Самодельная крановая установка в кузов. Как установить самодельный манипулятор на газель. Какие меры безопасности должны соблюдаться при выполнении работ по установке КМУ

Многие владельцы грузовых бортовых автомобилей с появлением конкуренции со стороны кран манипуляторов, установленных на шасси грузового авто, именуемых в народе «САМ ГРУЖУ - САМ ВОЖУ», стали задумываться о монтаже крановой установки (так называемой стрелы или КМУ) на свой автомобиль, чтобы в результате получить наиболее востребованную спецтехнику. В настоящее время на Российском рынке много предложений о продаже таких стрел с грузоподъемностью от 1 до 10 тонн производства Японии и Южной Кореи. В нашей статье мы не будем касаться вопроса выбора КМУ, а рассмотрим ее монтаж на раму бортового грузовика. Много фирм предлагают выполнить эту работу. Цена за такую услугу на сегодняшний день 27.03.2012 в городе Казань составляет от 60 до 100 тыс. рублей в зависимости от грузоподъемности стрелы и выбранного шасси. Время исполнения заказа - 3 – 4 недели. Я вам предлагаю сэкономить ваши время и деньги и расскажу, каким образом можно установить кран манипулятор на шасси вашего грузовика своими силами.

В качестве автомобиля выберем самый распространенный в РФ грузовой автомобиль марки КАМАЗ. Установим на него манипулятор KANGLIM KS1256G-II(с максимальной грузоподъемность 6.5 тонн и вылетом стрелы 19 метров) производства Южной Кореи. Вес установки 3.5 тонны.

Основой крепления установки к раме является подрамник, который мы будим изготавливать! Крепить манипулятор непосредственно к раме строго запрещается, так как рама сразу дает трещину!

Первый этап. Необходимо передвинуть кузов автомобиля назад, чтобы появилось свободное пространство за кабиной, необходимое для монтажа КМУ. Лучше кузов полностью снять с шасси, так как придется менять подрамник. Эта замена вызвана двумя необходимостями:

он слишком слабый – выполнен из тонкого металлического квадрата;
на него будем монтировать крановую установку, поэтому его длина должна быть длиньше.

Необходимость в установке стрелы на общий подрамник (кузова и установки) обусловлена тем, что ее рабочая зона это кузов авто и пространство по бокам грузовика за кабиной. Другими словами, центр тяжести КМУ с грузом будет находится ближе к центру рамы и если подрамник под крановую установку отделить от подрамника кузова, то рама в конце подрамника стрелы может согнуться. То есть площадь давления манипулятора на раму при разъединенных подрамниках будет в несколько раз меньше, нежели при объединенном.

Подрамник свариваем из двух швеллеров 18 мм. (наружный) и 16 мм. (внутренний). На рисунке как раз это видно

Перед сваркой необходимо согнуть швеллера, чтобы они повторяли плоскость рамы, так как последняя не является прямой, расширяется в месте крепления коробки переключения скоростей, над которой и будет находится манипулятор. Меньший швеллер вставляем в больший таким образом, чтобы получился прямоугольник, и провариваем небольшими отрезками по все длине. Сварной шов в месте установки стрелы должен быть сплошным (не прерываться), так как автоманипулятор все время будет передвигаться с КМУ, которая обладает приличной массой. Длину подрамника можно отрезать сразу (70-90 см. под стрелу + длина кузова), но лучше это сделать после крепления кузова (это позволит регулировать его местоположение). Кузов предлагаю не укорачивать, потому что чем он больше, тем больше разных видов грузов можно перевозить. Просто кузов сдвинется назад на 70-90 см относительно старого положения, и он не сломается, так как выполняем крепкий подрамник. Важно, чтобы общая длина автопоезда не превышала 12 метров!

Второй этап. Крепим сваренные швеллера к раме при помощи стремянок, положив при этом между швеллерами и рамой пожарный шланг. Это видно на следующем рисунке

На рисунке уже показан прикрепленный кузов. Но это произойдет только на последнем этапе.

Пожарный шланг необходим, чтобы сравнять плоскости рамы и швеллера, так как они не идеально ровные. Применяемые стремянки стандартные, которые используются Камским завод для крепления кузова к раме. Для того чтобы подрамник получился цельным, соединим сваренные швеллера обрезком швеллера при помощи сварного шва. Обрезок швеллера привариваем над поперечиной рамы таким образом, чтобы затем прикрутить при помощи болтового соединения этот швеллер к поперечине. Так как после КПП в заднюю сторону грузовика располагается как минимум две поперечины, то и выше описанных соединений делаем тоже как минимум два. Чем больше таких соединений, тем крепче будет прикреплен подрамник к раме.

Третий этап. Устанавливаем манипулятор на подрамник за кабиной. В комплекте со стрелой идут специальные стремянки, при помощи которых крепим установку к раме через подрамник. Важно, в стремянку вдеть специальную распорку. На фото она как раз показана.

Как ее изготовить? Берем кусок трубы внутренним диаметром немного больше чем диаметр стремянки. Длину трубы делаем около половины высоты рамы. Отрезаем кусок толстой пластины (толщина 7-10мм.) в виде прямоугольника, меньшая сторона которого около 8-9 см., а большая – чтобы она плотно зашла внутрь рамы по высоте. Отрезанную трубу привариваем к пластине по центру. Если не установить описанную распорку, то стремянка манипулятора при затяжке согнет горизонтальные плоскости рамы и рама ослабнет. В результате получаем в сечении прямоугольник, а не П-образный швеллер, который намного крепче. Затем затягиваем стремянки с большим усилием, которые через некоторое время после эксплуатации грузовика необходимо подтянуть.

Четвертый этап. Чтобы исключить перемещение КМУ вдоль рамы, привариваем к подрамнику уголки («четверку» или «пятерку») спереди и сзади манипулятора перпендикулярно раме. Это дополнительная мера фиксации.

Пятый этап. Монтируем кузов к подрамнику, оставив 15-20 см. зазора между крановой установкой и началом кузова. Поперечины кузова крепим болтовыми соединениями к подрамнику, аналогично как ранее он крепился заводом изготовителем.

На этом наш монтаж заканчивается и остается только подключить гидравлический насос, за счет которого происходит вся работа кран манипулятора. Этот вопрос рассмотрим в следующей статье.

Иногда установка гидроманипулятора своими руками рассматривается клиентами, как экономия денег. Но это не всегда оправданно.
должна проводится в соответствии с техническим регламентом Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств»

Перед монтажом КМУ.

Заполнение и регистрация заявления в ГИБДД на переоборудование автомобиля.

ВАЖНО! МОНТАЖ КМУ РАЗРЕШАЕТСЯ ПРОВОДИТЬ ТОЛЬКО ОРГАНИЗАЦИЯМ, ИМЕЮЩИМ СЕРТИФИКАТ СООТВЕТСТВИЯ, УДОСТОВЕРЯЮШЩИЙ ПРАВО ПРОВЕДЕНИЯ ПОДОБНЫХ РАБОТ.

В противном случае, необходимо пройти сертификацию инструмента, рабочего места, технологий в органе, уполномоченном на выдачу заключений на внесение изменений в конструкцию транспортного средства.

Внимание . Все действия по внесению изменений в конструкцию транспортного средства (монтаж КМУ) разрешается производить только собственнику автомобиля! Т.е. автомобиль должен иметь регистрацию, и в графе владелец должен быть указан человек, желающий произвести изменения (в данном случае монтаж КМУ). Соответственно крановая установка должна иметь грузовую таможенную декларацию (оригинал ГТД с синими печатями) т.е. растаможена, и на нее необходимо иметь договор купли-продажи на собственника автомобиля.

Демонтаж кузова .

Как правило этот этап затруднений это не вызывает, однако надо заранее предусмотреть расходы на новые стремянки т.к в большинстве случаев из за процесса коррозии они не откручиваются и их просто срезают. Также необходимо иметь технологические подставки под кузов (4 стойки под кузов высотой примерно 800 мм) для установки кузова после монтажа во избежание деформации крыльев на кузове или последние необходимо демонтировать заранее. В качестве грузоподъёмного механизма обычно заказывается кран манипулятор г/п до 3 тн или используется любое другое (кран, кран-балка, тельфер и т.д)

Подбор насоса. Монтаж насоса. Монтаж КОМ (коробка отбора мощности).

Этап подбора насоса . Насос может быть любого производства (отечественного, импортного), а так же любым по исполнению (шестерёнчатый, аксиально-поршневой, роторно-поршневой и т.д). Внимание! Насос не привязан к конкретной марке или модели краново-манипуляторной установке (например: КМУ ТАДАНО, ЮНИК) и может быть абсолютно любым. Производитель заранее не может знать заранее назначение крановой установки. Например: КМУ МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНА как СТАЦИОНАРНО, так и С ПРИВОДОМ ОТ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ НАСОСНОЙ СТАНЦИИ. Насос должен соответствовать требованиям гидросистемы КМУ и монтироваться на КОМ соответствующего автомобиля.. На любое гидравлическое оборудование (в нашем случае крановую установку) насос побирается исходя из необходимого давления (указывается в атм, bar или Мпа), а так же из необходимой производительности оборудования. Все данные указываются в технической документации на оборудование (КМУ) или можно сориентироваться по данным на шильдике основного распределителя оборудования. Как правило, на всех крановых установках, диапазон давлений от 180 до 220 атм, но могут быть и исключения. Следовательно, монтаж отечественных насосов серии НШ в корне неверен, так как эти насосы (насос НШ 3-ей серии с обозначением типа НШ 32-3Л) рассчитаны на рабочее давление не более 160 атм!!! Работать будет на пределе, и не обеспечит необходимых скоростных и грузовых характеристик крановой установки. Грузоподъёмность в гидросистеме КМУ напрямую зависит от давления. Далее. По производительности насос подбирается исходя из объёма гидрокомпонентов системы (в случае отсутствия данных от производителя КМУ). От производительности насосов зависят скорости исполнительных механизмов. Здесь при расчёте конечной производительности насоса надо учитывать объем насоса (см 3) и обороты двигателя. Помните, рабочие обороты дизельных двигателей и бензиновых отличаются.

Важно! Учитывайте направление вращения насоса в зависимости от направления вращения выходного вала КОМ!

Монтаж насоса, КОМ .

Необходимо слить масло из КПП (потом не забудьте залить масло обратно), демонтировать технологическую заглушку под КОМ на КПП, смонтировать коробку отбора мощности (КОМ), не забыть про уплотнение КОМ и КПП (то же и между насосом и КОМ), произвести монтаж непосредственно насоса или кардана в зависимости от исполнения КОМ. На насос удобнее заранее привернуть штуцер напорный и штуцер под всасывающий рукав, не забыть про уплотнения. При монтаже насоса через кардан, при выборе насоса обратите внимание на исполнение подшипника выходного вала насоса. В случае, если монтаж насоса будет производиться через кардан без дополнительной опоры с подшипником , от монтажа насоса с бронзовыми втулками следует отказаться.

Примечание. При выборе КОМ обратите внимание на способ включения. Производятся КОМ с пневмоэлектрическим включением и механическим. В первом случае необходимо соединить КЭМ с пневмосистемой машины, а также произвести монтаж клапана электромагнитного (КЭМ) и подключить через кнопку управления КЭМ в кабине. Во втором случае в полу кабины автомашины сверлится отверстие и через него в кабину заводится тросик управления КОМ.

На этом этапе монтажа необходимо перенести воздушные ресиверы, топливные баки, ящики под инструменты, АКБ (по необходимости). В случае, если КМУ с откидными лапами (в транспортном положении лапы устанавливаются вертикально вверх и задвигаются) ничего переносить не нужно. Такой вариант исполнения обычно присутствует на КМУ европейского производства.

Примерка КМУ на раму .

На данном этапе необходимо «накинуть» КМУ на раму, подметить места усиления на раме, рассчитать конструкцию подрамника, предусмотреть технологические расстояния между основанием КМУ и кабиной, КМУ и кузовом. Рассчитать высоту подрамника под основание КМУ (учесть высоту кабины для обеспечения свободного вращения КМУ вокруг своей оси), учесть крайнюю верхнюю точку высоты всей установки, во избежание нарушений ПДД.

Изготовление подрамника. Усиление рамы в местах крепления КМУ. Удлинение рамы. Укорочение кузова. Перенос задних крыльев на кузове.

Изготовление подрамника .

На сегодня существует 2 основных варианта изготовления подрамника, именно: изготовление короткого подрамника непосредственно под основание КМУ и изготовление единого длинного подрамника под основание КМУ и кузова. Так же существует вариант усиления непосредственно рамы автомобиля, гнутым профилем. Назначение у всех одно — равномерно распределить нагрузку веса КМУ на раму машины, а так же исключить деформацию рамы (кручение) во время проведения грузоподъёмных работ КМУ. Ни один из этих способов не гарантирует абсолютную сохранность рамы. У всех есть свои достоинства и недостатки. Основное правило — не перегружать машину в процессе эксплуатации, соблюдать скоростной режим (чем тише, тем лучше), стараться перемещаться по ровным дорогам и своевременно протягивать шпильки крепления КМУ, следить за состоянием рамы.

Усиление рамы . В местах крепления основания КМУ под крепёжными шпильками можно произвести усиления рамы для предотвращения поломки рамы.

DIY или Сделай сам ,

Электроника для начинающих

Привет, гиктаймс!

Проект uArm от uFactory собрал средства на кикстартере уже больше двух лет назад. Они с самого начала говорили, что это будет открытый проект, но сразу после окончания компании они не торопились выкладывать исходники. Я хотел просто порезать оргстекло по их чертежам и все, но так как исходников не было и в обозримом будущем не предвиделось, то я принялся повторять конструкцию по фотографиям.

Сейчас моя робо-рука выглядит так:

Работая не спеша за два года я успел сделать четыре версии и получил достаточно много опыта. Описание, историю проекта и все файлы проекта вы сможете найти под катом.

Пробы и ошибки

Начиная работать над чертежами, я хотел не просто повторить uArm, а улучшить его. Мне казалось, что в моих условиях вполне можно обойтись без подшипников. Так же мне не нравилось то, что электроника вращается вместе со всем манипулятором и хотелось упростить конструкцию нижней части шарнира. Плюс я начал рисовать его сразу немного меньше.

С такими входными параметрами я нарисовал первую версию. К сожалению, у меня не сохранилось фотографий той версии манипулятора (который был выполнен в желтом цвете). Ошибки в ней были просто эпичнейшие. Во-первых, ее было почти невозможно собрать. Как правило, механика которую я рисовал до манипулятора, была достаточно простая, и мне не приходилось задумываться о процессе сборки. Но все-таки я его собрал и попробовал запустить, И рука почти не двигалась! Все детли крутились вокруг винтов и, сли я затягивал их так, чтобы было меньше люфтов, она не могла двигаться. Если ослаблял так, чтобы она могла двигаться, появлялись невероятные люфты. В итоге концепт не прожил и трех дней. И приступил к работе над второй версией манипулятора.

Красный был уже вполне пригоден к работе. Он нормально собирался и со смазкой мог двигаться. На нем я смог протестировать софт, но все-таки отсутствие подшипников и большие потери на разных тягах делали его очень слабым.

Затем я забросил работу над проектом на какое-то время, но вскоре принял решении довести его до ума. Я решил использовать более мощные и популярные сервоприводы, увеличить размер и добавить подшипники. Причем я решил, что не буду пытаться сделать сразу все идеально. Я набросал чертежи на скорую руки, не вычерчивая красивых сопряжений и заказал резку из прозрачного оргстекла. На получившемся манипуляторе я смог отладить процесс сборки, выявил места, нуждающиеся в дополнительном укреплении, и научился использовать подшипники.

После того, как я вдоволь наигрался с прозрачным манипулятором, я засел за чертежи финальной белой версии. Итак, сейчас вся механика полностью отлажена, устраивает меня и готов заявить, что больше ничего не хочу менять в этой конструкции:

Меня удручает то, что я не смог привнести ничего принципиально нового в проект uArm. К тому времени, как я начал рисовать финальную версию, они уже выкатили 3D-модели на GrabCad. В итоге я только немного упростил клешню, подготовил файлы в удобном формате и применил очень простые и стандартные комплектующие.

Особенности манипулятора

До появления uArm, настольные манипуляторы подобного класса выглядели достаточно уныло. У них либо не было электроники вообще, либо было какое-нибудь управление с резисторами, либо было свое проприетарное ПО. Во-вторых, они как правило не имели системы параллельных шарниров и сам захват менял свое положение в процессе работы. Если собрать все достоинства моего манипулятора, то получается достаточно длинный список:

Система тяг, позволяющих разместить мощные я тяжелые двигатели в основании манипулятора, а также удерживающие захват параллельно или перпендикулярно основанию
Простой набор комплектующих, которые легко купить или вырезать из оргстекла
Подшипники почти во всех узлах манипулятора
Простота сборки. Это оказалось действительно сложной задачей. Особенно трудно было продумать процесс сборки основания
Положение захвата можно менять на 90 градусов
Открытые исходники и документация. Все подготовлено в доступных форматах. Я дам ссылки для скачивания на 3D-модели, файлы для резки, список материалов, электронику и софт
Arduino-совместимость. Есть много противников Arduino, но я считаю, что это возможность расширения аудитории. Профессионалы вполне могут написать свой софт на C - это же обычный контроллер от Atmel!

Механика

Для сборки необходимо вырезать детали из оргстекла толщиной 5мм:

С меня за резку всех этих деталей взяли около $10.

Основание монтируется на большом подшипнике:

Особенно трудно было продумать основание с точки зрения процесса сборки, но я подглядывал за инженерами из uArm. Качалки сидят на штифте диаметром 6мм. Надо отметить, что тяга локтя у меня держится на П-образном держателе, а у uFactory на Г-образном. Трудно объяснить в чем разница, но я считаю у меня получилось лучше.

Захват собирается отдельно. Он может поворачиваться вокруг своей оси. Сама клешня сидит прямо на валу двигателя:

В конце статьи я дам ссылку на суперподробную инструкцию по сборке в фотографиях. За пару часов можно уверенно все это скрутить, если все необходимое есть под рукой. Также я подготовил 3D-модель в бесплатной программе SketchUp. Её можно скачать, покрутить и посмотреть что и как собрано.

Электроника

Чтобы заставить руку работать достаточно всего навсего подключить пять сервоприводов к Arduino и подать на них питание с хорошего источника. У uArm использованы какие-то двигатели с обратной связью. Я поставил три обычных двигателя MG995 и два маленьких двигателя с металлическим редуктором для управления захватом.

Тут мое повествование тесно сплетается с предыдущими проектами. С некоторых пор я начал и для этих целей даже подготовил свою Arduino-совместимую плату . С другой стороны как-то раз мне подвернулась возможность дешево изготовить платы (о чем я тоже ). В итоге все это закончилось тем, что я использовал для управления манипулятором свою собственную Arduino-совместимую плату и специализированный шилд.

Этот шилд на самом деле очень простой. На нем четыре переменных резистора, две кнопки, пять разъемов для сервопривода и разъем питания. Это очень удобно с точки зрения отладки. Можно загрузить тестовый скетч и записать какой-нибудь макрос для управления или что-нибудь вроде того. Ссылку для скачивания файла платы я тоже дам в конце статьи, но она подготовлена для изготовления с металлизацией отверстий, так что мало пригодна для домашнего производства.

Программирование

Самое интересное, это управление манипулятором с компьютера. У uArm есть удобное приложение для управления манипулятором и протокол для работы с ним. Компьютер отправляет в COM-порт 11 байт. Первый из них всегда 0xFF, второй 0xAA и некоторые из оставшихся - сигналы для сервоприводов. Далее эти данные нормализуются и отдаются на отработку двигателям. У меня сервоприводы подключены к цифровым входам/выходам 9-12, но это легко можно поменять.

Терминальная программа от uArm позволяет изменять пять параметров при управлении мышью. При движении мыши по поверхности изменяется положение манипулятора в плоскости XY. Вращение колесика - изменение высоты. ЛКМ/ПКМ - сжать/разжать клешню. ПКМ + колесико - поворот захвата. На самом деле очень удобно. При желании можно написать любой терминальный софт, который будет общаться с манипулятором по такому же протоколу.

Я не буду здесь приводить скетчи - скачать их можно будет в конце статьи.

Видео работы

И, наконец, само видео работы манипулятора. На нем показано управление мышью, резисторами и по заранее записанной программе.

Ссылки

Файлы для резки оргстекла, 3D-модели, список для покупки, чертежи платы и софт можно скачать в конце моей

Кран-манипулятор — это силовая установка, монтируемая на подвижные платформы. Она поднимает и переносит тяжелые грузы за короткий промежуток времени. Такое оборудование можно сделать самостоятельно и установить самодельный кран в кузов грузовика.

Как сделать и установить самому

Осуществить монтаж автокрана можно самостоятельно. Он устанавливается на транспортное средство. Для этого нужно снять кузов с шасси, чтобы поменять подрамник, т.к. заводская конструкция слаба и может треснуть. Подрамник надо сделать своими руками потому, что прикреплять крановую установку напрямую к раме запрещено.

Его можно сварить из наружного (18 мм) и внутреннего швеллеров. Планки сгибаются так, чтобы они повторяли форму рамы. Меньшая рейка вставляется в больший швеллер, чтобы образовался прямоугольник. К сваренной раме крепятся готовые швеллера. Между ними и базой ложится пожарный шланг для выравнивания плоскости планок и рамы.

Устанавливается на подрамник кран, в состав которого входят:

балка;
стрела;
опорные стойки;
специальные стремянки.

С помощью специальных стремянок закрепляется установка. Необходимо в стремянки вдеть распорки, изготовить которые можно так.

Когда появилось множество вариантов КМУ, монтируемых на шасси грузовиков Газель, владельцы данных авто стали думать, как поставить этот мобильный кран на свое транспортное средство. Ведь в итоге можно получить самую популярную спецтехнику. может иметь грузоподъемность от 1 до 11 тонн.

Основа крепления КМУ к раме авто – это подрамник. Его и надо будет сделать своими руками. Прикреплять манипулятор напрямую к раме запрещено.

В первую очередь вам надо будет сдвинуть кузов машины назад. Так за ее кабиной появится свободное место для установки автокрана. Лучшее решение – вообще снять кузов с шасси, потому как надо будет поменять подрамник. Это нужно сделать по двум причинам:

заводская конструкция слишком слабая, ибо сделана из тонкого металла, и может треснуть;
стандартная Газель имеет слишком короткую базу, для установки КМУ ее надо удлинить.

Монтаж крановой установки

Подрамник можно сварить из наружного (18 мм) и внутреннего (16 мм) швеллеров. Перед этим планки согните так, чтобы они повторяли форму рамы. Меньшую рейку вставьте в больший швеллер, они должны образовывать прямоугольник. Затем сварите конструкцию по всей длине. Длина подрамника – 70-980 см под стрелу крана + размер кузова. Отрежьте нужное после фиксации кузова. Так вы сможете регулировать его положение.
С помощью стремянок прикрепите к раме подготовленные швеллера. Между ними и базой положите пожарный шланг. Он нужен, чтобы выровнять плоскости планок и рамы. Чтобы подрамник под кран был цельным, сварите швеллера обрезком уголка. Приварите его так над поперечиной базы так, чтобы потом прикрутить к ней болтом швеллер.
. В его комплектации имеются специальные стремянки. С их помощью и закрепите кран. Обязательно вденьте в стремянки особые распорки.
Изготовить распорки можно следующим образом. Возьмите отрезок трубы, имеющей диаметр чуть больше сечения стремянки. Длина трубы должна составлять половину высоты рамы. Отрезаем прямоугольный кусок пластины толщиной 7-10 мм. Меньшая сторона отрезка должна иметь размер 7-9 см, большая – плотно заходить по высоте внутрь рамы. Приварите трубу к пластине посередине. Далее сильно затяните стремянки.
Чтобы манипулятор не перемещался вдоль базы, перпендикулярно сзади и спереди приварите к ее подрамнику уголки размером 4×4 либо 5×5 см.
Теперь можно устанавливать на газель кузов. При этом оставьте зазор в 15-20 сантиметров между кузовов и автокраном. Кузовные поперечины зафиксируйте болтами.
Ваш кран установлен. Осталось лишь подсоединить гидравлический насос, при помощи которого будет функционировать манипулятор.