ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ ОПОРНЫХ РАМ СТРЕЛОВЫХ САМОХОДНЫХ КРАНОВ

Рассмотрены конструкции опорных рам стреловых самоходных кранов, выпускаемых отечественной промышленностью и некоторыми зарубежными фирмами, поставлена задача классификации опорных рам, определения изменяемых параметров с целью моделирования и оптимизации параметров.

Ключевые слова: Конструкции опорных рам кранов, моделирование, оптимизация параметров.

Грузоподъемные краны являются одним из важнейших средств механизации производственных процессов всех отраслей промышленности. Наличие большого количества конструктивных типов грузоподъемных кранов вызвано, как разнообразием видов и свойств перемещаемых грузов, так и разнообразием способов их использования.

Безопасная эксплуатация кранов на предприятиях должна быть организована согласно Федерального закона о Промышленной Безопасности; ПБ 10-382-00, а для кранов отработавших нормативный срок службы согласно Правил проведения экспертизы промышленной безопасности, ПБ 03-246-98 (с изм. ПБИ 03-490(246)-02).

Статистические наблюдения результатов обследования 83 кранов показали, что в 90% случаев возникают отказы, связанные с выходом из строя элементов опорных рам. Поэтому безотказная работа кранов при эксплуатации во многом определяется надежностью элементов опорных рам.

Конструкция рамы определяет: — размеры опорного контура, от которого зависят характеристики устойчивости; —

несущую способность элементов, определяющую максимальную грузоподъемность и грузовую характеристику крана.

В данной статье рассматриваются существующие конструкции опорных рам кранов, выпускаемые отечественной промышленностью и некоторыми зарубежными фирмами.

Опорные рамы старых образцов кранов КС-1562А, КС-2561 (рис.1,2) состоят из центральной рамы 1 (портала), диагонально-симметричных неподвижных балок 2 и откидных выносных опор 3 с винтовым опорным элементом. Опорным элементом, соединяющим неподвижную и выдвижную части опор являются пальцы.

 

Рис.1 — Опорная рама крана КС-2561

Рис.2 — Откидная выносная опора крана КС-1562

В конструкциях опорной рамы крана К-162 (рис.3), состоящей из продольных балок 1, поперечных балок 2 и передних консолей 4, предусмотрены горизонтальные выдвижные опоры с винтовым опорным элементом. Установка поворотного круга симметричная между поперечными балками.

Рис.3 — Опорная рама крана К-162

В конструкциях автомобильных кранов КС-4561А, пневмоколесных КС-4361А и полуприцепных МКТ-40 (рис.4) используются откидные выносные опоры с гидравлическим опорным элементом. Сама же рама также состоит из продольных балок, поперечных балок, выносных опор, передних консолей у автомобиля и хоботом крепления у полуприцепа. Опорным элементом, соединяющим неподвижную и выдвижную части опор являются пальцы.

Рис.4 — Выносная опора откидного типа крана КС-4561А

Опорные рамы группы кранов КС-3577 (КС-3577…,КС-3577-4, КС-35715), КС-2571А, СМК (рис.5,6) представляют собой конструкцию, состоящую из продольных балок 1, поперечных балок 2, передних консолей 4, поворотных выносных опор 3 с гидравлическим опорным элементом 5. Опорным элементом, соединяющ им неподвижную и выдвижную части опор является шкворень 6. Установка поворотного круга симметричная между поперечными балками.

Рис. 5 – Схема опорной рамы группы кранов КС-2571А, КС-3577, КС-35715, СМК

Рис. 6 – Конструкция выносной опоры группы кранов КС-3577

 

В конструкции опорных рам пневмоколесных кранов КС-4372, кранов на спецшасси КС-6973А, полуприцепных кранов МКТТ-63, автомобильных КС-55722, КС-55713 (рис.7,8) используются горизонтальные выдвижные опоры с гидравлическим опорным элементом 5. Установка поворотного круга у крана КС-4372 симметричная между поперечными балками, а у кранов КС-6973 несимметричная смещенная к задней поперечной балке. Опирание неподвижной и выдвижной части опор у рамы крана КС-4372 происходит по всей ширине выдвижной балки, у рамы крана КС-6973 — по ограниченной поверхности (на упоры 6). Задняя часть выдвижной балки опирается на неподвижную балку по всей ширине.

Рис. 7 – Схема опорной рамы группы кранов КС-6973, КС-4372, КС-55722, КС-55713

Рис. 8. — Конструкция выносной опоры группы кранов КС-6973

Конструкции опорных рам группы кранов КС-35714 (КС-3574) (рис. 9,10), состоят из продольных балок 1, поперечных балок 2, передних консолей 4, наклонных выдвижных выносных опор 3 с гидравлическим опорным элементом 5. Установка поворотного круга — симметричная между поперечными балками. Опирание неподвижной и выдвижной части опор происходит в передней и задней зонах по всей ширине выдвижной балки.

Рис. 9 — Схема опорной рамы группы кранов КС-35714 (КС-3574)

Рис. 10 — Конструкция выносной опоры группы кранов КС-35714 (КС-3574)

В опорных рамах группы кранов КС-6973Б (рис. 11) предусмотрена комбинированная конструкция выносных опор: — передние поворотные, задние выдвижные с гидравлическим опорным элементом. Установка поворотного круга — несимметричная смещенная к задней поперечной балке. Опорным элементом, соединяющим неподвижную и выдвижную части передних опор является шкворень. Опирание неподвижной и выдвижной части у задних опор происходит по ограниченной поверхности (на упоры), задняя часть выдвижной балки опирается на неподвижную балку по всей ширине.

Рис. 11 – Общий вид крана КС-6973Б с комбинированными выносными опорами

Конструкция опорной рамы группы кранов ОАО ‖Мотовилихинские заводы‖ (КС-5579.3 и др.) представляет собой конструкцию, состоящую из центральной рамы 1 (портала), передней опорной балки 4, диагонально — симметричных неподвижных балок, поворотных коробчатых балок 2 и выдвижных балок выносных опор 3 с гидравлическим опорным элементом (рис.12,13).

Рама имеет три точки крепления на шасси и один скользящий упорный палец.

Конструкция за счет поворотно-телескопического исполнения выносных опор, при малых габаритах в транспортном положении, обеспечивает увеличенный квадратный контур, что положительно сказывается на характеристиках устойчивости крана.

Опорным элементом, соединяющим неподвижную и поворотную части выносных опор является шкворень. Опирание поворотной и выдвижной части опор происходит в передней и задней зонах по всей ширине выдвижной балки.

 

Рис. 12 – Схема опорной рамы группы кранов КС-5579.3

Рис. 13 – Конструкция комбинированной выносной опоры крана КС-5579.3

В опорных рамах импортных кранов Libherr короткобазовой группы LTC грузоподъемностью до 50 тонн, предусмотрены выдвижные горизонтальные опоры с гидравлическим опорным элементом (рис. 14). Опирание неподвижной и выдвижной части опор в передней части происходит по ограниченной поверхности, задняя часть выдвижной балки опирается на неподвижную балку по всей ширине.

 

В группе кранов LTM, автомобильных кранах повышенной грузоподъемности на спецшасси, использованы телескопические опоры с горизонтальным выдвижением (рис.15).

Рис. 14 – Выносные опоры крана Libherr LTC 1055

Рис. 15 – Выносные опоры крана LTM 1400-7.1

Импортные краны фирмы КАТО преимущественно используют в конструкции опорной рамы горизонтальные выдвижные гидравлические опоры с гидравлическим опорным элементом (рис. 16). Опирание неподвижной и выдвижной части опор в передней части происходит по ограниченной поверхности, но опирание происходит не на упоры, а поверхность формируется верхним листом неподвижной балки, задняя часть выдвижной балки опирается на неподвижную балку по всей ширине.

Рис. 16 – Выносные опоры крана KR-10H-L KATO

Проведеный обзор конструкций позволяет сделать вывод о том, что в настоящее время проектируется и изготавливается большое количество разновидностей опорных рам кранов. Каждая конструкция требует своего конкретного подхода к созданию модели и прогнозированию ресурса, выбору оптимальных параметров на этапе проектирования.

По результатам проведенного обзора конструкций опорных рам для достижения поставленных целей можно

определить следующие задачи:

— Проведение классификации конструкций опорных рам кранов;

— Определение изменяемых геометрических параметров опорных рам.

— Выбор расчетной схемы и построение математической модели.

— Оценка нагруженности элементов опорных рам;

— Поэтапная оптимизация изменяемых параметров опорных рам.

Материал взят из: Казанская наука. №3 2011г