Погрузочно-разгрузочные машины периодического действия

К этим машинам периодического действия относят машины напольного транспорта (вилочные), автомобилеопрокидыватели или автомобилеподъёмники, ковшовые погрузчики, манипуляторы и роботы [12].

 

Напольные (вилочные) погрузчики –универсальные подъёмно-

 

транспортные машины на колёсном ходу с приводом от двигателей различного типа, оборудованные жесткой вертикальной стойкой с передвигающейся по ней кареткой, несущей грузозахватное устройство.

 

К ним относят: электропогрузчики, электроштабелеры, автопогрузчики, портальные погрузчики-автоконтейнеровозы, электротележки. Преимущества: мобильность и универсальность, большое количество грузозахватных устройств и приспособлений, способность к самопогрузке, саморазгрузке и штабелированию грузов, высокая манёвренность.

 

По назначению они делятся на универсальные и специальные.

 

По грузоподъёмности: лёгкие – до 2 т, средние – 3 – 5 т, тяжелые – 10 – 40 т. По типу силовой установки: электропогрузчики и автопогрузчики.

По расположению рабочего оборудования: фронтальные, боковые, портальные.

 

Наиболее рациональным расстоянием транспортирования грузов для

 

электропогрузчиков является 70 – 100 м со скоростью до 10 км/ ч, для автопогрузчиков – 100 – 200 м со скоростью 15 км/ч. Погрузчики могут комплектоваться массивными (без воздуха) литыми шинами, полупневматическими и пневматическими шинами, которые изготавливаются из резины (чёрного цвета) или полиуретана (тёмно-коричневого цвета).

Электропогрузчики –предназначены для механизации ПРР с тарно-упаковочными и штучными грузами, в т.ч. сгруппированными в виде пакетов на поддонах или в контейнерах. В качестве силового агрегата используется электродвигатель.

По числу опорных точек выполняются по трёх - или четырёхопорной колёсной схеме.

 

Погрузчики с трёхопорной схемой имеют управляемый мост, который может качаться вокруг продольной оси, а управляемое колесо – поворачиваться вокруг вертикальной оси на угол 90⁰, что уменьшает радиус поворота до 1100 – 1340 мм. Ведущие колёса имеют раздельный привод.

 

Погрузчики с четырёхопорной схемой состоят из рамы, опирающейся на передний (ведущий) и задний (управляемый) мост, прикреплённый к раме с помощью рессор. На ведущий мост шарнирно закреплён грузоподъёмник, связанный с рамой с помощью гидроцилиндров. Основная рама может быть незначительно наклонена вперёд на угол 3 – 5⁰ и назад на угол до 10⁰, что повышает удобство захвата груза вилами и устойчивость при движении с грузом. Их грузоподъёмность, в основном от 250 кг до 5 т.

 

Электроштабелеры –специализированные аккумуляторные электропогрузчики, предназначенные для выполнения ПРР с пакетированными грузами, уложенными на стеллажах или в штабелях, а также их транспортирования на расстояние 20 – 30 м. в закрытых складах с асфальтным или цементно-бетонным покрытием [3,9]. Различие электроштабелёра и электропогрузчика в том, что всё оборудование первого сжато в длину и вытянуто вверх. Конструктивная особенность штабелёра состоит в том, что его шасси представляют собой вынесенные вперёд параллельные балки, которые опираются на 4 колеса, ведущим и одновременно рулевым является левое заднее колесо. Передние колёса, несущие основную нагрузку, снабжаются массивными шинами диаметром 200 – 320 мм. Грузоподъёмник и каретка с вилочным захватом обеспечивают подъём груза на высоту до 4,8 м, поворот вил на угол до 90⁰ в каждую сторону, поперечное смещение вил на величину до 900 мм и продольное выдвижение на 600 – 640 мм, а также имеют возможность наклоняться вперёд на угол 3⁰ и назад на угол 5⁰. Мощность механизмов подъёма составляет 1,2 – 20 кВт. Грузоподъёмность электроштабелёров не превышает 2т. Для складов с большой строительной высотой выпускаются электроштабелеры с грузоподъёмностью до 3 т, высотой подъёма вил до 12 м и их фронтальным смещением до 800 мм. Наибольшим спросом пользуется малая складская техника с улучшенной эргономикой и улучшенными параметрами безопасности в виде самоходных штабеллеров. Такие штабелеры хорошо зарекомендовали себя при обработке грузопотоков средней мощности по 100 – 150 паллет/смена при высоте стеллажей 5,5 – 6 м. Скорость их движения с грузом – 3 –5 км/ч, без груза – 6 км/ч.

 

Автопогрузчики представляют собой самоходные погрузочно-разгрузочные и транспортирующие машины на пневмоходу, оснащённые ДВС. Они предназначены для выполнения операций ПРР, укладки в штабели, выемки из штабелей и перемещения на расстояния до 200 м различных видов грузов в основном на открытых складах и площадках. При конструировании и изготовлении многих моделей погрузчиков используют значительное количество автомобильных агрегатов (ведущий мост, рулевое управление, коробка передач и т.д.). Автопогрузчики характеризуются высокой производительностью, универсальностью, мобильностью и способностью выполнять ПРР в различных эксплуатационных условиях с контейнерами, штучными грузами, тяжелыми и длинномерными грузами и т.д. Наибольшее распространение получили автопогрузчики средней грузоподъёмности 3 – 5 т.

В настоящее время всё большее распространение находят телескопические погрузчики – манипуляторы, которые могут поднимать вилы с грузом на высоту более 20 м. Эти машины характеризуются высокой маневренностью и проходимостью, т.к. ведущими могут быть все колеса. Телескопическими погрузчиками удобно обрабатывать как сыпучие стройматериалы, так и уложенные в контейнеры.

 

Портальные погрузчики – автоконтейнеровозы предназначены для перегрузки и транспортировки на небольшие расстояния (2 – 3 км) крупнотоннажных (20 – 30 т) контейнеров, длинномерных и других видов грузов. Используются на площадках с хорошим твёрдым покрытием, в морских или речных портах, а также крупных промышленных предприятиях. Автоконтейнеровозы состоят из портала, который опирается на колёса, снабженные пневмошинами. На верхней части портала размещается дизельный двигатель и коробка передач. Управляют погрузчиком из кабины, которая размещается на одной из опор портала. Наиболее распространены автопогрузчики грузоподъёмностью 20 – 25 т и с максимальной скоростью перемещения с грузом 12 км/ч, без груза – 25 – 27 км/ч.

 

Электротележки –самоходные устройства для перемещения грузов внутрискладов или цехов на небольшие расстояния. Отличаются от электропогрузчиков небольшой массой и габаритами.

По конструкции различают: с неподвижной платформой, с подвижной платформой, оснащенные краном или погрузочным манипулятором, с подъёмной платформой или вилами, с самосвальными кузовами. Имеют трех- или четырёхколесную схему опоры. В работу тележка приводится электродвигателем, работающим от щелочных аккумуляторных батарей. Управление осуществляется рабочим при помощи ручки с кнопками управления.

 

Автомобилеопрокидыватели (разгрузчики, подъёмники) –предназначены для выгрузки сыпучих грузов из кузова бортовых автомобилей и автопоездов в пунктах со значительным поступлением этих грузов на расстояния, превышающие рациональное плечо работы автомобилей -самосвалов. Принцип действия: обеспечение наклона автомобиля или прицепа в сторону бокового или заднего борта при помощи платформы, имеющей гидравлический или электромеханический привод.

 

Ковшовые погрузчики –самоходные машины периодического действия срабочим органом, выполненным в виде ковша.

 

Различаются по типу ходового устройства на гусеничные и пневмоколёсные. По направлению разгрузки: с задней разгрузкой (перекидные), с передней

(фронтальные), с передней и задней разгрузкой ковша (фронтально-перекидные). По грузоподъёмности: легкого (0,5 т), среднего (3 – 6 т), тяжелого (10 – 15 т), сверхтяжелого (> 15 т) типов.

Погрузочное оборудование ковшового погрузчика состоит из портала, монтируемого на раме шасси автомобиля или раме гусеничного трактора; стрелы, шарнирно закреплённой на портале; шарнирно-рычажной системы; исполнительных гидроцилиндров подъема стрелы и поворота рабочего органа; сменных рабочих органов. Сменное рабочее оборудование делится на 4 группы: землеройно-погрузочное, грузоподъёмное, снегоуборочное и вспомогательное.

 

К землеройному оборудованию относятся ковши нормальной, уменьшенной и увеличенной вместимости, с боковой, принудительной разгрузкой, с увеличенной высотой разгрузки.

Грузоподъёмное оборудование – грузовые вилы, крановые безблочные стрелы и челюстные захваты.

 

Мини-техника – по сравнению с обычной имеет меньшие габариты, меньшуюмассу, меньшую стоимость. Современные универсальные минипогрузчики (0,3 – 1,5 т) предназначены для выполнения ПРР, транспортных и других видов работ небольших объёмов. Эти погрузчики монтируются на низко сидящем короткобазовом полноприводном пневмоколёсном шасси, оснащенном ходовой трансмиссией с бортовым поворотом четырёх ведущих колёс, причем колеса левого и правого бортов могут работать с противоположным вращением для разворота машины, вокруг своей оси. В состав рабочего оборудования входит сменный рабочий орган, быстродействующий захват, грузовая стрела, гидросистема. Высокая степень универсальности обеспечивается возможностью использования на нём около двух десятков рабочих органов, замена которых механизирована и выполняется машинистом из кабины.

 

Экскаватор –самоходная землеройная машина,имеющая оборудование длямеханического отрыва и перемещения грунта или породы. В зависимости от назначения и конструктивных особенностей они подразделяются на:

− строительные и строительно-карьерные (масса от 2 до 250 т, вместимость от 0,1до 6 м³);

− карьерные (масса 75 – 100 т, объём ковша 2 – 20 м³);

− вскрышные (170 – 13000 т, 4 – 160 м³);

− туннельные и шахтные (16 – 30 т, 0,5 – 1 м³);

− Шагающие (4 – 25 м³).

 

По типу двигателя: электрические, дизельные, дизель-электрические.

По числу установленных двигателей: одномоторные, многомоторные с индивидуальным приводом механизма, многомоторные с групповым приводом механизмов, многомоторные с индивидуально-групповым приводом механизмов.

 

По типу привода с механическим, гидромеханическим, гидравлическим, электрическим и смешанным приводами.

 

По возможности вращения поворотной части: полноповоротные, неполноповоротные. По ходовому оборудованию: гусеничные, пневмоколёсные, на специальном шасси, на базе самоходной машины, шагающие.

По типу подвески рабочего оборудования: с гибкой и жесткой подвесками.

 

Манипуляторы и роботы

 

Манипулятор –механизм,содержащий рабочий орган,предназначенный дляимитации двигательной функции руки человека в технологическом процессе при перемещении объектов в пространстве, и дистанционно управляемый оператором или действующий автоматически. За объект манипулирования принимается тело, перемещаемое в пространстве манипулятором [9, 11].

 

Роботом называют универсальный автомат, способный имитироватьдвигательные и умственные функции человека посредством программы, адаптироваться к окружающий среде и настраиваться. По уровню управления манипуляторы делят на системы с ручным и дистанционным управлением и системы с автоматизированным и автоматическим управлением, которые называют промышленными роботами. Промышленные роботы относятся к классу машин, оснащенных манипуляторами [9, 11].

 

Манипуляторы с ручным и дистанционным управлением подразделяется на шарнирно-балансирные манипуляторы и экзоскелетоны.

Шарнирно-балансирный манипулятор –машина с многозвенныммеханизмом и приводами на каждой подвижной паре. Управление осуществляется при помощи сигналов, вырабатываемых оператором при перемещении рукоятки управления в направлении желаемого движения груза.

 

Экзоскелетоны –машины с многозвенными механизмами, звенья которых непосредственно сочленены с руками, ногами человека. Естественные движения человека по выполнению заданных работ формируют управляющие сигналы, а двигатели системы берут на себя всю тяжесть работы. Экзоскелетоны как бы увеличивают силу человека и позволяют перемещать грузы значительной массы.

 

Промышленный робот –автоматическая машина,состоящая изманипулятора и перепрограммируемого устройства программного управления для выполнения в производственном процессе двигательных и управляющих функций.

 

По уровню управления роботы делятся на 3 поколения: программные, адаптивные, интеллектуальные.

 

Программные роботы – первое поколение роботов с легко переналаживаемойсистемой управления, но программа действия, которых не изменяется в процессе работы. После изменения программы робот может выполнять другую совокупность операций.

Адаптивные роботы –второе поколение роботов с сенсорным обеспечением,реагирующее на изменения внешней среды и корректирующее программу своей работы в соответствии с этими изменениями. Система управления адаптивных роботов базируется на микропроцессорных устройствах.

Интеллектуальные (интегральные) роботы – третье поколение,

 

обладающее элементами искусственного интеллекта. Они могут вырабатывать управляющие решения в различных изменяющихся условиях окружающей обстановки. Оснащаются современной микропроцессорной техникой, специальными навигационными и телекоммуникационными системами, ЭВМ и соответствующим программным обеспечением.

 

По типу управления манипуляторы и роботы делятся на 5 групп: манипуляторы с командным управлением; копирующие манипуляторы; полуавтоматические манипуляторы; роботы с супервизорным управлением; роботы с диалоговым управлением.

По выполняемым технологическим функциям робототехнические системы делятся на 3 класса: транспортные, информационные и управляющие.

 

Транспортные используются для связи со складом,с местами погрузки иформирования пакетов.

 

Манипуляционные предназначены для выполнения ПРР и перегрузочныхопераций.

 

Информационные и управляющие производят автоматически сбор,обработку, передачу информации и использование её для выработки управляющих сигналов.