ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИВОДОВ
АВТОКРАНОВ
Для приведения в действие (движение) какой-либо машины или механизма
применяют комплекс устройств, который называется приводом. Привод
автомобильного крана состоит из силового оборудования, трансмиссии и
систем управления.
Силовое оборудование является источником энергии и представляет собой
систему устройств, преобразующих тот или иной вид энергии в
механическую.
Трансмиссия передает полученную механическую энергию (движение) своим
конечным элементам — исполнительным механизмам, которые приводят в
действие грузозахватные устройства, опускают или поднимают стреловое
оборудование крана, вращают его поворотную часть, осуществляют
передвижение машины.
С помощью систем управления производят пуск и остановку исполнительных
механизмов и устанавливают необходимые режимы их работы, а также
контролируют и корректируют работу всех устройств привода.
Привод автомобильного крана приводит в действие все исполнительные
механизмы кранов, поэтому в инструкциях по эксплуатации кранов наряду с
термином «привод крана» применяют термин «привод исполнительных
механизмов крана» или просто «привод механизмов». Иногда говорят не о
приводе крана в целом, . а о приводе его отдельных исполнительных
механизмов: грузовой, стреловой или вспомогательных лебедок,
механизмов поворота или передвижения. В этом случае под приводом
механизма принимают силовую установку крана и ту часть трансмиссии и
аппаратов управления, которая непосредственно передает и управляет
движением крюковой подвески, стрелы, поворотной части или самого крана.
В качестве силового оборудования привода автомобильных кранов
используют силовое оборудование (двигатель внутреннего сгорания)
базовых автомобилей. На базовых автомобилях устанавливают поршневые
двигатели внутреннего сгорания — двигатели, у которых топливо,
распыленное и смешанное с воздухом, сгорает внутри цилиндров, а
выделяющиеся при этом газы (продукты сгорания) производят работу,
перемещая поршни, расположенные в цилиндрах. Таким образом, двигатель
внутреннего сгорания 1 преобразует работу расширения газообразных
продуктов сгорания топлива в механическую энергию. Полученная
механическая энергия может непосредственно передаваться рабочим
органам крана трансмиссией привода, которая в этом случае представляет
собой единую механическую силовую передачу, состоящую из отдельных
механических передач, коробок, редукторов и механизмов, а также
соединительных муфт, обеспечивающих постоянное соединение узлов и
деталей t силовой передачи между собой. Приводы с описанной схемой
преобразования и передачи энергии называются механическими.
Схема преобразования и передачи энергии может быть и более сложной.
Например, механическая энергия, источником которой являются двигатели
внутреннего сгорания базовых автомобилей, передается электрическим
генераторам (или гидравлическим насосам), преобразующим ее в энергию
электрического тока (или потока рабочей жидкости). Эта энергия подается
к электрическим (или гидравлическим) двигателям, которые преобразуют ее
в механическую энергию, передаваемую исполнительным механизмам и через
них — грузозахватному устройству, стреле, поворотной платформе или
ходовому устройству.
В этом случае трансмиссия привода представляет собой совокупность
нескольких силовых передач: механической, передающей механическую
энергию от двигателя базового автомобиля к электрическому генератору
(или гидравлическому насосу); электрической (или гидравлической),
передающей энергию электрического тока (или потока рабочей жидкости)
от генератора (или гидравлического насоса) электрическим (или
гидравлическим) двигателям; механической, передающей механическую
энергию от электрического (или гидравлического) двигателя к
грузозахватному устройству или стреле.
Рассмотрим, например, принципиальную схему объемного гидропривода
поступательного движения (выходное звено — гидравлический цилиндр,
например, подъема стрелы). С помощью механической силовой передачи
(например, коробки отбора мощности) движение от двигателя базового
автомобиля передается валу 7 (рис. 8,*:/) гидронасоса 2. Гидронасос
преобразует механическую энергию в энергию потока рабочей жидкости и
подает ее в гидроцилиндр, гильза которого шарнирно крепится на
поворотной платформе, а шток — на стреле.
Подъем стрелы (рис. 8, I) осуществится следующим образом: рабочая
жидкость, поступающая в насос из гидробака // по всасывающей линии /2,
подается под давлением по напорной линии 3 через гидрораспределитель 4
и по рабочей линии 5 в поршневую полость 6 гидроцилиндра. Под действием
жидкости шток 8 в гидроцилиндре перемещается вправо (стрела
поднимается). Из противоположной штоковой полости 7 ги-
ходного звена — гидромотора (рис. 8,6). Рабочая
жидкость подается гидронасосом по напорной линии 3 через
гидрораспределитель и одну из рабочих линий к гидромотору 13 и вращает
вал 14 гидромотора в ту или другую сторону. Гидроцилиндр или
гидромотор непосредственно или через механическую передачу передает
энергию рабочему органу крана.
Объемный гидропривод, в котором рабочая жидкость от гидродвигателя
поступает в гидробак, называется иногда объемным гидроприводом с
разомкнутой циркуляцией.1
Приводы с описанной схемой преобразования и передачи энергии
называются гидравлическими, несмотря на наличие в них механических
силовых передач (например, исполнительных механизмов).
Аналогичную схему преобразования и передачи энергии имеют и
электрические приводы: двигатель базового автомобиля — механическая
силовая передача — электрический генератор — энергия электрического
тока — электрический двигатель — механическая силовая передача —
грузозахватное устройство, стрела и т. д.
У всех автомобильных кранов привод механизма передвижения (привод
базового автомобиля) механический, приводы остальных исполнительных
механизмов, расположенных на поворотной части, могут быть
механическими, электрическими или гидравлическими. Поэтому в целом
привод крана может быть либо механическим, либо смешанным (например,
электро- и гидромеханическим).
При классификации автомобильных кранов принято считать, что
механический привод механизма передвижения является постоянным
признаком, не требующим специального разъяснения, и классификацию кранов
производят по типу привода его механизмов, расположенных на поворотной
части. Так, краны с механическим, электрическим или гидравлическим
приводом этих механизмов соответственно называются кранами с
механическим, электрическим или гидравлическим приводом. Для выдвижения
секций выдвижных стрел и усдановки крана на выносных опорах в
автомо-дроцилиндра рабочая жидкость через рабочую линию 9,
гидрораспределитель и сливную линию 10 выжимается поршнем гидроцилиндра
в гидробак, сообщающийся с атмосферой.
Если переместить золотник гидрораспределителя 4 (рис. 8,//) вверх, то
рабочая жидкость будет подаваться по напорной линии 3 через
гидрораспределитель и по рабочей линии 9 в штоковую полость
гидроцилиндра — шток перемещается влево (стрела опускается). Из
поршневой полости рабочая жидкость через рабочую линию 5,
гидрораспределитель и сливную линию выжимается поршнем гидроцилиндра в
гидробак.
Рис. 8. Принципиальные схемы объемного гидропривода
поступательного (а) и поворотного (б) движения выходного звена:
/, // — выдвижение и втягивание штока гидроцилиндра; 1,14 — валы
гидронасоса и гидромотора, 2 — гидронасос, 3, 10, 12 — напорная, сливная
и всасывающая линии, 4 — гидрораспределитель, 5, 9 — рабочие линии, 6, 7
— поршневая и штоковые полости гидроцилиндра, 8 — шток гидроцилиндра, 11
— гидробак, 13 — гидромотор
В нейтральном положении золотника
гидрораспределитель запирает обе рабочие линии и соединяет между собой
напорную и сливную линии, что необходимо для разгрузки непрерывно
вращающегося гидронасоса, подающего рабочую жидкость. Следует помнить,
что объемы поршневой и штоковой полостей гидроцилиндра с одним штоком
не одинаковы, поэтому при работе привода уровень рабочей жидкости в
гидробаке изменяется.
Аналогично работает и объемный гидропривод поворотным движением вы-
бильных кранах может быть применен и ручной привод.
Механический привод — наиболее дешевый из всех приводов. Вместе с тем в
трансмиссиях кранов с механическим приводом приходится применять ряд
узлов (например, муфты сцепления, реверсивные механизмы, коробки
передач), которые обеспечивают возможность запуска двигателя под
нагрузкой, реверсирование механизмов, регулирование скоростей движения
и т. п. Это несколько усложняет кинематическую схему крана и конструкцию
узлов трансмиссии и системы управления.
Электрический и гидравлический приводы позволяют более просто
обеспечить независимое регулирование скоростей рабочих движений, а
также широко применять автоматическое и полуавтоматическое управление
краном. Оба типа привода обеспечивают лучшие возможности для применения
унифицированных узлов, а следовательно, конструктивные и
эксплуатационные преимущества кранам, удобную компоновку механизмов,
лучшие условия труда, повышение точности выполнения рабочих операций,
увеличение надежности и долговечности машины.
По сравнению с электрическим гидравлический привод позволяет получить
большие передаточные числа от источника энергии к исполнительным
механизмам или рабочим органам крана без применения сложных по
кинематике устройств. Вместе с тем гидравлический привод обладает
сравнительно меньшей надежностью и требует больших объемов работ по
техническому обслуживанию.
Широкому применению гидравлического привода способствовало
возникновение ряда новых технологических требований, предъявляемых к
автомобильным кранам:
сокращение потерь времени на перевод рабочего оборудования из
транспортного положения в рабочее, и наоборот;
использование кранов в стесненных условиях производства работ (закрытые
помещения, малые размеры рабочих площадок при сложной их конфигурации);
повышение точности установки рабочего оборудования и груза, в том
чис-ле при подаче груза через дверные и оконные проемы;
обеспечение при производстве монтажных работ необходимых диапазонов и
четкости регулирования скоростей рабочих движений независимо от
нагрузок.
Контрольные вопросы
1. Какова последовательность операций, производимых стреловыми
самоходными кранами? 2. На какие группы подразделяют стреловые и
стреловые самоходные краны? 3. Какие основные признаки положены в
основу классификации автомобильных кранов? 4. Назовите основные части и
сборочные единицы автокранов. 5. Расскажите об устройстве кранов с
гидравлическим приводом, объясните, чем оно отличается от устройства
кранов с механическим и электрическим приводами. 6. Назовите основные
параметры кранов и дайте их определение. 7. Что называется
коэффициентами грузовой и собственной устойчивости крановS. Какие
основные нагрузки и параметры влияют на общую устойчивость крана? 9.
Из чего состоит привод крана? 10. Охарактеризуйте гидравлический,
электрический, механический и смешанный приводы крана.