Силові, базові та кінематичні параметри.

Не дивлячись на різноманіття машин, механізмів і різних пристроїв, що призначені для виконання навантажувально-розвантажувальних робіт, вони мають ряд основних параметрів.

Силові параметри:

1) номінальна вантажопідйомність;

2) вантажний момент;

3) різні типи зусиль – тягово-зчіпне, напірне, питоме зусилля різання що розвивається на кромці ковша і інші зусилля;

4) потужність силового обладнання.

Номінальна вантажопідйомність характеризує найбільшу вагу вантажу, що може підніматися (переміщуватися) даним механізмом або пристроєм при збереженні необхідного запасу стійкості і міцності.

Вантажопідйомність може бути:

1) постійною – мають вилочні навантажувачі і сімейство мостових кранів;

2) змінною – яку мають більшість стрілових кранів і навантажувачів зі стріловим робочим обладнанням.

Для машин зі змінною вантажопідйомністю використовується об’єднаний параметр – вантажний момент, що являє собою добуток вантажопідйомності НРЗ на виліт стріли. Вантажний момент вважається постійним, тому вантажопідйомність визначають в залежності від величини стріли (із збільшенням вильоту стріли вантажопідйомність зменшується і на оборот). Цю залежність зазвичай представляють в вигляді графіку, який називають вантажною характеристикою (наводиться в паспорті крану). Номінальною вважають вантажопідйомність при мінімальному вильоті стріли.

Базові (розмірні) параметри:

1) габарити;

2) вага;

3) проліт;

4) база;

5) виліт стріли і інші.

Кінематичні (швидкісні) параметри:

1) швидкість підйому або опускання вантажу;

2) швидкість руху і оберту машини.

Продуктивність – це найважливіший експлуатаційно-технологічний параметр будь-якої навантажувально-розвантажувальної машини. Тому до основних параметрів НРЗ відносяться:

1) вантажопідйомність;

2) продуктивність машини;

3) висота навантаження;

4) потужність двигуна;

5) швидкість руху робочого органу;

6) габаритні розміри в робочому і транспортному положенні;

7) вага машини.

Але для кожної конкретної групи НРЗ параметри можуть змінюватися. Так для машин циклічної дії, таких як екскаватори, одноківшові навантажувачі, стрілові крани, до перерахованих вище параметрів добавляються:

1) довжина стріли;

2) виліт стріли;

3) висота підйому;

4) кут повороту стріли;

5) об’єм ковша.

Вилочні навантажувачі крім всього іншого характеризуються:

1) максимально допустимою відстанню від центра ваги до спинок вил навантажувача – характеризує його можливості по підйому вантажу;

2) мінімальним радіусом повороту навантажувача – характеризує маневреність і необхідні розміри робочих зон на складі;

Для ряду НРЗ безперервної дії, крім відмічених, важними параметрами є також розміри вантажонесучого органу:

1) у стрічкових навантажувачів – ширина стрічки;

2) скребкових конвеєрів – ширина і висота скребка;

3) ковшових конвеєрів – об’єм і кількість ковшів;

4) гвинтових конвеєрів – діаметр шнеку, швидкість його обертання і інше.

Мобільні (самохідні) НРЗ додатково характеризуються швидкістю руху. Основними параметрами гравітаційних засобів, наприклад бункерів, є:

1) місткість бункера – внутрішній об’єм;

2) розмір вихідного отвору.

Важливим параметром для сільськогосподарських навантажувачів є ширина захвату вантажу.

Головним параметром одноковшевих навантажувачів є номінальна вантажопідйомність, що визначає конструктивні особливості і основні параметри – місткість ковша, найбільшу висоту розвантаження, розвантажувальний виліт і інше.

Вантажопідйомність навантажувача – це здатність піднімати максимальний по вазі вантаж при забезпеченні необхідної стійкості. Вантажопідйомність при русі називають номінальною, вона приблизно в 2…2,5 рази менша і складає 50% статично перекидаючого навантаження, прикладеного в центрі ваги основного ковша, що знаходиться на максимальному вильоті.

Для прикладу основні експлуатаційно-технологічні параметри мостових і стрілових кранів наведені на рис. 3. а вилкових навантажувачів – на рис. 4.

Рис. 3 Основні геометричні параметри кранів

а) мостового крану, б) стрілового крану

Основні експлуатаційно-технологічні параметри одноківшевих навантажувачів:

1) силові – номінальна вантажопідйомність, питоме зусилля різання, що розвивається на кромці ковша, виривне і заглиблююче зусилля;

2) швидкісні – робочі і транспортні швидкості руху і маневрування навантажувача, підйом і опускання стріли, закидання і перекидання ковша;

3) розмірні – висота розвантаження, розвантажувальний виліт, кути закидання і перекидання ковша, ширина ріжучої кромки, радіус повороту, дорожній просвіт, габарити, вага і т.д.

Рис. 4. Основні параметри вилкових навантажувачів.

Основні параметри одноківшевих навантажувачів наведені на рис. 5.

Рис. 5. Основні розмірні параметри одноківшевих колісних (а) і гусеничних (б) навантажувачів

2. Стійкість та маневреність.

Всі рухомі навантажувально-розвантажувальні засоби повинні мати достатню для їх безпечної роботи стійкість, що забезпечує неможливість перекидання.

Найбільш небезпечним є перекидання для самохідних стрілових кранів. Стійкість крану характеризується коефіцієнтом запасу вантажної і власної стійкості.

Коефіцієнт вантажної стійкості – це відношення моменту відносно ребра перекидання, що створюється вагою всіх частин крану з врахуванням додаткових навантажень:

– вітрового навантаження, інерційних сил;

– зусилля що виникає при роботі крана на місцевості, що має найбільш допустимий кут до моменту, що створюється робочим вантажем відносно того ж ребра перекидання.

Для попередження можливості перекидання через перевантаження на пересувних поворотних стрілових кранах встановлюють:

– покажчики вильоту стріли бічного крену крану;

– обмеження вантажопідйомності і ін.

Кожний рухомий поворотний стріловий кран забезпечується паспортом до якого прикладається графік зміни вантажопідйомності крана в залежності від вильоту стріли. Максимальна вантажопідйомність крана, на яку розраховані всі його механізми, відповідає мінімальному вильоту стріли.

Козлові, портальні і баштові крани також повинні мати достатній запас стійкості, так як мають більшу підвітряну площу і високо розташований центр ваги. Запас вантажної стійкості крана на перекидання визначають вздовж і поперек підкранового шляху переміщення.

На стійкість авто- і електонавантажувачів впливають і інші фактори. Ці транспортні засоби дуже рухливі і часто переміщуються по нерівних поверхнях на кривих малого радіусу. На стійкість цих машин впливають:

– вид робочого органу;

– висота піднятого вантажу;

– сили інерції при прискоренні і уповільненні;

– похил майданчика;

– вітрове навантаження.

Дуже небезпечним є момент роботи навантажувача, коли він з піднятим в верхнє положення вантажем маневрує над штабелем, кузовом машини і т.д. При високому положенні вантажу швидкість навантажувача повинна бути невеликою, а гальмування плавним. В таких випадках, для розрахунків можна приймати швидкість 0,5м/с, а час гальмування 1сек. Небезпечним для навантажувачів є будь-який неусталений рух, а виникаючі при цьому інерційні сили сприяють перекиданню.

Рух навантажувача з нормальною швидкістю допускається лише при розташуванні вантажу на висоті близько 300мм над майданчиком і відхиленою назад рамою вантажопідйомника.

Небезпечним в відношенні втрати подовжньої стійкості, є випадок руху вилкового навантажувача вниз по похилу з сильним гальмуванням. Величина прискорення при розрахунку даного випадку приймається приблизно 1,5м/с².

Самохідні навантажувально-розвантажувальні машини повинні мати велику маневреність необхідну на малих майданчиках для обслуговування перевантажувальних майданчиків. Маневреність характеризує зручність використання НРЗ і легкість керування ним при необхідності руху по поганих покриттях. Від маневреності залежать:

– розміри майданчиків навантаження-розвантаження;

– затрати на виконання перевантажувальних операцій;

– необхідна ширина проїзду на складах і т.д.

Основними показниками маневреності є:

– мінімальний радіус повороту – відстань від центру повороту до вісі колії попереднього зовнішнього керуючого колеса при максимальному куті його повороту (рис.6), який визначається за формулою:

,

де – база навантажувача; – максимальний кут повороту зовнішнього колеса.

– внутрішній і зовнішній габаритні радіуси повороту відстань від центру повороту до найближчої і найбільш віддаленої точки навантажувача при максимальному повороті керуючих коліс;

– поворотна ширина по колії коліс – різниця між мінімальним радіусом повороту переднього зовнішнього і заднього внутрішнього коліс, яка визначає мінімальну необхідну ширину проїзду на складі;

– поворотна ширина навантажувача – різниця між зовнішнім і внутрішнім габаритними радіусами повороту НРЗ, що визначає мінімальну ширину проїзду на складах при поворотах, а також можливість руху в проїздах заданих розмірів і форм:

.

Рис. 6. Схеми повороту навантажувачів з передніми (а) і всіма (б) колесами.

О – центр повороту

Маневреність суттєво залежить від конструкції НРЗ:

– кутів повороту керуючих коліс;

– бази;

– розмірів кутів звісів;

– конструкції і розмірів вантажозахватних пристроїв;

– наявність підсилювача кермового керування.

Погіршення маневреності НРЗ тягне за собою погіршення прохідності і як наслідок, впливає на його продуктивність.

Тема 4. Лекція 4