Кручу-верчу, запутать хочу... или Какой механизм поворота манипулятора целесообразнее?

Уважаемые коллеги, соратники и просто хорошие люди!

Среди владельцев манипуляторов, производителей, конструкторов не утихают споры о преимуществах и использовании двух, конструктивно различных механизмов поворота КМУ.

С помощью гидроцилиндра.

С помощью гидромотора.

Сейчас мы с вами попробуем учесть, перечислить и обозначить плюсы-минусы и конструктивные особенности. Решение, кому в будущем отдать предпочтение, принимать вам.

Механизм поворота с помощью гидроцилиндра:

Отличается простотой и технологичностью, подлежит ремонту (чуть ли не в полевых условиях). В связи с конструктивными особенностями не способен обеспечить неограниченный угол поворота в одну сторону. В настоящее время конструкция данного механизма позволяет обеспечить сектор работы манипулятором (от упора до упора) в пределах 425градусов. Имеет отличные характеристики по крутящему моменту и не требует дополнительного тормоза. Внешне довольно громоздкий, выглядит как две (иногда четыре) трубы торчащие из основания КМУ вправо и влево относительно продольной оси автомобиля. Однако данная особенность обращена конструкторами во благо: гильзы используются как основание под ступеньки для машиниста, установку гидравлического бака и пр.

Процесс работы заключается в преобразовании энергии рабочего потока гидравлической жидкости в поступательное движение гидравлического поршня и шток-рейки с передачей крутящего момента на зубчатый венец на колонне манипулятора. Как правило в механизме поворота используются гидроцилиндры одностороннего действия (под действием рабочего потока  поршень перемещается только в одну сторону). Для возможности поворота в обе стороны односторонние гидроцилиндры  поворота ставятся симметрично с двух сторон. Данные гидроцилиндры соединяются общей шток-рейкой, и поршни в них перемещаются синхнонно. Подача рабочей жидкости происходит через отверстие в донышке гильзы. Сам по себе "гидроцилиндр" - самая распространенная деталь на манипуляторе (после осей :)) а значит и опыт его ремонта есть у большинства машинистов КМУ. Чаще всего гильза г/ц поворота крепится к основанию манипулятора с помощью резьбового соединения с мелким шагом (так же встречаются и фланцевые соединения).

Поршень (№18) соединяется со шток-рейкой (№19) при помощи осевого винта (№14), два одинаковых поршня устанавливаются с двух сторон шток-рейки. Осевая центровка шток-рейки осушествляется вкладышами, расположенными в колодце ОПУ.

Вращающая колонна защищена от вертикального перемещения упорным подшипником (№12) и стопорным кольцом (№39), а от наклона колонны втулками (№26 и 27).

Механизм поворота с помощью гидромотора:

Очень компактный, но довольно сложный в изготовлении и ремонте механизм. В связи с конструктивными особенностями способен обеспечить неограниченный угол поворота манипулятора. Правда для этого необходимо еще сильнее усложнить конструкцию КМУ - установить полноповоротный коллектор (№6) для передачи потока рабочей жидкости от основания КМУ на колонну и обратно (обычными РВД уже не обойтись, т.к. при повороте они будут накручиваться на колонну), а так же коллектор для передачи электроэнергии на питание системы безопасности, сигнал и освещение. Некоторые из комплектующих механизма поворота можно отремонтировать и настроить только в условиях мастерской. Требует использования многоступенчатых редукторов для достижения необходимого крутящего момента. Обладает самостопорящимся эффектом при наличии червячного редуктора (при отсуствии данного редуктора требуется установка тормозного механизма).

Процесс работы заключается в преобразовани энергии рабочего потока гидравлической жидкости во вращательное движении вала гидромотора (№5). 

Далее крутящий момент, через червячный (№2) понижающий редуктор, передается на зубчатый венец ОПУ (№3). В данной конструкции ОПУ (поз№3) фиксирует колонну и от наклона и от подъема-опускания

С конструктивными особенностями разобрались, теперь перейдем к особенностям эксплуатации:

Механизм поворота с помощью гидромотора, он как красивая городская фифочка - красивый и "стройный", внешне выглядит всегда на отлично..., но если уж "голова заболела, то парацетамолом не отделаешься.. ." и только "папик" знает, сколько денег было израсходовано на содержание ее в таком виде...

Например ремонт потекшего полноповоротного коллектора (размещен в основании) требует демонтажа колонны, демонтажа коллектора и его ремонта, что по времени займет от 24 нормо-часов (на замену уплотнений самого коллектора уйдет примерно 3 часа). Стоимость ремкомплекта около 10труб. Ремонт редуктора поворота от 9 нормо-часов. Стоимость ремкомплекта от 10 до 40тр (могут вылететь подшипники, червяк и ведомая шестерня, ведущая шестерня). Стоимоть агрегатов (на 20.12.2021г): гидромотор - 25 тыс руб, коллектор - 95 тыс руб, редуктор в сборе - 110 тыс руб. Для примера взяты стоимости з.ч. на самый распространенный корейский тросовый манипулятор.

Механизм поворота с помощью гидроцилиндра он как деревенская простушка - не понятно, что там под сарафаном (может беременна :)), а готова и коня на скаку остановить, и мужа из горящего дома вынести... Да и надо ей, всего-ни чего, только чтобы гидравлическую жидкость регулярно меняли...
Например замена уплотнительных колец на поршне (отключение, снятие гильзы, замена уплотнения, установка гильзы, подключение) занимает около 4 часов на одну гильзу. В редких случаях может занять до 8 часов. Когда уже кто-то пытался самостоятельно это сделать кривыми руками до 24...:(

Гильз на манипуляторе от 2 на крюковых до 4-х на лесных и металлоломных. Соответственно для корректного сравнения 4х2= 8 нормо-часов на манипулятор. РВД (передача рабочего потока от основания на колонну - функция полноповоротного коллектора) как правило машинист меняет самостоятельно, т.е практически "даром" :)
Стоимость запчастей (на 20.12.2021г): шток-рейка -20 тыс руб, гильза г/ц поворота - 14 тыс руб, поршень (в сборе с уплотнениями) - 6 тыс руб, комплект уплотнений - 2 тыс руб. Для примера взяты стоимости з.ч. на один из самых распространенных тросовых манипуляторов с "импортной родословной" и производимый на просторах нашей необъятной Родины.

Проведем "полную ревизию" вышеизложенного:

В пользу "гидроцилиндров" говорит и статистика: 98% всех рабочих операций КМУ производятся в секторе 270 градусов (от левого угла кабины, через кузов, до правого угла кабины). А более 70% всех рабочих операций это снять груз с кузова и положить рядом (а это всего лишь от 50 до 120градусов поворота колонны).

В результате вышеизложенного я свой выбор сделал. Простота - залог надежности и безотказности, поэтому выбираю "гидроцилиндры". А что до ограничения угла поворота в 425 градусов - так и медведей учат на велосипеде ездить, не уж то я, не запомню где у манипулятора "зона перехлеста"...

P.S. В статье преднамеренно использоваются схематические изображения конструктивных особенностей различных манипуляторов и не указываются рассматриваемые бренды и модели КМУ.

Расходуйте время и деньги разумно. Не ведитесь на "блестяще-модные" штучки, практически бесполезные в повседневной жизни. Работайте долго и с удовольствием.

Смотрите нас на ютуб канале: REMONT KMU

С уважением, Ваш

#gdplru #palfinger #palfingercrane #ремонткму #ремонтманипуляторов #кму #манипулятор