96

Введение

Подъемно-транспортные машины являются важнейшим оборудованием для механизации работ во всех отраслях народного хозяйства – в промышленности, строительстве, на транспорте, в сельскохозяйственном производстве; применяются для перемещения людей на коротких трассах в вертикальном, горизонтальном и наклонном положениях.

В соответствии с функциями, выполняемыми подъемно-транспортными машинами, их классифицируют на грузоподъемные, транспортирующие и погрузочно-разгрузочные.

Грузоподъемные машины предназначены для перемещения отдельных штучных грузов большой массы по произвольной пространственной трассе, включающей вертикальные, наклонные и горизонтальные участки, циклическим методом, при котором периоды работы перемежаются с периодами пауз. Они могут выполнять и монтажные операции, связанные с подъемом и точной установкой монтируемых элементов и оборудования, а также поддержанием их на весу до закрепления в проектном положении.

К грузоподъемным машинам относятся самоходные стреловые краны не связанные с определенным местом использования, как по условиям энергообеспечения, так и по условиям взаимодействия с местностью. В зависимости от конструкции ходового оборудования они могут быть пневмоколесными, в том числе с использованием в качестве ходового оборудования шасси стандартных грузовых автомобилей или специальных шасси автомобильного типа, а также гусеничными, в том числе с использованием в качестве ходового оборудования тракторов.

Самоходные стреловые поворотные краны передвигаются непосредственно по местности и обслуживают площадки любой конфигурации.

В современном машиностроении наибольшую популярность приобрели машины с использованием гидропривода. Это не обошло стороной грузоподъемные машины. Активно применяются механизмы для грузоподъемных машин с использованием гидравлики. К ним относятся механизмы: поворота, изменения вылета стрелы, подъема груза и т.д.

В самоходных кранах с телескопически раздвижной стрелой секции выдвигаются штоками гидравлических толкателей, размещенных внутри секций. Основная секция поднимается наружными (одним или двумя) гидротолкателями, шарнирно прикрепленными к поворотной части крана. Груз поднимается лебедкой с гидроприводом, установленный на поворотной части за хвостовой частью стрелы.

Целью работы является проектирование грузоподъемной машины в виде манипулятора. Такой манипулятор занимает мало места в транспортном положении. Автомобиль с крано-манипуляторной установкой является автономным средством и может работать вне зависимости от наличия специализированных средств, что приводит к исключению простоев.

1 Конструкторская часть

1.1 Классификация и общая характеристика

Термином манипулятор определяется большая группа стреловых самоходных кранов, характеризующихся высокой транспортной маневренностью, независимым энергообеспечением и разнообразным рабочим оборудованием значительных размеров.

Высокая транспортная маневренность достигается применением ходового оборудования, приспособленного для непосредственного перемещения по местности – по дорогам, как с твердым покрытием, так и с грунтовым, а также по территориям строительных площадок.

Энергообеспечение обеспечивается применением в качестве базового силового агрегата ДВС как карбюраторного так и дизельного двигателей, оборудованных баками значительной вместимости. Использование вторичных электрических и гидравлических силовых агрегатов – электрогенераторов постоянного и переменного тока с соответствующими двигателями и гидронасосов постоянной и переменной подачей с объемными гидродвигателями – определяет возможность удобного и эффективного управления манипулятором, в том числе с глубоким регулированием скорости рабочих движений.

Крановая часть у самоходных кранов всех типов идентична. Применяемое в самоходных кранах ходовое оборудование классифицируется на гусеничное и пневмоколесное, причем в настоящее время гусеничное ходовое оборудование применяется преимущественно в кранах большой грузоподъемностью, используемых для проведения сосредоточенных монтажных работ большого объема с крупногабаритными объектами.

Пневмоколесное ходовое оборудование более маневренное, чем гусеничное, допускает движение с большой скоростью по грунтовым и подготовленным дорогам стройплощадок. Краны с пневмоколесным ходовым оборудованием классифицируют на три группы: автомобильные – монтируемые на шасси стандартных грузовых автомобилей, с крановыми механизмами, приводимыми от двигателей автомобиля непосредственно или через вторичные – электрические или гидравлические агрегаты; пневмоколесные со специализированным шасси, находящимся на поворотной части крана двигателем, приводящим непосредственно или через вторичные двигатели все механизмы передвижения. Последнее предопределяет низкие маневренность и скорость перемещения крана из-за относительно малой мощности двигателя и усложненность управления передвижением из кабины, находящейся на поворотной части манипулятора. третей разновидностью являются краны на специальном многоосном шасси автомобильного типа с двумя двигателями, один из которых используется для передвижения по дорогам и местности со скоростью нормальных грузовых автомобилей, с управлением из кабины, находящейся на шасси, второй (меньшей мощности) установлен на поворотной части крана и приводит механизмы крана, управление которыми осуществляется из кабины, находящейся на поворотной части.

Особенностью всех манипуляторов с пневмоколесным ходовым оборудованием является необходимость при работе применять выносные опоры, расширяющие опорную базу крана и снимающую нагрузку с пневматических колес.

1.2 Обзор конструкций автомобильных манипуляторов

Манипуляторы на шасси автомобильного типа не имеют основного недостатка гусеничных и пневмоколесных кранов – малой скорости передвижения, препятствующей их быстрому перемещению между объектами. При малой грузоподъемности базовым может быть шасси обычного грузового автомобиля, но при грузоподъемности крана 25 т и выше стандартные шасси грузовых автомобилей уже не пригодны из-за недостаточной их грузоподъемности и недостаточных габаритов по длине. Усложняющим обстоятельством являются ограничения габаритов манипулятора по ширине (для обеспечения возможности двигаться по автомобильным дорогам в общественном потоке автомобилей) и по высоте (из-за необходимости проходить под мостами и под электропроводами, в том числе трамвайно-троллейбусными).

Автомобильные краны широко используют в строительстве. Автомобиль является ходовой неповоротной частью манипулятора, а его двигатель кроме своих основных функций выполняет функции привода механизма крана. Так же как и в самоходных кранах, механический групповой привод в современных автомобильных кранах заменяют индивидуальным - электрическим или гидравлическим.

Автомобильные краны устанавливаются на всех грузовых автомобилях, выпускаемых промышленностью. С номинальным грузом автомобильные краны могут работать только при установке на выносные опоры. Без установки выносных опор допустимая грузоподъемность крана резко снижается, а работа крана допустима только при включении стабилизаторов, выключающих рессорную подвеску заднего моста.

Автомобильные манипуляторы выполняют в виде оборудованной выносными опорами накладной рамы, закрепляемой на шасси автомобиля. На раме установлено опорно-поворотное устройство, а на нем поворотная часть крана (стойка) со стрелой. В манипуляторах с гидравлическим приводом стрелу выполняют - жестко опертой телескопически раздвижной, управляемой гидроцилиндром. Гидронасосы устанавливаются на шасси автомобиля и приводятся карданным валом от вала коробки отбора мощности, которая размещается сбоку коробки передач. Вал коробки отбора мощности приводится от постоянно вращающейся шестерни коробки передач автомобиля. При гидравлическом приводе механизмы поворотной части резко упрощаются и сама поворотная часть становится более компактной. Применение гидравлического привода упрощает и передвижение машины с транспортной скоростью из-за меньших габаритов.

Положительной особенностью автомобильных кранов являются их высокая маневренность и передвижение по дорогам с высокими транспортными скоростями.

В связи с лучшими технико-экономическими показателями манипуляторы с гидроприводом и телескопическими стрелами находят более широкое применение, чем с электроприводом и решетчатыми стрелами.

Конструкции автомобильных манипуляторов разнообразны.

1. Монтаж манипулятора между кабиной и кузовом базового автомобиля. Стрела в транспортном положении находится впереди кабины машины, что увеличивает ее габаритный размер.

2 . Монтаж манипулятора на задней части базового автомобиля. Стрела в транспортном положении располагается по длине кузова, что резко уменьшает возможность перевозимых грузов.

Рисунок 1 – Схема установки кранового манипулятора.

Приведенные конструкции составляют основную массу выпускаемых манипуляторов такого типа. В последнее время получают все большее применение автотранспортные средства, с увеличенными возможностями совмещенные с различным строительным оборудованием.