Multifunctional Crane and Manipulator Unit Based on Wheeled and Track-laying Machine

Research article
DOI:
https://doi.org/10.18454/ENGIN.2023.1.1
Issue: № 1 (1), 2023
Suggested:
29.09.2023
Accepted:
30.10.2023
Published:
30.11.2023
679
10
XML
PDF

Abstract

This article examines a multifunctional crane and manipulator unit. To solve the problems, it is proposed to modernize a standard TLC so that this unit can change its attachments. Suggested wheeled and tracked bases for placing this unit, such as Ural Next and KAMAZ – 43118 lorries, as well as SGT – 31 tracked machine, and their technical characteristics are presented. Examples of the use of this equipment in various spheres of activity, such as oil refining, energy, military purposes and for road maintenance are offered. The presented device can be useful in various spheres of human activity related to the movement of various cargoes.

1. Введение

Автомобильная промышленность – ведущая отрасль машиностроения, влияющая на процессы экономического и социального развития Российской Федерации. Наличие развитой автомобильной промышленности является важным элементом обеспечения национальной безопасности государства. Транспортные средства стали неотъемлемой часть нашей жизни. Незаменимую роль в развитии любой страны занимает грузовой транспорт и их различные модификации.

На базы грузовых автомобилей устанавливают специальное навесное оборудование. Например: щетка для мойки барьерных ограждений, поливомоечное оборудование, передние и боковые отвалы, пескоразбрасыватели, краново-манипуляторные устройства, буровые установки и другое различное оборудование

,
,
.

Данные автомобили выполняют задачи различных отраслей таких как лесозаготовительная, нефтяная, дорожные хозяйства, фермерские угодья, строительная, а также в военных целях. Поэтому нужно разрабатывать качественное навесное оборудование и устанавливать на отечественные грузовые автомобили, такие как Урал и КамАЗ.

В качестве примера рассматривался уход за деревьями в городской черте. Обрезка веток одно из основных мероприятий по уходу и правильному содержанию деревьев, которое проводится для повышения их жизнеспособности. В качестве разработки было предложено устройство обрезки веток на базе многофункционального краново-манипуляторной устройства (КМУ), которое обеспечит более продуктивную работу в отличие от тракторов, экскаваторов и погрузчиков на которых в основном устанавливается обрезчик веток.

2. Базовые автомобили для размещения КМУ

Многофункциональное КМУ решит множество проблем в отличие от обычного обрезчика. Прокладка дорог, различных коммуникаций, трубопроводов, нефтепроводов, газопроводов, устранение неполадок на линиях электропередач, при монтажных, высотных, ремонтно-восстановительных, строительных, коммунальных работах и в стесненных условиях и другие задачи различного типа.

Для оптимизации данных процессов предлагается установить краново-манипуляторное устройство на базу отечественных грузовых автомобилей КамАЗ и Урал. Данная КМУ будет иметь устройство по смене навесного оборудования, например, навесное оборудование для обрезки веток, грейфер, захват и другое навесное оборудование.

Урал Next с краново-манипуляторным устройством

Рисунок 1 - Урал Next с краново-манипуляторным устройством

Автомобиль Урал Next 4320 (Рис.1.) имеет следующие характеристики: двигатель на модели 4320-6952-72Г38-ЯМЗ-53642 (Евро-5) 285 л.c. и на модели 4320-6952-74Г38-ЯМЗ-53602 (Евро-5) 312л.c., с колесной формулой 6х6,грузоподъемностью шасси 12,5 т., топливными баками на 300 и 210 литров, c размером колес 425/85R21 и пневматической тормозной системой барабанного типа с АБС
.
КАМАЗ - 43118 с краново-манипуляторным устройством

Рисунок 2 - КАМАЗ - 43118 с краново-манипуляторным устройством

В качестве альтернативной базы для многофункционального краново-манипуляторного устройства предлагается колесная база КАМАЗ-43118 модификации 73094-50, мощностью в 300 л.с. с колесной формулой 6x6 и экологическим классом евро – 5, передвигающимся на дизельном топливе, топливные баки рассчитаны на 210 и 350 л. (Рис.2.)
.
СГТ-31 с краново-манипуляторным устройством

Рисунок 3 - СГТ-31 с краново-манипуляторным устройством

Также данное КМУ можно установить на легкий многоцелевой гусеничный тягач с универсальным корпусом СГТ-31 (Рис.3). Машины с гусеничным типом движителя лучше перемещаются по трудному и тяжелому рельефу, чем колесные, поэтому их используют на сложной местности.

Габаритные размеры, мм: длина 6454, ширина 3150, высота 1865, клиренс 400. Двигатель ЯМЗ-238В, 8-цилинд-ровый 4-тактный дизель жидкостного охлаждения. Мощность двигателя, кВт (л.с.) 176,5 (240). Максимальная скорость по шоссе, км/ч 60. Запас хода по шоссе, км 600. Запас топлива, л 620. Преодолеваемые препятствия: высота стенки, м 0,6, ширина рва, м 2,4, глубина брода. Данная техника может плавать и из-за этого можно преодолевать водные преграды и болотистые местности. Это позволит выполнять различные операции с участием КМУ в труднодоступной местности.

3. Обсуждение

Для нефтеперерабатывающей отрасли данные автомобили значительно упростят прокладку дорог к месторождению и возведению скважинных установок. Проходимость, мобильность, многозадачность данных грузовых автомобилей с многофункциональным КМУ обеспечит высокую производительность на местах прокладки нефтепроводов и газопроводов. Также эти автомобили можно использовать и для поддержания технического состояния и самих скважин, устранения поломок путем доставки определенных материалов для устранения неисправности

,
.

Для электроэнергетики данные автомобили будут полезны при прокладке проводов по воздуху. Из-за того, что в КМУ будет предусмотрена возможность смены навесного оборудования можно с помощью монтажной корзины протягивать провода, а с помощью буровой установки установить столб

.

В дорожном хозяйстве данный автомобиль сыграет важную роль. Многие средние и маленькие деревни и села имеют не качественные логистические маршруты. Также данные маршруты нуждаются в регулярной поддержке их состояния, так как автомобили, а тем более грузовики, разрушают асфальтное полотно. С каждым годом строятся новые дороги, что безусловно помогает развитию логистической системы, которые прокладываются через леса и поля. Железнодорожные пути, которые принимают участие и имеют важную роль в логистической системе Российской Федерации, тоже нуждаются в контроле их состояния. Любой логистический маршрут должен быть обслужен вовремя

,
.

Многофункциональное краново–манипуляторное устройство пригодится и в военных целях. С помощью этого устройства будет возможно ускорить доставку различных военных грузов. Возможность смены навесного оборудования обеспечит высокую эффективность данного выполнения военных задач.

В связи с обострением политической обстановки большое количество иностранных компаний ушло с российского рынка. Рассмотренный КМУ может стать хорошей заменой зарубежным моделям. Также это даст положительное влияние на развитие отечественного рынка и машиностроения. Данное устройство составит конкуренцию другим моделям, а универсальность этого агрегата поможет с выполнением различных задач.

Данные транспортные средства с многофункциональным КМУ могут большой спектр задач связанный с различными отраслями. Они могут доставлять строительные ресурсы, помогать в разгрузочно-погрузочных операциях, монтажом линий электропередач, прокладке дорог, обслуживанию различных сооружений и других работ. Данное КМУ делает транспорт более функциональным, что для различных отраслей делает данные автомобили более выгодными для эксплуатации. Эти автомобили благодаря своему модернизированному КМУ выполнят поставленные задачи быстро. Многофункциональный КМУ лучше, чем стандартный, так как для выполнения двух операций потребуется две единицы техники с нужным оборудованием, а данный КМУ вмешает в себя данное оборудование при использовании одной единицы техники. Также оно может устанавливаться на различные базы автомобилей, что является большим достоинством данного устройства.

Но есть и проблемы связанные с обслуживанием КМУ. На данный момент нужно подготовить высококвалифицированные кадры в сфере обслуживания этих устройств. Также стоит развивать сети обслуживающих станций. Для потребителей стоит составить подробную инструкцию по эксплуатации многофункционального краново-манипуляторного устройства, так как оборудование постоянно меняется и следует вывод о том, что нужно знать, как и в каких условиях правильно использовать данное устройство. Машина может быть опрокинута из-за неправильной эксплуатации при погрузочно-разгрузочных работах. Также может быть повреждена стрела манипулятора или её элементы, перегиб штока гидроцилиндра и других элементов.

Как пример приведем работу на строительных объектах. Машина может быть опрокинута из-за неправильной эксплуатации при погрузочно-разгрузочных работах. Также может быть повреждена стрела манипулятора или её элементы, перегиб штока гидроцилиндра и других элементов. Допустим, что машина была опрокинута в следствие погрузочно-разгрузочных работ. Это могло произойти из-за несоблюдения правил техники безопасности и эксплуатации КМУ.

Особое внимание необходимо уделить самой стреле, так как возможны различные нарушения кинематики из-за накопления усталости металла. В таком случае нужно заменять поврежденную секцию целиком, чтобы предотвратить чрезвычайные ситуации. Возможны и другие случаи в которых может случиться авария при различных работах. Поэтому обязательно нужно соблюдать технику безопасности, а ответственный персонал обязан проверить все ли узлы исправны и правильно ли работают. При соблюдении всех требований риск аварий становится минимальным и работа становится более продуктивнее и безопаснее.

Развитие данных КМУ достаточно перспективно из-за ухода иностранных компаний. Также это даст положительное влияние на развитие отечественных краново-манипуляторных устройств, а модернизированное многофункциональное КМУ может решить большой спектр задач при использовании одной единице техники. КМУ использую во многих отраслях промышленности и данная модернизация может решить и финансовые затраты на эксплуатацию колесных и гусеничных машин оснащенные КМУ. Так можно использовать одну единицу техники и выполнять две операции одним КМУ, чем использовать две единицы техники и при этом выполнять такие же операции.

4. Заключение

В статье были рассмотрены предложены три транспортных средства специального назначения для различных работ в различных отраслях. Основным критерием выбора базового автомобиля является проходимость, подвижность и маневренность. Было предложено многофункциональное краново-манипуляторное устройство для усовершенствования колесного и гусеничного транспорта, принимающего участие в развитии народного хозяйства Российской Федерации.

Article metrics

Views:679
Downloads:10
Views
Total:
Views:679