Работа автомобильного крана с максимальной грузоподъемностью допустима только на выносных опорах. При работе без выносных опор грузоподъемность крана резко, снижается. Некоторые модели автомобильных кранов могут работать только с выносными опорами. Выносные опоры (обычно их четыре) монтируются в опорной раме крана, закрепляемой на раме шасси автомобиля. Выносные опоры снабжаются винтами или гидроцилиндрами (у тяжелых кранов).

Рессоры ходовой части при работе крана выключаются с помощью стабилизатора, состоящего из двух рычагов, соединенных между собой валом, с рессорами тягой. Рычаги приводятся в действие винтом. Вращая винт и нажимая на хвостовую часть рычага, обе рессоры тягой подтягиваются, прижимаются к раме шасси крана и выключаются из работы.

На тяжелых автомобильных кранах стабилизаторы оснащаются гидротолкателями или пневмоцилиидрами.

Механизм автомобильных кранов, как и стреловых самоходных, выполняется с групповым или с индивидуальным электро- или гидроприводом. При групповом приводе механизмы крана работают от автомобильного двигателя. Энергия от двигателя передается через вертикальный вал, размещенный по оси вращения крана, и коробку отбора мощности, соединенную с трансмиссией автомобиля.

В кранах МКА-10М и МКА-16 механизмы выполнены по единой кинематической схеме с механизмами гусеничных кранов МКГ-6,3 и МКГ-10 и имеют с ними одинаковую конструкцию. При индивидуальном электро- или гидроприводе на шасси устанавливают генератор или насосы, имеющие привод от трансмиссии автомобиля.

Рис. 2. Стабилизаторы рессор автомобильных кранов
а — механические; б — гидравлические

Управление крановыми механизмами осуществляется с пульта на поворотной платформе, а механизмом передвижения — из кабины автомобиля.

При гидравлическом приводе для упрощения гидрокоммуникации насосы, подающие жидкость гидродвигателям механизмов поворотной части, устанавливают на поворотной платформе крана с приводом от трансмиссии автомобиля.

—

Краны на автомобильном ходу широко применяют при монтаже сборных железобетонных и металлических конструкций, а также технологического оборудования. Скорость их передвижения 30—40 км/ч. Они незаменимы в тех случаях, когда монтируемые объекты расположены в отдалении друг от друга.

Механизмы автомобильных кранов оснащаются механическими, электрическими или гидравлическими приводами. Краны оборудуются крюками, а также грейферами и захватами. По степени применения сменного оборудования их подразделяют на краны общего назначения, работающие только с крюком, и краны полууниверсальные, работающие как с крюком, так и с грейфером.

Рис. 3. Автомобильные краны:
а — К-46, б — К-64; 1 — шасси, 2 — выносные опоры, 3 — поворотная часть крана, 4 — кабина управления краном, 5 — стрела

Автомобильные краны изготовляют на базе различных грузовых автомобилей: ЗИЛ-130, КРАЗ-219, МАЗ-500 и т. д.

Недостатки автомобильных кранов следующие: при работе крапов на полную грузоподъемность необходимо устанавливать выносные опоры на хорошо спланированной площадке; на слабых грунтах применение таких кранов затруднительно.

Выносные опоры автомобильного крана К-46 бывают откидного типа с винтовыми домкратами. При работе крана с выносными опорами сначала устанавливают кран в исходное положение, а затем приступают к установке выносных опор. Под выносные опоры для большей устойчивости помещают деревянные подкладки, за счет чего площадь опирания выносных опор на грунт становится больше. Винтовые домкраты создают плотное опирание выносных опор к подкладкам и подкладок к грунту.

Автомобильный кран К-46 состоит из шасси автомобиля, а также из поворотной и неповоротной частей, которые соединяются опорно-поворотным устройством. Поворотная часть изготовлена в виде жесткой рамы — платформы, на которой закреплена неразъемная стрела коробчатого сечения. К раме крепится полиспаст подъема стрелы. Все механизмы подъема и поворота стрелы располагаются на поворотной раме. Работой крана, т. е. механизмами поворота стрелы, ее подъемом и опусканием, подъемом и опусканием груза, управляют из кабины, смонтированной на поворотной части.

Автомобильный кран К-64 грузоподъемностью 6,3 тс изготовляется на базе шасси автомобиля МАЗ-500 и приспособлен для работы с крюком и грейфером. Длина основной стрелы 7,35 м. Она состоит из двух секций, выполненных из уголков. С помощью сменной секции стрела может быть удлинена до 11,75 м.

Опорно-поворотное устройство двухрядное, шариковое. Опорная рама крана снабжена четырьмя выносными опорами с винтами. Для выключения задних рессор автомобиля в раме крана установлен рычажно-винтовой стабилизатор с ручным приводом.

Изменение рабочих скоростей крана достигается изменением числа оборотов дизеля и переключением коробки перемены передач.

—

Автомобильные краны применяют для выполнения погрузочно-разгрузоч-ных работ со штучными грузами, а также для монтажа конструкций и различного технического оборудования. Высокие скорости передвижения позволяют применять эти машины на объектах с небольшими объемами работ, находящихся в значительном удалении один от другого.

В СССР выпускают автомобильные краны грузоподъемностью 6,3; 10; 12,5 и 16 т с гибкой подвеской рабочего оборудования и механическим (КС-2561Д, КС-2561ДА, КС-2561К, КС-2561 К-1) и электрическим (СМК-101, КС-4561А, КС-45612) приводами, а также гидравлические краны с жесткой подвеской рабочего оборудования — КС-2571А, КС-2571А-1, КС-3575А, КС-3577, КС-3577-2, КС-3577А, КС-4572, КС-4573. Разрабатываются краны с электрическим и гидравлическим приводами грузоподъемностью 20 т.

Автомобильный кран с гибкой подвеской рабочего оборудования состоит из неповоротной и поворотной частей. Обе части связаны между собой опорно-поворотным устройством, служащим для передачи нагрузок (грузового момента, вертикальных и горизонтальных сил) от поворотной части крана на неповоротную, а также Для вращения поворотной части.

Неповоротная часть крана состоит из ходового устройства, ходовой Рамы и выносных опор. В качестве ходовых устройств используют шасси грузовых автомобилей ЗИЛ-431412, ЭИЛ-133ГЯ, ЗИЛ-4331, MA3-5337, КрАЗ-257, КрАЗ-250, Ка-мАЗ-53213. Для повышения транспортных свойств крана применяют также шасси грузовых автомобилей повышенной проходимости.

Рис. 4. Автомобильные краны с гибкой (а) н жесткой (б) подвеской рабочего оборудования

В связи с необходимостью размещения на шасси автомобиля механизмов и узлов крановой установки в конструкцию шасси вносят некоторые изменения. Вместо кузова на раме автомобиля закрепляют ходовую раму. Дополнительно устанавливают коробку отбора мощности, промежуточный редуктор, опорную стойку стрелы, а также стабилизатор 6 или выключатели упругих подвесок. При необходимости изменяют место расположения топливных баков и запасных колес.

Выносные опоры используют для увеличения опорного контура крана в рабочем состоянии. При работе на выносных опорах грузоподъемность крана резко возрастает по сравнению с его работой без выносных опор. Выносные опоры машинист устанавливает вручную или с помощью гидропривода.

При работе кранов на выносных опорах упругие подвески шасси прогибаются и мост не отрывается от грунта. При работе без выносных опор правая и левая подвески моста деформируются неравномерно, что приводит к наклону поворотной рамы и резкому уменьшению устойчивости крана.

Для повышения устойчивости автомобильных стреловых кранов применяют выключатели подвесок, жестко соединяющие оси шасси с его рамой, или стабилизаторы, не только соединяющие оси шасси с рамой, но и уравнивающие деформации подвесок осей.

Поворотная часть крана состоит из поворотной платформы, кабины машиниста и стрелового оборудования. Основанием поворотной части крана является поворотная рама, устанавливаемая на опорно-поворотное устройство. Противовес закрепляют на поворотной части крана для уравновешивания его во время работы. Двуногая стойка состоит из двух боковых ферм (стоек), соединенных наверху и удерживающих стреловое оборудование.

На поворотной раме установлены стреловая и грузовая лебедки, механизм поворота и реверсивно-распределительный механизм (на краназс с механическим приводом). Грузовая лебедка служит для подъема и опускания груза, стреловая — для изменения угла наклона стрелы при изменении вылета. Механизм поворота предназначен для вращения поворотной части крана. Реверсивно-распределительный механизм служит для изменения направления вращения барабанов лебедок и поворотной части крана, а также для распределения крутящего момента между стреловой и грузовой лебедками и механизмом поворота. Он обеспечивает независимый раздельный привод всех механизмов или совместную работу некоторых из них. Механизмы крана защищены капотом.

Рис. 5. Автомобильный кран (капот условно свит)

В кабине машиниста расположены органы управления лебедками и механизмом поворота крана. Для вписывания некоторых кранов в железнодорожный габарит 02-Т их кабины выполнены разъемными со съемной верхней частью. На некоторых кранах вся кабина может быть снята с поворотной рамы, а кронштейны под кабину закрыты брезентом.

Управление передвижением крана осуществляется из кабины шасси. В кабине шасси размещается также рычаг включения коробки отбора мощности для привода лебедок и механизма поворота.

К стреловому оборудованию относят стрелу, стреловой полиспаст, грузовой полиспаст и грузозахватные устройства, ртреловой полиспаст служит для подъема стрелы.

К грузозахватным устройствам относят крюковую подвеску и грейферный ковш (грейфер). При замене крюковой подвески на грейфер краны могут работать на погрузке и разгрузке сыпучих и мелкокусковых материалов. На головке стрелы смонтирован автоматический сигнализатор 20 опасного напряжения, предупреждающий машиниста о приближении стрелы крана на опасное расстояние (не менее 1 м) к одно- или многофазной линии электропередач напряжением 220/380 В и частотой 50 Гц.

Стреловой полиспаст связан с головкой стрелы растяжками, между которыми устанавливают универсальный ограничитель грузоподъемности, автоматически выключающий механизм крана при превышении грузоподъемности. Вместо универсальных ограничителей на кранах могут быть установлены и специальные, предназначенные только для этого типа крана ограничители грузоподъемности: механические, пружинного типа или гидравлические.

Кроме ограничителей грузоподъемности и сигнализаторов опасного напряжения на кранах применяют ограничители подъема крюка и подъема стрелы, указатели вылетов, грузоподъемности и рабочей зоны крана, а также маятниковые креномеры или сигнализаторы крена. Для предохранения стрелы от запрокидывания на кране устанавливают телескопические упоры или специальное канатное устройство.

На рис. 5 показан кран с основной невыдвижной стрелой. Под основной понимается стрела, обеспечивающая наибольшую грузоподъемность крюка.

К сменным видам стрелового оборудования относятся удлиненные невыдвижные и выдвижные стрелы, составленные из основной стрелы и дополнительных секций, удлиняющих ее, и удлиненные жесткие стрелы с гуськами.

В качестве рабочего органа на основной стреле может быть установлена крюковая подвеска или грейфер, а на удлиненной стреле и гуське — только крюковая подвеска. По ГОСТ 22827—85 «Краны стреловые самоходные общего назначения. Технические условия» допускается работа крана и с другими видами навесного оборудования: с вибропогружателями, шпунто-выдергивателями, буровым инструментом. Работа с навесным оборудованием производится только на выносных опорах.

Основные и удлиненные выдвижные стрелы позволяют быстро изменять их длину без рабочей нагрузки. Секции стрелы выдвигают вручную с помощью цепной передачи или с помощью пнев-моцилиндра. Такие стрелы, как правило, не оборудуют гуськами. В качестве рабочего органа к ним используют крюковую подвеску.

Башенно-стреловое оборудование позволяет получить наибольшее полезное подстреловое пространство, что значительно расширяет область применения кранов. Монтаж и демонтаж такого оборудования на автомобильных кранах не требуют дополнительных подъемных средств. При демонтаже башенно-стрелового оборудования стрелу опускают вниз и закрепляют на башне, крюковую подвеску крепят у пяты башни. После этого башню со стрелой опускают на подкатную тележку и закрепляют на ней. Монтируют оборудование в обратном порядке.

На всех выпускаемых в настоящее время автомобильных кранах с механическим приводом применены приводы с реверсивно-распределительным механизмом. Реверсивно-распределительный механизм состоит из распределительного и реверсивного механизмов. Механизм приводится от двигателя базового автомобиля через коробку отбора мощности. Кинематическая схема такого крана обеспечивает одновременную работу грузовой лебедки либо со стреловой лебедкой (шестерня находится в зацеплении с полумуфтой), либо с механизмом поворота (шестерня находится в зацеплении с полумуфтой). При этом реверсирование одного из механизмов вызывает реверсирование второго.

Управление реверсивно-распредели-тельным механизмом механическое. Управление тормозами исполнительных механизмов электропневматическое, осуществляется электропневматическими вентилями, которые управляют пневмокамерами тормозов. Управление сцеплением включает в себя пневмоклапан непрямого действия и электропневматический вентиль.

Электрический привод (электропривод) автомобильных кранов переменного тока напряжением 380 В. В качестве источника электроэнергии Для питания электродвигателей механизмов крана применяют синхронные генераторы единой серии ЕСС5 напряжением 400 В.

Грузовые лебедки (главная и вспомогательная) и механизм поворота приводятся асинхронными трехфазными электродвигателями с фазным ротором, а стреловая лебедка — асинхронным короткозамкнутым двигателем. Частота вращения двигателей грузовых лебедок и механизма поворота регулируется переводом рукоятки контроллера в положение второе— пятое, при этом сопротивление в цепи ротора соответствующего двигателя будет уменьшаться, а частота вращения его расти. Для расширения диапазона регулирования частоты вращения двигателей грузовых лебедок и механизма поворота в схеме предусмотрено частотное регулирование двигателей. Частота тока изменяется в пределах 37,5 … 50 Гц, а напряжение — 320 … 400 В с помощью изменения частоты вращения генератора (750 … 1000 мин-1). Частоту вращения генератора изменяют путем изменения частоты вращения двигателя базового автомобиля педалью подачи топлива.

Рис. 6. Принципиальная кинематическая схема кранов с механическим приводом:
I — коробка отбора мощности; II — нижний конический редуктор; III — опорно-поворотное устройство; IV — механизм поворота; V — реверсивный механизм; VI — распределительная коробка; VII, VIII — грузовая и стреловая лебедки; I, 14, 35 — ленточные фрикционные тормоза; 2, 15, 34 — червячные шестерни; 3, 12, 33 — червяки червячных передач; 4, 5, 29, 30. 32 — валы; б, 16, 20, 22, 23, 27, 31 — цилиндрические шестерни; 7, 21, 26, 28 — полумуфты; 8, 9, 11, 18, 24 — конические шестерни; 10 — кулачковая муфта; 13 — коническая фрикционная муфта; 11 — зубчатый венец; 19 — карданный вал; 25 — вертикальный вал

Опускание тяжелых грузов с малыми скоростями производят в режиме динамического, торможения, который соответствует работе двигателя в качестве генератора. Для перехода на работу в режиме динамического торможения универсальный переключатель переводят в положение «Замедленный спуск». Частоту вращения двигателя стреловой лебедки регулируют с помощью частотного регулирования.

От коротких замыканий и перегрузок электрические машины, питающий кабель и все электрооборудование крана защищают автоматическими выключателями и предохранителями.

Электрическая схема привода предусматривает возможность питания электродвигателей не только от генератора, но и от внешнего источника трехфазного тока напряжением 380 В и частотой 50 Гц. К внешнему источнику питания привод крана присоединяют через штепсельную розетку.

Возможность питания двигателей от внешней электрической сети общего назначения позволяет увеличить время работы (моторесурс) двигателя внутреннего сгорания базового автомобиля, снизить эксплуатационные расходы (так как стоимость электроэнергии во много раз меньше стоимости топлива двигателей внутреннего сгорания), а также облегчить работу машиниста, особенно в холодное время, когда возникают трудности с пуском дизеля.

При питании от внешних источников тока регулировать частоту вращения двигателей грузовой лебедки и механизма поворота крана можно только изменением сопротивления в цепи ротора этих двигателей. Частота вращения двигателя стреловой лебедки в этом случае не регулируется.

Трансмиссия каждого рабочего органа кранов с электроприводом выполнена в виде отдельных, не зависящих друг от друга механизмов. Принципиальная кинематическая схема механизмов крана с электроприводом приведена на рис. 7.

Кран с жесткой подвеской рабочего оборудования состоит из таких же основных частей, что и автомобильный кран с гибкой подвеской рабочего оборудования; у него отсутствуют двуногая стойка и стреловая лебедка, стрела поднимается специальным цилиндром.

Рис. 7. Кинематическая схема крана с электроприводом:
а — механизма поворота; б — стреловой лебедки; в, г — грузовых лебедок вспомогательного и главного подъемов; 1,7,8 — барабаны лебедок; 2 — опорно-поворотное устройство; 3 — шестерня; 4—6, 9, 10 — редукторы

В качестве основного рабочего оборудования на кранах применяют телескопические стрелы. Длину таких стрел можно быстро изменять при рабочей нагрузке, при этом секции выдвигаются с помощью гидроцилиндров или гидроцилиндров с канатными или цепными передачами. В качестве рабочего органа применяют крюковую подвеску. Сменным рабочим оборудованием служат гуськи или удлинители.

Поворотную часть устанавливают на тех же автомобильных шасси, что и у кранов с гибкой подвеской рабочего оборудования.

Гидравлический привод обеспечивает жесткую в пределах несжимаемости жидкости связь между гидравлическим насосом и гидравлическим двигателем через рабочую жидкость, перемещающуюся по системе трубопроводов. В качестве источника энергии рабочей жидкости на всех автомобильных кранах применяют аксиально-поршневые гидронасосы. Гидропривод кранов выполняют с одним или двумя гидронасосами.

Гидронасос приводится во вращение от коробки отбора мощности через карданный вал и редуктор привода гидронасоса, если коробка отбора мощности установлена на раздаточной коробке базового автомобиля, или непосредственно от коробки отбора мощности, если она приводится во вращение от коробки передач базового автомобиля. Рабочие скорости регулируются изменением частоты вращения приводного двигателя и дросселированием потока жидкости золотником гидрораспределителя.

Рабочая жидкость по трубопроводам поступает через вращающееся соединение на поворотную часть крана и далее к гидродвигателям исполнительных механизмов. Такой привод называется многомоторным с индивидуальным гидроприводом рабочих механизмов. В гидросистему включают различную аппаратуру, с помощью которой производят пуск и остановку двигателей, устанавливают необходимые режимы их работы, а также контролируют работу всех устройств привода.

Принципиальная гидравлическая схема привода крана с жесткой подвеской рабочего оборудования, с разомкнутой циркуляцией и одним гидронасосом показана на рис. 8. Поток рабочей жидкости от насоса через двухпозиционный гидрораспределитель направляется или к распределителю, расположенному на неповоротной части крана, или через вращающееся соединение к гидрораспределителю, расположенному на поворотной части крана.

Гидрозамки предотвращают возможность самопроизвольного втягивания штоков соответствующих гидроцилиндров в случае обрыва трубопроводов и утечек рабочей жидкости через распределители.

Тормозные клапаны, пропускающие объемы рабочей жидкости, равные количеству жидкости, подводимой к соответствующим гидромоторам, обеспечивают заданные скорости выполнения операций, связанных с опусканием груза, стрелы и втягиванием секций стрелы. Блок клапанов предохраняет гидромотор механизма поворота и элементы его гидропривода от динамических нагрузок, возникающих при разгоне и торможении поворотной части крана.

Преобразователь (датчик) усилия ограничителя грузоподъемности приводится в действие с помощью плунжерного гидроцилиндра, рабочая полость которого сообщается с поршневыми полостями гидроцилиндров И подъема стрелы через аварийные клапаны, которые предотвращают утечки масла из поршневых полостей гидроцилиндров в случае обрыва трубопроводов. При отказе автомобильного двигателя кран можно привести в транспортное положение с помощью ручного гидронасоса.

Рис. 8. Автомобильный кран с жесткой подвеской рабочего оборудования:
1 — крюковая подвеска; 2 — телескопическая стрела; 3 — цилиндр подъема стрелы; 4 — канат; 5 — противовес; 6 — поворотная рама; 7,11— выносные опоры; 8 — опорно-поворотное устройство; 9 — кодовая рама; 10 — кодовое устройство (шасси грузового автомобиля)

Гидравлическая схема привода крана с двумя гидронасосами применяется для повышения мощности гидропривода при сохранении обычного давления 16 МПа. Она позволяет увеличить скорость того или иного механизма путем подключения к его силовой передаче второго насоса. Двухнасосная гидравлическая схема дает возможность совмещать рабочие операции путем одновременного включения золотников гидрораспределителей, управляющих гидромотором механизма поворота и гидромотором главной лебедки.

В холодное время года рабочую жидкость предварительно разогревают путем дросселирования через предохранительный клапан.

Для улучшения всасывания рабочей жидкости и уменьшения кавитационных явлений в гидросистеме в бак некоторых моделей кранов подают сжатый воздух от пневмосистемы шасси базового автомобиля: через влагомас-лоотделитель, воздушный фильтр, стабилизатор давления и обратный клапан воздух поступает в гидробак, создавая в нем избыточное давление (около 0,06 МПа).

Рис. 9. Принципиальная кинематическая схема гидравлического крана

Механическая энергия, полученная в результате преобразования гидродвигателями (гидромоторами и гидроцилиндрами) энергии рабочей жидкости, непосредственно или с помощью трансмиссии передается барабанам, стреле и другим рабочим органам. Трансмиссия каждого рабочего органа выполнена в виде отдельного, независимого механизма.

Рассмотрим принципиальную кинематическую схему крана с гидравлическим приводом и жесткой подвеской телескопической стрелы. На промежуточном валу коробки передач базового автомобиля установлена специальная шестерня, находящаяся в постоянном зацеплении с шестерней коробки отбора мощности. Если подвижную шестерню ввести в зацепление с шестерней, то вращение от двигателя III базового автомобиля будет передаваться насосу. Насос питает или гидромоторы механизма поворота и грузовой лебедки, или гидроцилиндры IV и V выдвижения секции и подъема стрелы.

Гидромотор механизма поворота VI через двухступенчатый редуктор передает движение шестерне, находящейся в зацеплении с зубчатым венцом опорно-поворотного устройства VIII. Гидромотор передает движение барабану грузовой лебедки через двухступенчатый редуктор.