БАШЕННЫЕ КРАНЫ: СОВЕРШЕНСТВУЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОДЪЕМА

История российской подъемной техники и современное производство

История подъемного крана насчитывает немногим более двух сотен лет. Начиная с металлических осей и колес для деревянных подъемных машин с ручным приводом и вплоть до современных систем машиноконтроля, человечество шаг за шагом совершенствовало технику, позволяющую поднять значительные по весу грузы на большую высоту.

Впрочем, в деревянной машине восемнадцатого века многие из нас просто не узнали бы то, что сегодня принято обозначать словами «подъемный кран». Только в середине XIX столетия англичане применили в конструкции подъемного крана гидравлический двигатель, а еще пятьдесят лет спустя – двигатель внутреннего сгорания. Примерно в то же время в США и Германии были разработаны краны, работающие от электродвигателя. И, наконец, в 1913 году Юлиус Вольф сконструировал и представил гостям Лейпцигской ярмарки своего «Гиганта из Хеилборна» с поворотной платформой в верхней части башни, представлявшего собой первообраз современного башенного крана (к слову, имя немецкого инженера до сего дня носит компания Wolffkran, специализирующаяся в краностроительной отрасли).

В Российской империи подъемные краны изготавливались на Брянском, Путиловском, Николаевском, Краматорском и ряде других крупных заводов, однако их производство в ту эпоху было штучным – как, впрочем, и за рубежом. И, наконец, только в 1928 году был создан первый башенный кран с балочной стрелой.

Краностроение в СССР

Первый советский башенный кран был изготовлен в 1936 году, и вплоть до Великой Отечественной их выпускалось по нескольку десятков ежегодно – благо, строительство таких инновационных, как сказали бы сегодня, объектов как Днепрогэс и т.д. выдвигало новые требования к подъемным кранам и требовало непрерывно совершенствовать технологии краностроения. Послевоенная ситуация также подстегивала отрасль гигантскими объемами строительных работ в сфере жилищного и промышленного строительства, которые необходимо было выполнять быстро и качественно. Именно поэтому в станах организации с труднопроизносимым названием Проектмеханизация Минметаллургхимстроя в конце 1940 – начале 1950 годов была разработана серия башенных кранов БКСМ для возведения зданий малой и средней этажности. Топовая модель этой серии, БКСМ-14, могла применяться в строительстве зданий высотой до 14 этажей и поднимала груз весом в 5 тонн на высоту от 17 до 80 метров. Большая часть зданий тогда строилась из кирпича и некрупных блоков, и поэтому от кранов той эпохи не требовалась безупречная ориентация груза, ведь применялись они в основном на перегрузочно-транспортных работах. Стрела у кранов пятидесятых годов прошлого века была горизонтальной, и вылет крюка менялся путем перемещения каретки по ней.

Инновации восьмидесятых: еще выше, еще мощнее!

Разумеется, совершенствование конструкций башенных кранов шло в ХХ веке и в странах зарубежья. И одними из наиболее важных параметров были (да, собственно, и остаются) вес груза и высота, на которую ее мог доставить кран. Одним из ярких представителей кранов-гигантов недавнего прошлого стал К-10 000, выпускавшийся датской компанией Kroll Kranes A/Sс 1979 по 1986 год. Предназначался он для возведения крупных промышленных сооружений и атомных электростанций – прежде всего в тех странах, которые могли себе позволить вести такое масштабное строительство: СССР, США и т.д.. Кран производился как в самоходном, так и в стационарном исполнении и обслуживал рабочую зону до 200 метров. Грузоподъемность его основного крана всей 82-метровой стрелой составляла 120 тонн, (и до 200 тонн при вылете 51,8 м), при этом он был способен поднимать грузы на высоту 81м. Основного – потому что двухбашенный К-10000 имел конструкцию, состоящую из двух кранов – главного и вспомогательного (также производства Kroll или Liebherr), предназначенного для монтажа основного крана и некоторых других работ.

Для своего времени гигантский К-10000 был очень новаторским продуктом: оснащенный не только автоматикой, но и электронными приборами, а также четырьмя видеокамерами для наблюдения за всеми операциями, кран был полноповоротным и в рельсовом исполнении своей нижней частью, выполненной как портал рамной конструкции, опирался на систему ходовых тележек, объединенных балансирами (при этом общее число ходовых колес составляло 48).

Рабочая стрела основного крана была многоподвесной, балочного типа. Жесткий расчал, на который она была подвешена, представлял собой систему жестких связей из тяг и решетчатой распорки с креплениями к башне основного крана. Вспомогательный верхнеповоротный кран имел балочную стрелу с жестким подвесом к оголовку, по нижним ярусам которой перемещалась грузовая тележка. Для доступа в кабину управления был предусмотрен подъемник, рассчитанный на шесть человек.

Монтировался кран-гигант от трех месяцев и более. К сожалению, после катастрофы на чернобыльской АЭС в 1986 году энергетическая концепция в разных странах была пересмотрена не в пользу мирного атома, и гиганты К-10000 остались практически без работы.

Девяностые как эпоха безоголовочных кранов

Хотя к концу двадцатого столетия башенный кран и сохранил основные конструктивные узлы и схемы, унаследованные от своих предшественников, многое в нем изменилось. В частности, все чаще на стройплощадках стали отдавать предпочтения кранам Flat Top («плоский верх», англ.) – башенного типа без оголовка стрелы. Хотя сама конструкция, так и термин, ее обозначающий появились несколько раньше. У этих кранов немало преимуществ, особенно в условиях плотной городской застройки. На них безопаснее и проще работать в пересекающихся зонах, их легче монтировать: установка стрелы модульная и выполняется посекционным способом, кроме того, конструкция Flat Top не предусматривает растяжек стрелы и противовесной консоли.

С другой стороны, безоголовочные краны имеют и недостатки. На закрепленную консольно стрелу приходятся значительные изгибающие нагрузки. Поэтому стрелы таких кранов, как правило, ступенчатые и имеют увеличенную площадь сечения к основанию. Что, в свою очередь, делает поворотную часть крана тяжелее, уменьшая его грузоподъемность.

Один из лидеров мирового краностроения, концерн Liebherr, начал производство кранов безоголовочного типа в 1998 году, непрерывно совершенствуя технологии их производства. Серия ЕС-В включает в себя 18 моделей кранов, которые собираются в Испании и Германии, имеют грузоподъемность от 2,5 до 16 тонн и предел вылета стрелы 50-75 метров. В российском Дзержинске изготавливаются секции для башенных кранов этого типа. Тема гигантских кранов швейцарским производителем также раскрыта: в число безоголовочной техники Liebherr входит спецкран грузоподъемностью 125 тонн. У всех моделей серии грузовая лебедка, поворотный механизм и блок управления находятся в верхней части крана.

Впрочем, инновации, внедряемые компанией, относятся не только к конструкции кранов, но и к системам управления ими. Так, к примеру, современные краны марки Liebherr мощностью от 90 до 130 тм могут поставляться как в версии FR.tronic с традиционным управлением, так и в версии Litronic с программируемой памятью – а вот модели мощностью более 140 тм доступны исключительно в исполнении Litronic. Кроме того, производителем внедрен целый ряд систем, обеспечивающих высокую производительность кранов и безопасность. Одна из них, Micromove, позволяет снижать скорость, увеличивая при этом точность позиционирования грузов, другая, Connect & Work, упрощает работы по монтажу крана, а также позволяет выполнять поворот с гашением раскачивания груза.

Крановые инновации сегодня

Современные лидеры мирового краностроения создают инновационные решения в сфере подъемной техники как сами, с помощью штатных конструкторских бюро (как, к примеру, вышеназванный концерн Liebherr), но охотно пользуются и новшествами производства специализированных компаний, создающих комплектующие и системы для более широкого сегмента спецтехники.

Один из флагманов современного краностроения, компания Manitowoc, выпускает башенные краны марки Potain. Эти впечатляющие как своими размерами, так и количеством современной электронной начинки машины сегодня работают на строительстве во многих мегаполисах мира, включая Москву и Киев.

Верхнеповоротные башенные краны этого бренда представлены в трех сериях: MC для работы на крупных строительных объектах, сравнительно компактные и простые в сборке MD для проведения работ в условиях плотной застройки и, наконец, универсальные MDT, сочетающие в себе качества двух предыдущих серий.

Ради наглядного примера посмотрим на кран MD 265, работающий на строительстве 53-этажной башни Эволюция в Москва-Сити. Его отличительными чертами являются мощная лебедка и вместительный барабан, позволяющие быстро поднимать на высоту 280 метров грузы весом до 12 тонн: опалубку, арматуру, элементы конструкции и т.д.. Как и другие краны этой марки, MD 265 производитель снабдил системой низкого энергопотребления, позволяющей существенно сократить расходы на проект. Башенные краны марки Potain оснащены современными средствами машиноконтроля – такими, как cистема CraneSTAR, которая в реальном времени предоставляет подробные данные о парке кранов инженерам и операторам, независимо от их местоположения. CraneSTAR имеет телематический блок управления и способна собирать такие данные, как потребление топлива, наработка, время простоя и т.д., чтобы потом на основе всей этой информации создавать подробные отчеты о процессе эксплуатации техники. Кроме того, каждый кран марки Potain также оснащен видеосистемой помощи машинисту, системой распознавания опасности с помощью радара и рядом других полезных и современных опций.

Все вышеперечисленные системы и характеристики весьма показательны, позволяя сделать вывод о самых высоких требованиях к эффективности и безопасности, предъявляемых к современным башенным кранам.

Возвращаясь к вопросу о предприятиях, специализирующихся на производстве приборов и систем управления для спецтехники, упомянем компанию Honeywell и ее новый продукт – датчик R300, относящийся к разновидности интеллектуальных компонентов, взаимодействующих с переключателями, регуляторами и обеспечивающими надежность, высокую производительность и точность при перемещении грузов. Подобная система компонентов отслеживает и анализирует каждый этап работы машины, автоматически обнаруживает неисправности и принимает своевременные меры по устранению проблем. В ее функции также входит контроль за уровнем вредных выбросов, оценка работы двигателя и гидравлических узлов. В результате всего этого повышается производительность крана: все операции выполняются быстрее при меньшем потреблении энергии.

Современные российские башенные краны

В России около десятка заводов – производителей автокранов, совокупно выпускающих несколько сотен этих машин ежегодно. И хотя для этого направления производства отечественной спецтехники объемы не столь впечатляющи, как скажем, в сегменте автокранов, положительная динамика год от года все же присутствует.

Главный технологический козырь отечественных производителей – адаптированность башенных кранов к российским реалиям, прежде всего – к экстремальным зимним температурам и высокой влажности. То, что у мировых лидеров производства этой техники именуется «северным исполнением» (и стоит, соответственно, дороже стандартного где-то на четверть), у их российских коллег предусмотрено уже в базовой комплектации. Российские башенные краны, выпускаемые группой компаний «Крановые технологии», способны работать при температурах от -40 до +40 градусов по Цельсию и при влажности 80% и выше. Там, где из-за погодных условий у зарубежных кранов уменьшается срок службы канатов и работоспособность электрики – российские машины функционируют в штатном режиме. Абразивный износ и ударные нагрузки российские краны также переносят стойко. Для этого отечественные краностроители используют специальные материалы и комплектующие, а также регулярно проводят соответствующие испытания.

Однако неверно было бы думать, что «неубиваемость» российских башенных кранов – единственное достоинство этой техники. Мы живем в открытом мире, где новые технические разработки становятся достоянием специалистов в разных странах и лучшие из них внедряются в конструкции машин. Если рассмотреть для примера безоголовочный верхнеповоротный TDK-10.180 производства вышеупомянутой ГК «Крановые технологии», будет интересно отметить, что в нем применена масса самых современных решений, а именно – системы частотного регулирования со встроенной системой безопасности, приводов подъема и поворота со встроенными контроллерами, расширяющими их функции по управлению соответствующими механизмами, что позволяет увеличить скорость и плавность работы исполнительных механизмов и точность позиционирования грузов. Кроме того, мы найдем здесь интегрированный прибор безопасности с функцией диагностики оборудования (разумеется, с русифицированным интерфейсом), который опционально может дополняться системой противостолкновения с другими кранами. Что касается кабины TDK-10.180, аппаратный модуль и модуль оператора соединены в едином корпусе. Такое решение ускоряет монтаж крана, упрощает обслуживание и позволяет эффективно использовать микроклимат для работы оборудования. Для работы в слепых зонах кран оснащен системой видеонаблюдения за крюковой подвеской. И это лишь часть инновационных решений, реализованных в данной модели.

Говоря о российских башенных кранах, важно отметить, что в случае необходимости эту технику проще отремонтировать. Ее узлы и комплектующие производятся в России и будут доставлены быстрее импортных, а выезд бригады специалистов по сервису на стройплощадку эксплуатирующей организации – обычно вопрос 1-2 дней. Впрочем, учитывая тот факт, что кое-кто из мировых лидеров в этом сегменте не только развивает сервисную сеть в России, но и размещает здесь производство комплектующих, ситуация с обслуживанием отечественной и импортной подъемной техники в нашей стране в перспективе может измениться.

А что Поднебесная?

В Китае располагается большое число производственных предприятий, выпускающих башенные краны. Оставляя в стороне малоизвестные марки, достоинством которых, как правило, является их низкая сравнительно с европейской техникой цена, отметим небольшое число брендов, заслуживших репутацию надежных и качественных машин. Это XCMG, Zoomlion, Yongmao, Fangyan Group и некоторые другие. Кроме того, в Поднебесной работает несколько совместных с западными партнерами предприятий (Xuzhou Liebherr) и лицензированные заводы, делающие краны марки Potain и других всемирно известных марок. По сути, их продукция мало чем отличается от техники, собранной с Европе или США, кроме более низкой цены за счет меньших расходов на сборку в Китае. Интересно, что в самом же Китае строительство ведется исключительно с помощью кранов, сделанных в этой стране. А вот в России эта техника надежно прописалась главным образом на Дальнем Востоке и в Восточной Сибири – там, куда доставить кран из Китая дешевле и быстрее, чем из Европейской части России.

Что касается инноваций, то, как и в случае с другими разновидностями спецтехники, разработчики башенных кранов из Поднебесной чаще всего аккуратно копируют хорошо зарекомендовавшие себя по всему миру технические решения, а также оснащают свои машины импортными агрегатами и комплектующими.

Яркий пример – популярная модель XCMG QTZ80 грузоподъемностью 8 тонн и высотой подъема до 28,3 метра. Все функциональные элементы крана выполнены из бесшовных труб и обладают повышенной прочностью и низкой парусностью.

Система безопасности работы башенного крана микропроцессорная, с цифровой индикацией информации. В конструкции крана применен механизм поворота (шестерни и привод), разработанный и производимый по лицензии в Китае с использованием современной электроники. Специально для российского рынка на данную модель башенного крана под заказ устанавливаются ограничители нагрузки крана российского производства, что позволяет в доступной и интуитивно понятной форме получать оперативную информацию о состоянии машины и обеспечивает беспрепятственное прохождение регистрации в органах территориального Гостехнадзора.

Перспективы

Как и в любом другом сегменте производства спецтехники, технологии изготовления башенных кранов непрерывно совершенствуются – сообразно тому, насколько более изощренным становится само строительное дело. Это касается как самой конструкции, так и электронной начинки, которой она снабжена. Вероятно, уже в ближайшем будущем нас ждут новые решения, связанные с использованием робототехники, и позволяющие осуществлять подъемные операции без активного участия крановщика. Однако, думается, роль оператора крана – независимо от того, будет ли он находиться в кабине или управлять техникой дистанционно – всегда будет актуальной и первостепенной, независимо от того, как далеко шагнет процесс усовершенствования этих машин.

Категории
Бизнес и проектыСтатьи

Комментировать

*

*

Похожие