Здаєте техніку в оренду?
Пристрій крана маніпулятора (краново-маніпуляторной установки, КМУ) дає цій машині дивно широку функціональність. Але як з'явилася на світ така корисна машина? Вважається, що перші крани-маніпулятори з'явилися в 20-х роках, але це не зовсім точне датування. Поштовх розвитку цього роду спецтехніки дали світові війни, а сама ідея народилася ще раніше.
Одним з найперших застосувань парової машини була механізація вантажно-розвантажувальних робіт в портах. Складність була в тому, що вантаж потрібно було брати з вузькості між іншими вантажами, перенести через перешкоду (борт судна) і опустити в трюм нижче підстави крана. У 1834 році фахівці фірми Hick Rothwell знайшли вихід, придумавши вінчає стрілу гусек - хитний важіль спеціальної конструкції.
Ідея тут же знайшла застосування у військових фортифікаційних машинах на паровій тязі - ратьерах, і на залізницях, в колієукладачів. І в тому, і в іншому випадку кран у вигляді міцної колони і стріли з гуськом з'єднали з пересувною вантажною платформою. Тоді ж з'явилася назва самопогрузчікі (self loader; SLV - selfl oading vehicle, самопогрузочное пересувний пристрій).
На війні було потрібно під обстрілом постачати позиції важкими боєприпасами, передаючи їх з укриття в окоп через бруствер, і військові неодноразово намагалися поставити самопогрузчікі на автомобільні шасі. Але через слабкість тодішньої колісної бази, недостатньою точності і надійності блочно-тросового приводу і складності управління ім ці спроби особливого успіху не мали, як і застосування маніпуляторів в цивільній сфері.
Нейтральна Швеція мала більше можливостей для цивільних технічних експериментів, і шведам до кінця Другої світової війни вдалося довести до потрібного ступеня досконалості гідравлічний привід. У 1947 р в Швеції почалося серійне виробництво кранів-маніпуляторів сучасного типу.
Як влаштований кран-маніпулятор
Кран-маніпулятор - це все та ж міцна повноповоротна колона, встановлена на самохідному шасі з вантажною платформою або без неї, відразу за кабіною або на задньому звисі. Колону вінчає шарнірна (ламається) стріла з 2-4 колін з гідроприводом. Останнє коліно часто роблять телескопічним. Додатково крани-маніпулятори оснащуються висувними гідравлічними опорами. У сучасних моделях опори, особливо на важких машинах, часто роблять регульованими по висоті окремо. Це дозволяє піднімати, опускати і нахиляти платформу без втрати стійкості машини.
Особливою вантажопідйомністю крани-маніпулятори не відрізняються (до 10 тонн в звичайному виконанні). Головна їхня перевага - рухливість і точність. Маніпулятор може взяти вантаж з виїмки з негативним ухилом бортів і подати його в отвір будівлі. Та ж гнучкість і точність у поєднанні з відсутністю розгойдування вантажу на тросах дозволяють оперувати з вантажами, які вимагають дбайливого звернення: крихкими, небезпечними, автомобілями.
Кінець останнього коліна, в залежності від призначення крана, може бути:
- Нерухомим з гаком - для перекидання застропованого штучних вантажів. Такі маніпулятори часто використовуються в якості мобільних кранів-штабелерів або на автовозах.
- З штуцером гідросистеми і посадковим місцем під робочий орган - для різного роду захоплень, лап, вил. Всім відомий приклад - сміттєвоз.
- З многопальцевость маніпулятором, який діє за принципом кисті людської руки. Такі крани-маніпулятори породили цілий особливий світ промислових роботів. Машини цього типу під управлінням людини або комп'ютера працюють в сховищах радіоактивних та токсичних відходів і в інших місцях, де потрібні тонкі операції з небезпечним вантажем.
- З блоком і тросовим приводом - для підвіски грейфера або гака на блоці.
- З хитним гуськом і блочно-тросовим приводом.
Що може кран-маніпулятор
Крани-маніпулятори насамперед знайшли застосування на лісорозробках. Ними почали оснащувати трелювальні трактори, призначені для вивезення колод за межі вирубки. Ті ж маніпулятори, з тим же захопленням-кліщами, вантажили на себе і вивозили сучки, тріску, сміття. Застосування маніпуляторів на лісоповалі дозволило значно скоротити парк спецтехніки, збільшити вихід ділової деревини з одного кварталу вирубки і одночасно зменшити шкоду навколишньому середовищу.
Потім, маніпулятори дозволили докорінно реорганізувати збір та вивезення господарського сміття. Люди старшого покоління пам'ятають, як рано вранці на що виділяють міазми сміттєвих майданчиках шикувалися черги людей з відрами в очікуванні сміттєвоза в прийомним лотком - «хвостом». За даними ВООЗ, повсюдний перехід на контейнерну систему збору сміття скоротив захворюваність шлунково-кишковими інфекціями в великих містах на 12-16%, а серед робітників-сміттярів - на 85%.
КМУ також змінили будівництво, особливо, коли потрібно руйнування старих будівель. Ті ж старші люди пам'ятають, що таке підвішена до ферми важкої гусеничної машини куля-баба або клин-баба, з розмаху ухающая по будинку, що зноситься будовою. Хмари пилу на цілий квартал, перекрите відразу по декількох вулицях рух транспорту. Кран-маніпулятор, забезпечений гідромолотом або перфоратором, діє акуратно, на будівельному майданчику звичайних розмірів. Можливе часткове руйнування будівель без зниження міцності решти.
Без кранів-маніпуляторів неможливо було б повноцінний розвиток контейнерних перевезень. Маніпулятор дозволяє не тільки піднімати і опускати вантаж, але і тягнути його. Перевантаження контейнера з тягача на тягач, або його навантаження на платформу, з маніпулятором можливі на необладнаному майданчику.
Крани-маніпулятори широко використовуються у військовій і рятувальної спецтехніки. Рятувальні маніпулятори можуть забезпечуватися захопленням-рукою для обережною розбирання завалів і люлькою-евакуатором.
І, нарешті, традиційна область застосування кранів-маніпуляторів - самонавантаження-саморозвантаження базової платформи на будь-яких майданчиках.
Різновиди кранів-маніпуляторів
Кран-маніпулятор - пристрій широкого спектру застосування. Налічується кілька десятків різновидів КМУ; частина з них показана на ілюстрації.
Проте, класифікація КМУ досить проста:
- Z-стріла складається втричі і в неробочому стані розташована поперек носія.
- L-стріла при транспортуванні укладається по поздовжній осі шасі над кабіною або платформою.
За базовим шасі:
- Автомобільне.
- Тракторне, гусеничне або колісне.
- Залізничне.
- Плавуче.
- Спеціальне.
За наявності вантажної платформи: є, немає, змінна (наприклад - автовоз / контейнеровоз).
За вантажному моменту:
- До 1 тм - мікроманіпулятори.
- 1 - 10 тм - середні КМУ.
- Понад 10 тм - важкі КМУ.
Примітка 1. Вантажопідйомність КМУ - величина непостійна. Вона залежить від вильоту стріли і її нахилу. Тому крани-маніпулятори класифікуються за твором маси вантажу на виліт стріли - вантажному моменту. Якщо вантажний момент 10 тм, то при вильоті в 10 м вантажопідйомність буде 1 т, при вильоті в 2 м - 5 т. Вантажний момент виражається в кілоньютонах на метр (кНм) або в тоннах на метр (тм). Кожен кран-маніпулятор забезпечується Вантажовисотні діаграмою (характеристикою), по якій можна визначити допустиму масу вантажу при будь-якому положенні стріли.
Примітка 2. Наведено російська класифікація КМУ по вантажному моменту. Єдиної міжнародної класифікації за цим параметром немає. Кожен виробник дає свою класифікацію, яка може істотно відрізнятися від інших.
Управління краном-маніпулятором
Управління КМУ вимагає спеціальних навичок і досвіду. Придивіться хоча б до звичайнісінького сміттєвозу - скільки там рукояток для управління стрілою. Сучасні крани-маніпулятори, особливо важкі і спеціальні, нерідко забезпечуються системою різноманітних датчиків і бортовим комп'ютером, що працює за принципом: «покажи-що-звідки-куди».
Відомі експериментальні моделі, в яких інформація проектується на скло кабіни, як в бойових літаках, і з запозиченою звідти ж системою відстежування рухів очей. Керують такими машинами не тільки руками і ногами, а й поглядом.
перспективи
КМУ - одне з найбільш перспективних напрямків розвитку спецтехніки. Завдяки високому ступеню свободи стріли, залишається тільки забезпечити КМУ ковшем і бульдозерним відвалом, щоб отримати універсальну будівельну машину.
Більш того, тому що КМУ монтується на базовому шасі єдиним агрегатом за допомогою опорної плити, її можна переносити з шасі на шасі в залежності від умов роботи. Припустимо, з міцного, але повільного і ненажерливого гусеничного на легке, але швидке і економічне колісне. КМУ-роботи, які працюють без людини-оператора, вперше були використані при ліквідації аварії на Чорнобильській АЕС.
Майбутня спецмашина при такому підході може виглядати так: самохідний робот, здатний самостійно змінювати шасі; опорна плита уніфікована. Багатоколінчастих стріла з уніфікованим посадковим місцем під робочі органи. На вантажній платформі може розташовуватися касета з їх набором. Зв'язок з стільникового системі з центром управління, звідки черговий оператор може втручатися в робочий процес. Бортовий комп'ютер, на зразок сучасних автомобільних, не тільки керує роботою, але і відстежує небезпечні ситуації і подає сигнал тривоги оператору.