Взаимодействие грунта и рабочего органа

Одноковшовые  погрузчики можно классифицировать по следующим основным признакам.

Рисунок 8 – Фронтальный погрузчик с жесткой рамой

По грузоподъемности погрузчики разделяют на 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 ковшом 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 до 1,4 т/м³), средних (1,5—1,8 т/м²) и тяжелых (1,9—2,5 т/м³). Основным является ковш для зачерпывания средних по плотности насыпных грузов.

Для того чтобы расширить область применения погрузчиков в зависимости от их типоразмера и вида ходового оборудования, взамен основных ковшей применяют сменное оборудование. По назначению его можно разделить на четыре основные группы: землеройно-погрузочиое, 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.

Рисунок 9 – Кинематическая схема фронтального погрузчика с жесткой рамой; 1 — двигатель; 2 — редуктор; 3 — гидротрансформатор; 4 — коробка передач; 5—фрикционные дисковые муфты; 6 — шлицевая муфта; 7, 9 — мосты передний и задний (управляемый); 8 — раздаточная коробка

 

Многоковшовые погрузчики

 

Многоковшовые погрузчики предназначены для зачерпывания насыпного груза ковшовым элеватором, установленным спереди самоходного  шасси. Их применяют на базисных складах для перегрузки в основном песка, гравия, щебня, каменного угля и других грузов из штабеля в транспортные средства, а также на ленточные транспортеры на заводах железобетонных изделий.

Рисунок 10 – Многоковшовый погрузчик:

1 — ленточный транспортер; 2 — ковшовый элеватор; 3 — опорная стойка для элеватора; 4 — кабина; 5 — гидроцилиндры для подъема элеватора, 6, 7 — ведущие мосты; 8 — шасси; 9 — цилиндры для подъема транспортера; 10 — канаты для подвески транспортера; 11 - уравнительный блок; 12 - масляный бак; 13 — винтовые питатели; 14 — топливный бак

 

Кроме того, их используют для штабелирования насыпного груза из куч, отсыпаемых автомобилями-самосвалами; разгрузки железнодорожных платформ с насыпным грузом, когда погрузчик передвигается по верху платформы (с установкой специальных переходных мостиков между соседними платформами); в дорожном строительстве, когда погрузчик тянет за собой асфальтобетонный смеситель, загружая его песком и щебнем, подбираемыми ковшами с дороги; для погрузки снега из валов на автомобили-самосвалы.

По условиям более легкого зачерпывания и  обеспечения необходимой прочности  ковшового элеватора они более  приспособлены для перегрузки зернистых и мелкокусковых грузов с включениями отдельных кусков размером не более 70 мм.

Рисунок 11 – Кинематическая схема самоходного шасси многоковшового погрузчика

 

В последнее  время многоковшовые погрузчики на небольших складах стали вытесняться  одноковшовыми как более дешевыми и мобильными, но на базисных складах  они с успехом заменяют одноковшовые экскаваторы.

 

Погрузчики с нагребающими лапами

 

Погрузчики  с нагребающими лапами являются самоходными  машинами, которые работают способом бокового захвата насыпного груза. В качестве рабочего захватного органа они оборудованы парой нагребающих лап, совершающих сложное вращательное движение около своих вертикальных осей, расположенных на конце клиновидной приемной рамы, называемой лопатой. При движении погрузчика вперед конец лопаты врезается в насыпной груз, лапы нагребают его на лопату и перемещают вверх на скребковый транспортер для загрузки в транспортные средства.

Пожалуй ни в какой другой машине кроме одноковшового экскаватора не повторена так хорошо кинематика движений рук человека, как в погрузчиках с нагребающими лапами.

Поскольку работа погрузчиков с нагребающими лапами связана с большим износом трущихся поверхностей у рабочих органов из-за больших сил трения при перемещении груза способом волочения, то эти погрузчики предпочтительнее применять для перегрузки малоабразивных грузов, например снега.

При очень  малой рабочей высоте их применяют  также в горном деле для погрузки каменного угля под землей, а также  на земле для погрузки угля, кокса, а иногда щебня из штабелей и при  подборе их с железнодорожных  путей после разгрузки полувагонов прямо на пути.

Рисунок 12– Кинематические схемы привода оборудования снегопогрузчика Д-566:

а — раздаточной коробки; 6 — нагребающих лап и скребкового транспортера

 

Рисунок 13 – Снегопогрузчик Д-566:

1 — скребковый транспортер; 2, 5 — гидроцилиндры; 3 —желоб транспортера; 4- стойки; 5 — полозки; 7 — лопата; 8 — нож лопаты; 9 - трансмиссия привода нагребающих лап и транспортера; 70, 73 — передний и задний ведущие мосты; 11 - коробка передач; 12 - раздаточная коробка; 14 — нагребающие лапы; 15 — диски для привода лап

 

Взаимодействие грунта и рабочего органа

 

Способ  нижнего захвата (рисунок 14, а) характеризуется горизонтальным внедрением рабочего органа в штабель с последующим отрывом части насыпного груза при движении рабочего органа вверх. Его применяют в погрузчиках для зачерпывания насыпного груза из высоких штабелей.

Способ  бокового захвата (рисунок 14, б) характеризуется подгребанием насыпного груза путем кругообразного движения рабочего органа. Его применяют в погрузчиках для зачерпывания малоабразивных грузов из невысоких штабелей и уборки снега из валиков.

Способ  верхнего захвата (рисунок 14,в) характеризуется движением рабочего органа сверху вниз для отрыва от штабеля части насыпного груза. Этот способ используют в погрузчиках для подборки насыпного груза из очень мелких штабелей (например, с полотна строящейся автомобильной дороги, из куч и т. п.).;

 

Рисунок 14 – Способы захвата насыпного груза их штабеля рабочими органами

погрузчиков:

а – нижний захват; б – боковой захват; в - верхний захват

 

У погрузчиков  для перегрузки штучных грузов в  качестве захватного рабочего органа применяют вилы 1 (рисунок 1, а) из двух: толстых и широких полос, согнутых под прямым углом. Поэтому такие погрузчики называют вилочными. Штучный груз, подхваченный и поднятый на вилах погрузчика, транспортируется к месту укладки.

Для зачерпывания насыпных грузов способом нижнего захвата  применяют одно - и многоковшовые погрузчики. У одноковшовых погрузчиков черпающим органом является ковш 2 (рисунок 1, б), шарнирно подвешенный на подъемной стреле. С движением всего погрузчика в сторону штабеля ковш заполняют насыпным грузом, поднимают и с передвижением всего погрузчика транспортируют к месту разгрузки. У многоковшовых погрузчиков черпающими органами являются ковши цепного элеватора 3 (рисунок 1, в). У многоковшовых погрузчиков ковши с насыпным грузом поднимаются и разгружаются на ленточный конвейер, с помощью которого прямо или через другой конвейер груз подается в транспортные средства.

По способу  бокового захвата различают погрузчики с парными нагребающими лапами 7 (рисунок 1, г).

Рычажный  механизм подгребающих лап 7 является частью механизма четырехзвенника. Каждая лапа примерно в середине имеет шарнир, вертикальная ось которого эксцентрично расположена на вращающемся диске 8. Лапы совершают качательные движения в плоскости наклонной приемной плиты 9, называемой лопатой. С движением погрузчика в сторону штабеля лопата врезается в основание штабеля, нагребающие лапы отрывают часть насыпного груза из штабеля, перемещают ее по верху лопаты на скребковый конвейер 10 для подачи груза в транспортные средства.

 

 

Литература

 

1.Дранников,  А.Б. Автопогрузчики. / А.Б. Дранников – М. Машгиз, 1962. – 506с.

2.Базанов,  А.Ф. Самоходные погрузчики / А.Ф.  Базанов, Г.В. Забегалов. М.: Машиностроение, 1979. – 403с.

3. Ерохин, М.Н.  Проектирование и расчет подъемно-транспортирующих  машин сельскохозяйственоого назначения / М.Н. Ерохин [и др.], - Москва : Колос, 1999. – 228 с.

4. Кузьмин,  А.В. Справочник по расчетам  механизмов подъемно-транспортных  машин / А.В. Кузьмин, Ф.Л. Мароно. – Изд. 3-е прераб. И доп. –  Минск : Высшая школа, 1983. – 350 с.

5. Красников,  В.В. Подъемно-транспортные машины / В.В.Красников. – Изд 3-е, перераб.  И доп. = Колос, 1981. – 263 с.

6. Правила  устройства и безопасной эксплуатации  грузоподъемных кранов / Минск : УП  «ДИЭКОС», 2001. – 218 с.