Виды погрузочно-разгрузочных машин и общие сведения о них

ЛЕКЦИЯ 4

Погрузочно-разгрузочные машины.

План лекции:

Виды погрузочно-разгрузочных машин и общие сведения о них

Устройство погрузчика

Автопогрузчик

Многоковшовые строительные погрузчики

Виды погрузочно-разгрузочных машин и общие сведения о них

Строительные погрузчики представляют собой самоходные уни­версальные машины, предназначенные для выполнения погрузочно-разгрузочных работ с различными видами грузов (сыпучими, кусковыми, штучными, пакетированными, длинномерными и т.п.), перемещения грузов на сравнительно небольшие расстояния, землеройно-погрузочных, монтажных и вспомогательных работ. Универ­сальность погрузчиков обеспечивается наличием широкой номенк­латуры быстросъемных сменных рабочих органов — ковшей различных типов и вместимости, вилочных, челюстных и монтажных захватов, крановых безблочных стрел, навесных рыхлителей, буров и др.

Различают погрузчики периодического действия — одноковшо­вые и вилочные и непрерывного действия — многоковшовые. Одно­ковшовые и вилочные погрузчики выполняют циклично повторяе­мые операции по загрузке рабочего органа, транспортированию и разгрузке груза раздельно и последовательно. У многоковшовых погрузчиков наполнение и разгрузка рабочего органа осуществляет­ся непрерывно и одновременно.

Одноковшовые погрузчики применяют в основном для погруз­ки-разгрузки, перемещения и складирования насыпных, мелкокус­ковых материалов и штучных грузов, а также для экскавации и по­грузки в автосамосвалы (или отсыпки в отвал) неслежавшихся грунтов I и II категории и естественного грунта III категории. Ос­новным рабочим органом таких погрузчиков является ковш. Одно­ковшовые погрузчики классифицируют:

по типу ходового устройства — гусеничные (на базе тракторов), пневмоколесные (на базе специальных шасси и тягачей) и полугусе­ничные;

по расположению рабочего органа относительно двигателя — с передним (наиболее распространены) и задним расположением;

по способу разгрузки рабочего органа — с полуповоротным, ком­бинированным, перекидным и фронтальным погрузочным оборудо­ванием.

В городском строительстве наиболее распространены фронталь­ные универсальные погрузчики на пневмоходу. Фронтальные погрузчики базируются на гусеничных, ко­лесных шасси и тракторах и обеспечивают разгрузку ковша вперед (со стороны разработки материала) на любой отметке в пределах за­данной высоты. Ходовое оборудование колесных погрузчиков име­ют обычно все (четыре) ведущие колеса, а их опорная рама может быть жесткой и шарнирно сочлененной. Погрузчики с шарнирно со­члененной рамой обладают высокими мобильностью, маневренно­стью и наиболее эффективно используются в стесненных условиях.

2. Устройство погрузчика

Устройство погрузчика (рис. 1) базируется на самоходном пневмоколес-ном двухосном шасси с шарнирно сочлененной рамой 5, состоящей из двух полурам, угол поворота в плане которых может составлять ± 40°. На передней полураме смонтировано погрузочное оборудова­ние и жестко закрепленный передний мост. На задней полураме ус­тановлены: силовая установка 2, гидромеханическая трансмиссия, задний мост на балансирной раме и кабина оператора 7. Задний мост может качаться относительно продольной оси погрузчика, что обеспечивает высокие тягово-сцепные качества машины. Рабочее оборудование погрузчика включает: ковш 5, рычажную систему, со­стоящую из стрелы 7, коромысла 9 и тяг 77, и гидросистему привода.

 

Рис. 1 Фронтальный погрузчик

Основной ковш вместимостью 1,0 м3 имеет прямую режущую кромку со съемными зубьями. Поверхности режущих кромок и зубь­ев покрыты износостойким сплавом. Вместо основного ковша может быть установлен любой из семи видов сменных рабочих ор­ганов: ковши уменьшенной и увеличенной вместимости, двухчелю-стной ковш, грузовые вилы, челюстной захват, крановая безблочная стрела.

Гидромеханическая трансмиссия базового шасси погрузчика включает: гидротрансформатор, гидромеханическую коробку пере­дач, редуктор отбора мощности 3, карданные валы, передний и зад­ний унифицированные ведущие мосты 4. Редуктор отбора мощно­сти обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач и независимый привод гидронасосов рабочего по­грузочного оборудования и гидравлического рулевого управления. Рулевое управление погрузчика со следящей гидравлической обрат­ной связью включает гидравлический руль и два вспомогательных гидроцилиндра, с помощью которых происходит поворот полурам относительно друг друга. Гидросистема погрузочного оборудова­ния обеспечивает управление стрелой и ковшом при выполнении ра­бочих операций и включает в себя: два шестеренных насоса, распре­делитель, гидроцилиндр 10 поворота ковша, два гидроцилиндра 6 подъема и опускания стрелы. Управление погрузчиком ведется из

 

кабины машиниста, в которой сосредоточены пульт управления с приборами контроля, рулевая колонка и педали.

Все современные погрузчики оборудуются аварийно-предупре­дительной световой и звуковой сигнализацией с электронными уст­ройствами отображения информации (УСИ) о предельном состоя­нии контролируемых параметров двигателя, трансмиссии, электри­ческой, гидравлической, тормозной и других систем.

Сменные рабочие органы и навесное оборудование одноков­шовых строительных пнсвмоколесных погрузчиков показаны на рис. 2.17.

Рис. 2. Сменное рабочее и навесное оборудование одноковшовых погрузчиков:

1 - ковш для скальных пород с зубьями; 2 — ковш без зубьев с прямолинейной режущей кромкой: 3 — то же, с V-образной режущей кромкой; 4 — скелетный ковш; 5 — грузовые вилы; 6 — бульдозерный отвал; 7 — плужный снегоочиститель; 8 — захват для столбов и свай; 9 — ковш с принудительной разгрузкой; 10 — двухчелюстной ковш: 11 — захват для длиномеров; 12 — ковш для распределения бетона; 13 — захват для пакетов; 14 — кран; 15 — экскаватор: 16 — рыхлитель; 17 — роторный снегоочиститель; 18 — кусторез; 19 — корчеватель-собиратель; 20 — асфальтовзламыватель

Малогабаритные универсальные погрузчики монтируются на самоходных шасси с бортовым поворотом и предназначены для выполнения в особо стесненных условиях строительства трудоем­ких малообъемных земляных, погрузочно-разгрузочных, подгото­вительных, вспомогательных и специальных работ. Модели высокоманевренных многофункциональных малогабаритных по­грузчиков имеют мало различий и кроме основного погрузочного ковша используют следующие виды быстросъемного сменного рабочего оборудования: экскаваторный ковш — обратная лопа­та, зачистной ковш, грузовые вилы, грузовая стрела, гидравличе­ский молот, гидравлический бур, плужный и роторный снегоочистители, траншеекопатель, дорожная щетка, пескораз­брасыватель, подметально-уборочное оборудование, бульдозер­ный отвал и т. п.

Погрузчики имеют четырехколесный движитель со всеми веду­щими колесами и объемную гидравлическую трансмиссию, обеспе­чивающую независимый привод каждого борта машины и бессту­пенчатое регулирование скорости движения до 10... 12,6 км/ч. Наиболее эффективно погрузчики применяются на рассредоточен­ных объектах для комплексной механизации строительно-монтаж­ных работ небольших объемов. Многоцелевое сменное рабочее обо­рудование погрузчиков позволяет практически полностью механизировать ручной труд. Для быстрой смены одного вида обо­рудования на другой каждый погрузчик оборудован специальным устройством — гидроуправляемым суппортом, шарнирно соединен­ным со стрелой.

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 (20...35 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.

Рабочее оборудование погрузчика (рис. 3) шарнирно крепит­ся к полупорталам 7 и состоит из суппорта 7, стрелы 2, двух гид­роцилиндров 3 поворота суппорта с рабочим органом, рычагов 4 с тягами 5 и двух гидроцилиндров 6 подъема — опускания стрелы. Экскаваторное оборудование, закрепленное на суппорте погрузчи­ка, имеет возможность в процессе работы поворачиваться на угол 90° влево или вправо от продольной оси машины.

Рис. 3 Малогабаритный универсальный погрузчик

Стрела погрузчика во время работы с экскаваторным оборудованием поднимает­ся и закрепляется в верхнем положении. Возможно смещение экскаваторного оборудования погрузчика вправо и влево от оси копания на 350...500 мм, что позволяет выполнять работы по обкапыванию существующих конструкций и коммуникаций, встре­чающихся при разработке грунта ниже уровня стоянки погрузчи­ка, вести разработку грунта вблизи стен, ограждений и других сооружений.

Гидравлическая система погрузчика состоит из двух гидросис­тем: привода ходовой части и привода рабочего оборудования. Привод колес ходовой части осуществляется двумя автономными бортовыми передачами с приводом от индивидуальных гидромото­ров. Каждая бортовая передача состоит из редуктора привода, сту­пичного редуктора, задней оси и постоянно замкнутого дискового тормоза с гидравлическим управлением. Питание гидромоторов ходовой части осуществляется от двух реверсивных регулируемых гидронасосов. Питание гидравлических двигателей рабочего обору­дования осуществляется от нерегулируемого гидронасоса. Гидрона­сосы ходовой части и рабочего оборудования приводятся в действие от дизели погрузчика. Подсоединение к гидросистеме машины гид­роцилиндров или гидромоторов дополнительных сменных рабочих органов активного действия осуществляется через быстросоединяющую муфту и рукав высокого давления без потерь рабочей жидко­сти (рис. 4).

Малогабаритные погрузчики имеют вместимость основного по­грузочного ковша 0,24...0,3 м3, экскаваторного ковша 0,04...0,063 м\ грузоподъемность грузовой стрелы 0,5 т.

 

Эксплуатационная производительность одноковшовых погруз­чиков (м3/ч):

 

Пэ = 3600qkjcjt^

 

где q — вместимость ковша, М, /Сн ~ — коэффициент напол­нения ковша (кн = 0,5..Л,25); къ — средний коэффициент использования погрузчика по времени; /ц — продолжи­тельность полного цикла, с; при работе со штучны­ми грузами (т/ч)

Пэ = bfimkfkjtih

где т — масса поднимаемо­го груза, кг; кТ — коэффици­ент использования погруз­чика по грузоподъемности (*г = 0,6...0,8).

Рис. 4. Сменные рабочие органы малогабаритных погрузчиков:

1 — грузовые вилы; 2 — грузовая безблочная стрела;

3 — обратная лопата экскаватора; 4 — гидробур;

5 — дорожная щетка; 6 — гидромолот

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.

Вилочные универсальные погрузчики (автопогрузчики) применя­ют для погрузочно-разгрузочных работ, транспортирования на не­большие расстояния и штабелирования штучных и пакетированных грузов на открытых площадках и дорогах с твердым покрытием. Их изготовляют с использованием узлов серийных автомобилей. Они имеют единую конструктивную схему, унифицированы и оснащают­ся комплектом сменных рабочих органов: вилами и специальными захватами для погрузки-разгрузки, перемещения и складирования всевозможных штучных, тарных и длинномерных грузов (труб, бре­вен, контейнеров, строительных блоков и др.), ковшами для насып­ных и кусковых грузов; грузовыми стрелами (блочными и безблоч­ными) для подъема грузов на небольшую высоту и монтажа различных строительных конструкций и оборудования. Сменные рабочие органы навешиваются на гидравлический вертикальный грузоподъемник, расположение которого может быть передним (фронтальным) и боковым.

3. Автопогрузчик

Автопогрузчик (рис. 5, а) состоит из пневмоколесного ходо­вого устройства с передними ведущими двухскатными колесами 2 и задними управляемыми односкатными колесами б, фронтального гидравлического грузоподъемника 3 со сменным рабочим орга-

 

Р и с. 5. Автопогрузчик:

а — обший вид; б — схема грузоподъемника

ном 7, противовеса 5, двигателя внутреннего сгорания 4, механиче­ской автомобильной трансмиссии механизма передвижения, гидро­системы грузоподъемника и системы управления

Противовес обеспечивает собственную и грузовую устойчивость движущегося погрузчика. Основным рабочим органом автопогрузчиков является вилочный подхват в виде двух-трех изогнутых под прямым углом стальных брусьев, которые подводятся под груз, размещенный на подкладках. Вилочный подхват подвешивается шарнирно к подъем­ной каретке 13 грузоподъемника (рис. 5, б).

Грузоподъемник имеет основную раму 9, шарнирно прикреплен­ную к раме машины. Внутри основной рамы на катках перемещает­ся выдвижная рама 72, вдоль направляющих которой на роликах пе­ремещается грузовая каретка 13 с прикрепленным к ней рабочим органом 7. Каретка подвешена на двух грузовых цепях 7, которые огибают звездочки 8 на выдвижной раме 72, закрепляются на основ­ной раме 9 и образуют двукратный полиспаст для выигрыша в ско­рости. При перемещении выдвижной рамы гидроцилиндром 77 вверх каретка и груз поднимаются со скоростью вдвое большей ско­рости штока гидроцилиндра. Основная рама грузоподъемника мо­жет отклоняться от вертикали двумя гидроцилиндрами 10 двусто­роннего действия: вперед «от себя» на угол до 3...5° для облегчения захвата и разгрузки груза и назад «на себя» для обеспечения устой­чивого положения груза при транспортировке.

Для погрузочно-разгрузочных работ со штучными, пакетиро­ванными, длинномерными грузами и контейнерами применяют ав­топогрузчики с грузовой платформой и боковым выдвижным грузо­подъемником, оборудованным вилочным захватом или грузовой консольной стрелой с грузовым крюком. Грузоподъемник переме­щается в проеме грузовой платформы по направляющим двумя гид­роцилиндрами двустороннего действия. Подхваченный валами или крюком груз поднимается до уровня грузовой платформы и после возвращения грузоподъемника в исходное положение укладывается на платформу. Гидравлические системы автопогрузчиков обслуживаются аксиально-поршневыми или шестеренными насосами с при­водом от основной силовой установки.

Автопогрузчики с передним расположением грузоподъемника имеют грузоподъемность 2...12 т и обеспечивают подъем груза со скоростью до 8...15 м/мин на высоту 4... 6 м при оборудовании вила­ми и ковшом и на высоту до 5,1...7,2 м при оборудовании безблоч­ной стрелой. Максимальная скорость движения автопогрузчиков с грузом 6... 15 км/ч, без груза — до 45 км/ч.

4. Многоковшовые строительные погрузчики

Многоковшовые строительные погрузчики применяются для ме­ханической погрузки в транспортные средства сыпучих и мелко­кусковых материалов (песка, гравия, щебня, шлака), а также для засыпки траншей и фундаментных пазух свеженасыпным грунтом, для обвалования площадок и т. д. Они имеют пневмоколесный или гусеничный ход и разрабатывают материал ротором, подгре­бающими дисками или лапами, многоковшовым конвейером с подгребающими шнеками. Главным параметром многоковшовых погрузчиков является техническая производительность (в м3/ч). В строительстве наиболее распространены пневмоколесные погруз­чики с ковшовым конвейером и подгребающими шнеками (рис. 6), Погрузочное оборудование смонтиро­вано на специальном са­моходном пневмоколесном шасси 1 с обоими ве­дущими мостами и вклю­чает в себя наклонный цепной ковшовый кон­вейер 4 с подгребающим винтовым (шнековым) питателем 3 с правым и левым направлением вит­ков, поворотный в двух плоскостях разгрузочный конвейер 5

р и с 6. Погрузчик непрерывного действия

 

с приемным устройством. Для зачистки площадки и лучшей пода­чи материала к питателю позади шнеков установлен отвал 2. Ма­териал захватывается отвалом и винтовым питателем подается в непрерывно движущиеся ковши конвейера, которые разгружаются наверху в приемное устройство ленточного конвейера, транспорти­рующего материал к месту погрузки. Скорость поступательного движения погрузчика устанавливается в зависимости от высоты за­боя (штабеля) и необходимой производительности погрузки.

Перевод ковшового конвейера из транспортного положения в рабочее и обратно, а также подъем и опускание ленточного конвей­ера в вертикальной плоскости и поворот его в плане на 90° в обе стороны от продольной оси машины производятся с помощью гидроцилиндров двустороннего действия, работающих от гидросис­темы тягача. Производительность многоковшовых погрузчиков 80...250 м3/ч, высота погрузки 2,4...4,2 м.

Основными направлениями развития строительных погрузчиков являются:

• улучшение технико-экономических и эргономических показа­телей;
• повышение энергонасыщенности, тягово-сцепных качеств и на­порных усилий, маневренности, надежности ходового и погрузочно­го оборудования;
• расширение номенклатуры сменных рабочих органов;
• увеличение параметров рабочего оборудования;
• дальнейшее совершенствование систем гидропривода.