Centr-dostavki.ru

Центр Доставки
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Типы кран-манипуляторов, их конструкционные особенности и характеристики

Автомобильный кран-манипулятор – это грузовая машина, на которой установлено подъемное устройство. Спецтехника сочетает качества грузовика и крана. Он используется для перевозки объектов или при выполнении погрузочно-разгрузочных работ. Но полностью его возможности раскрываются там, где необходимо выполнение нескольких видов работ: погрузки, перемещения, выгрузки, перевозки груза.

При кажущейся внешней простоте кран-манипуляторная установка является сложным высокотехнологичным устройством. Она состоит из длинного списка узлов, в который входит:

  • база (основание), с закрепленными выносными опорами; , установленный на основание;
  • башня (поворотная колонна);
  • стрела с одним, двумя или тремя коленами;
  • приводы, которые поднимают и выдвигают стрелу;
  • привод с редуктором или поворотный цилиндр для осуществления поворота колонны;
  • привод грузовой лебедки с редуктором;
  • узел отбора мощности, который поддерживает в гидравлической системе давление, необходимое для КМУ с гидроприводом;
  • опоры крана манипулятора с ручным или автоматическим приводом;
  • захватное приспособление.

Манипулятор установлен на основании, смонтированном непосредственно на шасси машины. Такое решение обеспечивает надежность конструкции. Кран-манипуляторная установка не использует противовес. Она оснащена дополнительными опорами (аутригерами), которые ставятся по сторонам грузовика. Это дает необходимую устойчивость при выполнении погрузочно-разгрузочных работ.

Крановый манипулятор оснащен средствами, которые обеспечивают безопасную эксплуатацию в рабочем и аварийном режиме. Кран-манипуляторы снабжаются нормально закрытыми тормозами, открывающимися при запуске привода. Отключение привода вызывает автоматическое срабатывание тормозных механизмов. Это позволяет повысить эффективность функционирования КМУ. Снижает нагрузку на оператора, уменьшает до минимума вероятность аварийной ситуации.

Особенности кранов-манипуляторов

Фото установки КМУ

Кран-манипулятор устанавливают на платформе грузового автомобиля позади водительской кабины. Он представляет собой гибрид бортового автомобиля и подъемного крана. Спецтехника компактна и многофункциональна: она выполняет широкий спектр строительных работ, совершает погрузку и разгрузку объектов.

Важное отличие КМУ от автокрана: из-за небольшого размера он рассчитан на вес груза, не превышающий ¼ веса самого автомобиля. При превышении допустимой массы может сломаться несущая база — рама грузовика, к которой прикреплен КМУ. Чтобы увеличить вес автомобиля (а значит, и допустимую грузоподъемность спецтехники), прикрепите к нему прицеп платформы. В этом случае манипулятор лучше установить в конце кузова, а не за водительской кабиной.

Важно! Чем больше расстояние между техникой и грузом, тем меньший вес осилит стрела.

Манипуляторы различаются по габаритам борта и грузоподъемности, в зависимости от типа крана — от 1,5 до 8 тонн. Грузоподъемность техники зависит от типа платформы, длины стрелы и размеров борта. Для перемещения крупногабаритных и тяжеловесных объектов применяют комбинацию из строительного крана и грузовой платформы повышенной грузоподъемности более 8 тонн. Также существуют манипуляторы для особо тяжелых грузов с максимальной грузоподъемностью до 25 тонн.

Читайте так же:
Как добавить топливо на камазе

Поскольку кран-манипулятор объединяет в себе функции грузовой платформы и башенного крана, это делает его особенно востребованным по сравнению с другими видами строительной техники. Если возникает необходимость переместить предмет, выгоднее вызвать кран-манипулятор, чем тратиться на аренду сразу двух видов спецтехники — башенного крана и грузовой платформы.

ОТКРОЙТЕ ДЛЯ СЕБЯ МИР PALFINGER

Выбор группы и модели обусловлен характером проводимых работ, видом и весом перегружаемых грузов.Цена на кран-манипулятор зависит от грузоподъемности и наличия дополнительного оборудования, а именно: люльки, различные виды грузозахватов, устройства дистанционного управления. Мы предлагаем консультации по техническим характеристикам моделей, совместимости с шасси российских и зарубежных марок, монтажу манипулятора на грузовой автомобиль.

На рынке СНГ представлены краны-манипуляторы европейского (PALFINGER PK) и российского (PALFINGER INMAN) производства. Отечественные грузоподъемные краны-манипуляторы выпускаются крупнейшим в России заводом тросовых и шарнирно-сочлененных КМУ АО «ИНМАН», который в 2011г. вошел в состав международного концерна PALFINGER.

Пользователи КМУ PALFINGER могут быть уверены, что вместе с великолепной производительностью они получают самый экономически эффективный продукт с точки зрения затрат в долгосрочной перспективе. ПАЛФИНГЕР СНГ осуществляет техническую поддержку проданного оборудования, поставку запасных частей и расходных материалов через свою дилерскую сеть. Все расходные и быстроизнашивающиеся компоненты КМУ находятся на складах дилеров или дистрибьютора. Удобство и практичность кранов-манипуляторов PALFINGER доказаны на практике, а наличие сервисных центров по всему миру и стабильность самой компании делает КМУ PALFINGER надежным партнером в кратко-, средне- и долгосрочной перспективе.

Заменит ли КМУ автокран?

Кран манипулятор купить в нашей компанией можно не только в лизинг но и в кредит с заводской гарантией. Если в работе нам требуется манипулятор с большой грузоподъемностью, то его следует установить на седельный тягач. Известно, что с его помощью можно транспортировать грузы массой в несколько десятков тонн, благодаря тому, что вес равномерно распределяется на прицеп и тягач. Седельный тягач с КМУ удобен тем, что позволяет менять прицепы под подходящий вид грузов. Для железобетонных блоков используется классический трёхосный прицеп, для длинных труб подойдет прицеп-роспуск.

Читайте так же:
Где находится термостат на камазе

В целом же, установка гидроманипуляторов производится на любой бортовой автомобиль. Производители предлагают богатый выбор моделей с максимальной грузоподъемностью от 1 тонны, до нескольких десятков. И в каждом случае их применение вполне оправдано. Поскольку крупногабаритный груз весом в 1 тонну загрузить на автомобиль крайне проблематично.

Куда тахографы не ставятся: исключения

В ряде ситуаций установка регистрирующего прибора на кран с гидравлическим манипулятором или аналогичным устройством не требуется. Исключения касаются следующих ситуаций:

  1. Транспортное средство не применяется для решения производственных задач, а выступает в качестве учебного пособия (как для изучения конструкции КМУ, так и для освоения навыков вождения/управления манипулятором). Использование устройства для транспортировки грузов с целью получения коммерческой выгоды (даже разовое) не допускается.
  2. Владельцем транспортного средства является не компания, а физическое лицо. При этом КМУ используется собственником только в личных целях, т.е. на безвозмездной основе и без заключения договора с предпринимателей либо юридическим лицом.

Обратите внимание! В обоих случаях необходимо, чтобы ТС не покидало пределов Российской Федерации. В противном случае может возникнуть необходимость оборудования крана самописцем, соответствующим стандартам ЕСТР.

В чем разница

Кран – спецмашина, предназначенная для пространственного подъема и перемещения грузов. В основном это стационарная техника, которая надежно закреплена на одном месте, а для перевозки на другой объект задействуется дополнительный транспорт. Они обладают большой грузоподъемностью, относятся к оборудованию повышенной опасности (управлять им может только специально обученный машинист).

Манипулятор – кран стрелового типа, установлен на автомобильные шасси. В нем скомбинирован мощный грузовик и автокран. Благодаря этому и возможности весьма широкие: транспортировка, демонтаж, подъем, погрузочные и ремонтные работы, доставка габаритных грузов. Услуга аренды манипулятора является одной их самых востребованных на рынке спецтехники.

Эвакуатор позиционируют как ТС узкой специализации. Основное предназначение – перевозка легковых автомобилей. Но при этом их часто используют для транспортировки крупногабаритных грузов: спецсредств, двигателей, шин и прочих тяжелых грузов.

В этой тройке манипулятор является связующим звеном. Он может выполнять функции и крана, и эвакуатора. Но всегда ли это выгодно и уместно? Давайте разбираться.

Конструкция и принцип действия крана-манипулятора

Author Image

Краны-манипуляторы на автомобильном шасси часто используются для перемещения грузов. Во многих случаях эти грузы имеют значительную массу, воздействующую со значительной силой на различные части крана. Узнайте, как с помощью моделирования можно определить влияние этих сил и оптимизировать работу крана.

Читайте так же:
Как отрегулировать сцепление на юмз

Мобильность и грузоподъемность

Конструкция кранов позволяет поднимать и опускать грузы, слишком тяжелые для человека. Во многих областях применения этих машин — от строительства до обслуживания линий электропередач — полезным преимуществом также является мобильность. Краны-манипуляторы можно легко передвигать в различных направлениях, а также перевозить по автомобильным дорогам, что позволяет избежать затрат на дополнительное транспортное оборудование.

Изображение автомобильного крана-манипулятора.

Пример крана-манипулятора («Кран-манипулятор Palfinger (Австрия). Конструкция из бетона (сделана в Германии) представляет собой небольшую установку для очистки сточных вод для дома с четырьмя и менее жильцами». Автор: TM — собственная работа. По лицензии Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Germany из Wikimedia Commons.)

Краны подобного типа оснащаются несколькими гидравлическими цилиндрами, управляющими перемещением манипулятора, а также множеством других механизмов. При перемещении тяжелых грузов на компоненты крана воздействуют значительные силы. Используя моделирование, мы сможем исследовать воздействие этих сил на кран во время его работы и определить способы улучшения его эксплуатационных характеристик путем оптимизации конструкции.

Исследование твердого тела на примере крана-манипулятора

Модель крана-манипулятора исследует силы, действующие на цилиндры и шарнирные соединения крана при его эксплуатации, используя возможности модулей Динамика многотельных систем и Механика конструкций. Импортированная из модели CAD геометрия крана состоит из 14 частей, передвигающихся относительно друг друга.

Геометрия модели

Геометрия крана-манипулятора.

На рисунке ниже представлен более подробный обзор рычажных механизмов крана. После рисунка приводится таблица, содержащая описание отдельных компонентов.

Подробное описание рычажных механизмов автокрана.

КомпонентЦвет
ОснованиеСиний
Внутренняя секция стрелыЗеленый
Внешняя секция стрелыЖелтый
Телескопические секцииГолубой, фиолетовый, серый
Цилиндры механизма подъема стрелыКрасный, серый
Поршни механизма подъема стрелыЖелтый, фиолетовый
Рычажный механизм внутренней секцииФиолетовый, черный
Рычажный механизм внешней секцииГолубой, синий

В данном примере к крану приложены две нагрузки: собственный вес, направленный в отрицательном направлении по оси z, и полезная нагрузка в 1000 кг, приложенная к его оконечности. Рабочий цикл включает поднятие груза из удаленного положения и его перемещение под стрелу крана. Сначала груз перемещается вверх, а затем — по направлению к крану. График ниже изображает траекторию оконечности крана в течение рабочего цикла.

График траектории оконечности стрелы крана во время рабочего цикла.

Траектория оконечности крана в течение рабочего цикла.

Фактически кран управляется посредством изменения длины трех цилиндров: цилиндра внутренней секции стрелы, цилиндра внешней секции стрелы и цилиндров телескопического механизма. Цилиндр внутренней секции стрелы обеспечивает ее поднятие, цилиндр внешней секции стрелы регулирует величину угла между внутренней и внешней секциями, а цилиндры телескопического механизма регулируют вылет стрелы. Поскольку это более удобно, в данном случае в качестве параметров используются углы наклона секций стрелы, а не длины цилиндров.

Читайте так же:
Как прокачать тормоза газ 3309

Результаты

На изображении ниже представлено 9-е положение рабочего цикла, в котором угол между внутренней секцией стрелы и горизонталью составляет 45°, угол между внутренней и внешней секциями стрелы составляет –30°, общий вылет составляет 1,5 м.

Модель, показывающая перемещения компонентов крана.

Кран в 9-м положении рабочего цикла. Цветом обозначено общее смещение компонентов крана.

Теперь рассмотрим воздействие нагрузок на различные части крана. На каждом из представленных ниже графиков номер решения соответствует положению крана. В первоначальном положении кран поднимает груз с помощью удлиненной стрелы, а затем, в решении, соответствующем последнему положению, опускает груз рядом с собой.

Начнем с сил, воздействующих на цилиндры, управляющие положением стрелы. В данном случае силы сжатия имеют положительное направление. Когда перемещаемый груз расположен далеко от основания крана, силы, воздействующие на цилиндры, будут больше по величине, как и можно было предположить. Наибольшая величина силы во время рабочего цикла определяет требуемые характеристики цилиндра.

График усилий на цилиндрах, управляющих положением стрелы.

Силы, воздействующие на цилиндры, управляющие положением стрелы.

На следующем графике показаны силы, воздействующие на цилиндры телескопического механизма. Как и в предыдущем примере, сила сжатия имеет положительное направление. Цилиндры внутренней секции рассчитаны на более высокие нагрузки, поскольку им необходимо перемещать вес телескопических сегментов на большее расстояние.

Силы, воздействующие на цилиндры телескопического механизма.

Силы, воздействующие на цилиндры телескопического механизма.

И наконец, мы можем наблюдать силы, действующие на шарниры между основными частями крана. Этот же способ может использоваться для исследования сил, воздействующих на соединения между любыми частями крана. Представленные ниже результаты полезны для определения конструкционных размеров подобных компонентов.

График сил, воздействующих на шарнирные механизмы.

Силы, воздействующие на шарниры.

Выделение определенного механизма в системе

Теперь мы можем использовать модуль Оптимизация для улучшения характеристик рычажного механизма крана. Для этого можно использовать модель Optimization of a Crane Link Mechanism (Оптимизация рычажного механизма крана), которая является продолжением модели Truck Mounted Crane (Кран-манипулятор). В этом случае основное внимание уделяется снижению усилия на цилиндре, необходимого для перемещения определенного груза в условиях наихудшего сценария цикла нагрузки.

Модель рычажного механизма крана.

Подробное описание рычажных механизмов автокрана.

Таблица ниже содержит наименования всех используемых в модели компонентов, а также их цветовые обозначения.

Читайте так же:
Где находится номер рамы камаз 65115
КомпонентЦвет
ОснованиеСиний
Внутренняя секция стрелыЗеленый
Цилиндр механизма подъема стрелыКрасный
Поршень механизма подъема стрелыЖелтый
Рычажный механизмФиолетовый, черный

Поскольку данный пример предназначен для испытания конструкции в условиях наихудшего сценария, рабочий цикл выбирается таким образом, чтобы рычажный механизм испытывал максимально возможную нагрузку. Для этого внутренняя секция стрелы поднимается в крайнее верхнее положение, телескопические элементы выдвигаются на максимальную длину, а угол внешней секции стрелы выбирается таким образом, чтобы обеспечить максимальное удаление оконечности крана. При этом используются нагрузки из исходной модели.

В рамках решения данной задачи оптимизации можно изменять положения трех осей. Первая ось соединяет первый рычаг с основанием, вторая — второй рычаг со стрелой, третья — два рычага с поршнем гидравлического цилиндра.

Сравнение конструкций

Теперь сравним наши результаты. На первом графике показано изменение усилия на цилиндре во время рабочего цикла. В данном случае мы сравниваем его максимальное значение в течение рабочего цикла для определения грузоподъемности цилиндра.

По сравнению с исходной конструкцией оптимизированный вариант позволил снизить максимальное усилие с 597 кН до 413 кН, что составляет 31% — значительное улучшение! Это позволяет увеличить допустимую нагрузку; кроме того, снижение усилия облегчает выполнение критериев по напряжению для рычажного механизма.

График сравнения сил, воздействующих на цилиндр в исходном и оптимизированном вариантах конструкции.

Сравнение усилия на цилиндре в исходном и оптимизированном вариантах конструкции.

На втором графике представлены y- и z-компоненты, а также величина силы, воздействующей на ось, образующую шарнир между основанием и стрелой. Как видно из представленных ниже результатов, результирующая сила в исходной конструкции выше, чем в оптимизированном варианте.

Сравнение сил, воздействующих на ось в каждом из вариантов конструкции.

Силы, действующие на ось, в оптимизированном и исходном вариантах конструкции.

Выводы и загрузка модели

В состав пакета COMSOL Multiphysics версии 5.0 мы включили две новые модели, предназначенные для исследования взаимодействий между различными компонентами крана-манипулятора и оценки роли методов оптимизации в улучшении их эксплуатационных характеристик. Данные примеры иллюстрируют возможности моделирования в части исследования воздействия нагрузок на подобные сложные механические системы, а также то, как полученные знания позволяют улучшить их конструкцию.

Загрузить модель можно здесь:

Кстати, в настоящий момент мы разрабатываем приложение на основе данной модели. Оставайтесь с нами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector