Одноковшовые экскаваторы

Вилочные погрузчики работают на площадках с твердым покрытием. В соответствии с этим их в основном применяют на складах и в качестве внутризаводского транспорта. Они выполняются на базе автомобилей, поэтому их называют также автопогрузчиками. В качестве привода используют двигатели внутреннего сгорания и электродвигатели, обычно работающие от аккумуляторов. Автопогрузчики выпускают грузоподъемностью 3-5 т, с высотой подъема груза до 6 м. Скорость подъема груза 3 - 50 м/мин, скорость перемещения без груза до 40 км/ч, с грузом - до 20 км/ч.

 

Грузоподъёмник вилочного погрузчика

Рабочее оборудование подвешивается на грузоподъемник (рис). Он состоит из основной (неподвижной) / и выдвижной (2) рам. К выдвижной раме подвешивается каретка (4), к которой прикрепляется рабочее оборудование. Рама с кареткой поднимается при помощи гидроцилиндра (3) одностороннего действия, установленного на основной раме. При подъеме подвижной рамы одновременно по этой раме перемещается каретка. Это осуществляется благодаря тому, что каретка подвешена на двух цепях (5), один конец которых переброшен через блоки, закрепленные на верхней траверсе подвижной рамы, а второй конец закреплен на основной раме.

Основная рама грузоподъемника смонтирована на раме погрузчика шарнирно и вместе с кареткой может наклоняться в вертикальной плоскости на угол 3-4е вперед и 12-15и назад, что осуществляется с помощью двух гидроцилиндров 6.

Вилочные погрузчики выполняют передним и боковым расположением грузоподъемника. В первом случае погрузчики называются фронтальными, во втором - боковыми. Боковые погрузчики применяют для работ с длинномерными грузами (трубы, сваи).

 

3.4 Одноковшовые погрузчики

 

Одноковшовый универсальный строительный погрузчик монтируют на базе гусеничных тракторов и колесных тягачей. Он предназначен для механизации погрузочных и строительно-монтажных работ при помощи сменного рабочего оборудования. Главным типом рабочего оборудования является ковш: кроме него погрузчики имеют и другие виды навесного оборудования. На рис.7.2 показаны основные виды рабочего оборудования

Основной ковш - рабочий орган машины, рассчитанный для работы с различными материалами, объемная масса которых находится пределах 1,4-1,8 т/м3.

Одноковшовые погрузчики классифицируют по грузоподъемности на легкие - до 2 т, средние - до 4 т, тяжелые - до 10 т и сверхтяжелые - более 10 т. По тину базовой машины погрузчики подразделяют на колесные и гусеничные.

Погрузочное оборудование имеет три модификации: фронтальное, перекидное, полуповоротное. Фронтальным оборудованием можно разгружать материал только со стороны его разработки, полуповоротное обеспечивает и боковую разгрузку. Перекидной тип погрузочного оборудования позволяет вести разгрузку назад.

В настоящее время более распространены строительные фронтальные погрузчики с объемным гидроприводом рабочего оборудования.

Материалы зачерпываются двумя способами: раздельным и совмещенным. При раздельном способе передняя кромка ковша перемещается в глубь штабеля на глубину врезания lпр, которая больше глубины ковша lк. Затем ковш поворачивается на угол а3 и поднимается для разгрузки. Совмещенный способ заключается в том, что ковш внедряется в штабель материала на величину, равную приблизительно 0,3 глубины ковша, после чего он поворачивается на угол откоса штабеля; одновременно продолжается перемещение погрузчика и подъем ковша. Движения, сообщаемые ковшу, должны быть такими, чтобы траектория движения режущей кромки была близка к параллельной к откосу штабеля, чтобы сохранялась постоянная толщина снимаемого слоя материала.

При раздельном способе требуются более значительные усилия для внедрения ковша в материал, а также в начальный момент поворота ковша. Коэффициент наполнения k" в тяжелых материалах обычно составляет 0,4-0,6. Однако при раздельном способе управлять машиной проще, чем при совмещенном, поэтому его можно рекомендовать для погрузки легких сыпучих материалов, в которых можно обеспечить kн =1,0-1,2.

В гидравлическую схему фронтального погрузчика входит шестеренчатый насос, который подаёт масло через распределитель к гидроцилиндрам. Обычно погрузчик оборудуют гидроцилиндрами опускания и подъёма стрелы и управления рабочим органом.

В современных конструкциях погрузчиков имеются приводы как на передние, так и на задние оси.

Ковш погрузчика подвешивают на специальной рычажной системе, управление которой осуществляется через гидроцилиндры.

Одноковшовые погрузчики применяют для погрузки-разгрузки, перемещения и складирования сыпучих и мелкокусковых материалов, а также для разработки и погрузки в автотранспорт (или отсыпки в отвал) неслежавшихся грунтов I и II категорий и естественного грунта III категории.

Одноковшовые фронтальные погрузчики на пневмоколесном ходу используют также при производстве земляных работ вместо экскаваторов, особенно на открытых горных разработках. Это стало возможным благодаря ряду преимуществ погрузчиков по сравнению с одноковшовыми экскаваторами: большая вместимость ковша при малой собственной массе (в 6...8 раз меньше массы экскаватора при равной вместимости ковша); высокая скорость передвижения, значительно превышающая скорость перемещения экскаватора; высокая маневренность, позволяющая проводить работы в стесненных условиях, недоступных экскаватору; может транспортировать грунт на небольшие расстояния со скоростью, соответствующей автомобилю-самосвалу.

Колесные погрузчики имеют массу 0,3...85 т, вместимость ковша 0,05...35 м3 и более, мощность 6...500 кВт и более. Их производительность в 2,5...3,0 раза выше, чем у одноковшовых экскаваторов такой же массы. У погрузчиков в 2...3 раза меньше высота копания, чем у одноковшовых экскаваторов, и очень маленький радиус действия, требующий подъезда почти вплотную к забою.

Существующие типы одноковшовых погрузчиков отличаются разнообразием конструктивного исполнения и имеют общее для большинства машин - наличие в передней части ковша. Последний поворачивается вокруг своей оси на угол 50° и поднимается на высоту до 4 м. Сочетание этих движений при одновременном движении машины позволяет наполнять ковш, транспортировать груз и выгружать его на заданной высоте.

Главный параметр одноковшовых погрузчиков - грузоподъемность. По этому параметру они разделяются на сверхлегкие (малогабаритные, до 0,5 т), легкие (0,6...2,0 т), средние (2,0...4,0 т), тяжелые (4,0..., 10,0 т) и большегрузные.

По типу ходового устройства они могут быть пневмоколесными и гусеничными. Первые имеют большие транспортные скорости, не разрушают поверхности дорог и площадок складов. Вторые позволяют развивать в 1,2...1,5 раза большее, чем у колесных, усилие при внедрении в грунт силой тяги, а также обладают большой маневренностью вследствие возможности разворота на месте, что сокращает продолжительность цикла на 8...25% и повышает производительность на 20...30%. В качестве базовых машин для погрузчиков применяют специальные пневмоколесные шасси, промышленные тракторы погрузочных модификаций или тракторы общего назначения обеспечивает разгрузку ковша со стороны разрабатываемого материала. Он состоит из пневмоколесного трактора с шарнирно сочлененной рамой и ковша 1, укрепленного на стреле 4 и управляемого рычажными механизмами 2,3 с помощью гидроцилиндров 5 двухстороннего действия. Стрелу поднимают и опускают двумя гидроцилиндрами 6. Рычажная система обеспечивает постоянное положение заполненного ковша при его подъеме, что исключает потери загруженного материала.

Одноковшовый фронтальный погрузчик (а) и схема его рычажно-гидравлической системы управления (б):

1 - ковш; 2,3 - рычажные механизмы; 4 - стрела; 5,6 - гидроцилиндры

 

Цикл работы фронтального погрузчика, оборудованного ковшом, состоит из следующих операций: перемещение погрузчика к месту набора материала с одновременным опусканием ковша до требуемой отметки (поверхность дороги, платформы вагона или кузова автомобиля); внедрение ковша в материал; подъем ковша со стрелой; транспортировка материала к месту разгрузки; разгрузка ковша опрокидыванием. Сменное рабочее оборудование расширяет область применения (универсальность) погрузчиков.

Полуповоротные погрузчики в отличие от фронтальных могут обеспечивать разгрузку как впереди, так и сбоку при угле поворота от продольной оси до 90°. Поворотная платформа 1 с рабочим оборудованием погрузчика опирается на раму 3 машины через опорно-поворотное устройство 2. Вращательное движение поворотной платформы осуществляется с помощью двух горизонтально расположенных гидроцилиндров 4, цепи 5 и звездочки 6. Такая конструкция погрузчика позволяет сократить время на развороты и дает возможность применять их в стесненных условиях. Рабочий цикл полуповоротного погрузчика отличается от рабочего цикла фронтального погрузчика тем, что в нем отсутствуют операции на дополнительные развороты машины. Это позволяет сократить продолжительность рабочего цикла на 30...40%.

 

Одноковшовый полуповоротный погрузчик:

а - конструктивная схема; б - схема системы поворота; в - зона действия; 1 - поворотная платформа; 2 - опорно-поворотное устройство; 3 - рама; 4 - гидроцилиндр; 5 - цепь; 6 - звездочка

 

3.5 Многоковшовые погрузчики

 

Многоковшовые погрузчики относятся к машинам непрерывного действия и применяются для погрузки сыпучих и мелкокусковых материалов (песок, гравий, щебень, шлак и т.п.) в транспортные средства. Кроме того, их используют для засыпки траншей и фундаментных пазух свеженасыпным грунтом, для обвалования площадок и т.д. Производительность многоковшовых погрузчиков при одной и той же установленной мощности на 40...60% выше, чем одноковшовых, и составляет 40, 80, 160, 250 м3/ч. Высота разгрузки 2.4 .4,2 м.

Многоковшовые погрузчики различаются по типам ходового устройства, питателя и транспортирующих органов. В качестве ходового устройства используют самоходные гусеничные или пневмоколесные шасси. Для разработки материала и порционной его подачи к конвейеру применяют шнеки, роторы, диски, подгребающие лапы. В первом случае материал разрабатывается и подается с помощью одного или нескольких шнеков, установленных впереди машины. Роторные погрузчики разрабатывают материал шаровыми или ковшовыми фрезами. В дисковых погрузчиках материал подается двумя дисками, вращающимися во встречном направлении. Подгребающие лапы подают материал благодаря специальной кинематике их движения.

В качестве транспортирующего органа, как правило, используют ковшовые, скребковые и ленточные конвейеры. Наибольшее распространение в строительстве получили пневмоколесный погрузчик с питателем шнекового типа и ковшовым конвейером (рис). Он состоит из пневмоколесного самоходного шасси 1, на котором смонтирован наклонный многоковшовый конвейер 3 с питателем 4 шнекового типа, и поворотного в плане и в вертикальной плоскости ленточного разгрузочного конвейера 2. Для лучшей подачи материала к питателю на раме ковшового конвейера установлен отвал 5.

 

Пневмоколесный погрузчик: 1 - самоходное шасси; 2, 3 - ленточный и многоковшовый конвейеры; 4 - питатель; 5 - отвал

 

Технологический процесс осуществляется следующим образом: материал захватывается шнековым питателем, сгребается к оси машины и подается в ковш непрерывно движущегося конвейера, а далее через приемное устройство и ленточный конвейер в транспорт или отвал. Питатель выполнен в виде двух соосных шнеков с правым и левым направлением спирали, что обеспечивает подгребание материала к центру машины. По мере забора материала погрузчик передвигается в сторону штабеля, а при малом его сечении движется все время на него. Привод всех механизмов, кроме ковшового конвейера, гидрофицирован.

Техническая производительность многоковшовых погрузчиков зависит от производительностей шнекового питателя и ковшового конвейера.

Основные направления развития строительных погрузчиков: улучшение технико-экономических и экологических показателей; повышение энергонасыщенности, тягово-сцепных качеств и напорных усилий, маневренности, - надежности, расширение номенклатуры сменных рабочих органов; увеличение параметров рабочего оборудования; дальнейшее совершенствование систем гидропривода.

Производительность многоковшовых погрузчиков при одной и той же установленной мощности на 40-60% выше, чем одноковшовых. Их целесообразно применять на кирпичных заводах, заводах строительных деталей, железнодорожных станциях с большими объемами разгрузки и погрузки сыпучих материалов. Кроме того, их используют для разделения сыпучих материалов на фракции, для чего па них монтируют специальные виброгрохоты.

 

Погрузчик непрерывного действия: общий вид

 

Многоковшовые погрузчики можно эффективно использовать для разгрузки железнодорожных платформ, при этом погрузчик, двигаясь на самой платформе, сбрасывает материал на сторону. Эти погрузчики можно применять в технологических линиях (на заводах строительных деталей) или при строительстве дорог. В последнем случае погрузчики загружают песок и гравий в сушильные барабаны и в смесители.

Рабочим органом является шнековый питатель, который состоит из двух шпеков с правым и левым направлением спирали. Шнеки расположены по обеим сторонам ковшового элеватора. При вращении питателя погружаемый материал подается к ковшам, что способствует лучшему загребанию материала ковшами. Внизу под шнековым питателем прикреплен скребок. Обычно материалы с элеватора разгружаются на ленточные конвейеры, которые подают его в транспортные средства.