Проектирование погрузчика

Устройство пневмоколесного одноковшового фронтального и рычажного фронтального погрузчиков. Анализ существующих авторских свидетельств и патентов. Основные параметры и размеры проектируемого погрузчика. Характеристика и составление функциональных схем.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Введение

Одноковшовые фронтальные погрузчики применяются в транспортном строительстве для складирования разрыхленных грунтов и кусковых каменных материалов в бурты, погрузки сыпучих и кусковых материалов из буртов в транспортные средства, распределения дорожно-строительных материалов, зачистных и планировочных работ и перевалки штучных грузов. При необходимости они могут выполнять и небольшие объемы земляных работ. Одноковшовые фронтальные погрузчики различаются типом рабочего оборудования, типом ходового оборудования, способом поворота и типоразмером. Рабочее оборудование стреловых погрузчиков состоит из пространственной стреловой конструкции, одной осью закрепленной на передней части рамы машины, а средней частью опирающейся на штоки гидроцилиндров опускания/подъема стрелы.

Рис. 1. ? Устройство пневмоколесного одноковшового фронтального погрузчика.

1 - ковш; 2 - гидроцилиндры управления ковшом; 3 - кабина оператора; 4 - двигатель; 5 - пневмоколеса; 6 - задняя рама; 7 - шарнирное сочленение рам; 8 - передняя рама; 9 - стрела



Рис. 2. ? Устройство рычажного Z-механизма фронтального погрузчика.

1 - ковш; 2 - рычажный механизм; 3 - колесо; 4 -стрела; 5 - гидроцилиндр наклона ковша; 6 - гидроцилиндр подъема/опускания стрелы; 7- элемент рамы погрузчика Сами гидроцилиндры шарнирно опираются на раму. На консольном конце стреловой конструкции шарнирно крепится фронтальный ковш, наклон которого изменяется одним или двумя гидроцилиндрами через рычажный механизм наклона ковша. В Z-механизме точка опоры рычага находится между точками приложения сил, что обеспечивает повышенное усилие на кромке ковша (силу отрыва). В Н-механизме точка опоры рычага находится с одной стороны от точек приложения сил, благодаря чему он отличается увеличенным углом запрокидывания ковша. Уплотнения шарнирных соединений рычажных механизмов и стрелы должны надежно удерживать смазку и предотвращать проникновение внутрь пыли, грязи и влаги. В этом случае увеличивается долго­вечность шарниров и снижается трудоемкость их обслуживания.



Рис. 3. ? Устройство рычажного Н-механизма фронтального погрузчика.

1 - ковш; 2 - рычажный механизм; 3 - колесо; 4 - стрела; 5 - гидроцилиндр наклона ковша; 6 - гидроцилиндр подъема/опускания стрелы; 7- элемент рамы погрузчика Стандартные ковши с прямой режущей кромкой используются при перегрузке песка, гравия и глинистых грунтов с насыпной плотностью от 1,4 до 1,8 т/м3. Дополнительно такие ковши могут комплектоваться сменной двухсторонней режущей кромкой (сплошной или из сегментов), изготовленной из упрочненной износостойкой стали очень высокой твердости. Челюстные ковши увели- чивают высоту выгрузки и позволяют погрузчикам толкать и послойно разравнивать грунт, планировать поверхность, захватывать сыпучие и штучные грузы. Челюсти ковшей управляются дополнительными гидроцилиндрами, поэтому погрузчик должен оснащаться специальным гидравлическим контуром. Для работы с крупнокусковым камнем используются ковши повышенной прочности с треугольной или прямой режущей кромкой, с зубьями или без них. Ковши повышенной (в 1,5...2,5 раза) вместимости применяют при перегрузке древесной щепы, бытовых отходов, угля, торфа, снега, сельскохозяйственных грузов. Решетчатые козырьки тяжелых и облегченных ковшей не мешают опе­ратору при движении и позволяют контролировать процесс наполнения ковша. В комплект сменного оборудования современных фронтальных погрузчиков кроме ковшей разного назначения также входят вилочные захваты, крановые стрелы, подметальные щетки и асфальтовые резаки.

Одноковшовый фронтальный погрузчик (ТО-28A) предназначен для механизации погрузочно-разгрузочных работ с сыпучими и мелкокусковыми материалами, для землеройно-транспортных работ на грунтах до III категории без предварительного рыхления, а также строительно-дорожных, монтажных и такелажных работ с помощью сменных рабочих органов.

Не допускается использование погрузчика для погрузки агрессивных материалов и материалов, вредно воздействующих на здоровье человека.

Погрузчик может использоваться в промышленности, гражданском и дорожном строительстве, а также в сельском хозяйстве.

Погрузчик может эксплуатироваться в районах умеренного климата при температуре окружающего воздуха от минус 20 до плюс 40 градусов по Цельсию.

Область применения погрузчика расширяется при комплектовании его сменными рабочими органами на фронтальное навесное оборудование.

Анализ существующих авторских свидетельств и патентов

Устройство работает следующим образом:

У бульдозерного оборудования шарнирное соединение передней челюсти с кронштейнами отвала выполнено из гильзы, к которой прикреплены боковые стенки челюсти, и из смонтированной на кронштейнах отвала и пропущенной через гильзу поворотной балки, связанной с гидроцилиндрами управления, при этом гильза установлена на поворотной балке с возможностью продольного перемещения и фиксации, а кронштейны установлены на верхних частях торцевых сторон отвала.

Недостатком этого бульдозерного оборудования является невозможность проводить работы (отрывка траншей, захват и перемещение грузов и др.) вблизи зданий, у тротуаров и в других труднодоступных местах в связи с фиксированным положением передней челюсти в середине отвала, т.е. данное оборудование обладает суженными технологическими возможностями.

А.С. № 1135857, класс Е 02 F 3/76, 1980 (прототип) СССР

Бульдозерное оборудование, содержащее толкающие брусья отвал с основным ножом, шарнирно соединенную с кронштейнами отвала переднюю челюсть с захватами и дополнительным шарнирно закрепленным ножом, и гидроцилиндры управления челюстью, отличающееся тем, что, с целью расширения его технологических возможностей, оно снабжено шарнирно прикрепленными серединами к кронштейнам отвала коромыслами и гидроцилиндрами их управления, установленными корпусами на тыльной стороне отвала, и штоками, соединенными с одними концами коромысел, которые другими концами соединены с захватами, при этом захваты имеют ряд монтажных отверстий для регулировочного соединения с коромыслами.

А.С. № 1051175, класс Е 02 F 3/76, 1980 (прототип) СССР

В бульдозерном оборудовании передняя челюсть соединена с кронштейном посредством закрепленной на последнем сферической головки и прикрепленной к боковым стенкам челюсти поперечной балки со сферическим гнездом, в котором размещена сферическая головка, а нижние концы боковых стенок связаны между собой посредством поперечины с расположенным под дополнительным ножом с возможностью взаимодействия с режущей кромкой, основного ножа продольным выступом.

Недостатком известного бульдозерного оборудования является малая надежность работы при захвате передней челюстью длинномерных грузов с изменяющимся по длине диаметром, так как соприкосновение захватной части челюсти с грузом происходит в одной точке, а это не обеспечивает необходимой фиксации груза в поднятом состоянии и может вызвать его выпадение при движении машины.

А.С. № 972010, класс Е 02 F 3/76, 1981 СССР

Рыхлительные зубья жестко закреплены на поперечной балке, а отвал шарнирно установлен на рыхлительных зубьях и вязан с гидроцилиндрами управления, причем угол наклона нижней части тыльной поверхности отвала равен углу рыхления зубьев. Тыльная поверхность отвала и лобовые поверхности рыхлительных зубьев выполнены с насечкой.

Недостатком известных рабочих органов является низкая эффективность разработки прочных грунтов из-за удаленности зубьев от базовой машины, что не позволяет развивать на зубьях необходимые усилия рыхления; узкая область применения, невозможность использования рабочего органа для захвата и перемещения строительных материалов.

А.С. № 899775, класс Е 02 F 3/76, 1980 СССР

Бульдозерное оборудование снабжено шарнирно соединенной с верхней частью отвала траверсой, имеющей жестко связанные между собой коромысла и рычаг, при этом коромысла одними концами шарнирно соединены с передней челюстью, которая посредством дополнительных гидроцилиндров связана с другими концами коромысел, а гидроцилиндр поворота челюсти соединен с рычагом.

Недостатком его является невозможность изменения ножевой системы в зависимости от физико-механического состояния грунта.

Техническое решение.

Рис. 4. - Техническое предложение, стандартный ковш, с установленным на него захватом.



Чтобы еще больше расширить область применения погрузчика, было разработано техническое предложение, призванное повысить уровень производительности погрузчика и универсальности, как строительной машины, расширив тем самым круг выполняемых работ.

На стандартный ковш погрузчика ТО-28А установлены два захвата, которые закреплены по бокам ковша и соединены между собой. Соединение достигается тем, что между направляющими захвата с внутренней стороны имеется стальной лист, который обеспечивает, помимо жесткости конструкции, еще и удержание материала, находящегося в ковше. Для создания большей жесткости конструкции установлены поперечные полые трубки. Также для лучшего зацепления штучных грузов, таких как большие камни, бревна, небольшие бетонные балки имеется зубчатая поверхность на ковше и продольных захвата. Для подъема и опускания захвата были установлены два дополнительных гидроцилиндра, работающих одновременно, соединение и удержание гидроцилиндров осуществляется по центру длины гидроцилиндра, что обеспечивает поворот г...