МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РЕСПУБЛИКИБЕЛАРУСЬ
Учреждение образования
«Белорусский государственныйаграрный технический университет»
Республиканский конкурс научныхработ студентов
высших учебных заведений РеспубликиБеларусь
Научная секция: «Агроинженерияосновы хранения и переработки сельскохозяйственной продукции»
Девиз «Автопогрузчик»
Авторы:
Гришан Константин Юрьевич, 5 курс
Кудравец Кирилл Михайлович, 2 курс
Руководители:
Романюк Николай Николаевич,
канд. техн. наук
Минск, 2010
Реферат
Работа 51 с., рисунков18, таблиц 4, литературных источников 2.
Погрузчик,автопогрузчик, устойчивость
Объект исследования –погрузчик.
Цель работы –
Содержание
Введение
1Классификация погрузчиков
Вилочныепогрузчики
Одноковшовыепогрузчики
Многоковшовыепогрузчики
Погрузчикис нагребающими лапами
2Устойчивость автопогрузчиков
3Расчет параметров и механизма опорного колеса
Выводы
Списокиспользованных источников
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Высокие темпы развития народногохозяйства, огромный рост грузооборота, непрерывное развитие техники основного производстваи задачи повышения производительности труда определили необходимостьсовершенствования средств и методов перемещения и складирования грузов на базе комплексноймеханизации и ликвидации тяжелого ручного труда на этих работах.
Большое место в комплексноймеханизации подъемно-транспортных операций принадлежит автопогрузчикам, которыезаменяют частично или полностью ручной труд грузчика, резко повышаютпроизводительность труда и значительно снижают трудовые и материальные затраты наперемещение грузов.
Автопогрузчик с наборомсменных грузозахватных приспособлений является универсальным средством механизацииподъемно-транспортных работ, во многих областях народного хозяйства: в промышленности,на транспорте, в том числе внутризаводском и на складских работах. По сравнениюс другими подъемно-транспортными средствами автопогрузчики более компактны, имеютменьший вес и более высокие эксплуатационные показатели.
Автопогрузчик представляетсобой подъемно-транспортную машину, выполняющую операции захвата, вертикальногои горизонтального перемещения груза и укладки его в штабель или на транспортнуюмашину.
При хорошей организацииработ, правильном использовании автопогрузчика и оборудовании его соответствующимигрузозахватными приспособлениями почти все операции с различным грузом могут выполнятьсяавтопогрузчиком без участия рабочего; в тех случаях, когда участие рабочего необходимо,это не связано с большим физическим напряжением.
Использование автопогрузчиковв народном хозяйстве дает возможность:
1) механизировать подъемно-транспортныеоперации, освободить большое число грузчиков от тяжелого физического труда и перевестиих на более квалифицированные работы;
2) ускорить погрузку, выгрузку,перемещение и штабелирование различных видов грузов;
3) значительно снизить стоимостьпогрузочно-разгрузочных, транспортных и складских работ;
4) сократить в несколькораз простои автомобильного транспорта и уменьшить простои железнодорожных вагоновпод погрузкой и выгрузкой, особенно тяжеловесных грузов;
5) увеличить эффективностьиспользования объема хранилищ и складов за счет увеличения высоты штабелирования;
6) создать условия для лучшейсохранности груза и уменьшить потери от порчи его при выполнении различных погрузочно-разгрузочныхи подъемно-транспортных операций;
7) улучшить условия хранениягрузов путем применения наиболее рационального способа укладки их в штабель;
8) повысить безопасностьвыполнения операции погрузки, выгрузки и штабелирования грузов большого веса.
1. ХАРАКТЕРИСТИКАПОГРУЗЧИКОВ
1.1 Классификацияпогрузчиков
Погрузчиками называютподъемно-транспортные машины, применяемые для захвата свободно лежащих штучных илидля зачерпывания насыпных грузов, подъема и перемещения их со склада в транспортныесредства или из последних на склад. По виду перегружаемых грузов их можно разделитьна погрузчики для штучных и погрузчики для насыпных грузов. Главным классификационнымпризнаком является вид основного захватного погрузочного органа, конструкция которогозависит от способа захвата насыпного груза: нижнего, бокового или верхнего.
Способ нижнего захвата (рисунок1, а) характеризуется горизонтальным внедрением рабочего органа в штабель с последующимотрывом части насыпного груза при движении рабочего органа вверх. Его применяютв погрузчиках для зачерпывания насыпного груза из высоких штабелей.
Способ бокового захвата(рисунок 1, б) характеризуется подгребанием насыпного груза путем кругообразногодвижения рабочего органа. Его применяют в погрузчиках для зачерпывания малоабразивныхгрузов из невысоких штабелей и уборки снега из валиков.
Способ верхнего захвата(рисунок 1, в) характеризуется движением рабочего органа сверху вниз для отрыва отштабеля части насыпного груза. Этот способ используют в погрузчиках дляподборки насыпного груза из очень мелких штабелей (например, с полотна строящейсяавтомобильной дороги, из куч и т. п.).;
У погрузчиков для перегрузкиштучных грузов в качестве захватного рабочего органа применяют вилы 1 (рисунок 2,а) из двух: толстых и широких полос, согнутых под прямым углом. Поэтому такие погрузчикиназывают вилочными. Штучный груз, подхваченный и поднятый на вилах погрузчика, транспортируетсяк месту укладки.
Для зачерпывания насыпныхгрузов способом нижнего захвата применяют одно- и многоковшовые погрузчики. У одноковшовыхпогрузчиков черпающим органом является ковш 2 (рисунок 2, б),
/>
Рисунок 1.1 – Способызахвата насыпного груза их штабеля рабочими органами погрузчиков:
а – нижний захват; б –боковой захват; в — верхний захват
Шарнирно подвешенный наподъемной стреле. С движением всего погрузчика в сторону штабеля ковш заполняютнасыпным грузом, поднимают и с передвижением всего погрузчика транспортируют к местуразгрузки. У многоковшовых погрузчиков черпающими органами являются ковшицепного элеватора 3 (рисунок 2, в) и ковши, размещенные на вращающейся около трубчатойстрелы трубе 4 (рисунок 2, г) или на вращающемся колесе 5 (рисунок 2, д). Последниедва погрузчика называют роторными погрузчиками. У многоковшовых и роторных погрузчиковковши с насыпным грузом поднимаются и разгружаются на ленточный конвейер, с помощьюкоторого прямо или через другой конвейер груз подается в транспортные средства.
Для зачерпывания насыпногогруза способом верхнего захвата применяют скребковые погрузчики, у которых рабочиморганом является короткий скребковый конвейер 6 (рисунок 2, ё). Насыпной груз нагребаютскребками на ленточный конвейер для загрузки автомобилей-самосвалов.
По способу боковогозахвата различают погрузчики с парными нагребающими лапами 7 (рисунок 2, ж) илирифлеными дисками. 11 (рисунок 2, з). Погрузчики с тем или другим рабочиморганом в принципе могут иметь одинаковое самоходное шасси на гусеничном или колесномходу.
Рычажный механизм подгребающихлап 7 (см. рисунок 2, ж) является частью механизма четырехзвенника. Каждая лапапримерно в середине имеет шарнир, вертикальная ось которого эксцентричнорасположена на вращающемся диске 8. Лапы совершают качательные движения в плоскостинаклонной приемной плиты 9, называемой лопатой. С движением погрузчика в сторонуштабеля лопата врезается в основание штабеля, нагребающие лапы отрывают часть насыпногогруза из штабеля, перемещают ее по верху лопаты на скребковый конвейер 10 для подачигруза в транспортные средства.
В механизме нагребанияс рифлеными дисками 11 (см. рисунок 2, з)
Каждый из них эксцентричнопосажен относительно оси вращающихся дисков 12. При вращении последних в разныестороны, как показано стрелками на рисунок 2, з, рифленые диски нагребают насыпнойгруз на скребковый конвейер.
По характеру рабочего процессапогрузчики бывают периодического (цикличного) и непрерывного действия; по виду ходовогооборудования — гусеничные или колесные; по виду привода — с двигателем внутреннегосгорания или электрическим.
/>
Рисунок 1.2 –Конструктивные схемы погрузчиков:
а – вилочного; б –одноковшового; в – многоковшового; г, д – роторных; е – скребкового; ж – снагребающими лапами; з – с подгребающими дисками
1.2 Вилочные погрузчики
Вилочными погрузчикаминазывают самоходные подъемно-транспортные машины с вертикальным телескопическимгрузоподъемником и подвешенными на нем грузовыми вилами 1 (см. рисунок 2, а).
В конструкции вилочныхавтопогрузчиков сочетаются механизм вертикального гидравлического подъемника странспортной самоходной машиной на пневматическом ходу или массивных шинах.Поднимают и опускают груз с помощью грузоподъемника. Он может быть установленспереди или сбоку самоходного шасси; в первом случае вилочные погрузчики называютфронтальными, а во втором — боковыми. Те и другие бывают с приводом отдвигателя внутреннего сгорания или электрическими (на постоянном токе спитанием от электробатарей); Первые называют автопогрузчиками, а вторые —электрическими вилочными погрузчиками.
Вилочные погрузчикисвоими колесами опираются на дорожное покрытие теоретически в трех или четырехточках, поэтому их часто называют трехопорными (трехколесными) иличетырехопорными (четырехколесными). Трехопорпую ходовую схему применяют уэлектропогрузчиков грузоподъемностью менее 1т при небольших скоростях движения,когда при малых проездах у складов или в вагоне разворачиваться погрузчикдолжен буквально на месте. Для этого третье — заднее колесо делают часто нетолько управляемым, но и приводным. При больших нагрузках на колеса,сравнительно высоких скоростях движения и повышенных требованиях к устойчивостис поднятым грузом применяют только четырехколесные автопогрузчики.
Автопогрузчики восновном предназначены для выполнения подъемно-транспортных работ старно-штучными грузами: при загрузке и разгрузке грузовых автомобилей,железнодорожных платформ, морских судов (работа в трюмах), самолетов; приработе на грузовых дворах железнодорожных станций,: а также на территорииморских и речных портов, в открытых/а с применением нейтрализаторов дляотработавших газов, устанавливаемых в глушителе, и закрытых складах, а такжецехах заводов и фабрик. Кроме того, их используют на монтаже промышленногооборудования и для выполнения вспомогательных работ в строительстве, а внекоторых случаях для погрузки насыпных грузов при работе с ковшом. Дальностьтранспортирования грузов может доходить до 500 м, а иногда и больше, если это целесообразно. Они могут работать на горизонтальных площадках (суклоном не более 2°) с твердым дорожным покрытием (асфальтобетонное,цементобетонное и булыжное), а также с естественным уплотненным покрытием (прихорошем отводе поверхностных сточных вод) и температуре окружающего воздуха40°С. В пределах рабочей площадки, а также на расстоянии транспортированиягруза по условиям безопасности скорость движения с грузом может доходить до 10 км/ч, а при перегонах без груза — до 30—35 км/ч. Возможный преодолеваемый ими уклон не менее 8° надлине до 40 м.
/>
Рисунок 1.3 – Фронтальныйавтопогрузчик грузоподъемностью 3,2—5 т:
1 —грузовые вилы; 2 —подъемная каретка;3 — грузоподъемник; 4 — кабина; 5 — рулевое управление; 6 —рычаг управления механизмом обратного хода; 7 — рычаг стояночного тормоза; 8—тормозная педаль; 9 — педаль управления подачей топлива; 10 — рычагпереключения передач; 11 — сиденье; 12 ~ рычаг гидрораспределителя; 13 — двигательвнутреннего сгорания; 14 — противовес; 15 — задняя подвеска; 16 — рама; 17 —гидроусилитель рулевого управления; 18 — продольная рулевая тяга; 19 —гидравлический цилиндр наклона; 20 — передний ведущий мост
/>
Рисунок 1.4 – Фронтальныйавтопогрузчик грузоподъемностью 3,2-5 т:
1 — масляный бак; 2 —гидрораспределитель; 3 —аккумуляторная батарея; 4 — топливный бак; 5 — педальвыключения сцепления
/>
Рисунок 1.5 – Кинематическаясхема автопогрузчика
/>
Рисунок 1.6 – Кинематическаясхема автопогрузчика
/>
Рисунок 1.7 – Кинематическаясхема малогабаритных автопогрузчиков с гидромеханической трансмиссией
/>
Рисунок 1.8 – Фронтальныйавтопогрузчик грузоподъемностью 1 т;
грузовые вилы; 2 —подъемная каретка; 3 — цилиндры наклона грузоподъемника;4 — грузоподъемник; 5 —рулевое колесо; 6 — навес; 7 — двигатель; 8 — противовес; 9 — буксирноеустройство; 10 — задняя подвеска; 11 — передний мост; 12 — масляный бак; 13,14,16, 21 — рычаги управления гидрораспределителем, стояночным тормозом, коробкой передачи механизмом обратного хода; 15, 22 — педали сцепления и тормоза; 17, 18 — насосы; 19 — аккумуляторная батарея; 20 — топливный бак
Таблица 1.1 — Техническаяхарактеристика фронтальных автопогрузчиков
/>
/>
/>
/>
/>
Рисунок 1.9 – Основныеэксплуатационные параметры автопогрузчиков
При эксплуатацииавтопогрузчиков применяют сменное оборудование.
Ковши наавтопогрузчиках бывают обычные и двухчелюстные. Их применяют для зачерпываниясравнительно легких насыпных грузов: гранулированного шлака, сухих песка иперелопаченного грунта, а главным образом, каменного угля при обслуживаниякотельных. Форма обычных ковшей для автопогрузчиков довольно многообразна.Учитывая, что работа ковшей у автопогрузчиков примерно такая же, как уодноковшовых погрузчиков, целесообразно воспользоваться для них формой ковшей,хорошо отработанной у последних.
Двухчелюстные ковшиизготовляют только для автопогрузчиков грузоподъемностью 3,2 и 5 тсоответственно с ковшами грузоподъемностью 2300 и 3500 кг и объемом 1,4 и 1,8 м3.
Стрелу укосинуприменяют вместо вил на автопогрузчиказ для погрузочно-разгрузочных работ сразными штучными грузами фасонной конфигурации, которые трудно перегружать спомощью грузовых вил. Кроме того, ее применяют при ремонтных работах и монтажеразного оборудования.
Клещевой захватприменяют на автопогрузчиках грузоподъемностью 3,2 и 5 т дляпогрузочно-разгрузочных работ и штабелирования лесных материалов – дров ипакетов досок.
Универсальный захватдля цилиндрических грузов применяют для транспортирования и штабелированияавтопогрузчиков цилиндрическиз по форме грузов: рулонов бумаги, бочек,машинного оборудования в виде барабанов и т.п. С его помощью изделиезащемляются между лапами и может кантоваться в вертикальной плоскости дляштаблеирования груза вертикально или горизонтально.
Поворотная каретка ввертикальной плоскости или кантователь предназначена для транспортированияметаллической стружки, скрапа, битого стекла и других отходов производства,собранных в металлические короба и ящики. Иногда ее применяют также дляперевозки жидких грузов с опрокидыванием тары в нужном месте. В этом случае кдну емкостей прикрепляют скобы, в которые входят грузовые вилы.
Штыревой захватпредназначен для транспортирования и складирования кольцеобразных по формегрузов. Стержень штыре выполняют из трубы, которую приваривают к плите иустанавливают на подъемной каретке.
Многоштыревой захватпредназначен для захвата и транспортирования в горизонтальном положении бочек,рулонов мешков и т.п. Такой же примерно конструкции применяют многоштыревойзахват для группового транспортирования и укладки в шатбель коротки трубчатыхизделий: керамических, бетонных и асбоцементныз труб и т.п. В отверстия ихпросовывают штыри.
Специализированныезахваты для бочек применяют для транспортирования и штабелирования их вгоризонтальном или вертикальном положениях. Бочки защемляют между лапамизахвата и, если нужно, кантуют в вертикальной плоскости на угол более 90
1.3 Одноковшовыепогрузчики
Одноковшовымипогрузчиками называют самоходные подъемно-транспортные машины, у которыхосновным рабочим органом служит ковш, установленный на конце подъемной стрелы.Зачерпывают насыпной груз ковшом, опущенным вниз, при движении погрузчикавперед в сторону штабеля. Разгружают погрузчик после перемещения его кзагружаемому транспортному средству и подъема ковша вверх.
Одноковшовые погрузчикив основном предназначены для погрузки на транспортные средства(автомобили-самосвалы и полувагоны) сыпучих и кусковых грузов и прежде всегозаполнителей (песка, гравия, щебня), а также грунта, строительного мусора,каменного угля, кокса и др.
При установкеспециальных ковшей (на погрузчиках грузоподъемностью свыше 1,5 т) их такжеприменяют для перегрузки скальных пород, разработки и погрузкигравийно-песчаных материалов в карьерах, а при больших грузоподъемностях — иматериковых грунтов I—II категории.
Когда вместо ковшаустанавливают разное сменное оборудование, погрузчики выполняют рядвспомогательных работ: монтажных, зачистных, планировочных, снегоуборочных идр.
Одноковшовые погрузчикиможно классифицировать по следующим основным признакам.
По грузоподъемностипогрузчики разделяют на четыре класса: легкие (грузоподъемностью 0,5—2 т),средние (2—4 т), тяжелые (4—10 т) и большегрузные (свыше 10 т). Небольшиепогрузчики (грузоподъемностью до 0,5 т) относят иногда к малогабаритным. Повиду базового шасси погрузчики изготовляют на специальном шасси или тракторах итягачах. По виду ходового оборудования они бывают на колесном или гусеничномходах. По направлению разгрузчики ковша относительно стороны разрабатываемогоштабеля погрузчики бывают с передней (фронтальные погрузчики), боковой(полуповоротные погрузчики) и задней (перекидные) разгрузчики.
По виду применяемогооборудования погрузчики разделяют на универсальные и специализированные; впервом случае кроме ковша применяют сменное оборудование других видов; вовтором случае вместо ковша применяют оборудование определенного вида.
Погрузчики,предназначенные для перегрузки ковшом строительных насыпных грузов, относят кстроительным.
Одноковшовые погрузчикиявляются машинами периодического действия; наполнение ковша насыпным грузом,перемещение погрузчика с грузом и без груза, а также разгрузку ковша выполняютраздельно.
В мировой практикенаиболее распространены фронтальные погрузчики на специальном шасси. Ониотличаются наибольшей простотой конструкции, универсальностью применениясменного оборудования, унификацией конструктивного исполнения независимо оттипоразмера машины, уменьшенной трудоемкостью изготовления и др. К недостаткамих относится обязательный поворот погрузчика с ковшом для загрузкитранспортного средства.
Основным погрузочнымоборудованием погрузчика является ковш. У погрузчиков грузоподъемностью свыше1—1,5 т применяют три одинаковых по форме, но разных по объему ковша длязачерпывания 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 длязачерпывания средних по плотности насыпных грузов.
Для того чтобырасширить область применения погрузчиков в зависимости от их типоразмера и видаходового 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, апозволяют механизировать различные работы, когда при малых объемах ихприменение специализированных машин сложно и нерентабельно.
/>
/>
Рисунок 1.10 –Фронтальный погрузчик с жесткой рамой
/>
Рисунок 1.11 – Кинематическаясхема 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
Таблица 1.2 – Техническаяхарактеристика отечественных одноковшовых фронтальных пневмоколесныхпогрузчиков
/>
/>
/>
/>
Таблица 1.3 – Техническаяхарактеристика полуповоротынх погручиков
/>
1.4 Многоковшовыепогрузчики
Многоковшовыепогрузчики предназначены для зачерпывания насыпного груза ковшовым элеватором,установленным спереди самоходного шасси. Их применяют на базисных складах дляперегрузки в основном песка, гравия, щебня, каменного угля и других грузов изштабеля в транспортные средства, а также на ленточные транспортеры на заводахжелезобетонных изделий. Кроме того, их используют для штабелирования насыпногогруза из куч, отсыпаемых автомобилями-самосвалами; разгрузки железнодорожныхплатформ с насыпным грузом, когда погрузчик передвигается по верху платформы (сустановкой специальных переходных мостиков между соседними платформами); вдорожном строительстве, когда погрузчик тянет за собой асфальтобетонныйсмеситель, загружая его песком и щебнем, подбираемыми ковшами с дороги; дляпогрузки снега из валов на автомобили-самосвалы.
По условиям болеелегкого зачерпывания и обеспечения необходимой прочности ковшового элеватораони более приспособлены для перегрузки зернистых и мелкокусковых грузов свключениями отдельных кусков размером не более 70 мм.
В последнее времямногоковшовые погрузчики на небольших складах стали вытесняться одноковшовымикак более дешевыми и мобильными, но на базисных складах они с успехом заменяютодноковшовые экскаваторы.
/>
Рисунок1.12 – Многоковшовый погрузчик:
1—ленточный транспортер; 2 — ковшовый элеватор; 3 — опорная стойкадля элеватора; 4 — кабина; 5 — гидроцилиндры для подъема элеватора, 6,7 — ведущие мосты; 8 — шасси; 9 — цилиндры для подъематранспортера; 10 — канаты для подвески транспортера; 11 — уравнительный блок; 12 — масляный бак; 13 — винтовые питатели; 14— топливный бак
/>
Рисунок1.13 – Кинематическая схема самоходного шасси многоковшового погрузчика
1.5Погрузчики с нагребающими лапами
Погрузчикис нагребающими лапами являются самоходными машинами, которые работают способомбокового захвата насыпного груза. В качестве рабочего захватного органа ониоборудованы парой нагребающих лап, совершающих сложное вращательное движениеоколо своих вертикальных осей, расположенных на конце клиновидной приемнойрамы, называемой лопатой. При движении погрузчика вперед конец лопаты врезаетсяв насыпной груз, лапы нагребают его на лопату и перемещают вверх на скребковый транспортердля загрузки в транспортные средства.
Пожалуйни в какой другой машине кроме одноковшового экскаватора не повторена так хорошокинематика движений рук человека, как в погрузчиках с нагребающими лапами.
Посколькуработа погрузчиков с нагребающими лапами связана с большим износом трущихсяповерхностей у рабочих органов из-за больших сил трения при перемещении грузаспособом волочения, то эти погрузчики предпочтительнее применять для перегрузкималоабразивных грузов, например снега.
Приочень малой рабочей высоте их применяют также в горном деле для погрузкикаменного угля под землей, а также на земле для погрузки угля, кокса, а иногдащебня из штабелей и при подборе их с железнодорожных путей после разгрузкиполувагонов прямо на пути.
/>
Рисунок1.14 – Снегопогрузчик Д-566:
1—скребковый транспортер; 2, 5 — гидроцилиндры; 3 —желобтранспортера; 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 дляпривода лап
/>
Рисунок1.15 – Кинематические схемы привода оборудования снегопогрузчика Д-566:
а—раздаточной коробки; 6 — нагребающих лап и скребкового транспортера
Таблица1.4 – Техническая характеристика снегопогрузчиков
/>
2Устойчивость автопогрузчиков
Вилочныепогрузчики проверяют на продольную и поперечную устойчивость.
Прирасчете принимают номинальный груз с формой куба, у которого сторона равнаудвоенному расстоянию от центра тяжести груза до спинки грузовых вил. Внаклонном положении погрузчик должен удерживаться основным тормозом.
Продольнуюустойчивость рассчитывают в пяти разных случаях.
Первыйслучай. Автопогрузчик с поднятым на полную высотуноминальным грузом и отклонением вперед до отказа грузоподъемником стоит нагоризонтальной площадке. При расчете следует учитывать дополнительный наклонгрузоподъемника вперед из-за просадки переднего моста и упругой деформацииэлементов конструкции (рисунок 2.16, а). Такой случай встречается приштабелировании груза и считается самым тяжелым для устойчивости. При расчетеприняты обозначения:
QH— грузоподъемная сила;
G1,G2—веса соответственно номинального груза, автопогрузчика без грузоподъемника ивертикально установленного грузоподъемника, кгс
О,О1, O2— центры тяжести соответственно груза, автопогрузчика без грузоподъемника ивертикально установленного грузоподъемника;
С—осьповорота рамы грузоподъемника;
О',О'2— центры тяжести груза и грузоподъемника, отклоненных вперед на угол β=β1+β2;
β1β2=2°— углы наклона соответственно грузоподъемника вперед до отказа и из-за проседанияшин вместе с упругой деформацией конструкции;
a1,a2,a`2, l,l`,
h,h1,h2— вылеты центров тяжести от оси передних колес и их высоты от земли;
аc,hc— координаты оси поворота грузоподъемника относительно оси передних колес.Вылеты центра тяжести грузоподъемника и груза от оси передних колес при наклонеможно определить по формулам.
a`2=ac + O`2Ccos(γ1 – β);/>
l`= ac+ O`C(γ– β);
где
O`C= OC= />
Иуглы наклона к горизонту линий OCиO2C
/>
Коэффициентгрузовой устойчивости
/>
Второйслучай. Автопогрузчик с поднятым на полную высотуноминальным грузом и нормально установленным к основанию автопогрузчикагрузоподъемником стоит на наклонной площадке (см. рисунок 2.16, б).
/>
Рисунок 2.16 — Схемыпродольной устойчивости вилочных погрузчиков с поднятым грузом: a — приштабелировании; 6 — на уклоне
Уклонплощадки принимают равным 4% (α = 2° 16') для автопогрузчиковгрузоподъемностью до 5 т и 3,5% (α= 2°) — свыше 5 т.
Соответственнопринятым на рисунке обозначениям коэффициент грузовой устойчивости
/>
Коэффициентгрузовой устойчивости в этом случае,, может быть меньше, чем в первом случае.
Третийслучай. Автопогрузчик с грузом при увеличенной 1Г0 массе на10%, т. е. при 1,1Q, поднятым отземли на высоту h = 300 мм, и отклоненным назад грузоподъемником до отказа
/>
Рисунок2.17 — Схемы продольной устойчивости вилочных погрузчиков с опущенным грузом:
а—на горизонтальной площадке; б — на наклонной площадке
Движетсяс максимальной скоростью и затормаживается с замедлением / = 1,5 м/с2(рис. 2.17, а). При расчете приняты обозначения:
О,O2— центры тяжести соответственно груза и грузоподъемника, когда груз поднят на 300 мм мри вертикально установленном грузоподъемнике;
Ох—центр тяжести автопогрузчика без грузоподъемника;
О",О"2— центры тяжести соответственно груза и грузоподъемника,когда груз поднят на 300 мм и грузоподъемник отклонен назад на угол β=β1-β2;
β1-β2=2°— углы наклона соответственно грузоподъемника назад и от проседания шин вместес упругой деформацией конструкции, град;
С—ось поворота рамы грузоподъемника;
a1,a2,a2``,l,l``
h,h``, h1,h2``—вылеты центров тяжести от оси передних колеcи их высоты от земли.
Значениявеличин Q, Gl,G2,ac, hcтакие же, как и в первом случае.
Вылетыа2``, l``ивысоты h1``иh``определяют по формулам
/> />
/> />
Где
/>
Углынаклона к горизонту
/>
Коэффициентустойчивости
/>
ГдеF, F1,F2–силы инерции соответственно груза, автопогрузчика без грузоподъемника,определяемые по общей формуле
/>;
Где
(N=Qили N=G1и N=G2;l – замедление, м/с2;g – ускорение свободногопадения)
Четвертыйслучай. Автопогрузчик с номинальным грузом, поднятым отземли на h = 300 мм и отклоненным назад грузоподъемником стоит на площадке с уклоном 18%, т. е. наклоненной подуглом α = 10° 12' (см. рисунок 2.17, б).
Притех же обозначениях, что и в третьем случае, получим коэффициент устойчивости
/>
Пятыйслучай. Автопогрузчик без груза с вилами, поднятыми на 300 мм от земли, и отклоненным назад до отказа грузоподъемником съезжает с уклона на максимальнойскорости и при резком повороте.
/>
Рисунок2.18 — Схемы устойчивости вилочных погрузчиков;
а- безгруза в транспортном положении о поворотом; 6 — cгрузом
Граньювозможного опрокидывания является линия ВС, проходящая через шарнирбалансира управляемого моста и опору крайнего колеса ведущего моста (рисунок 2.18,а).
Площадкадолжна иметь уклон 15+1,09vb%, но не более 50% для автопогрузчиковгрузоподъемностью до 5 т и не более 40% при грузоподъемности от 5 до 10 т. Уголнаклона площадки
/>
Гдеvn– максимальнаяскорость автопогрузчика без груза км/ч.
Возможноеперемещение в плане центров тяжести автопогрузчика без грузоподъемника и одногогрузоподъемника из-за наклона площадки на угол α
/>
Гдеh1,h2`` — соответственно высота от земли центра тяжести автопогрузчика безгрузоподъемника и с отклоненным назад грузоподъемником (см. рисунок 2.17).
Привесе G1 автопогрузчикабез грузоподъемника и G2с грузоподъемником (см. третий случай устойчивости) получим суммарно высотуцентра тяжести автопогрузчика с грузоподъемником, отклоненным назад,
/>
Исоответственно расстояние от оси передних колес до центра тяжестиавтопогрузчика
/>
гдеа1 и а2 — ординаты центров тяжести от оси передних колес дляавтопогрузчика без грузоподъемника и одного грузоподъемника (см. рисунок 2.17, б).
Смещениецентра тяжести всего автопогрузчика в плане от его продольной оси при наклонеопорной площадки на угол α (см. рисунок 2.18, a)bсум=hсумtgα.Ононе должно выходить за линию ВС опрокидывания.
Поперечнуюустойчивость автопогрузчика рассчитывают приштабелировании. Автопогрузчик с поднятым номинальным грузом на полную высоту иотклоненным назад грузоподъемником на угол β=β1-β2стоит на поперечном уклоне с углом α. Гранью, возможногоопрокидывания является линия ВС, проходящая через шарнир балансирауправляемого моста и опору крайнего колеса ведущего моста (см. рисунок 2.18, б).Здесь h — высота шарнирауправляемого моста от земли; X,Y—координаты центра тяжести автопогрузчика; G— вес погрузчика с номинальным грузом без управляемого (балансирного) моста.Значения LиАВ такие же, как на рисунок 2.17, а; углы β1 иβ2 такие же, как в третьем случае продольной устойчивости.
Опрокидываниеавтопогрузчика начнется, когда вектор веса Gбудет пересекать грань опрокидывания ВС. Согласно требованиям СЭВавтопогрузчик должен сохранять устойчивость при поперечном уклоне, равном 6%,т. е. при угле α= 3° 26`. Согласно обозначениям на рисунок 2.18,б
/>
ГдеEF – плечо опрокидывания; OF– высота от центра тяжести до основания погрузчика; />
Изподобия треугольников CMNи FMD получим
/>
ПриCN=h получим
/>
ЗначениеEF определяют по формуле
/>
Где/>а />
Угол/> определится из уравнения
3.Расчет параметров и механизма опорного колеса
/>
Рисунок3.19 – Схема к расчёту пневматического колеса
Нагруженное усилием Fmaxколесо (рисунок 3.19) деформируется в двух направлениях, образуя пятно контактав виде эллипса с полуосями lkиb в зависимости от давленияи состояния покрытия пути.
При твердом покрытии и шинахвысокого давления, когда соотношение модулей упругости покрытия и шины следующее:En>>Em,деформируются только шины. Возникающее давление на поверхности пятна контакта распределяетсяпо закону эллипсоида:
/>
Приняв с допущением D1= Dkизтеории контактных напряжений имеем
/>
Решая совместно этиуравнения, получим
/>
Где /> МПа в зависимости от качестварезины.
По этой формуле можно рассчитыватьDkиFmax.
В погрузчиках допускаетсяперегрузка колес до 70% и выше. Перегрузка колес транспортных машин на 20...80%против нормы приводит к снижению пробега соответственно на 30...70%.
При мягком покрытии дорогии работе в поле применяют шины низкого давления. В области контакта одновременнодеформируются колеса, поверхность покрытия, пашни. Площадь пятна контакта
/>
Где /> - коэффициент усадки шины;чем больше усадка шины, тем лучше амортизируют колеса, меньше деформация грунтаи давление на него.
Динамическая нагрузка наколесо при шинах низкого давления на 15% больше статической и в 2,5 раза меньше,чем при шинах высокого давления.
Нагрузка на колесо с шинаминизкого давления
/>
Где /> -жесткость шины в зависимостиот конструкции и давления piв шине.
При использовании в погрузчикахавтомобильных шин (6...14 слоев корда) допускаемую нагрузку на колесо определяютпо формуле
/>
Деформацию шины находятпо формуле
/>
Где />
Списокиспользованных источников
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 сельскохозяйственоогоназначения / 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 ибезопасной эксплуатации грузоподъемных кранов / Минск: УП «ДИЭКОС», 2001. –218 с.