Что вдоль, что поперек
Конструктивные особенности современных короткобазных кранов

На стройках эти краны выдерживают тяжелые условия эксплуатации, порой даже неправильное, неадекватное использование. Это совершенно отличает короткобазные краны от мобильных кранов повышенной проходимости, которыми должны управлять высококвалифицированные операторы, буквально с трепетом относящиеся к своей очень дорогой «элитной» машине. Благодаря этим качествам популярность короткобазных кранов в мире постепенно увеличивается.

Однако короткобазные краны не могут самостоятельно ездить по дорогам общего пользования, и сложности с транспортировкой являются причиной того, что их не любят брать в краткосрочную аренду. А большинство европейских строительных компаний как раз предпочитают арендовать кран с оператором для выполнения каждого подъема, вместо того, чтобы подобно американцам брать короткобазный кран без оператора на строительный объект на долгое время.

Поэтому короткобазные краны – в значительной степени американский продукт. Они исторически популярны в Северной Америке, и неудивительно, что 75% местного рынка составляют машины, изготовленные здесь же. На североамериканский рынок приходится около 50% мирового объема продаж короткобазных кранов. Традиционно популярны короткобазные краны и в Японии.

Следующий по объему рынок, около 30% общемирового объема, – это Ближний и Средний Восток (особенно Турция). Продажи короткобазных кранов растут во многом за счет рынков развивающихся регионов, таких как Южная Америка, Россия и Юго-Восточная Азия. Африканский рынок тоже растет. Южная Америка (особенно Бразилия) сейчас превращается в крупный рынок короткобазных кранов. Компании Terex и Manitowoc вышли на бразильский рынок в последние пару лет. Сначала компании собирали свои машины из импортируемых компонентов, но постепенно стали использовать все больше комплектующих местного производства.

На Европу приходится менее 10% мирового рынка короткобазных кранов. Но в отличие от остальной Европы в Италии (и отчасти во Франции) строительные фирмы предпочитают иметь в собственности все необходимое оборудование и постоянно использовать краны на каждом объекте, а не брать в аренду всякий раз, когда понадобится что-то поднять. В результате это привело к возникновению именно в Италии ряда производителей короткобазных кранов, часть из которых существует и сегодня, например Locatelli, Manotti, ТСМ.

В Китае положение особое. Внутри страны рынка короткобазных кранов почти нет, но такие мощные компании, как Sany, Zoomlion и XCMG, настойчиво стремятся занять место на мировом рынке короткобазных кранов. Все китайские производители короткобазных кранов прогрессируют высокими темпами и создают продукты, все более соответствующие запросам западных потребителей. Возможно им удастся привлечь симпатии покупателей довольно большой разницей в цене по сравнению с главными конкурентами.

Европейские строители предпочитают использовать европейские машины. Америка – вотчина американских производителей, а на других рынках присутствует пестрая смесь брендов. Лидером среди производителей на мировом рынке короткобазных кранов (за исключением японского) еще с конца 1960-х гг. является, по-видимому, компания Grove, за ней следуют, в порядке перечисления, Link-Belt, Terex и Tadano. Несколько китайских компаний, в том числе Sany и Zoomlion, также упорно ищут возможности войти в группу лидеров.

 Особенности конструкции

Кабины. Первые предшественники короткобазных кранов (в то время они были скорее кранами высокой проходимости) с телескопической стрелой и колесной формулой 4х4 появились в начале 1950-х гг. и были фактически «грузонесущими кранами с низко расположенной кабиной», которые могли передвигаться и работать в труднопроходимой местности.

Постепенно короткобазные краны становились все более популярными, их стали использовать для монтажа массивных, крупных стальных и бетонных конструкций, увеличивались их грузоподъемность и величина вылета стрелы, и из кабины, расположенной на передней части шасси, стало неудобно наблюдать за грузом при таких работах. Очевидным решением стала установка крановой надстройки с кабиной на поворотной платформе, как у автокранов. Такая привычная нам сейчас компоновка сформировалась в середине 1960-х гг. С тех пор в конструкцию «короткобазников» внесено множество инноваций, но эта принципиальная схема остается без изменений.

В последнее время большинство нововведений в конструкции коробкобазных кранов относится именно к оборудованию кабины. У современных короткобазных кранов кабины могут наклоняться назад (обычно до 20°) для улучшения обзора при работе с высоко поднятыми грузами. Кабины могут быть герметизированными, с избыточным давлением внутри, утепленными и звукоизолированными. Внутри созданы все условия для комфортного пребывания оператора. Наклон рулевой колонки регулируется. Джойстики управления располагаются на подлокотниках сиденья, обзор оператора улучшает комплект из нескольких видеокамер, изображение с которых передается на дисплей.

Тем не менее в ограниченном масштабе продолжают выпускаться и модели короткобазных кранов с «низко расположенной» кабиной в передней части шасси. Назначение этих машин специфическое, в основном работы на железной дороге и в туннелях, в условиях недостаточного пространства.

Системы управления. Производители постоянно совершенствуют и разрабатывают новые системы управления, которые гарантируют оператору большой объем информации, необходимый для увеличения производительности труда. Органы управления обеспечивают две скорости поворота платформы и ее торможение.

Совершенствуются электронные системы, прежде всего связанные с безопасностью подъема грузов. Они контролируют угол подъема стрелы и фактическую нагрузку, рассчитывают соответствующую вылету стрелы допустимую грузоподъемность крана, предотвращают запутывание троса. Во время работы вся необходимая информация в режиме онлайн выводится на дисплей в кабине. Указываются фактическое положение аутригеров и процент, который составляет фактическая нагрузка от максимальной допустимой величины. Если аутригеры выдвинуты неравномерно, система пересчитывает диаграмму допустимых значений нагрузки для каждого сектора поворота стрелы. Оператор может предварительно задавать безопасные рабочие зоны крана, предельные параметры работы: угол поворота платформы, высоту или угол подъема стрелы, чтобы исключить опасность аварии. Имеются системы, которые при приближении стрелы с грузом к опасному положению начинают осуществлять «плавную остановку», то есть постепенно уменьшают поток в гидроконтуре рабочего оборудования, чтобы стрела с грузом плавно остановилась, прежде чем достигнет опасного положения. Аудиовизуальная аварийная сигнализация предупреждает крановщика об опасности, электронная система может заблокировать работу органов управления, если положение становится угрожающим.

В системы управления внедряется телематика, позволяющая поддерживать связь между кабинами отдельных кранов и с главным компьютером в центральном офисе компании. В современных короткобазных кранах широко применяется шина CAN для связи всех электронных систем машины, в том числе для диагностики неисправностей. Все это способствует повышению производительности и безопасности работы.

Стрелы. Использование овоидного профиля, оптимального с точки зрения распределения нагрузок, устраняет необходимость в дополнительном усилении стрелы. Применение более легких и прочных стрел с овоидным или многоугольным профилем позволило увеличить грузоподъемность без значительного повышения массы стрелы и всей машины, что упрощает транспортировку кранов.

Между телескопическими секциями устанавливаются износные вкладыши-пластины («скользуны») большой площади из тефлона, которые не только улучшают скольжение секций и устраняют потребность в смазке, но и обеспечивают более равномерное распределение нагрузки на стрелу, увеличивая таким образом ее надежность.

Традиционно стрелы короткобазных кранов имеют полный гидравлический привод и способны телескопироваться даже с грузом. Механизмы выдвижения секций могут осуществлять либо синхронизированное выдвижение всех секций сразу, либо последовательное. Часто используется один гидроцилиндр для выдвижения всех секций стрелы. По мере того, как стрелы короткобазных кранов становились все длиннее, производители стали применять замки-штифты, фиксирующие выдвигающиеся секции. У самых больших моделей длина основной стрелы (без удлинителей и гуськов) достигает уже 60 и более метров. У некоторых кранов стрела может опускаться на несколько градусов ниже горизонтальной линии.

Стрелы дополняются вставками, удлинителями и гуськами, решетчатыми или телескопическими, состоящими из 2–3 секций, поворотными, наклоняемыми относительно основной стрелы до 40°, в том числе с гидроприводом наклона и раскладывания, благодаря которому оператор может управлять удлинителем и гуськом, не выходя из кабины. Все это оборудование позволяет существенно увеличить (на 27 и более метров) высоту подъема и вылет стрелы.

Двигатель. Новые модели короткобазных кранов теперь получают двигатели экологического класса Tier 4 Interim или Final, которые требуются в соответствии с вступающими в силу в странах Запада новыми экологическими нормами. Для рынков, где еще действуют прежние нормы, многие производители предусматривают варианты новых моделей кранов с двигателями класса Tier 3.

Трансмиссии. Как правило, они оснащаются мостами повышенной прочности, дифференциалы осей могут снабжаться блокировочными устройствами.

У аутригеров обычно имеется несколько фиксированных положений по выдвижению: втянутое, выдвинутое на 50% и выдвинутое полностью. Аутригеры довольно легко демонтируются для уменьшения массы и габарита машины при перевозке. У некоторых современных короткобазных кранов оператор может выдвигать любой из четырех аутригеров на любую необходимую длину по отдельности. Это очень удобно для работы в стесненных условиях.

Колесная база. В настоящее время производители короткобазных кранов уменьшают массу машин за счет увеличения колесной базы крана. Это также способствует повышению устойчивости крана. Однако это означает, что рама становится длиннее и вероятность повреждения элементов конструкции (вместо опрокидывания) увеличивается, если оператор превышает допустимые нагрузки. Традиционно рулевое управление короткобазных кранов имеет 3–4 режима. Чаще всего на всех колесах применяются дисковые тормоза с гидроприводом. Преимуществом гидропривода является то, что он менее подвержен влиянию изменений температуры окружающего воздуха по сравнению с пневмоприводом, к тому же не требуется дополнительный воздушный компрессор, уменьшается объем техобслуживания.

Удобство транспортировки. С увеличением грузоподъемности короткобазных кранов увеличиваются их габариты и масса, поэтому их становится сложнее транспортировать. Короткобазные краны г/п более 60 т часто приходится перевозить на двух транспортных средствах, чтобы можно было двигаться по дорогам общего пользования (как правило, это низкорамный трал грузоподъемностью не менее 30 т), противовес транспортируется отдельно. В некоторых случаях аутригеры и даже стрелы с лебедкой и блоком шкивов также приходится демонтировать. Это означает, что преимущества короткобазных кранов перед кранами других типов – простота эксплуатации и подготовки к работе на строительном объекте – в значительной степени нивелируются.

Поэтому неудивительно, что ведущие мировые производители короткобазных кранов стремятся разрабатывать новые модели с высокими грузовысотными характеристиками, но при этом удобные для транспортировки. Иногда короткобазные краны больших типоразмеров комплектуются гидросистемами для демонтажа противовеса, в стандартной комплектации либо в качестве опции. Подобные системы позволяют крану самостоятельно демонтировать свой противовес в течение 30 минут и затем снова установить его без помощи другого крана.