close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

Расписание работы спортклуба «Сокол» на весенние каникулы;pdf

код для вставкиСкачать
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Перспективы развития
автомобильных кранов-манипуляторов
Рассмотрены направления развития крановманипуляторов, предназначенных для использования на грузовых автомобилях.
Показаны изменение параметров таких
кранов-манипуляторов и тенденции их развития в России и за рубежом.
Ключевые слова: кран-манипулятор, грузоподъёмность, грузовой момент, вылет стрелы, высота подъёма.
Современные грузовые автомобили
являются одной из баз для создания
специальных кранов-манипуляторов.
Широкая популярность этого сравнительно
нового вида грузоподъёмного
оборудования обусловлена значительным
разнообразием технологий и видов работ,
выполняемых в различных отраслях
экономики (строительство, транспорт,
сельское хозяйство и др.) [1, 2].
Применение кранов-манипуляторов
позволяет решить в строительстве
такую важную задачу, как создание
дополнительных механизированных
рабочих мест. Российские заводы
наращивают объёмы производства крановманипуляторов [3]. В настоящее время
накоплен достаточный объём технической
информации, позволяющий выявить
некоторые тенденции и особенности
применения кранов-манипуляторов в
строительстве и на транспорте.
основных секций. Первая 4 из них шарнирно
закреплена на поворотной колонне 3, а вторая 5, выполненная в виде рукояти, установлена на свободном конце первой и кинематически связана соответствующей системой
с третьей выдвижной телескопической секцией, содержащей звенья 6 и 7.
Основными параметрами крана-манипулятора являются: грузовой момент М, кН·м;
максимальная грузоподъёмность Q, т; максимальный вылет стрелы Lmax, м; максимальная высота подъёма груза H, м; масса кранового оборудования mк, кг и др. Механизм
поворота стрелы крана с грузом может быть
реечным или винтовым. Перспективными
исполнительными механизмами являются
системы поворота с червячным редуктором
и гидромотором, не имеющие ограничений
на величину угла вращения стрелы грузоподъёмного оборудования в горизонтальной плоскости.
К автомобильным кранам-манипуляторам
предъявляются специфические требования,
формирующие минимальную стоимость и
высокие потребительские качества. Наиболее напряжёнными силовыми механизмами
такого рабочего оборудования являются
поршневые гидроцилиндры 8 и 9 поступательного действия, осуществляющие перемещение стрелы с грузом в вертикальной
плоскости. Несмотря на простую конструкцию крана-манипулятора, режим работы
гидроцилиндра стрелы характеризуется мно-
В.Н. ТАРАСОВ,
И.В. БОЯРКИНА,
доктора техн. наук
(СибАДИ),
В.В. ДЕГТЯРЬ
(Филиал Военного
учебно-научного
центра сухопутных
войск «Общевойсковая
академия Вооруженных
Сил Российской
Федерации»)
Рис. 1. Общий вид
крана-манипулятора
общего назначения
на базе автомобиля
УРАЛ в рабочем положении при максимальном вылете
стрелы (вариант проектирования)
Б
азовой машиной такого крана-манипулятора является грузовой автомобиль 1 (рис. 1), на раме которого монтируется основание 2 и поворотная колонна 3,
обеспечивающая вращение стрелы с грузом. Стрела обычно состоит из нескольких
5
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
гими взаимосвязанными параметрами. Эксплуатационная надёжность грузоподъёмного
оборудования такого типа зависит от правильного выбора при проектировании расчётных нагрузок и размерно-геометрических
параметров.
По величине грузового момента М современные краны-манипуляторы, выпускаемые
российскими и зарубежными производителями, условно можно разделить на группы:
1 – грузоподъёмностью порядка 2 т с
М = 65–70 кН·м;
2 – грузоподъёмностью около 3 т с
М = 90–100 кН·м;
3 – грузоподъёмностью более 4 т с
М = 129–140 кН·м и др.
Рис. 2. Общий вид крана-манипулятора в рабочем положении (вариант подъёма груза из котлована):
1 – шасси грузового автомобиля; 2 – неподвижное основание поворотной колонны; 3 – поворотная колонна; 4 – грузовая лебёдка; 5, 6 – секции стрелы; 7, 8 – гидроцилиндры; 9 – крюковая подвеска; 10 – полиспаст
Таблица 1
Характеристика автомобильных кранов-манипуляторов
Параметр
Кран-манипулятор
4030 П
4901
5912
4903
МКС-4531
ЛВ-184А-10
ОМЛТ-70-20 (ООО «Велмаш-С»)
СФ-65 (ОАО «Соломбальский
машиностроительный завод»)
Е 65L (Epsilon, Австрия)
2006 (Kesla, Финляндия)
ЛВ-185-14
ЛВ-185-16
ОМЛТ-97 (ООО «Велмаш-С»)
М-100L-80 (Epsilon)
F-96S (Lоglift, Швеция)
2009 (Kesla)
УРАЛ (вариант проектирования)
6
Qmax, т Qmin, т Lmax, м М, кН·м mк, кг
0,5
0,61
1,0
2,5
2,5
2,4
2,1
0,5
0,61
1,0
1,0
1,22
0,95
0,96
3,6
5,0
5,0
4,5
2,72
7,4
7,3
17,65
29,92
49,05
44,14
67,0
70,0
70,0
820
1180
1600
1460
1800
1600
2360
2,0
0,895
7,1
65,0
1900
2,5
2,2
3,0
3,3
3,17
3,23
3,1
3,1
3,33
0,89
0,91
1,15
1,307
1,27
1,19
1,22
1,18
1,33
7,6
7,0
7,8
7,8
7,3
8,0
7,9
8,02
7,5
65,0
65,0
90,0
100,0
97,0
97,0
95
93
98,1
1550
1750
1900
1980
2470
1800
1990
2070
2400
Эффективность работы крана-манипулятора зависит от сложности конструкции и надёжности работы основных исполнительных механизмов в течение всего периода эксплуатации.
На рис. 2 приведён кран-манипулятор,
который может поднимать грузы из глубоких
колодцев и котлованов, для чего его рабочее
оборудование смещено от кабины и снабжено грузовой лебёдкой 4 и крюковой обоймой 9 на канатном полиспасте 10.
Для современных кранов-манипуляторов
грузоподъёмность Q крана рассматривается
как максимальная Qmax и минимальная Qmin
при минимальном и максимальном вылетах стрелы.
В табл. 1 приведены параметры крановманипуляторов, которые производятся в
настоящее время [3] и выпускались в 90-е
[4] и 80-е годы [5].
Анализ табл. 1 свидетельствует о том, что
за последние 30 лет произошло увеличение
максимальной Qmax и минимальной Qmin
грузоподъёмностей кранов-манипуляторов.
При этом наблюдается тенденция повышения
вылета стрелы с целью увеличения высоты
подъёма груза и радиуса действия грузоподъёмного крана. Происходит увеличение грузового момента М и массы mк кранового оборудования. Массовые (весовые) характеристики
крана удобно связывать с его грузоподъёмностью, вылетом и грузовым моментом.
На рис. 3 приведена зависимость грузоподъёмности Q от грузового момента М
крана, где определённому значению грузового момента для конкретного рабочего оборудования соответствуют две предельные
грузоподъёмности Qmax и Qmin.
На рис. 4 приведена зависимость массы mк
кранового оборудования от вылета L стрелы.
Уравнение регрессии этих параметров имеет
низкий коэффициент корреляции R2 = 0,33.
Это означает, что масса mк кранового оборудования зависит главным образом от других параметров – грузоподъёмности и грузового момента.
На рис. 5 приведена зависимость массы
mк кранового оборудования от грузоподъёмности Q крана.
Технический уровень оценивают с помощью удельной металлоёмкости кранаманипулятора [6]:
μ (Qmax) = mк/Qmax; μ (Qmin) = mк/Qmin.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Масса кранового оборудования изменяется в пределах mк = 750–2500 кг при увеличении грузоподъёмности Q = 0,5–3,5 т. В
этом случае наблюдается тенденция к уменьшению удельной металлоёмкости. Для минимальной грузоподъёмности Qmin показатель
удельной металлоёмкости характеризуется
тангенсом угла наклона линии 2 (см. рис. 5).
На рис. 6 приведена зависимость массы
mк кранового оборудования от грузового
момента М, уравнение регрессии которой
имеет следующий вид:
mк = 14,455М + 769,73.
(1)
Особенность проектирования кранаманипулятора состоит в том, что исходными
параметрами для этого процесса являются
грузоподъёмность и грузовой момент. Грузовой момент М крана-манипулятора не является параметром, который можно использовать непосредственно для выполнения
расчётов каких-либо механизмов крана.
Это обусловлено тем, что действительный
(расчётный) грузовой момент М р кранаманипулятора представляет собой сумму
момента от величины грузоподъёмности и
моментов от сил тяжести масс элементов
стрелы относительно её шарнира.
Расчётный момент стрелы определяется
по формуле:
Мр = М + М (G).
где М – грузовой момент; М (G) – момент
от сил тяжести элементов стрелы и гидроцилиндров.
Для определения расчётного момента Мр
на стреле крана-манипулятора при проектировании сначала определяется масса mк кранового оборудования по формуле (1). Например, для крана-манипулятора, выполненного
на базе автомобиля УРАЛ, грузовой момент
М = 98,1 кН·м, масса кранового оборудования mк = 2188 кг.
С помощью табл. 2 установлено ориентировочное распределение массы mк кранового оборудования по конкретным элементам конструкции и механизмам [5].
Из табл. 2 следует, что масса стрелы mс
с гидроцилиндрами составляет долю 0,345
от массы mк кранового оборудования. Для
крана-манипулятора на автомобиле УРАЛ
масса стрелы с гидроцилиндрами m с =
= 755 кг. Далее массу стрелы mс распределяют на четыре отдельные массы по секциям (см. рис. 1).
Рис. 3. Зависимость грузоподъёмности Q крана-манипулятора от грузового момента М:
Рис. 4. Зависимость массы mк
кранового оборудования от вылета L стрелы
1 – Qmax; 2 – Qmin
Рис. 5. Зависимость массы кранового оборудования mк от грузоподъёмности Q:
1, 2 – то же, что на рис. 3
Рис. 6. Зависимость массы mк
кранового оборудования от грузового момента М
После распределения массы стрелы mс
по элементам (секциям стрелы) определяют
дополнительный момент от сил тяжести
i=n
M (G ) = ∑ mi gli ,
i=1
где mi и li – соответственно массы отдельных секций стрелы и их расстояния от шарнира стрелы на колонне до центров масс элементов стрелы.
Таблица 2
Распределение масс кранового оборудования
Элемент
крана-манипулятора
Доля массы элементов
крана-манипулятора
от массы mк кранового
оборудования
Стрела
0,165
Гидроцилиндры
0,180
Рама
0,170
Кронштейн стрелы
0,075
Механизм поворота
0,152
Выносные опоры
0,09
Трубопроводы
0,03
Гидрооборудование
0,06
Прочие элементы
0,078
7
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ
Расчётный момент крана-манипулятора
зависит от грузового момента М и от момента
M (G) сил тяжести стрелы. Величина дополнительного момента M (G) от сил тяжести
отдельных масс стрелы составляет примерно
15–20% от величины грузового момента М.
Анализ табл. 1 свидетельствует о том, что
в настоящее время главным образом сформировались предельные значения основных
параметров кранов-манипуляторов.
Основными направлениями дальнейшего развития кранов-манипуляторов
являются:
• совершенствование конструкции грузоподъёмных кранов;
• улучшение удельных показателей (металлоёмкости, энергозатрат, стоимости);
• совершенствование гидропривода на
основе выбора номинального давления
гидросистемы 25–32 МПа,
• применение легированных сталей,
полученных на основе нанотехнологий, для
уменьшения массы кранового оборудования;
• повышение уровня композиционной
целостности и информационной выразительности конструктивного исполнения в целом.
Список литературы
1. Зайцев Л.В., Полосин М.Д. Автомобильные
краны. М.: Высшая школа, 1987. 208 с.
2. Епифанов С.П., Поляков В.И. Пневмоколесные
и гусеничные краны. М.: Высшая школа, 1985. 312 с.
3. Смыков А.А. Повышение эффективности применения гидроманипуляторов ОАО «ММЗ» для лесохозяйственных и лесозаготовительных работ //Строительные и дорожные машины. 2013. № 1. С.11–15.
4. Строительные машины: справочник: в 2 т. Т. 1.
Машины для строительства промышленных, гражданских сооружений и дорог / А.В. Раннев, В.Ф. Корелин, А.В. Жаворонков [и др.] / под общ. ред.
Э.Н. Кузина. М.: Машиностроение, 1991. 496 с.
5. Рось Я.В. Автокраны с объёмным гидроприводом. Киев: Техника, 1978. 128 с.
6. Бояркина И.В. Технологическая механика одноковшовых фронтальных погрузчиков: монография. Омск: СибАДИ, 2011. 336 с.
V.N. Tarasov, I.V. Boyarkina, V.V. Degtar
Development prospects truck mounted crane
on truck
The directions of development of the cranes
on trucks. The change of parameters cranes
and development trends in Russia and abroad.
Keywords: crane, load, load moment, boom,
lifting height.
8
CДM
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа