Погрузочно-разгрузочные машины

2.4.1. Назначение и классификация погрузочно-разгрузочных машин

Погрузочно-разгрузочные машины (ПРМ) предназначены для погрузки грузов в транспортные средства и разгрузки их с транспортных средств. Принципы классификации погрузочно-разгрузочных машин и устройств предусматривают отнесение их к той или иной группе в зависимости от нескольких основных признаков:

· вид перерабатываемых грузов;

· тип транспортных средств, для обработки которых ПРМ предназначена;

· степень подвижности применяемой при погрузке или выгрузке ПРМ;

· принцип действия основного рабочего органа машины.

Наряду с основными классификационными признаками по мере необходимости могут быть использованы и некоторые дополнительные: грузоподъемность, емкость рабочего органа, род и мощность двигателя, тип ходового оборудования и др.

По первому признаку различают ПРМ, предназначенные для переработки грузов:

· насыпных строительных и промышленных;

· тяжеловесных, крупногабаритных и длинномерных;

· штучных (преимущественно перевозимых в таре и упаковке);

· массовых сельскохозяйственных.

Классификация по типу транспортных средств позволяет выделить ПРМ, предназначенные для обработки вагонов, автомобилей, судов.

В зависимости от степени подвижности принято относить ПРМ к одной из следующих групп:

· стационарные машины, устанавливаемые на неподвижной опоре;

· полустационарные машины, имеющие ходовое оборудование, допускающее возможность ограниченного передвижения в пределах грузового фронта;

· передвижные машины, свободно передвигающиеся с достаточно высокими скоростями и на значительные расстояния.

Разновидностью ПРМ являются машины с оборудованием, устанавливаемым непосредственно на транспортном средстве, предназначенном для перевозок груза (самопогрузчики), обеспечивающим возможность механизированной погрузки или выгрузки перевозимого груза без помощи других средств механизации.

Классификация по принципу действия рабочего органа подразделяет все ПРМ на две группы:

· механизмы циклического действия;

· машины непрерывного действия.

2.4.2. Напольные безрельсовые погрузчики и штабелеры

Машины напольного безрельсового транспорта (МНБТ) применяют при грузовых операциях с крытыми вагонами, крупнотоннажными контейнерами, автомобилями, судами и при внутрискладской переработке грузов благодаря хорошей маневренности и высоким эксплуатационным показателям. Они требуют относительно малых капиталовложений при коротких сроках окупаемости.

Погрузчики могут перемещаться с грузом на значительные расстояния и обслуживать большие складские и производственные площади. Возможность использования широкой номенклатуры сменных грузозахватных приспособлений в сочетании с высокой мобильностью, автономностью привода (в большинстве случаев) и отсутствием привязки к ограниченному месту придает МНБТ свойство универсальности.

Машины в зависимости от типа силовой установки делятся на авто- и электропогрузчики. Тип силовой установки в большой степени определяет технические характеристики машин и области их применения. Из-за ограниченной энергоемкости аккумуляторных батарей электропогрузчики имеют невысокие скорости подъема и передвижения и предназначаются в основном для работы на площадках с ровным асфальтовым или бетонным покрытием.

Универсальные автопогрузчики с приводом от двигателей внутреннего сгорания применяют для работы на открытых площадках или в хорошо вентилируемых помещениях с расстоянием транспортировки грузов до 200 м.

Универсальные электропогрузчики с приводом от аккумуляторных батарей используют преимущественно для перегрузочных работ в крытых помещениях с расстоянием транспортирования до 100 – 120 м.

Погрузчики с фронтальным выдвижным грузоподъемником (электроштабелеры) – ретраки (или рич-траки) эффективны при внутрискладских работах, они более маневренны, но уступают по скоростным характеристикам и проходимости универсальным погрузчикам, расстояние перемещения – до 50 м, высота подъема груза 6 – 8 м, специальных исполнений – 15 – 20 м. Они отличаются от универсальных погрузчиков укороченной базой и возможностью поворота грузовой каретки.

Электроштабелеры можно разделить на несколько видов: платформенные штабелеры, сопровождаемые штабелеры, штабелеры с сидящим или стоящим оператором.

Погрузчики с боковым выдвижным грузоподъемником перегружают длинномерные грузы (пиломатериалы, прокат, железобетонные изделия и др.).

Электротележки (рис. 2.23)изготавливают с подъемной платформой или вилами, с опрокидывающимся кузовом или ковшом, с неподвижной платформой, их используют для перемещения грузов на расстояние 100 м и более.

Тягачи характеризуются величиной тягового усилия от 0,250 до 5000 кН и более, их применяют для перевозки грузов на тележках или сцепах на расстояние 100 – 1000 м. Выпускаются электро- и автотягачи, последние имеют более высокие тяговые и скоростные качества.

Интенсивное развитие контейнерных перевозок в последние годы привело к появлению напольных контейнероперерабатывающих машин как портальных, так и консольных (ричстакеров). Как правило, они намного дороже применяемых консольных козловых кранов, зато их маневренность, возможности обслуживания больших складских площадок, независимость от рельсовых путей и высокая надежность открывает им дорогу на контейнерные терминалы.

При выполнении погрузочно-разгрузочных работ с лесными грузами на ТСК широко применяются фронтальные погрузчики на пневмоколесном ходу.

Лесопогрузчики на пневмоколесном ходу имеют грузоподъемность от 15 до 30 тонн и обеспечивают штабелирование до девяти метров по высоте.

2.4.3. Самоходные ковшовые погрузчики

Одноковшовые фронтальные погрузчики, занятые на переработке насыпных грузов, наряду с загрузкой транспортных средств используют также и для перемещения грузов на небольшие расстояния, планировки площадок и выполнения других работ. Отдельные модели машин оснащены различными видами сменного рабочего оборудования (до 30 видов). Это существенно повышает их эффективность, особенно при малом удельном весе основных работ в общем объеме выполняемых операций.

Кроме основного ковша номинальной емкости, применяют ковши увеличенной емкости для грузов небольшой объемной массы, бульдозерные отвалы, челюстные захваты, зубья-рыхлители, а также монтажные крюки, площадки, специальные захваты для леса и др.

2.4.4. Самоходные погрузчики непрерывного действия

Погрузчики непрерывного действия имеют несколько подъемно-транспортных устройств. У каждого погрузчика есть зачерпывающий орган (питатель), основной конвейер или элеватор, разгрузочный конвейер, силовая установка, трансмиссия и ходовая часть. Питатель является важным органом погрузчика, определяющим его производительность, работоспособность и надежность.

В элеваторно-ковшовых погрузчиках применяются винтовые (шнековые) питатели.

Роторно-ковшовый питатель имеет роторное колесо с симметрично расположенными ковшами. В качестве силовой установки такие машины используют электрические двигатели, питаемые от внешней сети, либо дизельные двигатели.

По типу шасси различают погрузчики на пневмоколесном, гусеничном и рельсовом ходу.

Производительность роторно-ковшового питателя П_рк, т/ч, составляет

П_рк = 60nziφγ ,

где п – частота вращения ротора, мин^-1;

z – общее число ковшей;

i – емкость ковша, м³;

φ – коэффициент заполнения ковша;

γ – плотность груза, т/м³.

Производительность питателя П_пл, т/ч, с подгребающими лапами определяется по формуле

П_пл= 120niγ ,

где п – частота вращения диска мин^-1 (обычно принимается 30—45);

i –объем груза, подаваемого каждой лапой за один оборот кривошипного диска, м³.

В качестве основного транспортирующего органа в современных погрузчиках непрерывного действия применяют ленточные, скребковые, пластинчатые, винтовые конвейеры и ковшовые элеваторы. Наиболее просты и надежны в эксплуатации ленточные и скребковые конвейеры. Сравнительно тяжелые и металлоемкие пластинчатые конвейеры и особенно ковшовые элеваторы преимущественно применяют для транспортирования кусковых, абразивных грузов.

Винтовые конвейеры как основной транспортный орган используют редко из-за малой производительности, сильного измельчения груза и повышенного расхода энергии на транспортирование. В качестве погрузочного или отвального конвейера, как правило, применяют ленточный поворотный конвейер с изменяемой высотой разгрузки.

Транспортирующие машины

2.5.1. Назначение, область применения и классификация транспортирующих машин

В современных транспортно-складских комплексах наряду с подъемно-транспортными машинами (ПТМ) циклического действия, перемещающими груз отдельными порциями, погрузка и разгрузка которых, как правило, производится при остановке машины, широкое применение находят ПТМ непрерывного действия. Они характеризуются непрерывным перемещением навалочных, насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки или разгрузки. Такие машины называют по-разному: транспортирующие машины, непрерывный транспорт, специальные виды транспорта.

Перемещаемый насыпной груз размещается сплошным слоем на несущем элементе машины или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии одна от другой вагонетках, ковшах и других емкостях. Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом грузовое и порожняковое движения грузонесущего элемента машины происходят одновременно.

Благодаря непрерывности перемещения груза, отсутствию остановок для загрузки и разгрузки и совмещению рабочего и обратного движений грузонесущего элемента транспортирующие машины имеют высокую производительность, что важно для современных предприятий с большими грузопотоками.

Основное назначение транспортирующих машин – перемещение грузов по заданной трассе. Одновременно с перемещением грузов они могут распределять их по заданным пунктам, складировать, накапливая в заданных местах, перемещать по технологическим операциям и обеспечивать необходимый ритм производственного процесса. Иногда процесс транспортирования совмещается с основными технологическими операциями (сушкой, спеканием, охлаждением и т.п.). Особую группу транспортирующих установок составляют работающие совместно с ними вспомогательные устройства: питатели, весы, погрузочные машины, бункера, затворы, дозаторы, желоба и т.п.

К основным видам транспортирующих машин (непрерывного транспорта) относятся конвейерный и трубопроводный, а также канатные и монорельсовые дороги.

На современных ТСК наиболее широкое применение находит конвейерный транспорт. Конвейерный транспорт обладает рядом достоинств, прежде всего высокой производительностью, меньшей по сравнению с автомобильным и железнодорожным транспортом трудоемкостью, возможностью полной автоматизации управления работой. В том или ином виде конвейерные системы применяют практически на любом серийном производстве или крупном складе. Несмотря на разнообразие типов и конструкций таких систем, все они выполняют, по сути, схожие функции: доставить в нужное место тот или иной груз.

Основным классификационным признаком конвейерного оборудования является тип тягового и грузонесущего органа. Существуют конвейеры с ленточным, цепным, канатным тяговыми органами и конвейеры без тягового органа (например, гравитационные, инерционные и винтовые).

Конвейеры с тяговым органом могут быть (по виду грузонесущего органа) ленточными, пластинчатыми, люлечными, скребковыми, ковшовыми и т.д. Для таких конвейеров характерно общее с рабочим органом движение груза на рабочих участках. Тяговое усилие передается грузонесущим элементом либо элементом, который проталкивает или тянет груз по неподвижному желобу, трубе или настилу.

Для конвейеров без тягового органа характерно раздельное движение груза и рабочих органов, совершающих круговое вращательное (роликовые, винтовые конвейеры) или возвратно-поступательное рабочее движение (например, инерционные конвейеры). Конвейеры могут иметь машинный привод (наиболее часто – электрический, реже – пневматический). В гравитационных конвейерах груз перемещается под действием силы тяжести.

В зависимости от условий используют конвейеры напольные и подвесные. Напольные конвейеры могут быть стационарными, передвижными или переносными. На конвейерах можно перемещать груз в горизонтальной или близкой к ней наклонной плоскости (ленточные, пластинчатые, тележечные, скребковые, роликовые, винтовые, вибрационные и качающиеся конвейеры), в вертикальной или близкой к ней наклонной плоскости (скребковые, ковшовые, винтовые и вибрационные конвейеры), в произвольной плоскости. В последнем случае конвейеры состоят из чередующихся горизонтальных, вертикальных или наклонных участков (подвесные, ковшовые, скребковые и люлечные конвейеры).

Имеет значение и характер перемещаемых грузов (они могут быть насыпными или штучными). Конструкция некоторых конвейеров позволяет транспортировать как насыпные, так и штучные грузы. Особые группы конвейеров составляют элеваторы, вертикальные конвейеры с подвесными ковшами, люльками или полками, эскалаторы, специальные пластинчатые и ленточные конвейеры для перемещения людей, шагающие конвейеры, а также комбинированные роликоленточные конвейеры, которые удерживают штучные грузы на спусках с заданными интервалами) и т.д.

Конвейеры на современных ТСК применяют в качестве:

1) высокопроизводительных транспортирующих машин, передающих грузы из одного пункта в другой на участках внутризаводского и в ряде случаев – внешнего транспорта;

2) транспортных агрегатов мощных перегрузочных устройств (например, мостовых перегружателей, отвалообразователей и т.п.) и погрузочно-разгрузочных машин.

2.5.2. Ленточные конвейеры

Ленточные конвейеры применяют для перемещения в горизонтальном и пологонаклонном направлениях разнообразных насыпных и штучных грузов. Большое распространение ленточные конвейеры получили благодаря возможности реализации высокой производительности. Современные ленточные конвейеры на открытых разработках угля могут транспортировать до 30000 т/ч вскрышной породы, обеспечивая загрузку десяти железнодорожных вагонов за 1 мин. Дальность транспортирования достигает 3 – 4 км в одном конвейере и до 100 км в системе из нескольких конвейеров. Они просты по конструкции, удобны в эксплуатации и имеют высокую надежность.

По расположению на местности ленточные конвейеры разделяют на стационарные и подвижные, передвижные и переносные, переставные (для карьеров открытых разработок) и надводные, плавающие на понтонах.

По конструкции и назначению различают ленточные конвейеры общего назначения и специальные. По типу ленты конвейеры бывают с прорезиненной, стальной цельнопрокатной и проволочной лентой. Наибольшее распространение получили конвейеры с прорезиненной лентой. По конструкции прорезиненной ленты, опорных ходовых устройств и по передаче тягового усилия различают ленточные конвейеры, у которых лента является грузонесущим и тяговым элементом.

2.5.3. Винтовые конвейеры

Винтовые конвейеры применяют для перемещения пылевидных, порошкообразных и реже мелкокусковых насыпных грузов на сравнительно небольшое расстояния (обычно до 40 м по горизонтали и до 30 м по вертикали) при производительности до 100 т/ч в транспортно-складских комплексах химической, мукомольной промышленности и предприятий строительных материалов. Ими целесообразно транспортировать липкие, слеживающиеся и высокоабразивные грузы.

К достоинствам винтовых конвейеров относятся простота конструкции, небольшие габаритные размеры, удобство промежуточной разгрузки, герметичность, что весьма важно при транспортировании пылящих, горячих и остропахнущих грузов. К недостаткам относятся высокий удельный расход энергии, связанный со способом перемещения грузов, значительное измельчение и истирание груза, повышенный износ винта и желоба, а также чувствительность к перегрузкам.

По виду трассы винтовые конвейеры бывают горизонтальными, наклонными и вертикальными. К ним можно отнести также винтовые транспортирующие трубы.

2.5.4. Роликовые конвейеры

Роликовые конвейеры (рольганги) широко используют как в транспортно-складских комплексах промышленных предприятий, специализированных терминалах, так и в основных технологических цехах для перемещения штучных грузов по горизонтали или под небольшим углом наклона по стационарным вращающимся роликам (дискам). Расстояние между роликами должно быть таким, чтобы груз в любом положении опирался не менее чем на три ролика.

Существуют роликовые конвейеры приводные и неприводные. В первом случае грузы перемещаются под действием непосредственно приложенной к ним движущей силы или под уклон самоходом (гравитационные конвейеры), во втором ролики приводятся во вращение двигателем и сообщают движение лежащим на них грузам.

Неприводные роликовые конвейеры в основном используют для межоперационного перемещения грузов, при погрузочно-разгрузочных и складских работах – для передачи и накопления груза, выполнения технологических операций при сборке, учете, сортировке, взвешивании и кантовании.

В приводных роликовых конвейерах вращение передается от двигателя на все рабочие ролики. По способу передачи на ролики движущей силы различают роликовые конвейеры с групповым и индивидуальным приводом.

2.5.5. Подвесные конвейеры

Рассмотренные типы конвейеров при всех их достоинствах имеют одно существенное ограничение: они не могут перемещать груз по пространственной трассе. Это ограничение снимают подвесные конвейеры. Они предназначены для непрерывного транспортирования штучных или насыпных грузов в таре по замкнутому контуру сложной, чаще всего пространственной трассы. Подвесными они называются потому, что перемещаемые грузы находятся на подвесках, движущихся по подвесному пути.

По способу соединения тягового органа с транспортируемым грузом и характеру перемещения грузов подвесные конвейеры разделяются на грузонесущие, толкающие, несуще-толкающие, грузоведущие, несуще-грузоведущие.

Подвесные конвейеры по сравнению с другими машинами непрерывного действия имеют следующие характерные особенности: пространственную гибкость, возможность перемещения грузов в любом направлении в пространстве с подъемами и спусками под крутыми углами. Большая протяженность в сочетании с гибкостью позволяет одним конвейером обслуживать законченный производственный цикл, экономить площади пола складских помещений, обеспечивать малый расход энергии на транспортирование (удельное тяговое усилие в пределах 0,15 – 0,3 кН на 1 т груза), широко применять автоматизацию управления конвейером, автоматизацию распределения грузов по заданным адресам и др.

Грузозахватные устройства

Грузозахватные устройства принято делить на универсальные и специализированные. С помощью универсальных (крюки, серьги, траверсы, стропы и др.) перерабатывают грузы широкой номенклатуры и различной конфигурации. Их используют в качестве элементов и в специализированных грузозахватных приспособлениях, предназначенных для переработки определенных типов грузов.

К специализированным относятся:

1) грузозахватные устройства для штучных грузов:

· захваты клещевого и рычажного типа для строительных панелей, бочек, рулонов, ящиков, листов, кип и др.;

· электромагнитные захваты для транспортирования металлоизделий;

· вакуумные захваты для плоских и круглых (с большим радиусом кривизны) изделий с гладкой поверхностью;

· захваты-кантователи для цилиндрических грузов (рулонов листового металла, бумаги, бочек и др.), обеспечивающие их поворот из вертикального положения в горизонтальное или, наоборот, для плотной или устойчивой укладки;

· захваты вилочные и с поворотными лапами для штучных грузов ящичной формы, листовых материалов и строительных панелей.

По типу привода грузозахватные устройства для штучных грузов можно подразделить на бесприводные с ручной застропкой и отстропкой грузов; полуавтоматические, обеспечивающие выполнение одной из этих операций без участия стропальщика, в том числе и с дистанционным управлением; автоматические, которые обе операции выполняют без участия стропальщика;

2) специальные захваты для контейнеров:

· бесприводные полуавтоматические и автоматические захваты;

· приводные автоматические.

3) грузозахватные устройства для сыпучих материалов – грейферы;

4) захватные устройства напольных погрузчиков для перегрузки пакетированных грузов:

· вилочные для грузов, уложенных на поддоны;

· клещевые для перегрузки ящиков, кип, бочек, рулонов и др.

Вопросы для самопроверки к разделу 2

1. На какие группы классифицируют подъемно-транспортные машины (ПТМ) ?

2. Что такое вспомогательные устройства?

3. Какими основными параметрами характеризуются ПТМ?

4. Что понимается по номинальной грузоподъемностью?