Классификация и краткая характеристика
Машинисту приходится управлять исполнительными механизмами крана во время его работы, при передвижении и при переводе машин в рабочее или транспортное положение.
Системы управления автомобильными кранами — это комплекс устройств, предназначенных для преобразования и передачи команд машиниста аппаратам или механическим устройствам непосредственного управления или командоаппаратам автоматического управления. К ним относятся системы управления исполнительными механизмами крана, коробками отбора мощности, двигателем базового автомобиля из кабины машиниста и базовым автомобилем. Системы управления автомобилем описываются в специальной литературе.
От систем управления во многом зависит производительность труда на кране, поэтому они должны быть удобными в работе и обеспечивать «чувствительное» и плавное включение механизмов. Под «чувствительностью» понимается возможность машиниста чувствовать по усилию, прикладываемому к рычагу или педали управления, включение фрикциона или тормоза. Системы управления должны быть просты в обслуживании и обладать надежностью действия независимо от времени года и погодных условий при минимальных регулировках ее элементов.
Управление бывает механическим (рычажным), пневматическим, электрическим или комбинированным (например, электропневматическим, электрогидравлическим).
Механическое управление наиболее просто в изготовлении, надежно в эксплуатации и обеспечивает благодаря непосредственной связи руки (или ноги) машиниста с управляемым механизмом высокую чувствительность управления. Для снижения усилий, прикладываемых машинистом к рычагам и педалям управления, применяют сервоустройства (усилительные устройства), которые позволяют с небольшим усилием, прикладываемым к рычагу или педали управления, создавать большие усилия, необходимые для включения фрикционных и других механизмов (например, гидроусилитель рулевого управления базовых автомобилей).
Основные рычаги, и педали размещены перед сиденьем машиниста, их движение направлено вдоль поворотной платформы (на себя и от себя), что меньше утомляет машиниста, чем включение рычагов в сторону.
Механическое управление состоит из тяг, рычагов и шарнирных соединений. Несмотря на то что в шарнирных соединениях рычагов и тяг использованы стальные закаленные втулки и пальцы, они быстро изнашиваются, что приводит к образованию люфтов («мертвых ходов»). Поэтому приходится часто регулировать системы управления и заменять изношенные детали. Кроме того, шарниры рычажной системы требуют регулярного смазывания для уменьшения трения и износа соединений, что усложняет эксплуатацию.
В связи с отмеченными недостатками в тех системах управления, где требуется передача больших усилий (например, управление исполнительными механизмами крана), механическое управление заменяют гидравлическим, пневматическим или электрическим. Однако и в этих видах управления используют рычажно- шарнирные передачи (например, для управления блоком пневмоклапанов пневматических систем управления).
При гидравлическом управлении усилие, необходимое для включения механизма, создается исполнительным цилиндром, на поршень которого воздействует жидкость, подаваемая под давлением в цилиндр. Выключается механизм возвратной пружиной, выжимающей жидкость из цилиндра после прекращения ее подачи. При гидравлическом управлении в системе может быть использовано высокое давление, что позволяет применять исполнительные цилиндры малых диаметров, которые удобно располагать в механизмах.
Жидкость можно подавать в исполнительный цилиндр насосом или гидроцилиндром, на поршень которого машинист нажимает с помощью рычага или педали. В первом случае система управления называется насосной, во втором — безнасосной.
Гидравлическое управление по сравнению с механическим характеризуется более высоким КПД, удобством подвода гидропривода к любому механизму, легкостью управления, уменьшением времени на регулирование управления и более высокой надежностью.
Основные недостатки гидравлических насосных систем управления — резкое включение механизмов, вызывающее значительные динамические нагрузки на них, поэтому необходимо применять специальные устройства, чтобы обеспечить плавность их включения; потребность в рабочей жидкости (масле), на которой работает система.
При пневматическом управлении механизмы включаются сжатым воздухом, подаваемым к исполнительным пневмоцилиндрам механизмов от компрессора или воздушных баллонов тормозных систем базового автомобиля через специальный пневмораспределитель и пневмокамеры управления. Основные преимущества пневматического управления по сравнению с гидравлическим — более плавное включение механизмов благодаря лучшей сжимаемости воздуха. Однако при пневматическом управлении давление, под которым воздух подается к исполнительным пневмоцилиндрам, обычно не превышает 0,6 — 0,8 МПа, т. е. намного меньше, чем при гидроуправлении, поэтому соответственно увеличиваются размеры исполнительных пневмоцилиндров. Поэтому пневматическое управление, как правило, используют только в комбинации с электрическим управлением в кранах с механическим приводом. При этом можно использовать элементы пневмоси- стемы базового автомобиля.
Электрическое управление широко используют в системах обеспечения безопасности работы кранов, электрооборудования, а также в комбинированных системах управления. Для кранов с электроприводом оно является основным. Электрическое управление наиболее полно удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым к системам управления:
плавность включения исполнительных механизмов крана и малые усилия, необходимые для включения электрических аппаратов управления (например, кнопок, рукояток контроллеров);
высокие надежность, КПД и легкость подвода энергии к любому исполнительному органу. Кроме того, электрическое управление обеспечивает сравнительно простое решение вопросов, связанных с созданием автоматических и дистанционных систем управления.