Погрузчики
Для механизации погрузки штучных грузов и насыпных материалов в вагоны, автомобили и прицепы применяют самоходные погрузчики, для разгрузки железнодорожных вагонов - разгрузочные машины. Некоторые погрузочно-разгрузочные машины используют для транспортирования материалов в пределах территории складов.
Самоходные погрузчики подразделяют на погрузчики непрерывного и периодического действия. Погрузчики непрерывного действия предназначены только для насыпных материалов, периодического - и для штучных грузов.
Погрузчики непрерывного действия выпускают на гусеничном и пневмоколесном ходу. Забор сыпучих материалов производится винтом с лопастями, шаровой головкой или роторным колесом, а перемещение материала - ковшовым элеватором, скребковым или ленточным конвейером.
На рис. 170 показана кинематическая схема винтового многоковшового погрузчика на пневмоколесном ходу, лопасти винта которого подгребают материал к ковшовому конвейеру. Лопасти закреплены на удлиненном в обе стороны валу нижней звездочки конвейера. Чтобы материал не отбрасывался назад, сзади винта установлен отвальный щит. Производительность таких погрузчиков - до 160 м3/ч.
В конструкциях погрузчиков непрерывного действия также используют многодвигательный привод с дизелем и генератором, от которого работают электродвигатели для зачерпывания или подгребания материала, его перемещения и отгрузки и для передвижения машины. Применение многодвигателыного привода упрощает кинематическую схему: нет необходимости в ряде муфт, передаточных цепей и промежуточных валов, требующих частой наладки и ремонта.
Погрузчик с шаровой головкой показан на рис. 171.
Шаровая головка 7 состоит из шести ковшей 11, закрепленных болтами на трубе 9, охватывающей несущую трубу 10. Труба с ковшами приводится во вращение вокруг подшипника 12 несущей трубы электродвигателем 3 через редуктор 4, вал 5 и зубчатый венец 6. Материал зачерпывается ковшами, которые, поднимаясь при вращении около несущей трубы, высыпают его на ленточный конвейер 8, размещенный в трубе 10. Конвейер подает материал в воронку 2 внешнего поворотного отгрузочного конвейера 1.
Шаровая головка с несущей трубой и конвейеры могут перемещаться по высоте с помощью гидравлического цилиндра, расположенного в середине поворотной платформы. В горизонтальном направлении шаровая головка перемещается на 300° поворотом всей платформы. Кроме того, внешний конвейер может поворачиваться независимо от платформы на 72° в обе стороны.
Каждая гусеница машины приводится в движение от отдельного электродвигателя. Кроме этих электродвигателей, имеется еще шесть приводов: шаровой головки, внутреннего ленточного конвейера, внешнего поворотного конвейера, шестеренчатого насоса гидроцилиндра, поворота платформы и поворота внешнего транспортера. Питание электродвигателей осуществляется гибким кабелем, присоединенным к внешней силовой электрической сети. Часовая производительность погрузчика - до 90 м3/ч.
На рис. 172 изображен роторный погрузчик. Роторное колесо установлено на конце фермы основного ленточного конвейера 4. Колесо вращается электродвигателем 7 через редуктор 6 и зубчатый венец 5. Укрепленные на колесе шесть ковшей 3 имеют скошенные стенки, по которым зачерпываемый материал при повороте ковшей ссыпается в сторону на конвейер. С основного конвейера материал пересыпается на отгружающий ленточный конвейер 2, расположенный на наклонной стреле, а оттуда в воронку.
Достоинством погрузчика с шаровой головкой и роторного погрузчика является способность забирать материал из любой точки штабеля, тогда как многоковшовые погрузчики пригодны только для забора материала с того уровня, на котором они расположены.
Производительность многоковшовых погрузчиков определяют ПО формуле (208).
Мощность привода конвейерного погрузчика слагается из мощностей, требуемых для подъема груза, преодоления сопротивления движению и перегибам тягового элемента с ковшами и для зачерпывания материала. Расчеты производят так же, как для ковшовых конвейеров.
Мощность при зачерпывании
N3 = АSПγ / 102 * 3600 квт, (299)
где П - производительность погрузчика, м3/ч; γ - насыпная плотность материала, кг/м3; As - сопротивление (работа) зачерпыванию, кгс • м/кг (дан X М/кг).
При обычных скоростях движения ковшей (0,5 - 1 м/сек) As для песка и гравия равно 3,5 - 6, а для щебня 5 - 9 кгс • м/кг (дан X м/кг).
Погрузчики периодического действия не только грузят материал, но и транспортируют его на небольшое расстояние - до 50 - 60 м. Эти погрузчики бывают одноковшовыми и универсальными.
Одноковшовые погрузчики по конструкции делятся на навесные и специальные. Первые монтируют на тракторе или грузовом автомобиле, вторые - это специально изготовленные машины, обычно на пневмоколесиом ходу.
Наибольшее распространение получили фронтальные погрузчики на пневмоколесиом ходу (рис. 173) с ковшами емкостью до 1,65 м3. Применяют также одноковшовые фронтальные погрузчики (рис. 174) на базе тракторов с ковшами емкостью до 2,8 м3.
Универсальные погрузчики (автопогрузчики) применяют для различных грузов до 5 т.
Основой автопогрузчика (рис. 175, а) служит тележка на пневматических шинах, которую собирают из узлов грузовых автомобилей. Автомобильный двигатель и управляемые колеса 13 расположены в задней части погрузчика, а ведущие колеса 17 - в передней. Подъемная часть погрузчика состоит из основной рамы 2, внутри которой перемещается выдвигающаяся внутренняя рама 4, а вдоль нее передвигается каретка 8 с вилочным захватом 5.
Подъемный механизм устроен так. На нижней балке основной рамы установлен гидравлический цилиндр 1. Шток 10 поршня 3 связан с верхней поперечной балкой 6 выдвижной рамы. К этой балке прикреплены звездочки 7. Цепи 9 присоединены одним концом к каретке и перекинуты через звездочки, а другим концом прикреплены к основной раме.
Когда в цилиндре 1 перемещается поршень 3, шток 10 поднимает вспомогательную внутреннюю раму 4. При этом поднимается каретка 6, которая проходит путь, равный удвоенному пути поршня 3 (рис. 176, б). Таким образом, подъемное устройство автопогрузчика представляет собой полиспаст для выигрыша в скорости. Благодаря этому, когда внутренняя рама еще не выдвинута, каретка 6 с вилочным захватом находится в самом нижнем положении, а когда внутренняя рама выдвинута на всю длину, каретка находится в самом верхнем положении. Основная рама 2 вместе с кареткой 6 и рабочим органом 5 для удобства захвата и перемещения груза может изменять свое положение в вертикальной плоскости, наклоняясь вперед на 3 - 4° и назад на 12 - 15°. Наклон рамы 2 осуществляется двумя гидравлическими цилиндрами 12 и тягами 14 и 15. Для управления цилиндрами служит рукоятка 11 распределителя масла 16.
Помимо вилочного захвата, который можно подвести под любой штучный груз, установленный на подкладках, автопогрузчик может быть оборудован рядом съемных грузоподъемных приспособлений, расширяющих область его применения: безблочной и нормальной стрелами, штырем для труб, ковшом для сыпучих материалов и т. п. (рис. 176).
Производительность погрузчика периодического действия определяют по формуле (1).
При насыпных грузах продолжительность цикла tц одноковшового погрузчика (см. рис. 173) слагается из времени: 1) наполнения ковша - 10 ~ 15 сек и подъема ковша в транспортное положение - 8 - 10 сек; 2) перемещения к месту разгрузки (при дальности возки 10 м и передвижении на 2-й скорости) - 12 - 15 сек; 3) поворота ковша на разгрузку - 6 - 10 сек; 4) передвижения погрузчика к штабелю с одновременным спуском ковша - 12 ~15 сек;
5) переключения рычагов - 10 ~ 15 сек.
При штучных грузах продолжительность цикла tц слагается из времени: 1) наклона грузоподъемной рамы вперед для заводки вил под груз - 10 - 15 сек; 2) разворота погрузчика на 90° - 6 - 8 сек, на 180° - 10 ~ 15 сек; 3) движения погрузчика с грузом; 4) установки рамы грузоподъемника в вертикальное положение с грузом на вилах - 2 - 3 сек; 5) подъема груза на необходимую высоту;
6) укладки груза в штабель - 5 ~ 8 сек; 7) отклонения рамы грузоподъемника назад с кареткой без груза - 2 - 3сек; 8) спуска порожней каретки; 9) разворота без груза; 10) холостого хода погрузчика; 11) переключения рычагов - 6 - 8 сек.
Устойчивость автопогрузчика надо проверять в продольном и поперечном направлениях при предельном угле наклона основной рамы вперед, при действии ветра на погрузчик в рабочем состоянии и уклоне местности 3°. С учетом всех сил, в том числе и инерционных, коэффициент запаса устойчивости должен быть не меньше 1,15.
