Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Одноковшовые погрузчики
• 1. Определение, назначение и классификация
• 2. Фронтальные погрузчики на специальном шасси
• 3. Полуповоротные погрузчики
• 4. Погрузчики на гусеничных тракторах

Одноковшовые погрузчики

1. Определение, назначение и классификация

По грузоподъемности погрузчики разделяют па четыре класса: легкие (грузоподъемностью 0,5-2 т), средние (2-4 т), тяжелые (4-10 т) и большегрузные (свыше 10 т). Небольшие погрузчики (грузоподъемностью до 0,5 т) относят иногда к малогабаритным.

По виду базового шасси погрузчики изготовляют на специальном шасси или тракторах и тягачах. По виду ходового оборудования они бывают на колесном или гусеничном ходах. По направлению разгрузчики ковша относительно стороны разрабатываемого штабеля погрузчики бывают с передней (фронтальные погрузчики), боковой (полуповоротные погрузчики) и задней (перекидные) разгрузчики.

По виду применяемого оборудования погрузчики разделяют на универсальные и специализированные; в первом случае кроме ковша применяют сменное оборудование других видов; во втором. случае вместо ковша применяют оборудование определенного вида.

Погрузчики, предназначенные для перегрузки кб'вшом строительных насыпных грузов, относят к строительным.

Одноковшовые погрузчики являются машинами периодического действия; наполнение ковша насыпным грузом, перемещение погрузчика с грузом и без груза, а также разгрузку ковша выполняют раздельно.

В мировой практике наиболее распространены фронтальные погрузчики на специальном шасси. Они отличаются наибольшей простотой конструкции, универсальностью применения сменного оборудования, унификацией конструктивного исполнения независимо от типоразмера машины, уменьшенной трудоемкостью изготовления и др. К недостаткам их относится обязательный поворот погрузчика с ковшом для загрузки транспортного средства.

Основным погрузочным оборудованием погрузчика является ковш. У погрузчиков грузоподъемностью свыше 1 - 1,5 т применяют три одинаковых по форме, но разных по объему ковша для зачерпывания насыпных грузов: легких (с объемной массой go 1,4 т/м³), средних (1,5-1,8 т/м³) и тяжелых (1,9-2,5 т/м⁸). Основным является ковш для зачерпывания средних по плотности насыпных грузов.

Для того чтобы расширить область применения погрузчиков и зависимости от их типоразмера и вида ходового оборудования, взамен основных ковшей применяют сменное оборудование. По назначению его можно разделить на четыре основные группы: землеройно-погрузочное, грузоподъемное, снегоуборочные и вспомогательное. Погрузчики с таким оборудованием не заменяют специализированные машины, а позволяют механизировать различные работы, когда при малых объемах их применение специализированных машин сложно и нерентабельно.

Землеройно-погрузочнсе оборудование (рис. 1, а) состоит из основного ковша 1, увеличенного или уменьшенного ковшей 2 с зубьями (для тяжелых материалов и экскавации грунтов I и 11 категории), скелетного ковша 4 (для зачерпывания скальных пород), двухчелюстного ковша 3, ковша 5 с боковой разгрузкой, ковша 6 с увеличенной высотой разгрузки, ковша 7 с принудительной разгрузкой (для загрузки высоких транспортных средств и бункеров). Кроме того, к этому оборудованию относят бульдозерный отвал 8, оборудование 9 обратной лопаты экскаватора, грейфер 10.

Грузоподъемное оборудование (рис. 1, б) состоит из грузовых вил 11, крановой безблочной стрелы 12, челюстного захвата 13 для лесоматериалов, монтажно-поворотного захвата 14 для установки столбов и свай, вил 15 для навоза и силоса.

Снегоуборочное оборудование (рис. 1, в) состоит из плужного 16 и шнекороторного (с автономным двигателем внутреннего сгорания) 17 снегоочислителей.

Вспомогательное оборудование (рис. 1, г) состоит из кустореза 18, корчевателя 19, бункера-дозатора 20 и асфальтовзламывателя 21.

Для установки сменного оборудования на погрузчик требуется не более 10-30 мин.

Рис. 1. Виды сменного рабочего оборудования погрузчиков

Кроме перечисленного, на погрузчик спереди, сзади и сбоку можно устанавливать оборудование со своими механизмами для управления, которое обычно называют съемным. К нему относят бульдозерное - неповоротное и универсальное, рыхлительное, экскавационное, толкающее, лебедочное, крановое, трубоукладоч-ное, траншеекопательное и др. Для агрегатирования и управления съемным навесным оборудованием на погрузчике обычно предусмотрены специальные привязочные места и выводы гидросистем. Наиболее распространенными видами съемного навесного оборудования являются рыхлитель и лебедка, устанавливаемые сзади погрузчика.

Основной областью применения одноковшовых погрузчиков является строительство, где используют до 70% машин. Примерно 15% погрузчиков занято в горнодобывающей промышленности, остальную часть применяют на железнодорожном транспорте, в лесной промышленности, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства.

2. Фронтальные погрузчики на специальном шасси

На раме 12 погрузчика установлена сварная конструкция П-образной формы, называемая порталом 10. Он служит опорой для стрелы 2 и для корпусов двух гидроцилиндров 5 и 6, применяемых для поворота ковша 1 и подъема стрелы. Ковш шарнирно установлен па конце стрелы. Стрела и ковш имеют угловое перемещение в вертикальной плоскости под действием указанных цилиндров; иноки цилиндров 6" шарнирно связаны непосредственно со стрелой, а штоки цилиндров 5 - с ковшом через рычажную систему 3. Стрелу 2 с ковшом, рычажным механизмом и цилиндрами относят к навесному погрузочному оборудованию погрузчика. О положениях рабочего органа судят по указателю 4.

Следует отметить, что из большинства кинематических схем рычажного механизма, применяемых в мировой практике для подъема стрелы и поворота ковша, наиболее оптимальной является схема перекрестного типа. Она обеспечивает лучшие технико-эксплуатационные показатели, поэтому принята для большинства отечественных погрузчиков. В результате применения рычага первого рода с опорой па стреле обеспечивается наибольшее усилие в начале поворота ковша в штабеле насыпного груза. Подъем стрелы и поворот ковша под нагрузкой происходят при работе гидроцилиндров поршневыми полостями.

Кинематика движения стрелы и ковша, а также принцип работы фронтального погрузчика сводится к следующему. Перед началом зачерпывания насыпного груза из штабеля стрелу с ковшом опускают вниз (положение I ковша), затем при движении погрузчика вперед ковш врезают в насыпной материал, зачерпывают его, запрокидывая ковш назад (положение // ). Когда эти операции выполняют раздельно, то такой способ зачерпывания называют раздельным; если с движением погрузчика вперед одновременно запрокидывается и ковш, то такой способ зачерпывания называют совмещенным. На время транспортного положения погрузчика стрелу с ковшом приподнимают на 200-300 мм от уровня земли (положение // /). Для загрузки транспортного средства стрелу с ковшом поднимают на нужную отметку (до положения IV), а затем ковш на стреле поворачивают для разгрузки (положение V).

Далее ковш на стреле поворачивают в положение IV, стрелу с ковшом опускают до положения // /, а после обратного движения погрузчика стрелу с ковшом опускают в положение //, ковш поворачивают в положение /, и цикл работы повторяется,

Для привода погрузчиков применяют дизельный двигатель 7, который устанавливают сзади. При таком расположении двигателя его масса используется в качестве противовеса, а также упрощается установка трансмиссии для привода колес И улучшается обзорность.

Как правило, для всех фронтальных погрузчиков на специальном шасси применяют гидродинамическую трансмиссию для привода мостов 9 и 11. Двигатель вращает насосное колесо, а турбинное колесо трансформатора через механическую коробку передач, раздаточную коробку и карданные валы приводит ведущие мосты. Конструктивно трансмиссия может быть выполнена моноблочной или агрегатно-блочной. В первом случае гидротрансформатор, коробка передач и раздаточная коробка объединены в один блок, а во втором - основные узлы могут быть выполнены раздельно, например гидротрансформатор, коробка передач с раздаточными коробками. Передача движения между механизмами происходит через карданные валы. Первую схему компоновки применяют на сравнительно небольших погрузчиках, когда недостаточно места для размещения трансмиссии.

Коробки передач могут быть вальными (с постоянным включением шестерен) или планетарными переключением передач у вальных коробок смешанным способом (гидрообъемным и ручным) и у планетарных - только гидрообъемным. Наиболее распространены двух - и четырехдиапазонные коробки передач (с общим переключением передач на транспортные и рабочие скорости передвижения).

Рабочие скорости передвижения погрузчиков выбирают равными от 0 до 8-12 км/ч; транспортная скорость движения с не-ПОДрессоренноЙ ходовой Часть составляет 25-50 км/ч. Рабочие скорости заднего хода обычно па 20-25% выше скоростей движения вперед.

Как правило, погрузчики имеют оба ведущих моста (применяется колесная схема 4X4), чтобы получить наибольшую силу тяги по сцеплению, причем задний мост делают отключаемым на время перегонов. Мосты закрепляют на рамах шасси жестко (без рессор) с помощью стремянок или болтов с разгрузкой их штифтами от среза.

Мосты чаще всего имеют встроенную, автоматически действующую блокировку дифференциала для обеспечения необходимой силы тяги при врезании ковша. Для увеличения силы тяги погрузчика в трансмиссию после главной передачи в колеса у мостов встраивают редукторы планетарного типа, отчего увеличивается передаточное отношение.

Наиболее широко применяют конструкции погрузчиков двух типов: жесткой и шарнирно-сочлененной рамами.

Рис. 2. Фронтальный погрузчик с жесткой рамой

У погрузчиков с жесткой рамой управляемым является задний мост, имеющий балансирную подвеску. В этом случае улучшаются условия для размещения погрузочного оборудования над передним мостом. Недостатком применения заднего управляемого моста является движение передних и задних колес по разным колеям.

Передний управляемый мост) применяют только в погрузчиках, когда базовым шасси является колесный трактор общего или сельскохозяйственного назначения. В этом случае увеличиваются нагрузки на управляемый мост, особенно в момент вывешивания, и усложняется конструкция погрузочного оборудования, которое пропускается выше колес в обход пространства, необходимого для их поворота.

Погрузчики с жесткой рамой могут быть с двумя управляемыми мостами, колеса которых могут поворачиваться как в разные стороны, так и в одном направлении. В первом случае погрузчик может поворачиваться, во втором - двигаться в сторону, позволяя достичь большой точности подхода к транспортному средству и повысить проходимость погрузчика в стесненных условиях. У таких погрузчиков ведущие мосты могут быть унифицированы, а погрузочное оборудование размещаться выше или между поворотными колесами. Однако при этом усложняется механизм рулевого управления, поэтому погрузчики с таким поворотом применяются редко.

Средние и тяжелые погрузчики выпускают с шарнирно-сочлененными рамами. Поворачивается погрузчик путем взаимного перемещения полурам относительно вертикального шарнира, располагаемого в середине или со смещением вперед относительно середины шасси. Угол поворота одной полурамы относительно другой берут в пределах 35-45°. С увеличением угла поворота ухудшается устойчивость погрузчика. Такая конструкция получает в последнее время наибольшее распространение и результате высоких маневровых качеств погрузчика (значительно сокращается радиус поворота), обеспечения точности подхода к транспортным средствам, упрощения и унификации конструкции ведущих мостов, возможности создания конструктивно подобных погрузчиков независимо от типоразмера. Недостатками этого способа поворота являются конструктивное усложнение рамы и снижение устойчивости при наибольшем угле складывания полурам. Для улучшения устойчивости иногда используют двухшарнирные сочлененные рамы.

Небольшие малогабаритные погрузчики применяют иногда с бортовым поворотом, которые разворачиваются по кривой при заторможенных колесах с одной стороны и на месте, когда колеса одной и другой стороны вращаются в разные стороны. При такой системе поворота быстро изнашиваются шины. На погрузчиках применяют широкопрофильные и высокой проходимости камерные и бескамерные шины. Последние применяют для тяжелых и большегрузных погрузчиков. Чтобы уменьшить быстрый износ шин при маневрировании на скользких основаниях, для предохранения протектора шины иногда применяют защитные цепи.

Основные тормоза барабанного или дискового типа с пневматическим управлением размещены во всех колесах. Тормоза барабанного типа бывают колодочными, как у автомобилей, или пневмокамерными (у тяжелых и большегрузных погрузчиков). Стояночный тормоз применяют барабанного типа. Его устанавливают на выходном валу раздаточной коробки со стороны неотключаемого моста.

Наиболее прогрессивной является гидрообъемная трансмиссия, так как она менее металлоемка и обеспечивает лучшие КПД и тяговые показатели машины. В настоящее время объемный гидропривод применяют в погрузчиках с мощностью двигателя до 100-130 л. с. Дальнейшее применение его сдерживается созданием насосов с большими подачей и давлением. Реже применяют дизель-электрический привод для передвижения погрузчика с мотор-колесами (исключаются мосты, коробки передач и гидротрансформаторы).

Независимо от вида основного привода и типоразмера погрузчика для подъема стрелы, поворота ковша, рулевого управления и других механизмов применяют объемным гидропривод с шестеренными, аксиальными и роторно - поршневыми насосами и реже лопастными (пластинчатыми) насосами на рабочее давление 100-160, а в последнее время до 250 кгс/см². Для осуществления поступательных движений механизмов применяют гидроцилиндры и вращательных - гидромоторы.

Управляют движением через цилиндрические золотники у гидрораспределителей, переключаемых вручную, а большегрузных погрузчиков - через гидравлический сервопривод.

Фронтальные погрузчики с шарнирно-сочлененными рамами. В качестве образца рассмотрим конструкцию погрузчика, приведенного на рис. 3. Погрузчики бывают на специальном шасси, колесных тракторах, тягачах и характеризуются в основном наличием у шасси двух полурам 5 и 7, поворачивающихся вокруг вертикальной оси, с шарнирами 6 вверху и 11 внизу. Шарниры воспринимают горизонтальную пару сил от смещения ц. т. Погрузчика относительно вертикальной оси и от толкающих усилий при движении погрузчика, а верхний шарнир, кроме того, воспринимает еще и вертикальные силы.

Наиболее распространены погрузчики с двухсекционными шарнирно-сочлененными рамами с одним вертикальным шарниром. Известны конструкции погрузчиков с трехсекционными рамами и двумя вертикальными шарнирами, улучшающие устойчивость.

Полурамы сварной пространственной конструкции, на одном конце на продольной оси верху и внизу приварены расточенные гнезда под корпуса стандартных шарнирных подшипников. Обе рамы соединены двумя вертикальными шкворнями в шарнирах 6 и 11. Полурамы около оси шкворней поворачиваются с помощью двух гидроцилиндров 14, управляемых по следящей системе при повороте рулевого колеса. Поэтому здесь не требуется установка управляемого моста. Задний мост имеет балансирную подвеску. Мост может качаться в вертикальной плоскости на 9-10° вверх и вниз.

Кабину погрузчика размещают на задней (моторной) или передней грузовой полурамах.

Конструкция механизма погрузочного оборудования, трансмиссия привода колес такие же, как у погрузчиков с жесткой рамой.

Рис. 3. Фронтальный погрузчик с шарнирно-сочлененной рамой и кабиной на полураме двигателя:

1 - ковш, 2 - стрела; 3 - рычажный механизм; 4, 12, 14 - гидроцилиндры для попорота ковша, подъема стрелы и поворота полурам; 5, 7 - передняя и задняя полу" рамы; 6, 11 - шарнир поворота полурам; 8 - двигатель; 9, 13 - задний и передний мосты; 10 - карданная передача; 15, 16 - площадки для обслуживания

3. Полуповоротные погрузчики