Погрузочно-разгрузочные средства и их классификация
При выполнении погрузочно-разгрузочных работ применяется большое количество средств: приспособлений, устройств, оборудования, машин и механизмов, – для облегчения трудоемких операций.
Общие принципы классификации средств, применяемых при погрузочно-разгрузочных работах, предусматривают отнесение их к той или иной группе в зависимости от нескольких основных признаков. Перечень признаков включает в себя много позиций, но с точки зрения эксплуатации автомобильного транспорта следует выделить две группы: технические и эксплуатационные. К техническим признакам относятся: наличие привода, принцип действия рабочего органа, а к эксплуатационным – направление перемещения груза, вид груза, степень подвижности.
По наличию привода различают простейшие погрузочно-разгрузочные устройства и приспособления (так называемая «малая механизация») и погрузочно-разгрузочные механизмы и машины.
Простейшие погрузочно-разгрузочные устройства облегчают и ускоряют операции, выполняемые вручную. Их применение позволяет снизить трудоемкость погрузочно-разгрузочных и перегрузочных работ по сравнению с затратами физического труда на 20…40%. К этим устройствам и приспособлениям относятся:
роликовый лом – изогнутый на конце рычаг, опирающийся на два ролика;
роликовые цепи, состоящие из гибко соединенных роликов, которые подкладываются под грузы при горизонтальном перемещении;
ручные тележки, которые применяются для погрузки, разгрузки и горизонтального перемещения груза. Усовершенствованные тележки имеют подъемную платформу или вилообразный подхват с ручным гидравлическим приводом;
рольганги – рамы с укрепленными на осях роликами, по которым перекатывается груз. Наклон рам в сторону перемещения груза 1,5....6° в зависимости от вида груза. При горизонтальной установке рам груз перемещается в обе стороны усилием рабочего. В случае необходимости перемещения груза по рольгангу используется лебедка;
лотки, которые устанавливаются с наклоном 35...45° и служат для спуска груза под действием собственного веса;
самотечные телескопические трубы, состоящие из отдельных соединенных между собой звеньев и служащие для перегрузки зерновых и пылевидных грузов самотеком;
винтовые спуски, смонтированные вокруг вертикальной опоры и дающие возможность спускать груз со значительной высоты при небольшой площади, занимаемой этим устройством;
домкраты с реечным, винтовым, гидравлическим приводом, которые применяются для подъема грузов на тележки, катки, роликовые цепи;
ручные лебедки, тали и полиспасты, применяемые для подъема груза и часто используемые совместно с накатом (наклонная плоскость) для перемещения грузов в кузов. Таль, подвешенную к ручной монорельсовой тележке для горизонтального перемещения груза, называют тельфером;
ручные вилочные погрузчики, которые представляют собой тележки с гидравлическим или механическим (лебедка) приводом грузоподъемностью 0,2... 1 т. Высота подъема груза до 2 м;
разгрузочные сетки и щиты, применяемые для выгрузки из кузова автомобиля навалочных сельскохозяйственных грузов, закладываемые предварительно (перед погрузкой) в кузов (щит у передней стенки, сетка по всему кузову). При выгрузке щит или сетка с помощью тросов закрепляются к неподвижным упорам и автомобиль, продвигаясь своим ходом вперед, сгружает груз в течение 3.. .5 мин;
бункеры, предназначенные для быстрой (в течение 2…3 мин.) погрузки автомобилей сыпучим или навалочным грузом.
К погрузочно-разгрузочным механизмам и машинам относятся краны, экскаваторы, погрузчики, транспортеры.
Краны. Мостовой кран представляет собой металлическую форму (мост), концевые балки которой опираются на тележки с колесами, передвигающиеся по рельсам, укрепленным на эстакадах, колоннах или кронштейнах. Перемещение грузов производится в направлении движения крана по рельсам и в перпендикулярном направлении с помощью тележек, передвигающихся вдоль моста. Обслуживая большую площадь, такие краны занимают мало места. Они могут быть различной конструкции и грузоподъемности. Предназначаются для работ с различными грузами (единичными, пакетированными, кусковыми и т. д.).
Козловые краны (рис. 4.1) можно считать разновидностью мостовых, у которых мост поставлен на высокие передвижные опоры (козлы). Используются на открытых площадках для перевалки, как правило, тяжеловесных грузов. Так же как и мостовые могут быть консольными – с выступающими за подкрановый рельсовый путь частями формы моста.
Портальные краны представляют собой поворотную колонну со стрелой, механизмом подъема груза, поворота и подъема стрелы и перемещения крана, смонтированных на порталах (опорах), передвигающихся по рельсам. Наибольшее распространение они получили в морских и речных портах. Скорость передвижения портала доходит до 60 м/мин, а грузоподъемность до 20 т при вылете стрелы более 30м. В качестве разновидности портальных кранов можно назвать причальные перегружатели для перевалки крупнотоннажных контейнеров с одного вида транспорта на другой.
Башенные краны (рис. 4.2) устанавливаются в большинстве случаев на строительных площадках. Их основное назначение состоит в подаче строительных материалов к рабочим местам для монтажа зданий, как с места хранения, так и для разгрузки прибывших ТС. Они относятся к стреловым кранам с поворотной платформой и отличаются значительной высотой подъема груза, обеспечиваемой наличием высокой башни крана, опирающейся на передвижной портал, и расположением стрелы в верхней части этой башни. Дополнительное увеличение высоты подъема груза на крюке достигается наклоном стрелы при уменьшении ее вылета. Чем меньше вылет стрелы, тем выше грузоподъемность. Перемещение башенного крана вдоль строительного объекта осуществляется по рельсовым путям.
Автомобильные краны (автокраны) (рис. 4.3) широко используются при выполнении погрузочных и разгрузочных работ в местах с незначительным, а чаще эпизодическим грузооборотом. Их отличительная особенность состоит в том, что они смонтированы на шасси грузовых автомобилей и поэтому являются очень мобильными грузоподъемными машинами. Грузоподъемность автокранов доходит до 40 т.
Захват груза производится специальными, часто сменными грузозахватными устройствами. В связи с этими требованиями и спецификой грузов грузозахватные устройства весьма многообразны. Наиболее распространены и несложны по конструкции стропы, захваты, подвески.
Стропы –различные сочетания из гибких элементов (тросов, цепей, сетей) в зависимости от габаритов и формы груза. Для подъема грузов до 1,5 т иногда применяются стропы из пеньковых тросов.
Захваты зажимают груз силой его собственного веса или натяжением тягового троса.
Подвески применяются для грузов больших габаритов или одновременной погрузки нескольких штук груза.
Особое место среди грузозахватных устройств занимают более сложные по конструкции автоматические и полуавтоматические захваты, удовлетворяющие всем указанным выше требованиям и одновременно исключающие полностью (автоматические захваты) или частично (полуавтоматические захваты) тяжелый ручной труд стропальщиков.
Самоходные краны отличаются от автомобильных кранов повышенной грузоподъемностью и меньшей скоростью передвижения. Они могут быть колесные и гусеничные и работать за счет большой собственной массы без опор и перемещаться с грузом на крюке.
Экскаваторы(рис. 4.4). Экскаваторы имеют рабочее, силовое и ходовое оборудование. По рабочему процессу они делятся на экскаваторы прерывного (одноковшовые) и непрерывного действия (многоковшовые), по способу передвижения – на колесные, гусеничные, шагающие.
По типу рабочего органа экскаваторы бывают: с прямой лопатой (рис. 4.4, а) для рытья котлованов и перемещения грузов, расположенных выше места нахождения экскаватора (лопата движется от экскаватора); с обратной лопатой (рис. 4.4, б) для рытья небольших котлованов, траншей, канав, расположенных ниже места нахождения экскаватора (лопата движется к экскаватору); драглайны (рис. 4.4, в) – скребковый ковш, используемый для разработки выемок и сооружения насыпей иногда с погрузкой грунта в подвижной состав (ковш движется к экскаватору); с грейфером для погрузки сыпучих и навалочных грузов из куч и штабелей.
По одной из основных характеристик – вместимости ковша экскаваторы делятся на малые 0,1...0,5 м3, средние 0,5...4 м3 и крупные свыше 4 м3. Малые экскаваторы обычно бывают колесные, средние – на гусеничном ходу, крупные – шагающие (путем перемещения лыж).
Транспортеры (конвейеры) получили широкое распространение при выполнении погрузочно-разгрузочных работ различных грузов (штучных, сыпучих, кусковых) благодаря простоте устройства и возможности применения в различных условиях. Они в зависимости от типа рабочего органа могут быть ленточные, пластинчатые, скребковые, шнековые (винтовые). Грузы транспортерами перемещаются в горизонтальном направлении или под небольшим углом.
Погрузчикипредставляют собой самоходные машины, оборудованные различными приспособлениями (крановым, вилочным захватом ковшом и т. д.) для выполнения погрузочно-разгрузочных работ и перемещения груза в пределах грузовой площадки и склада. Они обладают достаточно высокой маневренностью, мобильностью и производительностью.
Автопогрузчики (рис. 4.5) относятся к универсальным самоходным погрузочно-разгрузочным машинам. Они предназначены для работы на открытой территории. Они способны выполнять подъемные и транспортные операции в различных эксплуатационных условиях с контейнерами и другими тяжеловесными грузами, штучными грузами в пакетах и на поддонах, с длинномерными грузами и сыпучими материалами. Автопогрузчики оборудуются разнообразными быстросъемными грузозахватными устройствами.
Передвижение автопогрузчика осуществляется с помощью обычных автомобильных агрегатов. Компоновка проводится с учетом короткой базы, а для лучшей маневренности применяется схема с передними ведущими колесами, а задними – управляемыми. Для привода используются двигатели внутреннего сгорания. Повышенная устойчивость автопогрузчика достигается наличием противовеса, монтируемого за задней осью. Автопогрузчики выпускаются разной грузоподъемности (от 300 кг до 200 т) и высотой подъема груза (до 4 м), скорость движения может достигать 40 км/час.
Электропогрузчики отличаются от автопогрузчиков по нескольким позициям. Электродвигатели не загрязняют окружающую воздушную среду и поэтому позволяют использовать их в закрытых помещениях не только на погрузочно-разгрузочных, но и на внутрискладских работах по перемещению грузов. Грузоподъемность, высота подъема и скорость передвижения, обычно меньше, чем у автопогрузчиков. Но за счет незначительных габаритных размеров достигается большая маневренность.
Для выполнения погрузочных работ с сыпучими и навалочными грузами широко используются механизмы с различными видами рабочего органа – ковшами, транспортерами и т. д.
Одноковшовые погрузчики (рис. 4.6, а) – механизмы с рабочим органом – ковшом периодического действия. Вместимость ковша различных погрузчиков 0,5...4 м3, привод ковша механический или гидравлический. Производительность ковшовых погрузчиков большая до 200т/час, поэтому их применяют при крупных объемах погрузочных работ. Ковш при перемещении погрузчика загружается сыпучим грузом. При подъеме ковша погрузчик подводит его к кузову автомобиля и сбрасывает в него груз.
Многоковшовые погрузчики, называемые элеваторными (рис. 4.6, б), имеют рабочий орган непрерывного действия, представляющий собой бесконечные цепи с укрепленными ковшами и подгребающий питатель в виде шнека или лопаты. Легкосыпучие грузы питателем 3 попадаются на скребковый транспортер 2, оттуда они попадают на поворотный ленточный транспортер 1 и далее – в кузов автомобиля.
Зернопогрузчик – передвижная или чаще самоходная установка, состоящая из питателя (скребкового, дискового), скребковых и ленточных транспортеров и вентиляторов, очищающих зерно. Система приводится в действие от двигателя самоходного шасси или от электродвигателя. Производительность выпускаемых в стране зернопогрузчиков 40... 100 т/час.
Свеклопогрузчик –автомобиль или колесный трактор, оборудованный системой, состоящей обычно из грабельного захвата, питателя и комбинации транспортеров и иногда очистителей. Привод осуществляется от двигателя. Часовая производительность свеклопогрузчиков 10 ... 50 т/час.
Автомобилеопрокидыватели. Используются при больших грузопотоках в местах разгрузки навалочных грузов с автомобилей и автопоездов. Принцип действия автомобилеопрокидывателей (рис. 4.7) заключается в установке автомобиля на платформу и последующем ее наклоне на угол, несколько превышающий угол естественного откоса груза, при котором груз выгружается самотеком. Наклон платформы и возврат в исходное положение осуществляются принудительно (гидравлическим или электромеханическим приводом) или благодаря смещению центра тяжести автомобиля при освобождении его от груза. Предельный угол наклона платформы обычно составляет 40°. Время разгрузки 2...4 мин. Для разгрузки некоторых сельскохозяйственных (свекла, картофель) и строительных (песок, каменные породы) грузов применяется постепенный смыв груза с помощью струи воды при давлении 20.. .25 кПа.
К автомобилям-самопогрузчикамотносятся автомобили с постоянным оборудованием для выполнения погрузочных и разгрузочных работ. Это специализированные ТС. Оборудование, как правило, работает от двигателя автомобиля, но может быть и другой тип привода, в том числе и ручной.
Основными факторами, определяющими эффективность применения автомобилей-самопогрузчиков, являются: наличие большого количества погрузочно-разгрузочных пунктов; незначительные и нерегулярные грузопотоки; ограниченные объемы перевозок на незначительные расстояния по заданным маршрутам; отсутствие средств механизации в грузовых пунктах. Преимущества автомобилей-самопогрузчиков выражается в их эксплуатационных качеств: удобство погрузки-разгрузки; постоянная готовность к работе; маневренность во время погрузочно-разгрузочных работ; трудоемкость погрузки и разгрузки; удельная топливная экономичность.
Применяются разнотипные механизмы для выполнения погрузочно-разгрузочных операций: консольные краны, портальные краны, лебедки, транспортеры, съемные кузова, грузоподъемные борта и др. Наибольшая грузоподъемность механизма определяется максимальным весом одного грузового места, в качестве которого может выступать крупнотоннажный контейнер массой брутто 30 т.
По принципу действия рабочего органа погрузочно-разгрузочные механизмы подразделяются на две группы: механизмы цикличного (прерывного) действия и механизмы непрерывного действия.
Наибольшее распространение получили механизмы цикличного действия: краны, одноковшовые экскаваторы, тельферы, погрузчики и другие. Их особенностью является то, что они работают, многократно повторяя неизменный рабочий цикл. Рабочий цикл механизма представляет собой совокупность операций по погрузке (или выгрузке) некоторого количества груза, перемещаемого рабочим органом данного механизма, начиная от момента захвата этого груза и кончая приведением рабочего органа в состояние полной готовности к захвату следующей массы груза. Состав цикла в зависимости от рода груза, типа погрузочно-разгрузочного механизма и вида рабочего органа, может быть различным. Но он обязательно делится на две части, причем первая часть – это операции по взятию, перемещению груза и освобождению от него, а вторая состоит из холостых операций, направленных на возвращение рабочего органа механизма за новой партией груза.
В группу механизмов непрерывного (конвейерного) действия входят все виды транспортеров, шнековые погрузчики, многоковшовые погрузчики и т. д.
Машины непрерывного действия в качестве рабочего органа используют бесконечную ленту, огибающую два расположенных на определенном расстоянии барабана; лента движется от одного барабана к другому. Бесконечная лента может быть сплошной или состоять из отдельных скрепленных между собой пластин.
К механизмам непрерывного действия относятся многоковшовые экскаваторы и погрузчики. Рабочий орган этих машин представляет собой бесконечную цепь с укрепленными на ней через равные промежутки ковшами.
Третью разновидность механизмов непрерывного действия составляют шнековые конвейеры, у которых рабочий орган выполнен в виде бесконечного винта.
Общим для всех механизмов непрерывного действия является то, что при работе механизма рабочий орган движется безостановочно, не делая перерывов для захвата груза или освобождения от него. Направление движения ленты, цепи, шнека не меняется и не требуется переключения на холостой ход.
Среди эксплуатационных признаков классификации погрузочно-разгрузочных средств выделяется направление перемещения груза. По этому признаку различают машины и механизмы горизонтального (механические лопаты), вертикального (бункеры, нории), наклонного (зернопогрузчики, транспортеры, многоковшовые погрузчики) и комбинированного перемещения груза (краны, погрузчики и др.).
Классификация механизмов по виду перевозимых или перегружаемых грузов является центральной при выборе средств механизации погрузочно-разгрузочных работ для конкретного транспортного процесса. Различают погрузочно-разгрузочные машины и устройства для навалочных (экскаваторы, погрузчики, транспортеры и др.), сыпучих (экскаваторы, бункеры, пневмоперегружатели и др.), тяжеловесных, длинномерных грузов (краны, погрузчики и др.). Многие из этих машин эксплуатируются по назначению, применяя сменные грузозахватные приспособления (вилы, ковш, грейфер, крюки и пр.).
В зависимости от назначения механизмы и устройства могут применяться для погрузки (экскаваторы, бункеры, зернопогрузчики и др.); для разгрузки (автомобилеопрокидыватели, пневморазгрузчики и др.); для погрузки и разгрузки (краны, погрузчики, транспортеры).
По степени подвижности механизмы для выполнения погрузочно-разгрузочных работ могут быть отнесены к одной из трех групп:
· стационарные, устанавливаемые на неподвижной опоре и не меняющие места своего нахождения в процессе работы (лебедки, кран-балки, бункеры, автомобилеразгрузчики и др.);
· полустационарные, имеющие ходовое оборудование, позволяющее перемещение в пределах грузовой площадки (портальные, башенные краны, экскаваторы, драги и др.);
· передвижные, снабженные ходовым оборудованием, позволяющим передвигаться с достаточной скоростью на значительные расстояния (автокраны, автопогрузчики, самоходные экскаваторы и др.).
Для выбора конкретного погрузочно-разгрузочного механизма уровень подвижности имеет важное значение. Стационарные и полустационарные механизмы применяются в крупных грузовых пунктах с большим и постоянным объемом погрузочных или разгрузочных работ. Передвижные машины и механизмы используются для выполнения погрузочно-разгрузочных операций в грузовых точках с небольшим и непостоянным объемом работы, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, в связи с чем они могут перебрасываться с одного объекта на другие даже в продолжении одной смены.