ТЕМА :  Машини для механізації вантажно-розвантажувальних робіт

1. Машини для навантаження сипких вантажів в автомобілі

Ці машини призначені для забору сипких вантажів з буртів: подачі його в транспортні засоби, а також для механізації трудоємких процесів у складах і на майданчиках.

     Для завантаження автомобілів приймають стаціонарні завантажувальні пристрою і пересувні навантажувальні машини. Пересувні завантажувальні машини поділяють на несамохідні і самохідні; не самохідні навантажувальні машини переміщають вручну, а самохідні мають спеціальні механізми пересування. За конструкцією робочого органу пересувні навантажувальні машини бувають стрічкові, скребкові, гвинтові, ковшові і комбіновані.

Несамохідні пересувні і навантажувальні машини

      Подібні типи машин використовуються тільки для робіт по завантаженню практично з одного місця, де зосереджений насипний вантаж, наприклад зерно. За конструктивним виконанням вони бувають скребковими, стрічковими і шнековими.

       У скребково-стрічкових навантажувачах зерно підбирається скребками, потім переміщається по похилому лотку і скидається на стрічковий конвеєр, що виконує завантаження кузова автомобіля.

       У шнекових забір вантажу і його переміщення здійснюється гвинтом. Шнек міститься всередині труби, від діаметра якої залежить продуктивність. У нижній частині навантажувача шнек виходить із труби, його кінцевий підшипник закріплюється на гратчастому каркасі. Вантаж насипу подається через грати каркаса, а вивантажується через розвантажувальний патрубок, розташований у головній частині навантажувача. Навантажувач можна переміщати вручну. Кут нахилу труби може бути постійним чи змінюватися. Звичайно продуктивність несамохідних навантажувачів не перевищує 100 т/год, а довжина 8 м.

      Навантажувачі розрізняються за конструкцією основного подаючого конвеєра,  а також за конструкцією живильників. На рис. 23.1 показана класифікаційна схема за зазначеними ознаками.

       Найбільше поширення одержали навантажувачі з подаючим елеватором, і подаючими шнеками; вони дозволяють піднімати сипкий вантаж на потрібну висоту при мінімальний довжині елеватора. Навантажувачі з роторними живильниками застосовують при великих зусиллях, що виникають у процесі завантаження. Дискові живильники з підгортаючими лопатами, незручні в тих випадках, коли потрібно мати широкий фронт робіт. Для видачі зерна майже всі навантажувачі оснащені короткими стрічковими конвеєрами, що мають поворот у горизонтальній площині. Кут нахилу у вертикальній площині можна змінювати до 20 градусів. Якщо навантажувач призначений для роботи в критих приміщеннях або біля них на невеликих майданчиках, доцільно привід машини виконувати електричним з живленням через гнучкий кабель.

       На рис. 23.2 показаний зернонавантажувач типу ЗПС-100ЭШ навісного типу, самохідний. Навішується на тракторне шасі Т-16М. Продуктивність 100 т/год; швидкість пересування 0,4...5,6 м/с; власна маса 2400 кг.

       Навантажувач призначений для збору зерна з насипу і навантаження в автомобілі чи інші транспортні засоби.

Вихідними даними для розрахунку є необхідні продуктивність і характеристика вантажів. Від транспортного засобу залежить висота відвантаження, що визначає, у свою чергу, необхідну довжину і висоту відвального конвеєра.

         

        Для забезпечення нормального заповнення вантажем підгортаючихшнеків, і ковшівподаючого конвеєра, навантажувач повинен пересуватися зі швидкістю, що забезпечує об`ємну продуктивність навантажувача, м³ /год.

При розрахунках за заданою продуктивністю визначають розміри скребка, з урахуванням співвідношення. Висоту скребка необхідно приймати. Потужність привода забірного скребкового конвеєра.

2. Машини для вивантаження сипких вантажів з автомобілів

        Основним засобом механізації вивантаження зерна й інших сипких вантажів з автомобілів є автомобілерозвантажувачі.

         За конструктивною ознакою автомобілерозвантажувачі можуть бути без платформи і з платформою. Найбільше поширення одержали стаціонарні і пересувні автомобілерозвантажувачі з платформою. За способом встановлення автомобіля на платформі автомобілерозвантажувачі поділяються на проїзні і тупикові, а за способом розвантаження автомобіля - на поздовжні; поперечні - для розвантаження автомобілів через бічний борт; комбіновані - для розвантаження автопоїздів; автомобіля - через задній борт, причепа - через бічний. За конструкцією механізму нахилу платформи автомобілерозвантажувачі бувають з механічним і гідравлічним приводом.

        На рис. 23.4 показана конструкція автомобілерозвантажувачі типу ГАП-4.

        Розрахунок механізму нахилу починають з визначення зусилля чи моменту, необхідного для приведення платформи з встановленим на ній автомобілем у похиле положення. За передбачуваними розмірами автомобіля визначають розміри платформи, намічають точки встановлення коліс на платформі і величину навантаження на платформу. Конструктивно встановлюють вісь повороту платформи і точку прикладання зусилля з боку робочого органа механізму нахилу. Потім задаються величиною сили тяжіння платформи, приймаючи її рівною 0,15...0,25 від загальної маси розвантажувального автомобіля.

       Для автомобілерозвантажувача з гідравлічним приводом зусилля, необхідне для нахилу платформи, знаходять з рівняння моментів сил діючих на платформу щодо осі її повороту (рис. 23.5, а):

       При проектуванні гідроприводів виконують гідравлічні розрахунки для визначення основних характеристик гідроприводу. Вихідними даними для розрахунку силових гідроциліндрів є величина зусилля, необхідного для переміщення робочої ланки і швидкість переміщення його. Ці дані можуть задані, чи визначені зі схеми механізму.

      Сума моментів сил, що діють щодо осі повороту платформи з автомобілем (рис. 23.5, б):

      За отриманим діаметром поршня вибирають циліндр із серійних. За заданими чи розрахованими за вихідними даними швидкості робочого Vpx і холостого Mxx ходів визначають витрату робочої рідини:

       Найбільший із двох витрат приймається за розрахунковий. Потім за величинами p i Q підбирають насос. Далі визначають діаметри трубопроводів. Величини рекомендованих швидкостей робочої рідини є функцією робочого тиску. Перерахувавши швидкість робочої рідини на стандартний діаметр сполучних трубопроводів, визначають втрати. Після цього знаходять коефіцієнт дії гідропроводу:

3. Машини для завантаження і розвантаження вагонів

 Багато сипких вантажів у різних галузях харчової промисловості перевозять у критих вагонах. Навантаження здійснюють одночасно через усі чотири люки в даху вагона. Вантажі, що мають гарну сипкість, вільно випливаючи із самопливних відвідних труб заповнюють обсяг кузова без додаткових витрат праці.

        Менш сипкі вантажі, що мають великі коефіцієнти внутрішнього тертя, наприклад, шрот, вимагають застосування додаткових пристроїв для розкидання у вагонах. Тому для навантаження таких вантажів застосовують спускні лопатеві розкидачі. Їх вводять у кожен завантажувальний люк вагона. Для того, щоб мати можливість завантажувати вагон при неточному його встановленні опускні розкидачі монтують на каретках, що можуть зміщуватися на +- 0,15 м вздовж вагону (рис. 23.6).

        Телескопічні труби встановлення приєднують до випускних отворів силосів, у яких зберігається шрот. Заповнення вагона виходить повним, оскільки лопаті розкидачів знаходяться під самим дахом вагона. Продуктивність встановлення при завантаженні шроту 60 т/год, обслуговує її одна людина. Вивантаження сипких вантажів із критих вагонів - одна з найбільш важких операцій BPTC робіт. Протягом тривалого часу для цього практично єдиним пристроєм були механічні лопати, прості, дешеві, продуктивні, але не забезпечують основної умови - усунення важкої праці робітників.

        В даний час на великих вантажопотоках застосовують високопродуктивні складні вагонорозвантажуючі пристрої інерційні чи з гідравлічним приводом нахилу. При невеликих вантажопотоках застосовують пневматичні установки, різні пересувні вагонорозвантажувачі, а також механічні лопати.

         На рис. 23.7 приведені схеми основних типів установок, а в табл. 23.1 - їх технічна характеристика.

         Механічна лопата являє собою дві спарені, працюючі від одного привода, лебідки, до тросів 3, яких приєднані щити 2 з рукоятками. Два робітники почергово заносять щити у вагон. Потім включають лебідку і робітник, утримуючи щит у злегка похилому положенні супроводжує порцію вантажу, переміщувану щитом до дверей вагона, де вантажі висипаються в бункер 4.

          Недоліками механічних лопат є важка фізична праця в запиленому просторі вагона і небезпека одержання травм від ослабленого троса, що утворює петлі, не видимі в масі вантажу. Вагонорозвантажувальна машина МBC - 4 складається з ряду вертикальних шнеків, які виконують роль зрихлювачів 1, горизонтальних підгортаючихшнеків 2, короткого ковшового елеватора 3, що піднімає вантаж на висоту 1 м, і поворотного стрічкового конвеєра 4, що видає вантаж на транспортні засоби. Усі механізмами змонтовані на гусеничному шасі 5.

          Розміри машини дозволяють вводити її у вагон і розвертатися в ньому для обслуговування спочатку однієї половини, а потім іншої. При дуже сипких вантажах, що не злежуються, зрихлювачі можуть бути зняті.

           Електроживлення підводиться по гнучкому кабелю, керування може здійснюватися дистанційно оператором. Але при цьому для допоміжних робіт потрібно два помічники.

           Недоліками машини МВС-4 є порівняно низька продуктивність, пилоутворення і значний залишок вантажу у вагоні, який необхідно вивантажувати вручну.

           Примітка: Вагонорозвантажувач МВС-4 застосовується для вивантаження погано сипких і злежаних вантажів.

           Пневматичний стаціонарний вагонорозвантажувач застосовується для вивантаження добре сипких вантажів за допомогою всмоктувальної пневматичної установки. Два всмоктувальних сопла 1, прикріплених до кінців гнучких трубопроводів 2, робітники вводять у вагон. Відділювач 3 встановлений на платформі. Вантаж з відділювача через шлюзовий затвор 4 надходить у бункер 5, розміщений під платформою. Повітроочисні пристрої і повітродувна машина зазвичай встановлені в спеціальних приміщеннях. Пневмовагонорозвантажувач обслуговують два робітники і слюсар-механік.

          Недоліки: невисока продуктивність, велика витрата електроенергії.

           Інерційна вагонорозвантажувальна машина ІРВ складається зі спеціальної платформи 1, на яку встановлюють вагон під розвантаження. Вагон закріплюють двома пневмомеханічними захоплювачами 2. Платформа спирається внизу на чотири ряди опор. Два ряди складаються з балансирів 4, а два - виготовлені у виді комплектів пружин 3. У середній частині платформи змонтований вібропривід 5 для надання платформі і вагону коливального руху. Вантаж про коливанні рухається від кінців вагона до його середини, де розташовані двері, і висипається через одну з них, оскільки в поперечному напрямку вагон нахилений під кутом 10 градусів. Для випуску вантажу через дверний проріз при наявності щитів застосовують спеціальні механізми - щитовідтискачі 6, що розташовуються на стаціонарній платформі проти дверей вагона.

          Інерційні машини IPB забезпечують високу продуктивність, не потрібно ручних робіт, вагон вивантажується повністю.

          Недоліки: шкідливий вплив значних інерційних навантажень на конструкцію вагона; висока вартість.

Вагонорозвантажувальна машина з гідравлічним підйомом платформи має високу продуктивність, але не здійснює шкідливого впливу інерційних сил на конструкцію вагона, як машина IPB.

         Машина складається з рухомої платформи 1 з двома за захватами 2. На ній встановлюють проти дверей вагона щитовідтискач. Два шнеки 3, які після відтиску щитів вводяться всередину вагона. Рух вантажу від торцевих стінок до середньої частини досягається підйомом платформи з вагоном у подовжньому напрямку спочатку з одного боку, наприклад, правого кінця на кут 19 градусів, а потім з іншої - на кут 37 градусів. Після цього вагон вдруге нахиляють праворуч уже на повний кут 37 градусів. Вантаж, що сповзає до середньої частини вагона, вивантажується назовані через дверний проріз за допомогою шнеків.

          Для нахилу платформи з вагоном застосовується група гідравлічних робочих циліндрів 4, розташованих під серединою платформи. Для того, щоб можна було піднімати по черзі той чи інший кінець вагона, пристрої 5, на які спирається платформа, мають спеціальні замки, що позмінно звільняють тільки ту опору платформи, що повинна бути піднята.

         Гідравлічні вагонорозвантажувачі менш енергоємні і майже в 3 рази легші, ніж інерційні, тому для великих підприємств варто рекомендувати гідравлічні вагонорозвантажувальні машини.

         Фінська фірма “AATTO OKSANEN OY” випускає серію підбирачів. На рис. 23.8 показаний підбирач для залізничних вагонів “PJCK-UP3OT”, призначений для розвантаження залізничних вагонів з навалювальною картоплею, цибулею або буряком.

         Експлуатація установки відрізняється простотою, для керування потрібна тільки одна людина. Керування відбувається одним маніпуляційним перемикачем з гідроклапаном. Установку легко повертати всередині вагона. Підбирач складається з двох стрічкових телескопічних конвеєрів. Розвантаження здійснюють за допомогою двох електродвигунах коліс чи з гідравлічним конвеєром. Щит підбирача виконанний так, щоб він не пошкоджував продукцію. Колеса підбирача і кінець оснащені захисники гнучкими плугами. Особливий маніпулятор дозволяє легко переміщувати установки з місця на місце. Розвантажувальна частина установки складається з телескопічного стрічкового конвеєра. При розвантаженні вагона розвантажувальну частину установки блокують на місце і вона подає продукцію на конвеєрну лінію, розташовану на платформі. Довжину розвантажувальної частини установки змінюють пересуваючи підбирач.

       Технічні дані: продуктивність 30 т/год; максимальна довжина 9350 мм; мінімальна довжина 6540 мм; ширина стрічки 400 мм; потужність електродвигуна 3,5 кВт; маса 650 кг.

 4. Машини для переміщення і штабелювання штучних і затарених вантажів

          Для переміщення штучних і затарених вантажів всередині будівель, а також між будівлями при великій розгалуженості вантажного потоку і відносно невеликій його інтенсивності використовується безрейковий транспорт. Цей вид транспорту має велику маневреність і при доставці вантажів можна вибирати найбільш зручний шлях.

      Транспортування вантажів масою до 1т на невеликі відстані здійснюються ручними візками, транспортування вантажів на великі відстані - авто чи електронавантажувачами, самохідними візками.

       Візки є найбільш розповсюдженим допоміжним устаткуванням, мають невелику вартість, не вимагають високої квліфікації обслуговуючого персоналу.

       Собівартість години роботи ручного візка в 20 разів нижча собівартості години роботи автонавантажувача.

        Одноосьові ручні візки мають вантажопідйомність до 0,5 т, масу 50...60 кг і призначаються переважно для транспортування таких штучних і тарних вантажів, довга сторона яких під час перевезення розташовується вертикально. Вимоги до цих візків: центр маси вантажу повинен розташовуватися ближче до коліс до того, щоб його маса не передавалася на рукоятки.

         Візки для перевезення штабелів ящиків або мішків виготовляють зі стальних труб. Візки для перевезення бочок оснащені прийомною плитою,  що підводиться під днище бочки і, переставна по довжині дишля захоплювача, взаємодіє з її верхньою обичайкою.

         Ручні безрейкові візки з вантажопідйомними пристроями - візки з піднімальними вилами і платформами, візки-штабелери, домкратні візки і т.д. використовують для підйому і транспортування штучних вантажів на великі відстані і для навантажувально-розвантажувальних та складських робіт (рис. 23.9.).

          Візки з піднімальними вилами призначені для роботи з вантажами, покладеними на піддони. Вони мають вантажопідйомність до 1,25 т і масу до 120 кг.

          Основною частиною візка з піднімальними вилами є зварна рама - вила зі штампованих деталей. При навантажених до 2 т на колесах встановлюють масивні гумові шини, при навантаженнях 3 т - шини з полімерного матеріалу - вулколана. Діаметр колеса 200 мм.

         Вила візка піднімаються за допомогою плунжерного гідравлічного насоса. Ручка пересування є рукояткою насоса. Для підйому вил платформи необхідно зробити кілька рухів ручкою. Для опускання необхідно натиснути ногою на важіль клапана мастилоциліндра.

         Стандартом  ФРН встановлено, що візки з піднімальними вилами для роботи з піддонами мають вантажопідйомність до 3,2 т при висоті підйому вил 195 мм. Вила піднімаються гідроциліндром з ходом близько 50 мм, а керують ними - педаллю, рукояткою, розміщеною на дишлі чи комбіновано.

    Візки-штабелерипризначені для багатоярусного складування, вкладання в стелажі і переміщення вантажів на піддонах, а також штучних вантажів. Піднімальна каретка може оснащуватися вилами, вантажозахватним штирем, платформою, крановою стрілою і т.д.

         Вантажопідйомність візків-штабелерів до 0,6 т, маса до 180 кг, висота підйому вантажу до 2600 мм. При значній висоті підйому для підвищення стійкості візки-штабелери обладнують опорними гвинтовими домкратами.

   Візки для переміщення вантажів по сходах мають ручний, машинний чи змішаний привід.

         Найпростіший двовісний візок складається з рами 2 що спирається на чотири хрестовини 3, зі спицями і колесами 4. Одна з осей хрестовини оснащена храповим механізмом, що запобігає її повороту у напрямку, протилежному пересуванню візка. При горизонтальному русі візка кожна хрестовина спирається на підлогу двома колесами і не обертається. Для підйому візка на ступінь сходів використовується одна із спиць, до якої, як до важеля, прикладається зусилля від руки.

        На рис. 23.11, а показано одноосьовий візок з машинним приводом, а на рис. 23.12 кінематика руху планетарного колеса.

         Опір перекочуванню коліс через перешкоди визначаються кінематикою руху центра колеса. Траєкторія 1, 2, 3, 4 руху центра хрестовини, а значить, і центра ваги вантажу, істотно відрізняється від рельєфу сходинок. Основні розміри колеса вибирають на підставі розрахунку несучої здатності, а розміри хрестовини L визначають зі співвідношень:

Електронавантажувачі є універсальними машинами наземного транспорту і призначені для вантажно-розвантажувальних, транспортних і складських робіт у закритих і відкритих складах, на базах, у виробничих цехах із твердим покриттям.

         Основними перевагами застосування електронавантажувачів є:

         1) універсальність, що визначається великою кількістю вантажозахватних пристроїв, а також маневреністю;

         2) мобільність, можливість роботи автономно, де є тверде покриття;

         3) повна механізація транспортних і перевантажувальних операцій;

         4) зниження вартості вантажно-розвантажувальних і складських робіт.

         Широке поширення одержали електронавантажувачі вантажопідйомністю 0,5 т; 0,63 т; 0,8 т; 1,0 т; 1,5 т; 2,0 т і висотою підйому до 4,5 м.

         У 2003 році фірма “STILL GmbH” почала випускати сучасний електронавантажувач типу RX250, абсолютно оригінальні та придають цьому навантажувачу наступні додаткові можливості:

         - підйом вантажу вагою до 1,6 т забезпечується однією акумуляторною батареєю і одномоторним заднім приводом;

         - навантажувач може стояти на похилій рампі без використання гальм;

         - заміну акумуляторів проводимо збоку;

         - стопроцентна безпека на поворотах гарантується автоматичною системою регулювання швидкості.

         Трифазний двигун напругою 24 В забезпечує на 12% більшу продуктивність, ніж його попередник. Інтегрований пристрій, що змінює довжину навантажувача шляхом переміщення переднього мосту, в поєднанні з одномоторним заднім приводом заощаджує до 30 % енергії в порівнянні з двомоторним переднім приводом і забезпечує максимальний тиск приводного колеса на поверхню рухомої частини, а також оптимальне зчеплення з нею.

          При гальмуванні до 15% енергії повертається у батарею.

          Добре зарекомендували себе вантажники інших форм, наприклад “MITSUBISHI FORKLIFT TRUCKS”. Для роботи навантажувачів потрібна електрична, дизельна та газова енергії. Окрім навантажувачів потрібна електрична, дизельна та газова енергії. Окрім навантажувачів фірма випускає і складське обладнання.

          Вантажопідйомність цього обладнання коливається в межах 1000...15000 кг.

Електронавантажувачі невеликої вантажопідйомності і висотою підйому до 1,8 м призначені також для роботи в критих залізничних вагонах і трюмах суден. Гранична рекомендована відстань транспортування тарноштучних вантажів до 100...200 м. Для забезпечення широкої універсальності електронавантажувачів використовується наступні змінні вантажозахватні пристрої: багатошаровий захват, кантувач, бічний захват, вилові захвати, універсальні захвати, штир, стріла, ківш та інші.

           Змінне устаткування встановлюється на каретку вантажопідйомного механізму за допомогою найпростіших затисків, заміна одного робочого пристосування іншим займає не більш 10...15 хв.

Електроштабелери використовуються для роботи в закритих приміщеннях, що мають обмежені умови, із твердим рівним покриттям підлоги.

Електроштабелери від універсальних навантажувачів відрізняються тим, що вантажопідйомники можна разом з кареткою і вилами висувати вздовж подовжньої осі машини. Це дозволяє зменшити загальну довжину машини при транспортуванні вантажів. Це дозволяє зменшити загальну довжину машини при транспортуванні вантажів. Крім цього, центр ваги вантажу під час перевезення розташовується всередині контуру машини, що забезпечує стійкість. Рекомендована дальність транспортування вантажів до 50 м. Електроштабелери мають невеликі габарити, що дозволяє на 20...30% краще використовувати складські площі в порівнянні з універсальними навантажувачами.

            Мала вага штабелерів дозволяє рекомендувати застосування їх у багатоповерхових складах і інших приміщеннях, що мають обмежену міцність перекриттів.

           В залежності від конструкції електроштабелера керування може здійснюватися водієм з підлоги, з сидіння чи з майданчика машини.

           Наявність акумуляторних батарей на електронавантажувачах, електроштабелерах, електровізках і електротягачах є одним з основних недоліків їхнього застосування на підприємствах харчової промисловості. Стримуючим фактором їх більш широкого застосування є відсутність централізованих, добре оснащених ремонтних баз і зарядних станцій.

           Автонавантажувачі є універсальними машинами наземного транспорту і призначені для вантажно-розвантажувальних робіт з тарно-штучними і сипкими вантажами на відкритих і під навісом майданчиках, у складських приміщеннях із твердим покриттям підлоги.

         Автонавантажувачі, як правило, рекомендуються для роботи на відкритому повітрі чи в добре провітрюваних критих приміщеннях з вантажами, для яких безпечні дії вихлопних газів.

        В залежності від характеру вантажів, що переробляються, автонавантажувачі можуть комплектуватися різними змінами вантажозахватними пристроями: вилами, безблоковою і крановою стрілою, штирем, універсальним бічним захватом, ковшем, грейфером для сипких вантажів і лісових матеріалів.

       Для прикладу можна привести універсальний автонавантажувач 4013, розроблений ГСКБ автонавантажувачів м. Львів. Автонавантажувач може поставлятися з вантажопідйомниками двох видів висотою підйому вантажу 2,8 і 4,5 м і з великою кількістю змінних захватних пристосувань. У число змінних захватних пристосувань входить: зіштовхувач ПРЗ-3,2; кареткаПР4-3,2; що повертається в горизонтальній площині на кут 270 градусів; каретка ПР12-3,2 з поперечним переміщенням вправо і вліво на відстань 75...200 мм; неповоротний бічний захват ПР12-3,2, безблокова кранова стріла ПР12-3,2 з постійним і змінним вильотом і ін.

 

ПИТАННЯ ДЛЯ  КОНТРОЛЮ

1.    Принцип роботи автомобілерозвантажувача, що використовується на хлібоприймальних пунктах.

2.    Як розрахувати зусилля, необхідне для підйому платформи автомобілерозвантажувача?