы. Каждая выносная опора состоит из откидной части с опорным подпятником на конце и механизма для ее опускания и подъема, состоящего из поршневого гидравлического цилиндра двойного действия. Корпус цилиндра шарнирно соединен с верхней частью поперечной коробки, а конец штока поршня — со специальным кронштейном, закрепленным на откидной части выносной опоры.

Гидравлическая  схема выносных опор крана К-2,5-13 (рис. 104) состоит из шестеренного насоса, привод которого осуществляется от электродвигателя, гидрораспределителя (реверсивного золотника), блока кранов, датчика давлений ограничителя грузоподъемности, гидроцилиндров, маслобака, маслопроводов высокого давления и сливной линии.

Рис. 104. Гидравлическая схема выносных опор крана К-2,5-13: 
1 — электродвигатель; 2 — шестеренный насос; 3 — маслобак; 4 — манометр; 5 — предохранительный клапан; 6 — реверсивный золотник; 7 — блок-краны; 8 — датчик давления; 9 — цилиндр; А, В и D — маслопровод высокого давления; С — сливная линия

При установке выносных опор в рабочее положение рычаг  реверсивного золотника переводят  в положение «О» (опускание). Масло, подаваемое насосом, по маслопроводу А поступает в реверсивный зологник и через блок-краны направляется в поршневую полость всех четырех цилиндров. Масло из штоковои полости цилиндров выталкивается поршнем и по магистрали В через реверсивный золотник по сливной линии С поступает в бак.

При установке выносных опор в транспортное положение рычаг  реверсивного золотника перемещают в положение «Я» (подъем). При этом насос нагнетает масло по магистрали В в штоковую полость цилиндров. Масло из поршневой полости цилиндров через стоп-краны, предназначенные для раздельного управления выносными опорами, и реверсивный золотник по сливной линии С поступает в бак.

При резком повышении  давления в напорной части гидросистемы срабатывает предохранительный  клапан, отрегулированный на давление 85—90 кГ/см2. 
Выносные опоры крана 4056 (рис. 105) относятся к типу откидных, но имеют гидравлический привод. Коробки выносных опор закреплены на неповоротной раме крана под углом к продольной оси машины.

Рис. 105. Выносные опоры  крана 4056: 
1 — коробка; 2 и 8 — оси; 3 — откидная часть опоры; 4 — подвижная ось; 5 — шток; 6 — гидроцилиндр; 7 — кронштейн; 9 — неподвижная часть коллектора; 10 — болт

Откидная часть  опоры выполнена в виде треугольной  фермы, установленной на оси. Гидроцилиндр через ось соединен с кронштейном  неповоротной рамы. Шток поршня цилиндра соединен с подвижной осью, расположенной  в пазах откидной части выносных опор. На оси болтами закреплена подвижная часть гидравлического  коллектора. Неподвижная часть коллектора соединена с кронштейном. Поршневая и штоковая полости цилиндра соединены с коллектором шлангами высокого давления.

Питается гидропривод  выносных опор от насоса гидросистемы исполнительных механизмов крана (см. рис. 78). Четырехсек-ционный гидрораспределитель позволяет производить как общее, так и раздельное управление выносными опорами крана.

Выносные опоры  поворотного типа применены на кране  МКА-10М (см. рис. 103, в). Поворотная часть  опор представляет собой сварную  балку коробчатой формы, выполненную  из листовой стали. На наружном конце  балки имеется винтовой домкрат, под который при работе устанавливается  подпятник. Поворотная часть опор соединена  шарнирно с кронштейном неповоротной рамы при помощи вертикальной оси.

В транспортном положении  крана балки выносных опор расположены  вдоль продольной оси, а в рабочем  — поперек продольной оси машины. В обоих случаях поворотная часть  опор фиксируется.

На кране МКА-10Г  использованы также выносные опоры  поворотного типа, но на наружных концах поворотных балок они имеют гидравлические домкраты. Поворотная часть выносных опор из транспортного положения  в рабочее и наоборот устанавливается с помощью гидроцилиндров.

Гидравлический  домкрат состоит из поршневого гидроцилиндра  двойного действия. Шток поршня заканчивается  шаровой пятой, которая опирается  на подпятник.

Управление поворотом  выносных опор и выдвижением опорной  части их гидравлических домкратов  осуществляется с пульта управления, расположенного на неповоротной раме крана сбоку, около кабины автомобиля.

Гидравлическая  схема выносных опор крана МКА-10Г  показана на рис. 106. При установке  выносных опор в рабочее положение, рычаг реверсивного золотника переводят  в положение «О» (опускание). Масло  подается насосом через реверсивный  золотник и гидрораспределитель по маслопроводам III, IV, V и V/ в запорные золотники. Оттуда оно поступает в соответствующие полости всех цилиндров, вследствие чего происходит одновременно поворот и опускание опорной части домкратов выносных опор крана.

Масло из другой полости  всех цилиндров через открытые клапаны  запорных золотников свободно выталкивается  поршнем и через маслопровод VII направляется в бак..

Запорные золотники  установлены в каждом цилиндре и  соединяют его поршневую и штоковую полости с соответствующими маслопроводами. Запорный золотник состоит из небольшого цилиндра со свободно движущимся внутри его поршнем. С торцов цилиндр имеет клапаны, которые прижимаются к гнездам пружинами. Под давлением масла, поступающего в одну из полостей цилиндра запорного золотника, клапан открывается и масло начинает поступать в соответствующую полость цилиндра выносных опор. Одновременно с этим под действием давления масла поршень золотника перемещается в цилиндре и открывает второй клапан, создавая тем самым возможность жидкости перейти из другой полости рабочих цилиндров в дренажную линию.

При установке выносных опор из рабочего в транспортное положение  рычаг реверсивного золотника переводят  в положение «П» (подъем).

Рис. 106. Гидравлическая схема выносных опор крана МКА-10Г: 
1— маслобак; 2 — насос; 3 — напорный золотник; 4 — реверсивный золотник; 5 и 7 — рычаги управления; 6 — гидрораспределитель; 8 и 9 — гидроцилиндры выносных опор; 10 — запорные золотники; /, ///, IV, V, VI и VII — напорные магистрали; 11 — сливная линия

Масло в этом случае подается насосом через реверсивный  золотник по маслопроводу одновременно во все гидроцилиндры системы. Масло  возвращается из цилиндров в бак  по маслопроводам, через гидрораспределитель и далее по маслопроводу.

Гидрораспределитель дает возможность индивидуально управлять выносными опорами крана.