Особенности устройства кранов-трубоукладчиков

Ведение

         Трубоукладчиками (с англ. - Pipelaying crane) называют самоходные грузоподъемные машины, которые относятся к специальным видам тракторных кранов. Они предназначаются для подъема, транспортировки и монтажа труб и оборудования трубопроводов при прокладке различного назначения магистральных трубопроводов большой протяженности. Трубоукладчики в большинстве случаев эксплуатируют на значительном удалении от баз обслуживания и ремонта. Выход из строя одной машины, входящей в состав изоляционно-укладочной колонне, приводит к остановке большого комплекса механизмов. Это обстоятельство требует высокой надежности и хорошей ремонтопригодности всех без исключения узлов трубоукладчиков. При сооружении линейной части магистрального трубопровода трубоукладчики передвигаются по бездорожью, что предъявляет высокие требования к их проходимости, определяемой совокупностью ряда показателей: среднего давления на грунт, дорожного просвета и тяговой характеристики.

 

Особенности устройства кранов-трубоукладчиков.

 

       Конструкция этих кранов учитывает то, что при прокладке магистральных трубопроводов основная нагрузка приходится на одну их боковую сторону, что определило их конструктивное исполнение как стреловых самоходных грузоподъемных машин без поворотной части с боковым расположением стрелы. Ходовая часть современных кранов-трубоукладчиков может быть двух типов: гусеничная и пневмоколесная.

Трубоукладчики на гусеничном ходу, наиболее распространенные (рис. 1), состоят из базового шасси и установленного на нем грузоподъемного оборудования, включающего лебедку 6, раму 5, противовес 8, стрелу 4, подвеску крюка, подвесную 2 и стреловую 3 обоймы и гидросистему 7.

Сейчас на строительстве  трубопроводов используются различные  виды кранов-трубоукладчиков, конструкции которых и технические характеристики приведены ниже.

            Краны-трубоукладчики ТГ-61 и ТГ-62 предназначены для укладки в траншею трубопроводов, сопровождения очистных и изоляционных машин, выполнения различных подъемно-транспортных операций при строительстве трубопроводов диаметром до 426 мм и могут быть использованы на аналогичных работах (в пределах их технической характеристики) при сооружении трубопроводов больших диаметров.

Краны-трубоукладчики ТГ-61 и ТГ-62 смонтированы на специальных гусеничных шасси, в которые входят силовая установка, трансмиссия и кабина трактора ДТ-75Р-СЗ, специальная гусеничная тележка с жесткой подвеской опорных катков от трактора Т-130, уширенной колеей, удлиненной базой и дополнительными бортовыми редукторами. Привод грузоподъемного оборудования гидравлический (от трех насосов НШ-46, установленных на редукторе отбора мощности). Два насоса предназначены для привода грузового барабана, а один — для стрелового. Лебедка трубоукладчиков одновальная, двухбарабанная с независимым приводом каждого барабана от своего цилиндрического трехступенчатого редуктора, что обеспечивает возможность совмещения любых операций крюком и стрелой.

 

 

 

Рис. 1 Принципиальная схема устройства крана-трубоукладчика ТГ-61 и ТГ-62

 

         Тормоза грузового и стрелового барабанов нормально замкнутые, автоматически размыкаемые при включении гидропривода. Для управления лебедкой и редуктором привода насосов установлены три рычага. Трубоукладчики не имеют откидных противовесов, что упростило их конструкцию и уменьшило число рычагов управления. На трубоукладчиках установлены следующие приборы безопасности: указатель грузового момента, визуальный указатель фактической нагрузки на крюке, автоматический выключатель подъема стрелы, указатель грузоподъемности и вылета крюка, устройство для освобождения крюка от нагрузки при выходе из строя привода, автоматический сигнализатор опасного напряжения. Кран-трубоукладчик ТГ-62 является модификацией трубоукладчика ТГ-61 и отличается от последнего уширенным траком гусениц. Эта машина имеет пониженное среднее давление на грунт и предназначена для прокладки трубопроводов на грунтах с пониженной несущей способностью. По проходимости трубоукладчик ТГ-62 не имеет аналогов ни в отечественной, ни в мировой практике.

         Кинематическая схема кранов-трубоукладчиков ТГ-61 и ТГ-62 состоит из двух трансмиссий: приводов гусеничного хода и лебедки. Трансмиссия привода гусеничного хода трубоукладчиков идентична трансмиссии трактора ДТ-75Р-СЗ и отличается от последней только наличием дополнительных одноступенчатых бортовых редукторов с внутренним зацеплением. Трансмиссия привода лебедки включает в себя двухступенчатый редуктор привода насосов и два трехступенчатых редуктора привода барабанов. Редуктор привода насосов получает вращение от вала отбора мощности трансмиссии трактора ДТ-75Р-СЗ.

       Трактора трубоукладчиков ТГ-61 и ТГ-62 состоят из двух частей: силовой установки и трансмиссии трактора ДТ-75Р-СЗ; специальной гусеничной тележки, включающей сварную раму, на которой смонтированы дополнительные бортовые редукторы, опорные и поддерживающие катки, натяжные колеса с механизмом натяжения. Силовая установка и трансмиссия трактора ДТ-75Р-СЗ состоит из двигателя, муфты сцепления, карданной передачи, реверс-редуктора, коробки перемены передач и механизмов заднего моста. На тракторе установлен дизель СМД-14МГ — четырехтактный, четырехцилиндровый, рядный двигатель жидкостного охлаждения с непосредственным вспрыском топлива в камеру в поршне. Дизель установлен на раме силовой установки и трансмиссии на эластичных резинометаллических амортизаторах и закреплен в трех точках. Запуск дизеля производят пусковым двигателем П-10УД через редуктор, а пускового двигателя П-10УД — стартером СТ-362. На дизеле установлена двухдисковая постоянно замкнутая муфта сцепления, обеспечивающая соединение коленчатого вала дизеля с трансмиссией через карданную передачу и ведущий вал реверс-редуктора. Карданная передача находится между выходным валом муфты сцепления и ведущим валом реверс-редуктора и служит для компенсации несоосности и перекосов между ними. Реверс-редуктор — механический одноступенчатый редуктор с реверсивным устройством. Он смонтирован на передней плоскости корпуса трансмиссии и имеет две передних и одну заднюю передачу. Коробка передач механическая, четырехходовая, семиступенчатая с подвижными шестернями и блокировкой механизма переключения передач. Она обеспечивает семь скоростей переднего и одну скорость заднего хода. При включенном реверс-редукторе число скоростей заднего хода увеличивается до семи.

       Задний мост состоит из главной передачи, планетарных механизмов поворота и тормозов. Механизмы заднего моста передают крутящий момент от коробки перемены передач конечным передачам, осуществляют поворот и торможение трактора. Конечные передачи одноступенчатые цилиндрические. На выходных вдлах этих передач установлены зубчатые втулки, передающие вращение одноступенчатым дополнительным редукторам с внутренним зацеплением, предназначенным для повышения тягового усилия. В дополнительный редуктор входят стальной литой корпус, ведущая шестерня, ведомое зубчатое колесо, вал, крышка, уплотнение и ведущая звездочка.

        Установка дополнительных редукторов на раме гусеничной тележки исключила нагружение корпуса трансмиссии трактора усилиями от ведущих звездочек гусеничного хода. Применение редуктора с внутренним защеплением сохранило направление движения трактора и позволило при значительном повышении тягового усилия получить компактную конструкцию.

       Опорные катки двухбортные на подшипниках качения, поддерживающие катки также на подшипнике качения. Гусеница сборная. Она состоит из гусеничной цепи и соединенных с ней болтами башмаков. На трубоукладчике ТГ-61 башмак имеет ширину 500 мм, на ТГ-62 — 920 мм.

Натяжное колесо установлено на подшипниках качения. Оно выполнено опорным. Механизм натяжения гидравлический. Механизм сдавания состоит из двух пружин.

        Кабина такая же, как на тракторе ДТ-75Р-СЗ. Незначительные доработки увеличивают площадь остекления. Для улучшения обзорности фронта работ сиденье и механизмы управления базовым трактором перенесены влево (по ходу машины).

        Редуктор привода насосов предназначен для привода трехшестеренчатых насосов НШ-46У, питающих гидромоторы лебедки.

         Гидравлические системы кранов-трубоукладчиков ТГ-61 и ТГ-62 предназначены для привода грузового и стрелового барабанов лебедки. Отличительная особенность гидравлической системы — оригинальная конструкция тормозного клапана, установленного в подсистеме привода грузового барабана. Обычно по такой схеме тормозные клапаны регулируют на давление, которое равно давлению, создаваемому массой максимального груза на входе в тормозной клапан при его опускании (тормоз выключен). Следовательно, при опускании меньших грузов или отсутствии нагрузки насосы должны создавать давление, равное разнице между давлением настройки тормозного клапана и давлением, создаваемым массой опускаемого груза, т. е. давление, создаваемое насосом, обратно пропорционально величине опускаемого груза: чем меньше нагрузка на крюке при его опускании, тем выше давление насоса. Это приводит к интенсивному нагреву жидкости и требует установки гидробаков увеличенной вместимости. В тормозных клапанах, установленных в подсистеме привода грузового барабана трубоукладчиков ТГ-61 и ТГ-62, давление, создаваемое насосами при опускании крюка, не зависит от нагрузки на крюке и составляет 1—1,2 МПа.

       Лебедка трубоукладчиков ТГ-61 и ТГ-62 используется для подъема, опускания и изменения вылета крюка. Она состоит из двух установленных на оси барабанов (грузового и стрелового) и двух редукторов, один из которых предназначен для привода грузового барабана, второй — для привода стрелового барабана. Корпуса редукторов жестко связаны между собой осью барабанов и двумя специальными стяжками. Отличительные особенности лебедки — компактность и простота изготовления. Компактность обеспечивается установкой гидромоторов между редукторами, корпуса которых не имеют разъемов в горизонтальной плоскости.

           По аналогичной конструктивной и кинематической схеме промышленностью освоен выпуск широко используемых на практике кранов-трубоукладчиков Т-3560М, ТГ-201 и Т0-1224Г (рис. 2, 3 и 4), отличающихся повышенными показателями грузоподъемности, момента устойчивости, вылета крюка и высоты его подъема (см. табл. 21.118). Последним по времени начат выпуск наиболее мощного крана-трубоукладчика ТГ-502.

         Кран-трубоукладчик ТГ-502 предназначен для укладки в траншею трубопроводов, сопровождения очистных и изоляционных машин и выполнения различных подъемно-транспортных операций на строительстве магистральных трубопроводов диаметром 1220 и 1420 мм. Он может быть использован на аналогичных работах (в пределах его технической характеристики) при сооружении трубопроводов больших диаметров. Трубоукладчик подобного класса в нашей стране создан впервые. По основному показателю — моменту устойчивости он превосходит зарубежные трубоукладчики 594Н (США) и Д355С-3 (Япония).

 

 

 

Рис. 2. Кран-трубоукладчик Т-3560М: 1 — грузовая стрела, 2 —двигатель 3 — лебедка, 4 — контргруз, 5 — верхняя рама, 6 — ходовое устройство, 7 — силовая                     

                                                          передача,  8— механизм отбора мощности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Кран-трубоукладчик ТГ-201

 

 

 

 

 

Рис.4.Кран-трубоукладчик ТО-1224Г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Кран-трубоукладчик ТГ-502 смонтирован на тракторе ТТ-330 — трубоуклад очной модификации трактора Т-330. Его грузоподъемное оборудование (лебедка, противовес, стрела и портал) смонтированы на верхней раме, установленной на базовом тракторе. Привод грузоподъемного оборудования гидравлический от двух гидронасосов 210.32 и одного 210.12. Гидросистема трубоукладчика обеспечивает привод лебедки, откидывание и продвижение противовеса. Она имеет гидравлическое сервоуправление распределителями силового потока, что уменьшает усилия управления.

        Лебедка трубоукладчика одновальная, двухба-рабанная с независимым приводом каждого барабана от своего цилиндрического трехступенчатого редуктора. На входных валах редукторов привода грузового и стрелового барабанов смонтированы ленточные тормоза нормально замкнутого типа, автоматически размыкаемые при включении гидропривода. При выключении гидропривода тормоза автоматически затягиваются.

        Грузоподъемный механизм обеспечивает две скорости крюка: первую — при подаче гидрожидкости от одного насоса, вторую — при подаче гидрожидкости От двух насосов гидромотору редуктора привода грузового барабана. При включении первой скорости крюка можно совмещать любые операции крюком и стрелой.

       Трубоукладчик ТГ-502 имеет оригинальную конструкцию портала, на котором установлены блоки стрелового полиспаста. Размещение шарниров портала таково, что корпус лебедки разгружен от растягивающих усилий.

Трубоукладчик имеет  переднюю кабину и поворотное сиденье, обеспечивающее удобное управление механизмами трактора и грузоподъемного  оборудования. На машине установлены  устройства безопасности: автоматический ограничитель подъема стрелы, устройство для контроля нагрузки на крюке при работе в ИУК, визуальные указатели грузового момента со световой сигнализацией и допустимой грузоподъемности в зависимости от вылета крюка, автоматический сигнализатор опасного напряжения УАС-1. Трубоукладчик оборудован устройством для опускания груза (освобождения от нагрузки) при выходе из строя двигателя или гидропривода.

         Прогрессивные технические решения, заложенные в конструкцию машины, обеспечили ей высокие технико-эксплуатационные качества, важнейшими из которых являются широкий диапазон скоростей крюка и стрелы, управление грузоподъемными механизмами с помощью трех рычагов, возможность совмещения операций крюком и стрелой, опускание крюка и стрелы только двигателем. К достоинствам трубоукладчика следует отнести также его хорошую маневренность, которая обеспечивается поворотом машины за счет разных скоростей гусениц и включением для одной гусеницы переднего хода, для другой — заднего. Удлиненная гусеничная база увеличивает продольную устойчивость машины.

 

         Трубоукладчик с демонтированными стрелой, противовесом и боковыми кронштейнами верхней рамы вписывается в негабаритность «нулевой» степени при его транспортировке по железной дороге, что значительно лучше транспортабельности трубоукладчика 594Н (II и III степени негабаритное) и Д355С-3 (I степень негабаритности).

Кинематическая схема  грузоподъемного оборудования включает в себя редукторы привода насосов, грузового и стрелового барабанов, грузо- и стрелоподъемные полиспасты. Редуктор привода насосов двухступенчатый цилиндрический с зубчатой муфтой включения.