УДК629.133
РАСЧЕТ И ИСПЫТАНИЯ НА ГРУЗОВУЮ УСТОЙЧИВОСТЬ
АВТОМОБИЛЬНОГО КРАНА-МАНИПУЛЯТОРА С КМУ РК 3002К НА ШАССИ КАМАЗ 43118-0003078-46
1, 2, 3
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (ПНИПУ)1
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (ПНИПУ)2
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» (ПНИПУ)3
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы проверки грузовой устойчивости при установке КМУ РК 3002К на шасси КамАЗ 43118. Определены коэффициенты устойчивости при различных расчетных положениях крана-манипулятора на шасси КАМАЗ 43118 с КМУ РК 3002К. Всего рассчитаны пять положений, относительно которых были произведены расчеты на устойчивость. Также были произведены испытания на устойчивость. Исходя из результатов расчетов и сравнительных испытаний, для автомобильного крана – манипулятора на шасси КамАЗ 43118-0003078-46 с КМУ РК 3002К за кабиной, испытания на грузовую устойчивость необходимо проводить с грузом 4312,5 кг, на максимальном вылете 8200 мм, относительно бокового ребра опрокидывания, образованного левыми опорами крана - манипулятора.
Ключевые слова: автомобильный кран-манипулятор, крано-манипуляторная установка, грузовысотная характеристика, коэффициент устойчивости.
CALCULATION AND TESTS FOR CARGO STABILITY
THE PK S KMU AUTOMOBILE CRANE MANIPULATOR 3002K ON THE CHASSIS KAMAZ 43118-0003078-46
Shchetkin R. V.1, Yankovsky L. V.2, Tyuzyulbayev A. G.3
The Federal State Educational Institutional of Higher Education
«Perm national research polytechnic university» (PSTU)1
The Federal State Educational Institutional of Higher Education
«Perm national research polytechnic university» (PSTU)2
The Federal State Educational Institutional of Higher Education
«Perm national research polytechnic university» (PSTU)3
Аnnotation. In article questions of check of cargo stability at installation of KMU RK 3002K on the chassis are considered KAMAZ 43118. Stability coefficients at various settlement provisions of the crane manipulator on the chassis are defined KAMAZ 43118 with KMU RK 3002K. In total five provisions concerning which calculations on stability were made are calculated. Also tests for stability were made. Proceeding from results of calculations and comparative tests, for the automobile crane – the manipulator on the chassis KAMAZ 43118-0003078-46 with KMU RK 3002K behind a cabin, tests for cargo stability it is necessary to carry out with freight 4312,5 kg, on the maximum departure of 8200 mm, rather side edge of capsizing formed by the left bearing parts of the crane - the manipulator.
Keywords: automobile crane manipulator, krano-manipulyatorny installation, cargo high-rise characteristic, stability coefficient.
В настоящее время развитие транспортного комплекса и инфраструктуры приводит к внедрению в производство современных машин с инновационными техническими решениями. Всё больше используется комбинированная (многоцелевая) техника, заменяющая несколько дорожно-строительных машин [1, 2]. Например, современные автомобильные кран-манипуляторы различных фирм производителей. Автомобильные краны манипуляторы - это относительно новый для России вид подъемно-транспортных машин, которые относятся к техническим устройствам, применяемым на опасных производственных объектах, поэтому их эксплуатация должна осуществляться в строгом соответствии с нормативными документами [3].
Современный автомобильный кран – манипулятор представляет собой грузоподъёмную машину, состоящую из базового автомобильного шасси или транспортного средства и краноманипуляторной установки (КМУ). В настоящее время количество комбинаций различных марок и моделей КМУ и базовых шасси или транспортных средств достигает нескольких сотен тысяч. В каждом конкретном случае для определения возможности монтажа КМУ необходимо провести расчёт автомобильного крана-манипулятора на устойчивость. Для каждого крана-манипулятора должна разрабатываться индивидуальная программа испытаний, в том числе испытаний на устойчивость. Такие испытания должны проводиться в самом неблагоприятном положении, то есть в положение с минимальным коэффициентом устойчивости [4, 5]. В настоящей статье приведены примеры определения коэффициента устойчивости в различных положениях для автомобильного крана-манипулятора на шасси КАМАЗ 43118 с КМУ РК 3002К, а также описаны испытания на устойчивость в этих положениях для подтверждения проведенных расчетов.
Исходные данные для расчета приведены в Таблице 1.
Грузовысотная характеристика КМУ РК 3002К приведена на рисунке 1.
Таблица 1
Исходные данные для расчета устойчивости
Наименование параметра | Обозначение | Значение параметра, кН |
1. Вес шасси | Gш | 86,190 |
2. Вес КМУ | Gкму | 27,342 |
3. Вес надрамника | Gр | 4,704 |
4. Вес бортовой платформы | Gбп | 10,192 |
5. Максимальная грузоподъёмность КМУ | Р1 | 66,700 |
6. Грузоподъёмность КМУ на вылете 6м | Р2 | 44.600 |
7. Грузоподъёмность КМУ на максимальном вылете | Р2 | 33,400 |
8. Вес стрелового оборудования КМУ | Gстр | 13,820 |
Коэффициент устойчивости определяется по известной формуле:
где Муд – момент удерживающих сил, Моп – момент опрокидывающих сил.
Рассмотрим несколько расчетных положений, последовательно увеличивая вылет стрелы в соответствии с грузовысотной характеристикой (рис. 1).
Рис. 1. Грузовысотная характеристика КМУ РК 3002К
Определим коэффициент устойчивости для положения 1 (максимальный вылет, соответствующий максимальной грузоподъёмности) относительно ребра АБ (рис. 2.):
Рис. 2. Схема положения 1 при определении устойчивости автомобильного крана-манипулятора
Определим коэффициент устойчивости для положения 2 относительно ребра АБ (рис. 3.):
Рис. 3. Схема положения 2 при определении устойчивости автомобильного крана-манипулятора
Определим коэффициент устойчивости для положения 3 (максимальный вылет) относительно ребра АБ (рис. 4.):
Рис. 4. Схема положения 3 при определении устойчивости автомобильного крана-манипулятора
Исходя из расчета, можно сделать вывод, что для положения 3 коэффициент устойчивости меньше нормативного. Машина в этом положение будет не устойчива. Для обеспечения безопасной эксплуатации машины, в гидроцилиндры механизма поворота КМУ были установлены ограничивающие втулки, исключающие возможность поворота в зону недостаточной устойчивости.
Далее рассмотрим другие положения КМУ, последовательно увеличивая вылет стрелы относительно ребра опрокидывания БВ.
Определим коэффициент устойчивости для положения 4 (максимальный вылет, соответствующий максимальной грузоподъёмности) относительно ребра БВ (рис. 5.):
Рис. 5. Схема положения 4 при определении устойчивости автомобильного крана-манипулятора
Определим коэффициент устойчивости для положения 5 (максимальный вылет) относительно ребра БВ (рис. 6.):
Рис. 6. Схема положения 5 при определении устойчивости автомобильного крана-манипулятора
Проведенные расчеты показывают, что наименьший коэффициент устойчивости в разрешенной зоне работы КМУ имеет положения 5.
Для подтверждения результатов расчетов были проведены испытания на грузовую устойчивость. Испытания на устойчивость проводились в рамках сертификационных испытаний автомобильного крана – манипулятора 5908BF, изготовленного завод грузовой техники» на шасси КамАЗ 43118-0003078-46 с КМУ РК 3002К за кабиной. Испытания проводились на испытательной площадке в двух положениях:
1. На максимальном вылете, соответствующем максимальной грузоподъёмности с грузом 8375 кг (рисунок 8).
2. На максимальном вылете с грузом 4312,5 кг (рисунок 7).
Параметры испытаний приведены в таблице 2.
Таблица 2
Параметры испытаний на устойчивость
Масса груза, кг | Вылет, м | Положение стрелы в плане | Время выдержки, мин |
8375,0 | 4,0 | Перпендикулярно ребру БВ | 10 |
4312,5 | 8,1 | Перпендикулярно ребру БВ | 10 |
Признаком потери устойчивости при проведении испытаний является отрыв опоры и колес с одной стороны от поверхности испытательной площадки - для кранов – манипуляторов с двумя опорами и отрыв двух опор с одной стороны – для кранов – манипуляторов с четырьмя опорами. Испытания считаются пройденными, если не наблюдается признаков потери устойчивости, кран - манипулятор не опрокидывается, а испытательный груз не опускается на опорную поверхность.
При проведении испытаний на грузовую устойчивость в обоих положениях, кран – манипулятор 5908BF сохранил устойчивость. При подъёме испытательного груза в положении 5 произошел отрыв правой передней опоры (рис. 7), при подъёме испытательного груза в положении 4 отрыва опор не наблюдалось (рис. 8), что подтверждает результаты расчетов.
Рис. 7. Испытания на устойчивость в положении 5
(вылет 8,1 м, груз 4312,5 кг). Отрыв правой передней опоры.
Рис. 8. Испытания на устойчивость в положении 4
(вылет 4 м, груз 8375 кг)
Выводы: Учитывая то, что при проектировании и изготовлении автомобильных кранов – манипуляторов, количество комбинаций различных марок и моделей КМУ и базовых шасси или транспортных средств достаточно велико, то в каждом конкретном случае для определения возможности изготовления необходимо провести расчёт автомобильного крана-манипулятора на устойчивость. Испытания на грузовую устойчивость необходимо проводить в том положении, в котором по результатам расчета конкретной машины получится наименьшее значение коэффициента устойчивости. Исходя из результатов расчетов и сравнительных испытаний, для автомобильного крана – манипулятора на шасси КамАЗ 43118-0003078-46 с КМУ РК 3002К за кабиной, испытания на грузовую устойчивость необходимо проводить с грузом 4312,5 кг, на максимальном вылете 8200 мм, относительно бокового ребра опрокидывания (БВ), образованного левыми опорами крана - манипулятора.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Организационно-экономический механизм инновационной деятельности дорожного хозяйства / , , // Инновационный Вестник Регион. 2012. № 4. С. 40-45.
2. Перспективы развития инновационной деятельности в дорожном хозяйстве / , // Инновационный транспорт. 2014. № 1 (11). С. 42-45.
3. Основные проблемы сертификации автомобильных кранов-манипуляторов и пути их решения при организации серийного производства / // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. 2010. № 2. С. 46-60.
4. Федеральные нормы и правила «Правила промышленной безопасности опасных производственных объектов, на которых используются подъёмные сооружения». Утверждены приказом Ростехнадзора .
5. Коробейников устойчивости автомобильного крана манипулятора Kanglim 1256G-2 на шасси КАМАЗ 43118 // Nauka-rastudent. ru. – 2017. – No. 01 (037) / [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: http://nauka-rastudent. ru/37/3915/
