Противовес крана — это тяжелый груз, размещаемый позади центра поворота крана для уравновешивания опрокидывающего момента, создаваемого грузом на крюке. От него зависят автокраны, гусеничные и башенные краны. Кран-манипулятор, также называемый краном с шарнирно-сочленённой стрелой или погрузочным краном, обычно не имеет противовеса: он удерживается в вертикальном положении за счет того, что его выносные опоры расширяют опорную базу, а вес грузовика удерживает его на месте. Все краны-манипуляторы BOB-LIFT, от 2-тонного SQ2ZA4 до 50-тонного SQZ1000, построены именно таким образом.
С 2003 года мы производим краны-манипуляторы в Xuzhou. В данном руководстве объясняется, как работает противовес, почему погрузочные краны конструируются без него, чем он заменяется и почему добавление импровизированного груза к крану или грузовику никогда не является безопасным решением.
Основные выводы
- Противовес уравновешивает опрокидывающий момент груза за счет размещения массы на противоположной стороне от центра поворота.
- Противовесы используются в автокранах, гусеничных кранах и башенных кранах; в кранах-манипуляторах они, как правило, не применяются.
- В кране-манипуляторе стабильность, которую в противном случае обеспечивал бы противовес, обеспечивается разносом выносных опор и собственным весом автомобиля.
- Размах наших выносных опор варьируется от 3,5 м у 2-тонной модели SQ2ZA4 до 8,6 м у 50-тонной модели SQZ1000, согласно техническим чертежам.
- Правила США запрещают превышать вес противовеса или балласта, указанный производителем, поэтому никогда не добавляйте импровизированный груз.
Что такое противовес крана?
Каждый кран представляет собой рычаг. Груз, подвешенный на крюке, умноженный на расстояние по горизонтали от точки, вокруг которой кран может опрокинуться, создаёт опрокидывающий момент. С другой стороны этой точки собственный вес крана создаёт стабилизирующий момент. Пока стабилизирующий момент значительно превышает опрокидывающий, кран остаётся на земле; когда опрокидывающий момент приближается к стабилизирующему, кран начинает опрокидываться.
Противовес усиливает стабилизирующую сторону этого равновесия. Обычно он представляет собой набор чугунных или стальных блоков, закрепленных в задней части вращающейся надстройки, благодаря чему он поворачивается вместе со стрелой и всегда находится напротив груза. Расположив большую массу на значительном расстоянии позади центра поворота, конструктор может обеспечить подъем гораздо более тяжелых грузов на большем радиусе, чем это было бы возможно при использовании только основной конструкции крана. В нашей статье о грузовом моменте крана более подробно объясняется расчёт по формуле «нагрузка × радиус».
В каких кранах используется противовес?
Противовесы устанавливаются на кранах, стрела которых расположена на поворотной надстройке с длинным хвостовым участком сзади. Вездеходные и внедорожные мобильные краны оснащены съемными противовесовыми плитами, и их конфигурация подбирается для каждого задания в соответствии с таблицей грузоподъёмности. Гусеничные краны оснащены массивными задними противовесами, которые иногда дополняются дополнительным балластом, а башенные краны — противовесом на стреле, загруженным бетонными или стальными блоками.
В американском стандарте на строительные краны эта масса рассматривается как строгое эксплуатационное условие. Согласно 29 CFR 1926.1417(aa) оборудование, кроме башенных кранов, «не должно эксплуатироваться без установленного противовеса или балласта в соответствии с указаниями производителя», и «не допускается превышение максимального противовеса или балласта, указанного производителем для данного оборудования». Слишком малый противовес приводит к опрокидыванию крана вперёд под нагрузкой; слишком большой — к опрокидыванию назад, когда крюк пуст.
Вращающийся противовес также представляет опасность, поскольку при повороте крана его хвостовая часть может ударить или зажать работника. Это одна из причин, по которой 29 CFR 1926.1424 предписывает ограждать зону опасности радиуса поворота барьерами или предупреждающими линиями.
Почему у крана-манипулятора нет противовеса
Кран-манипулятор — это погрузочное оборудование для рабочего грузовика, а не специализированная подъемная машина. Он устанавливается за кабиной или в задней части шасси, при этом грузовик по-прежнему должен перевозить собственный груз на платформе. Тяжелый противовес занял бы место этого груза, привел бы к перегрузке осей и затруднил бы законное движение транспортного средства по общественным дорогам, поэтому краны-манипуляторы спроектированы по иному принципу.
Вместо вращающегося противовеса в кране используются три источника устойчивости. Во-первых, гидравлические выносные опоры выдвигаются в стороны и смещают линию опрокидывания далеко от центра поворота. Во-вторых, масса шасси грузовика, самого крана и опорной рамы действует как неподвижный противовес, который не вращается. В-третьих, номинальный грузовой момент ограничивает величину груза, который можно поднимать при каждом радиусе, поэтому кран никогда не требует от транспортного средства большей устойчивости, чем оно может обеспечить.
Как выносные опоры заменяют противовес
Когда кран-манипулятор поднимает груз через борт, автомобиль опрокидывается вокруг линии, проходящей через опорные башмаки выносных опор с этой стороны. Чем дальше эта линия расположена от центра поворота, тем короче эффективный рычаг груза и тем длиннее рычаг собственного веса грузовика. Поэтому удвоение размаха выносных опор гораздо больше способствует устойчивости, чем добавление небольшого веса. В приведенной ниже таблице сравниваются размах выносных опор, указанный в наших чертежах, с грузовым моментом и собственным весом каждого крана.
| Модель | Тип стрелы | Максимальная грузоподъёмность | Грузовой момент | Масса крана | Размах выносных опор (в сложенном и выдвинутом состоянии) |
|---|---|---|---|---|---|
| SQ2ZA4 | Шарнирно-сочленённая | 2 000 кг | 4,2 т·м | 750 кг | 1 842–3 500 мм |
| SQ5ZA3 | Шарнирно-сочленённая | 5 000 кг | 10,5 т·м | 2 286 кг | 2 272–5 122 мм |
| SQ10ZA6 | Шарнирно-сочленённая | 10 000 кг | 21 т·м | 3 700 кг | 2 310–5 610 мм |
| SQ12ZA6 | Шарнирно-сочленённая | 12 000 кг | 27 т·м | 4 800 кг | 2 316–5 706 мм |
| SQZ430 | Шарнирно-сочленённая | 20 000 кг | 42,3 т·м | 5 500 кг | 2 300–6 600 мм |
| SQZ500 | Шарнирно-сочленённая | 25 000 кг | 53,9 т·м | 6 300 кг | 2 300–7 400 мм |
| SQZ1000 | Шарнирно-сочленённая | 50 000 кг | 90 т·м | 10 000 кг | 2 250–8 600 мм |
| SQ20SA5 | Телескопическая | 20 000 кг | 50 т·м | 7 300 кг | 2 450–8 050 мм |
Эта зависимость весьма поучительна. По мере увеличения грузового момента с 4,2 т·м до 90 т·м размах выносных опор увеличивается с 3,5 м до 8,6 м, в то время как собственный вес крана растет гораздо медленнее. Большие краны обеспечивают свою устойчивость в основном за счет более широкой опорной площади и более тяжёлого грузовика, а не за счет дополнительной массы самого крана. В нашем руководстве по опорам крана и давлению на грунт объясняется, как их устанавливать и как рассчитывать размеры опорных площадок.
Выносные опоры работают только на грунте, способном выдержать их вес. Американский стандарт 29 CFR 1926.1402, гласит, что оборудование не должно использоваться, если условия грунта не являются «твердыми, осушенными и выровненными» в достаточной степени, чтобы соответствовать требованиям производителя к опоре и уровню, при необходимости с использованием матов или подпорок. Полностью выдвинутая опора, стоящая на мягком насыпном грунте, обеспечивает гораздо меньшую устойчивость, чем предполагается на чертеже.
Грузовик служит противовесом
В кране-манипуляторе само транспортное средство выполняет функцию противовеса. Это влечет за собой два практических следствия, которые покупатели часто упускают из виду. Во-первых, один и тот же кран может быть более устойчивым на тяжелом шасси, чем на легком, поэтому для каждой модели крана необходимо проводить проверку транспортного средства. Во-вторых, устойчивость может меняться в зависимости от положения груза на платформе и направления подъема, поскольку масса транспортного средства распределена вокруг крана неравномерно.
Именно поэтому перед тем, как порекомендовать кран, мы всегда запрашиваем марку, модель, колесную базу и грузоподъёмность осей грузовика, а также почему инструкции по обеспечению устойчивости, приведённые в руководстве по эксплуатации крана, имеют приоритет над любыми эмпирическими правилами. Наше руководство по установке крана-манипулятора объясняет требования к шасси, а сравнение крана-манипулятора и автокрана показывает, как эти две машины по-разному обеспечивают устойчивость.
Можно ли установить противовес на кран-манипулятор?
Нет, не по собственной инициативе. Таблица грузоподъёмности крана-манипулятора рассчитана для определённой комбинации положений крана, автомобиля и выносных опор. Закрепление стальных пластин на основании или загрузка балласта на платформу с целью «увеличения грузоподъёмности» изменяет конструктивные нагрузки на колонну, поворотный механизм и шасси, что не учтено в таблице. Кроме того, это может привести к перегрузке осей при движении по дороге и к опрокидыванию автомобиля назад при разгрузке крюка.
Европейское законодательство в области машин возлагает ответственность за расчет устойчивости исключительно на производителя. Приложение I Директивы о машинах 2006/42/EC, раздел 4.1.2.1, требует, чтобы подъемные механизмы оставались устойчивыми «как во время эксплуатации, так и вне эксплуатации», в том числе при предсказуемых отказах компонентов, и обязывает производителя использовать соответствующие методы проверки. Если вам требуется большая устойчивость, правильными решениями будут кран с большим размахом выносных опор, более тяжёлое транспортное средство или кран с большим грузовым моментом — их мы можем предложить на основе предоставленных вами данных.
Пример сценария (иллюстрация, а не данные реального клиента): подрядчик хочет разместить кровельные фермы весом 2 000 кг на вылете 9 м с лёгкого грузовика, что соответствует моменту нагрузки 18 т·м. Вместо того чтобы добавлять балласт к крану с грузовым моментом 8 т·м, правильным выбором будет кран с номинальным грузовым моментом выше этого значения, например, модель SQ10ZA6 с грузовым моментом 21 т·м, установленная на шасси, прошедшем соответствующую проверку.
Проблемы со стабильностью, которые невозможно решить с помощью противовеса
Поскольку на выносные опоры ложится столь большая ответственность, следует уделить внимание связанным с ними рискам. Управление по охране труда и технике безопасности Великобритании (HSE) опубликовало уведомление о безопасности EPD04-2023 после трех смертельных случаев в Великобритании с 2019 года, в которых операторы были придавлены к кузову при втягивании моторизованной наклоняемой опоры. HSE просит владельцев обратиться к производителям с просьбой внести усовершенствования, такие как блокировки, а также включить данную опасность в оценки рисков и планы подъема.
Другие распространённые причины опрокидывания крана-манипулятора также не связаны с противовесом: подъём груза при частично выдвинутых опорах, установка опоры на крышку подвала или мягкий обочинный грунт, а также подъём груза с превышением значений, указанных в таблице грузоподъёмности, при большом радиусе действия. Ограничитель грузового момента, который также описан в нашем руководстве по грузовым моментам, помогает предотвратить последнюю из этих причин, но не может компенсировать плохую грунтную основу.
А как насчёт морских кранов?
Шарнирно-сочленённые и телескопические судовые краны, такие как наши, работают по аналогичному принципу без выносных опор: они прикручиваются болтами к пьедесталу на палубе, а опору обеспечивает конструкция судна. На небольшом судне ограничивающим фактором становится не опрокидывание, а крен, что мы объясняем в нашем руководстве по баржевым кранам.
Часто задаваемые вопросы
Есть ли у кранов-манипуляторов противовес?
Как правило, нет. Устойчивость кранов-манипуляторов обеспечивается за счет гидравлических выносных опор и веса грузовика, а краны-манипуляторы BOB-LIFT грузоподъемностью от 2 до 50 т изготавливаются без противовеса.
Для чего нужен противовес на кране?
Он уравновешивает опрокидывающий момент груза за счет размещения тяжелой массы позади центра поворота, что позволяет поднимать более тяжелые грузы на большем радиусе без опрокидывания крана вперед.
Каков вес противовеса крана?
Это полностью зависит от модели крана и конфигурации, выбранной в таблице грузоподъёмности. Всегда используйте противовес, точно соответствующий рекомендациям производителя, поскольку правила США запрещают как его недостаток, так и избыток.
Можно ли увеличить вес грузовика, чтобы он мог поднимать больше?
Нет. Таблица грузоподъёмности рассчитана на конкретную конфигурацию крана, транспортного средства и выносных опор, а дополнительный балласт может привести к перегрузке конструкции и осей. Вместо этого выберите кран с большим грузовым моментом.
Почему выносные опоры важнее веса?
Выносные опоры смещают линию опрокидывания в сторону от центра поворота, что сокращает плечо рычага груза и одновременно удлиняет плечо рычага грузовика. Размах выносных опор наших моделей варьируется от 3,5 м до 8,6 м по всей линейке.
Как мы составили это руководство
Мы собрали данные о грузовых моментах, собственном весе и размахе выносных опор из технических чертежей BOB-LIFT для восьми моделей, представленных в таблице, опубликованных в ноябре 2026 года. На фотографиях изображен кран SQZ430 на нашем испытательном стенде и кран SQ8ZA6, поднимающий испытательный груз на нашем заводе в Xuzhou. Цитаты из нормативных документов взяты из официального текста eCFR, веб-сайта HSE и сайта legislation.gov.uk. Achord Chan, директор по продуктовым операциям, проверил данное руководство в ноябре 2026 года. Оно не заменяет руководство по эксплуатации крана, ограничения производителя транспортного средства или законодательство страны, в которой вы работаете.
Подберите кран, подходящий к вашему грузовику
Сообщите нам марку, модель и грузоподъёмность осей вашего грузовика, а также максимальную грузоподъёмность и необходимый радиус действия, и мы порекомендуем вам кран с подходящим грузовым моментом и размахом выносных опор, предоставив его чертеж и таблицу грузоподъёмности. На каждый кран предоставляется 12-месячная гарантия на всю машину, стандартные запасные части отправляются с завода в течение 48 часов, а наша сервисная служба отвечает на запросы в течение 12 часов. Свяжитесь с нами для получения коммерческого предложения.
