Рис. 1. Универсальный малогабаритный погрузчик «Соболь»,
Разработка Сибирского Федерального университета
и Красноярского завода прицепной техники (г. Сосновоборск)
Существует ряд недостатков, снижающих эффективность УМП: например, короткобазовое шасси, ограничивающее грузоподъемность; высокая динамическая нагруженность машины за счет жесткого крепления колес к раме и плохая управляемость машины на твердых скользких поверхностях; значительные затраты энергии и ресурсов на обеспечение бортового поворота; затрудненный и небезопасный вход в кабину оператора со стороны рабочего оборудования.
Для транспортирования погрузчика на другую стройплощадку используются автотранспорт или прицепы (погрузка занимает 10 мин, выгрузка - 5 мин).
В странах СНГ выпускается более десяти моделей малогабаритных универсальных погрузчиков, конструкции которых имеют мало различий и кроме основного погрузочного ковша позволяют использовать следующие виды сменного рабочего оборудования: экскаваторный ковш (обратная лопата), зачистной ковш, грузовые вилы, грузовую стрелу, грузовой штырь, гидробур, гидромолот, виброкаток, подъемник, лебедку, плужный и роторный снегоочистители, траншеекопатель, дорожную щетку, пескоразбрасыватель, подметально-уборочное оборудование, бульдозерный отвал, рыхлитель, насосную сварочную и компрессорную установки. Гидромоторы или гидроцилиндры для привода сменного рабочего оборудования подключают к гидросистеме машины через специальные быстроразъемные рукава высокого давления и муфты.
Главный параметр малогабаритных погрузчиков - номинальная грузоподъемность (кг).
Колесные погрузчики по конструкции разделяются на машины с бортовым поворотом или с шарнирно сочлененной рамой.
В мини-погрузчиках широко используется как гидромеханическая трансмиссия, так и специализированный гидрообъемный привод в механизмах привода хода и в механизмах рабочего оборудования. Гидрообъемная ходовая трансмиссия обеспечивает независимый привод каждого борта машины и бесступенчатое плавное регулирование скорости движения погрузчика в диапазоне от 0 до 9... 12 км/ч.
Мини-погрузчики с бортовым поворотом и со всеми управляемыми колесами обладают наиболее высокой маневренностью. У таких машин рама моноблочная, сварная, образована двумя коробчатыми лонжеронами, соединенными между собой также коробчатыми поперечными связями.
Привод вращения колес обоих бортов (правого и левого) шасси может осуществляться: каждого колеса непосредственно от индивидуального гидромотора (мотор-колесо) или пары колес каждого борта от отдельного гидромотора через бортовую цепную передачу (независимый привод).
При изменении скорости вращения пары колес одного борта по отношению к другому обеспечивается бортовой поворот машины. При вращении бортовых пар колес в противоположные стороны осуществляется разворот машины на месте.
Торможение колес обеспечивается прекращением подачи рабочей жидкости к гидромоторам. Торможение колес на стоянке обеспечивается многодисковыми тормозами с гидравлическим управлением.
Колеса малогабаритных погрузчиков комплектуют пневматическими шинами, жесткими обрезиненными элементами, шинами с губчатой камерой. При работе на слабонесущих грунтах и травяных покрытиях на каждую пару колес (независимо от их типа) надевают резиновые, сталерезиновые и штампосварные съемные гусеницы.
Малогабаритные погрузчики способны совершать бортовой разворот на месте на 180° с загруженным ковшом при ширине рабочей зоны до 4 м. Возможность выезда погрузчика с загруженным ковшом из стесненной зоны, задним ходом позволяет использовать эти машины при ширине проезда не более 2 м. Максимальная производительность погрузчиков (30...45 м3/ч) достигается при наибольшей дальности транспортировки до 25...30 м.
При оснащении гидромолотом погрузчики способны разрушать асфальтобетонные и бетонные покрытия дорог, площадок, полов и т. п., а также мерзлые грунты на глубину до 0,6 м. При бортовом развороте на месте можно производить несколько ударов молотом в определенном секторе с одной стоянки погрузчика.
Эксплуатационная производительность одноковшовых погрузчиков, м3/ч:
· при работе с сыпучими и кусковыми грузами:
Пэ = 3600 qkнkв / Тц,
где q - вместимость ковша, м3; kн - коэффициент наполнения ковша (kн = 0,5...1,25); kв - средний коэффициент использования погрузчика по времени; Тц - продолжительность полного цикла, с;
· при работе со штучными грузами, т/ч,
Пэ = 3,6 mkгkв / Тц,
где m - масса поднимаемого груза, кг; kт - коэффициент использования погрузчика по грузоподъемности (kт = 0,6...0,8).
Производительность современных отечественных одноковшовых погрузчиков 90…235 м3/ч при средней продолжительности цикла 30…60 с, грузоподъемность 1,25…5 т, вместимость ковшей 0,4…3 м3.
Рис. 2. Малогабаритный погрузчик ПУМ-500
|
Малогабаритные погрузчики серии ПУМ (ПУМ-500, ПУМ-600, ПУМ-1000) аналогичны по компоновочной схеме и конструкции и различаются в основном параметрами сменных рабочих органов, габаритными размерами, массой и мощностью силовых установок.
Гидросистема погрузчиков серии ПУМ состоит из трех гидросистем: хода, рабочего оборудования и управления. Привод ходовых колес осуществляется двумя автономными аксиально-поршневым и нерегулируемыми гидромоторами через бортовые передачи. Питание бортовых гидромоторов обеспечивают два аксиально-поршневых регулируемых гидронасоса, развивающих давление до 28 МПа.
Управление гидросистемой хода осуществляется моноблочным золотниковым гидрораспределителем с гидравлическим управлением.
Гидросистема рабочего оборудования обслуживается аксиально-поршневым нерегулируемым гидронасосом, развивающим давление до 16 МПа, и управляется секционным гидрораспределителем с гидроуправлением. Гидросистема управления обслуживается аксиально-поршневым нерегулируемым гидронасосом с максимальным давлением 3 МПа. Гидронасосы гидросистемы приводятся в действие от дизеля погрузчика.
Фирма "Clark Equipment Co" (США) в мини-машинах типа "Bobcat" применяет хребтовые рамы, центральная часть которых используется для монтажа двигателя и гидрообъемной трансмиссии. При разгерметизации соединений масло не вытекает наружу, а остается в центральной емкости. Погрузчики "Bobcat" с управлением, защищенным от юза, являются компактными машинами с передачей мощности к четырем ведущим колесам. Их функциями являются расчистка, погрузка, перевозка на короткие расстояния, разгрузочные работы на малоразмерных участках или в ограниченных зонах, недосягаемых для обычных машин.
Изобретенный в 1958 году для облегчения удаления навоза на птицефермах мини-погрузчик типа "Bobcat" давно доказал свою необходимость для применения в самых разных отраслях промышленности, транспорта, сельского и лесного хозяйства. В настоящее время погрузчик "Bobcat" используется при строительстве, при разборках и реставрации старых зданий, при планировке садов и парков, в лесоводстве, при строительстве и ремонте дорог, в промышленности, на фабриках и литейных заводах, при ремонте железнодорожного пути, при погрузке и разгрузке крытых грузовых вагонов, при распределении грузов на теплоходах и кораблях.
На таких мини-машинах предусмотрен широкий ряд сменного рабочего оборудования: щетка, ковш обратной лопаты, стандартный ковш, планировочный отвал, цепной щелеобразователь, челюстной захват, вилочный разравниватель, оборудование для пересадки растений, бур, грузовые подхваты, крановая стрела, вибромолот, фреза и др.
Мини-погрузчики фирмы
Рис. 3. Вид погрузчика
"Clark Equipment Co" оснащены двумя независимыми друг от друга рычагами, которые установлены справа и слева от оператора (в кабине). Благодаря этим рычагам выполняется управление движением и частотой вращения колес на соответствующей стороне машины. Мини-машины типа "Bobcat" имеют существенные достоинства: высокая маневренность в сочетании с малыми размерами и 4-колесным приводом, благодаря которому машины обладают высокой
проходимостью. На погрузчиках "Bobcat" установлено устройство для надежного
крепления любого сменного рабочего оборудования (за 3 минуты одним оператором демонтируется какое-то одно оборудование и монтируется другое, нужное в данный момент для выполнения конкретной работы). Они могут работать в очень стесненных условиях, проезжать через узкие двери и проемы высотных зданий, работать при загрузке зерном трюмов кораблей, на очень малоразмерных стройплощадках, на станциях метрополитена.
Компактность гидросиловых установок мини-погрузчиков трехсекционных насосов и непосредственным соединением их гидромоторами. Трехсекционный гидронасос имеет две аксиально-плунжерные секции с подачей по 63 л/мин, они рассчитаны на давление 24 МПа, каждая из них питает соответствующих бортовой высокомоментный гидромотор привода колес левой и правой стороны. Третья секция
лопастного типа рассчитана на давление 15,1 МПа и подачу 43,5 л/мин, она питает привод рабочего оборудования. 
Самой малой моделью погрузчиков, выпускаемых фирмой "Lanz", является "Zetcat 20". Этот погрузчик имеет много сменных рабочих органов и предназначен для выполнения разнообразных задач в разных отраслях. Быстрая замена сменного рабочего оборудования осуществляется с помощью
Рисунок 4. Колесный малогабаритный погрузчик модели "Zetcat 20" фирмы "Land Maschinenfabrik AG".
специального устройства. Мини-погрузчик оснащен гидрообъемным приводом хода и застекленной шумоизолированной кабиной.
Мини-машины японских фирм
Фирмой "Mitsui Dzosan" разработан и выпущен погрузчик модели HL706 с вместимостью ковша 0,6 м3, входящий в серию колесных погрузчиков HL700 Land meit. Необходимость разработки такого погрузчика продиктована стремлением к расширению серии в связи с потребностью в погрузчиках, на типоразмер больше погрузчика модели HL704.
За счет четырех колес (ведущих) и шарнирно сочлененной рамы погрузчик имеет малый радиус поворота и может использоваться на работах, требующих высокой маневренности. Традиционно применяемый на этих погрузчиках механизм качения заднего моста собственного производства фирмы обеспечивает высокую устойчивость при работе на пересеченной местности и в условиях бездорожья. Двигатель за счет непосредственного впрыска топлива имеет высокую экономичность. Создаваемый им шум не превышает требований, утвержденных министерством строительства для малошумных машин.
Запуск и остановка двигателя могут осуществляться с помощью ключа зажигания. Легко открывающийся, полностью откидной капот позволяет проводить обслуживание двигателя. На машине установлена коробка передач типа "full power shift", что обеспечивает простоту и удобство управления. В машине применены герметичные дисковые тормоза мокрого типа, не нуждающиеся в техническом обслуживании. Они обеспечивают надежное тормозное усилие даже при нахождении колес в воде. Приборный щиток аналогичен применяемым на легковых автомобилях электронным панелям управления.
Параллелограммный механизм привода рабочего оборудования обеспечивает постоянный угол наклона ковша при его подъеме и опускании, что позволяет с успехом применять погрузчик для транспортировки бетонной смеси и других текучих грузов.
Фирма "Komatsu Saisakuse" выпускает погрузчик с бортовым поворотом модели SK04-2 с ковшом емкостью 0,17 м3. Этот мини-погрузчик имеет систему рулевого управления, обеспечивающую возможность разворота на месте. Благодаря своей эффективности при работе в стесненных условиях он широко применяется на животноводческих фермах, на работах по устройству и содержанию дорог, при снегоуборке, в строительстве.
В погрузчике модели SK04-2 в дополнение к уже получившим высокую оценку рабочему месту оператора, обеспечивающему возможность посадки как справа, так и слева, и однорычажной системе управления рабочим оборудованием впервые в промышленной практике применено Т-образное рулевое колесо, позволяющее значительно повысить удобство одновременного управления рабочим оборудование и перемещением машины.
Большой вылет ковша, составляющий 525 мм, и высота разгрузки, равная 1835 мм, обеспечивают возможность подъезда и загрузки автосамосвалов. Низкий уровень шума, составляющий 60,5 дБ в радиусе 30 м, позволяет использовать погрузчик в населенных пунктах. Микропогрузчик SK04-2 серийно оснащается устройством удаления воздуха из топливопроводов, отличается простотой ежесменного обслуживания.
Фирмой "Sin Caterpillar Mitsubisi" (США-Япония) выпущен новый пневмоколесный погрузчик модели WS500А с ковшом вместимостью 0,8 м3. Выпуском этого погрузчика серия А малогабаритных погрузчиков, включающая в себя еще две модели - WS200А и WS300А, - завершена.
Погрузчик оснащен дизельным двигателем с непосредственным впрыском топлива, имеющим самый большой объем (4249 см3) для погрузчиков данного класса. В результате этого обеспечена самая высокая для погрузчиков такого класса мощность - 43 кВт, а максимальный крутящий момент повышен по сравнению с предыдущей моделью WS500 на 56%. Тяговое усилие, усилие резания на кромке ковша существенно возросли.
На машине установлена коробка передач с переключением ступеней при помощи сервопривода "power shift" с тремя передачами переднего и тремя заднего хода. Максимальная скорость движения достигает 32 км/ч, повышена мобильность. Колесная база погрузчика увеличена до самого высокого для погрузчиков данного класса размера - 2250 мм, что позволило повысить устойчивость. В гидросистеме рулевого управления для эффективного использования давления применен клапан приоритетного питания типа "Load Sensing".
Впервые погрузчик данного класса серийно оснащается прессованной кабиной. Для защиты оператора от шума и вибрации она установлена на резиновых амортизаторах. Рабочее место оператора оснащается табло со сгруппированными на нем сигнальными индикаторами, позволяющими оператору легко установить параметр, имеющий отклонение от нормы.
На погрузчике установлено автоматическое устройство с электроприводным насосом, которое позволяет в случае перерыва в подаче топлива удалять воздух после его повторной подачи и легко запускать двигатель. Тормозная система имеет двухконтурный гидравлический привод. Герметичные дисковые тормоза мокрого типа обеспечивают стабильное торможение при работе в условиях слабых грунтов и топкой местности. Усилие на рукоятке стояночного тормоза снижено, при этом обеспечено надежное
Рис. 5 Вид погрузчика
тормозное усилие.
Рабочее оборудование мини-погрузчиков
Оно включает целую гамму быстросъемных рабочих органов, применение которых делает мини-погрузчик универсальной машиной (рис.7).
Рис. 6. Сменные рабочие органы малогабаритных погрузчиков: 1- грузовые вилы; 2 - грузовая безблочная стрела; 3 - обратная лопата экскаватора; 4 - гидробур; 5 - дорожная щетка; 6 – гидромолот
Вывод
Анализируя характеристики УПМ, можно сделать выводы, что машины с бортовым поворотом более маневренны, хотя уступают погрузчикам с шарнирно сочлененной рамой по скорости движения и грузоподъемности.
Анализ конструкций мини-погрузчиков показывает, что на Западе получили распространение мини-машины с колесным и гусеничным ходом.
Наиболее важными особенностями и достоинствами УПМ являются многофункциональность благодаря возможности использования быстроразъемного (с механизмом фиксации) сменного рабочего оборудования и легкость перебазирования машины.
Список использованных источников
1. Белецкий. Б.Ф. Строительные машины и оборудование: Учебное пособие.- М.: Краснодар, «Лань», 2012. – 606 с.
2. Добронравов С.С. Строительные машины и оборудование.: справочник / С. С. Добронравов, М. С. Добронравов. - Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 2006. - 444 c.
3. Добронравов.С. С. Строительные машины и основы автоматизации: учеб. для студентов строит. спец. учеб. заведений / С. С. Добронравов, В. Г. Дронов. - Изд. 2-е, стер. - М.: Высшая школа, 2006. - 574 с.
4. https://www.bestreferat.ru/referat-67051.html Режим доступа URL/: (дата обращения 28.11.2017 г.)