Универсальные малогабаритные землеройно-транспортные машины
Для выполнения малых объемов работ в коммунальном и сельском хозяйстве, в стесненных условиях реконструкции промышленных, гражданских и жилых зданий, при строительстве станций метрополитена, при реконструкции, строительстве, ремонте и содержании улиц и городских дорог в Америке, Европе и Австралии при погрузочно-разгрузочных работах в морских и речных портах, на складах и терминалах находят широкое применение мини-погрузчики. Чрезвычайно высокая маневренность мини-машин и наличие широкого спектра сменного рабочего оборудования (до 100 видов) позволяют полностью решить проблему малой механизации труда.
К малогабаритным землеройно-транспортным машинам относят погрузчики небольших габаритных размеров, малой массы - до 7 т, с двигателем мощностью 8-60 кВт.
Большинство моделей мини-погрузчиков имеют колесный движитель со всеми ведущими колесами и объемную гидравлическую трансмиссию. Такая трансмиссия обеспечивает независимый привод каждого борта машины, диапазон силового регулирования 0-4 и бесступенчатое изменение скорости движения до 13 км/ч. При помощи специальных быстроразъемных муфт и рукавов высокого давления гидромоторы и гидроцилиндры для привода сменного рабочего оборудования подключают к гидросистеме мини-машины.
При выполнении погрузочно-разгрузочных работ мини-погрузчики самого распространенного типоразмера с двигателем мощностью 21-32 кВт развивают производительность 16,8-31 т/ч.
Наиболее важными эксплуатационными особенностями мини-машин являются легкость перебазирования (на другую стройплощадку) и многофункциональность.
По данным машиностроительной фирмы "Clark" (США), являющейся ведущим изготовителем мини-погрузчиков, 30% мини-машин используются в строительстве, 17 - в сельском хозяйстве, 16 - сдают в аренду, 20% - работают в других отраслях промышленности.
Универсальные мини-машины работают во внедорожных условиях, на различных труднопреодолеваемых грунтах, вблизи стен зданий и сооружений и внутри глубоких котлованов, на этажах строящихся высотных зданий. Мини-погрузчики ведущих западных фирм рассчитаны на высокую проходимость, маневренность, работу в стесненных условиях, обеспечение эргономических норм в кабине и на рабочем месте оператора и норм по уровню внешнего шума.
Ведущие западные фирмы конструируют и выпускают две примерно одинаковые по количеству моделей группы мини-машин, основное различие которых заключается в типе системы поворота.
По заключению специалистов западных машиностроительных фирм, мини-машины с бортовым поворотом более маневренны, в то время как машины с шарнирно сочлененной рамой и всеми ведущими колесами имеют лучшие показатели скорости движения и грузоподъемности.
Мини-машины с бортовым поворотом (при одинаковой грузоподъемности с погрузчиками с шарнирно сочлененной рамой) имеют, как правило, более мощный двигатель и больший расход топлива. Текущие расходы на содержание машины с бортовым поворотом выше, чем на содержание погрузчика с шарнирно сочлененной рамой. Однако мини-машины с бортовым поворотом обладают одним функциональным преимуществом, делающим их незаменимыми в условиях ограниченного пространства, - возможностью поворота на месте вокруг центра масс без продольного перемещения машины.
По маневренности погрузчики со всеми управляемыми колесами могут составить конкуренцию машинам с бортовым поворотом. Применение специальной рулевой системы, обеспечивающей поворот колес на угол С90°, позволяет осуществлять не только разворот на месте, но и движение вбок перпендикулярно к продольной оси машины, (движение "крабом"), что дает определенные эксплуатационные преимущества по сравнению с погрузчиками с бортовым поворотом.
Фирма "Kramer" (ФРГ) выпускает модель погрузчика 314 со всеми управляемыми колесами. Погрузчик модели 314 создан на базе специального шасси с гидрообъемной трансмиссией и всеми управляемыми и ведущими колесами. Его характерной особенностью является применение специальной запатентованной фирмой "Kramer" рулевой системы, обеспечивающей поворот колес на угол С90°, что обеспечивает возможность разворота машины на месте с минимальным радиусом поворота 1315 м (по следу наружного колеса) при базе 1470 м, а также перемещение машины боком перпендикулярно к продольной оси машины. В результате погрузчик имеет исключительно высокую маневренность, что особенно важно при работе в стесненных условиях. Шасси имеет компоновку с передним расположением кабины, задним расположением двигателя и смещенной назад за кабину осью шарнирного соединения стрелы с рамой машины. В отличие от кабины мини-погрузчиков с бортовым поворотом здесь кабина смещена относительно продольной оси машины влево для размещения с правой стороны однобалочной асимметричной стрелы рабочего оборудования. В результате вход в кабину с левой стороны остается свободным.
Компоновочные схемы землеройно-транспортных мини-машин.
Общие компоновочные схемы мини-погрузчиков обусловлены их малыми размерами, необходимостью обеспечения тягово-сцепных свойств и устойчивостью к опрокидыванию, а также принятой схемой поворота, определяющей тип рамы (цельная, жесткая или шарнирно сочлененная).
Примером рациональной компоновки являются малогабаритные колесные погрузчики с бортовым поворотом: жесткая подвеска колес (отсутствие их вертикального перемещения относительно основной рамы), механизм поворота за счет изменения относительных скоростей вращения левых и правых колес, рама, элементы которой используются не только как жесткий каркас, но и как емкости для рабочей жидкости гидросистем и топлива. Мини-погрузчики с бортовым поворотом состоят из рамы, двигателя, гидрообъемной трансмиссии, бортовых передач, ходовой части, рабочего оборудования с гидроприводом, системы управления и рабочего места оператора.
Мини-машины англо-американских фирм.
Рама машины моноблочная, сварная, образована двумя коробчатыми лонжеронами, соединенными между собой также коробчатыми поперечными связями. Фирма "Clark" в погрузчиках типа "Bobcat" применяет хребтовые рамы, в которых центральная часть используется для монтажа двигателя и гидрообъемной трансмиссии. В случае разгерметизации соединений масло не вытекает наружу, а остается в центральной емкости. Машины "Bobcat" находят широкое применение при работах внутри зданий, в трюмах кораблей для погрузки зерна. В задней части лонжеронов имеются стойки для шарнирного крепления стрелы погрузчика.
Фирма "Clark" (США) поставляет в страны Западной Европы и в СНГ большое количество малогабаритных фронтальных погрузчиков "Bobcat", в основном моделей 843 (см. рис. 1) и 947.
Кроме основного рабочего органа - ковша, предусмотрена установка на погрузчике дополнительного рабочего оборудования: щетки, ковша обратной лопаты, планировочного отвала, цепного, щелеобразователя, челюстного захвата, вилочного разравнивателя, оборудования для пересадки деревьев, бура, грузовых подхватов, крановой стрелы, вибромолота. В отличие от обычных погрузчиков, управляемых от рулевой колонки, погрузчики "Bobcat" оснащены двумя независимыми друг от друга рычагами, установленными слева и справа от водителя. Этими рычагами осуществляется управление движением и частотой вращения колес на соответствующей стороне машины. Движение вперед по прямой достигается равномерным переводом обоих рычагов вперед, а движение назад - таким же переводом рычагов на себя. При левом повороте (правый рычаг вперед, левый - на себя) правые колеса машины движутся вперед, а левые - назад, в результате чего погрузчик поворачивается, фактически оставаясь на месте, вокруг воображаемой оси, проходящей через центр машины. Аналогично выполняется и поворот вправо. Такое управление с бортовым поворотом позволяет повернуть машину на 360°, практически не выезжая за пределы занимаемой ею площадки, обеспечивая тем самым высокую маневренность даже на очень стесненных участках.
Для достижения высокой маневренности необходим правильный выбор соотношения между шириной колеи и расстоянием между осями. Если это отношение меньше единицы, погрузчик нестабилен и имеет малую грузоподъемность. Если это отношение намного больше единицы, значительно возрастает мощность, требуемая для работы, и уменьшается маневренность. Фирма "Clark" в моделях таких погрузчиков реализовала оптимальное отношение между шириной колеи и расстоянием между осями, которое выбрано немногим более единицы. Другой фактор маневренности погрузчиков - рациональное распределение в них массы конструкции. В незагруженном состоянии 70% массы машины приходится на ее заднюю часть и только 30% - на переднюю. Только в таком положении машина может поворачиваться вокруг задней оси при пробуксовке передних колес. В загруженном положении, наоборот, 70% массы приходится на его переднюю часть и около 30% - на заднюю. В этом положении машина имеет возможность поворачиваться вокруг центра передней оси, буксуя при этом задними колесами. Центр вращения погрузчика всегда смещается в сторону наиболее загруженной оси.
Маневренность в сочетании с компактными размерами погрузчика и 4-колесным приводом, обеспечивающим высокую проходимость, делает возможной механизацию многих операций, которые ранее производились только вручную. Машина может работать в стесненных условиях, в низких помещениях и на низких объектах, проезжать через узкие двери и проемы. На погрузчиках "Bobcat" установлены оригинальные устройства для надежного креплению любого сменного органа в течение 2-3 мин одним оператором.
Компактность гидросиловых установок погрузчиков "Bobcat" достигается применением трехсекционных гидронасосов и непосредственным соединением их с гидромоторами. Трехсекционный гидронасос имеет две аксиально-плунжерные секции с подачей по 63 л/м на давление 24 МПа, каждая из которых питает соответствующий бортовой высокомоментный гидромотор привода колес левой и правой стороны. Третья секция лопастного типа на давление 15,1 МПа и с подачей 43,5 л/м питает привод рабочего оборудования.
Фирма "J.J.Case" (США-Англия) модернизировала выпускаемые ею погрузчики с бортовым поворотом моделей 1835, 1845. Обе модели получили индекс "В". Модернизированные машины отличаются от ранее созданных в основном двигателями и гидрооборудованием (новые насосы и гидромоторы). Габаритные размеры машин оставлены без изменения. Основные узлы и агрегаты машин 1835В и 1845В унифицированы. На них установлен трехцилиндровый дизель с жидкостным охлаждением модели В164 фирмы "David Brown" (США), на погрузчике 1835В он дефорсирован на 7 кВт. Для крепления двигателя на раме использована четырехточечная подвеска (две точки вверху и две внизу), что позволило снизить шум и вибрацию во время работы. Двигатель расположен традиционно сзади и служит одновременно противовесом.
Гидросистема погрузчиков включает в себя сдвоенный гидронасос переменной подачи, шестеренный подпиточный насос, шестеренный насос привода рабочего оборудования, два нерегулируемых гидромотора привода хода, гидроцилиндры поворота ковша и подъема стрелы и регулирующую аппаратуру. Для модели 1845В насосы и гидромоторы поставляются фирмой "Viekers" (США), на модели 1835В устанавливаются насосы той же фирмы, а гидромоторы - фирмы "T.R.W." (США).
На модели мини-погрузчика 1845В новая компоновка гидроагрегатов позволила улучшить охлаждение гидравлической жидкости и облегчить доступ для обслуживания и ремонта. Два гидромотора обеспечивают независимый привод колес. Гидромотор приводит в действие планетарный редуктор, на выходном валу которого крепится ведущая звездочка двухступенчатого цепного бортового редуктора.
Рама мини-погрузчиков несущего типа сварная, коробчатого сечения. Внутренние полости рамы используются в качестве гидравлических резервуаров: бака гидросистем привода хода и рабочего оборудования и двух масляных ванн, в которых работают бортовые цепные редукторы. Заполненные маслом емкости рамы служат противовесом и улучшают устойчивость погрузчика.
Для расширения области применения мини-погрузчики фирмы "J.J.Case" комплектуются несколькими сменными рабочими органами и устройством для быстрой их смены. Кроме различного типа ковшей (для модели 1835В - шесть типов ковшей, для модели 1845В - восемь), выпускаются две модели (D100 и D130) обратных лопат. Модель D100 предназначена для обоих мини-погрузчиков, а модель D130 - для погрузчика 1845В. В модели 1835В обратная лопата навешивается на стрелу вместо рычажного механизма ковша. В модели 1845В погрузочное оборудование поднимается, а обратная лопата устанавливается на раму.
Кабина мини-погрузчиков фирмы "J.J.Case" оборудована устройством "Rops" (для защиты оператора при опрокидывании машины). Панель приборов расположена на правой стойке и, кроме указателя уровня топлива, оборудована сигнальными лампами, контролирующими основные функции машины. На этой боковой стойке расположен также ключ стартерного запуска машины, выполняющей одновременно функции выключателя массы, привода клапана отсечки топлива и включения предпускового подогревателя.
С правой стороны в кабине расположено устройство для фиксации стрелы погрузчика в крайнем верхнем положении. Все функции управления движением машины и работой погрузочного оборудования осуществляются двумя рычагами. Технические характеристики мини-погрузчиков фирмы "J.J.Case" приведены в табл. 8.
Фирма "Gehl" (США) начала специализироваться на производстве мини-машин с бортовым поворотом на двух заводах в штате Южная Дакота, постепенно завоевала европейский рынок и в настоящее время занимает второе место в мире в этой области после фирмы "Clark".
Фирма открыла свой филиал "Gehl GmbH" в ФРГ, который, помимо выпуска мини-погрузчиков, разработал и выпускает ряд собственных машин специально для европейского рынка. В качестве примера может служить мини-погрузчик с бортовым поворотом модели SL1620, являющийся наименьшим в серии погрузчиков фирмы "Gehl". На машине установлен двигатель мощностью 15,4 кВт, а ширина машины, оборудованной универсальным ковшом, составляет всего 910 мм. Новый мини-погрузчик с бортовым поворотом модели SL5625 с двигателем мощностью 41,2 кВт занимает промежуток в ряду мини-погрузчиков, выпускаемых фирмой, между моделями SL4610 и SL6620.
На погрузчике модели SL5625 установлен дизельный двигатель "Perkins" модели 4.154 с водяным охлаждением мощностью 41,2 кВт. Машина имеет гидрообъемный привод хода. Грузоподъемность - 770 кг, масса - 2,54 т. Стандартное рабочее оборудование включает погрузочный ковш и ковш обратной лопаты с гидравлическим управлением. Кабина типа "Rops" обеспечивает безопасность оператора при опрокидывании машины и падении предметов. Фирма "Gehl" разработала также мини-погрузчик "GehlmaxKL305" с шарнирно сочлененной рамой. Масса машины 3000 кг. Она оборудована трехцилиндровым дизельным двигателем марки "Perkins" модели 103-15 мощностью 23,5 кВт, входящим в широко распространенную серию 100. На погрузчике может быть установлен двигатель марки "Perkins" мощностью 30 кВт. Привод хода гидрообъемный. Наибольшая транспортная скорость составляет 20 км/ч, максимальное тяговое усилие - 2600 кг.
Мини-машины фирм Европы и Японии.
Фирмой "Komatsu" (Япония) создан типоразмерный ряд погрузчиков с бортовым поворотом и рабочим оборудованием, расположенным перед кабиной (модели SK-04, SK-07 и SK-08). Это значительно улучшает доступ к рабочему месту через боковые проемы, повышает безопасность, так как лонжероны стрелы при подъеме и опускании ковша не пересекают входные проемы в кабине.
Фирма "HSI" (Голландия) выпускает мини-погрузчик модели 1231 со стрелой, лонжероны которой в нижнем положении располагаются над дверным проемом, обеспечивая большую безопасность оператора на рабочем месте. Для обеспечения маневренности и компактности машины колесная база выбирается минимальной и равняется диаметру колеса плюс зазор между колесами (не более 100 мм). Двигатель с насосами привода хода, портал рабочего оборудования (задние стойки), а также топливный и гидробаки располагаются в задней части.
Программа выпуска мини-погрузчиков фирмы "Lanz" (ФРГ) включает 10 моделей. Наименьшим в ряду выпускаемых фирмой погрузчиков является "Zetcat 20". Это универсальная машина, предназначенная для погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях. Погрузчик поставляется с комплектом сменного рабочего оборудования различного назначения, быстрая замена которого осуществляется с помощью специального устройства. В стандартном исполнении он выпускается с гидрообъемным приводом хода и застекленной шумоизолированной кабиной. Погрузчик комплектуется ковшом шириной 1150 или 890 мм (по выбору заказчика), он оснащен двухцилиндровым дизельным двигателем с воздушным охлаждением, шинами размером 28х9.00-15. Высота разгрузки - 1920 мм, скорость передвижения вперед и назад - 6 км/ч, дорожный просвет - 180 мм. Габаритные размеры, мм: длина - 2700, ширина - 895 (или 1055) по внешней кромке шин, высота с кабиной - 1910. Масса 1310 кг.
Подавляющее большинство фирм-изготовителей выпускает двухосные машины, однако находят применение и трехосные. Фирма "Melroe" (США) выпускает шестиколесный трехосный погрузчик с бортовым поворотом модели 660. Отличительными особенностями этой машины являются индивидуальный привод всех шести колес, рабочее оборудование с параллелограммной системой подъема стрелы и монтаж блока силовой установки, состоящей из двигателя с системой охлаждения, насосов, топливного и гидробаков на специальной раме. Эта рама установлена в основной раме на салазках и может выдвигаться назад вдоль продольной оси машины для технического обслуживания. Для работы на площадках с низкой несущей способностью фирма "Melroe" выпускает шестиколесный погрузчик модели 1213 с балансирной установкой колес. Передние и средние колеса каждого борта размещаются на концах свободно качающегося балансира, а заднее колесо установлено на специальном рычаге, угловое положение которого устанавливается при помощи гидроцилиндра с рабочего места. Переднее и среднее колеса для увеличения тягово-цепных свойств могут охватываться специальной гусеничной лентой.
В последнее время многие ведущие машиностроительные фирмы Запада выпускают гусеничные мини-машины на базе конструктивной схемы погрузчиков на колесном ходу. Такие машины выпускают фирмы: "Lanz" (ФРГ) - модели R41, R50, R60 (см. табл. 9); "Pel-Job" (Франция) - модель ЕВ11; "Takeuchi" (Япония) - модель TL20; "Haka" (Финляндия) - модель "Joutra". Машины на гусеничном ходу эффективно используются на грунтах с низкой несущей способностью.
Микропогрузчики.
Отдельную группу мини-погрузчиков с бортовым приводом представляют машины сверхмалой мощности, в которых рабочее место оператора (в виде консоли из-за недостатка места) располагается сзади машины и управление осуществляется оператором, стоящим на консоли. Такие погрузчики выпускают фирмы "Pоwerfab", "Micro Excavators" (Великобритания), "Little Beaver", "Riga`1 Universal Loaders" (Австралия), "Little John", "Ramond Equipment Corp." (США), "Vilakone OY" (Финляндия), "Lanz" (ФРГ).
Самой крупной из этой группы является модель "Dingo 1000" мощностью 14 кВт фирмы "Riga`1 Universal Loaders" (табл. 3). Основная рама сварная, жесткая, состоит из двух коробчатых лонжеронов, в которых размещены цепные передачи на колеса. Приводные гидродвигатели располагаются снаружи между колесами. Все четыре колеса приводные. В задней части рамы установлены коробчатые стойки, используемые как баки для рабочей жидкости (левая) и топлива (правая). В поперечине, соединяющей стойки в верхней части, установлен гидрораспределитель, рычаги управления которым выведены наверх. Над рычагами имеются специальные скобы, на которые опираются ладони оператора. Пальцами он управляет гидрораспределителем. Эти машины применяются в строительстве для уборки мусора (основной погрузочный ковш, двухчелюстной ковш, экскавационное оборудование, в том числе многоковшовое), для работы с гидромолотами, дорожными фрезами, нарезчиками швов, бетоносмесителями небольшого объема, в коммунальном хозяйстве - с подметальным и пылесосным оборудованием.
Имеется группа микромашин (пешеходные), на которых нет рабочего места из-за малой мощности и небольших габаритов. В настоящее время созданы следующие микромашины пешеходного типа: катки, экскаваторы и бульдозеры.
Фирма "Kubota Tractor" (австралийское отделение японской фирмы) выпускает гусеничный микробульдозер пешеходного типа модели KD-I-E Bullpet с двигателем мощностью 6 кВт и эксплуатационной массой 1000 кг (см. табл. 4). Удельное давление на опорную поверхность равно 0,019 МПа, что обеспечивает эффективную работу на грунтах с низкой несущей способностью. Микробульдозер предназначен для механизации малых объемов работ в стесненных условиях. По мнению фирмы, он может заменить труд 20-30 человек. Основную часть машины составляет гусеничная ходовая часть. Гусеничный ход тракторного типа с башмаками толщиной 9 мм. Задняя звездочка ведущая, переднее колесо натяжное. Двигатель фирмы "Kubota" модели Е9 выполнен в блоке с топливным баком, фарой, системой выхлопа и глушителем шума и установлен сверху на узкой раме машины. Под двигателем находится гидроцилиндр подъема-опускания отвала. В задней части располагается пульт управления. Для безопасности предусмотрены специальные приспособления, защищающие машиниста от наезда при заднем ходе. Предусмотрен также аварийный рычаг для немедленной остановки машины.
Большую группу мини-машин предоставляют погрузчики с ширнирно-сочлененной рамой (см. табл. 1). Большинство таких погрузчиков выпускаются с гидрообъемными трансмиссиями. Ходовая часть этой группы машин выполняется по мостовой схеме. Основная рама состоит из передней и задней полурам. На передней полураме, опирающейся на передний мост и выполняемой в виде портала, устанавливается рабочее оборудование, на задней полураме, опирающейся на задний мост, устанавливаются силовая установка с системами охлаждения и питания и насосами, а также рабочее место оператора с системами управления. Наличие гидрообъемной передачи для привода хода позволяет свободно компоновать узлы машины. Блок силовой установки, включающий двигатель, раздаточный редуктор, насосы, размещается в задней части рамы. Многие фирмы устанавливают этот блок поперек, уменьшая заднюю выступающую часть машины, но не уменьшая восстанавливающего момента сил (так как центр тяжести при этом не смещается), определяющего устойчивость машины. Установка коробки передач, карданных валов, соединяющих ее с мостами, осуществляется так же, как на машинах с гидромеханическими трансмиссиями.
Если применяются мотор-колеса, используется безмостовая схема. В этом случае силовая установка и другие узлы машины могут быть при сохранении величины дорожного просвета опущены, что уменьшает высоту машины, центр тяжести опускается.
Двигатели землеройно-транспортных машин
Двигатели для мини-машин выпускаются как специализированными фирмами, так и фирмами-изготовителями этих машин. Фирмы-изготовители выпускают двигатели с воздушным или жидкостным охлаждением, содержащие от одного до четырех цилиндров, четырехтактные, для самых малых маломощных моделей машин - двухтактные. Выпускаются как карбюраторные (бензиновые, керосиновые), так и дизельные двигатели.
По заказу поставляются модификации двигателей, использующих в качестве топлива природный газ на основе метана. Для работы в закрытых помещениях (складах, вагонах, трюмах кораблей) на мини-погрузчиках устанавливают модификации двигателей, работающих на газе, так как эти двигатели имеют менее токсичный состав выхлопных газов. По заказу потребителей фирма "Clark" поставляет машины с электродвигателем. Питание осуществляется через кабель, подвешенный на высоте 1,5-2 м. Натяжение производится специальным барабаном, установленным на машине.
Рабочее место оператора мини-погрузчика
Для обеспечения безопасности работы оператора мини-машины оборудуются жестким защитным каркасом над рабочим местом, отвечающим требованиям защиты оператора от падающих предметов и при опрокидывании (система Fops и Rops). Боковые части каркаса на машинах с бортовым поворотом закрываются защитными решетками, исключающими травмирование оператора элементами рабочего оборудования. Важным вопросом является снижение уровня шума у органов слуха оператора. Частично эта проблема решается при помощи установки кабины закрытого типа с хорошей звуко- и виброизоляцией пола и задней стенки. Доступ к двигателю и трансмиссии обеспечивается опрокидыванием кабины или смещением ее вперед. Звуко- и виброизоляция устанавливаются также на облицовке капота двигателя. На машинах с шарнирно сочлененной рамой управление траекторией осуществляется рулевым колесом, связанным через гидромеханизм с гидроцилиндрами поворота. На панели приборов располагаются счетчик часов работы, амперметр, указатель давления масла двигателя, указатель температуры воды или масла в двигателе, указатель уровня топлива в баке, указатели загрязненности фильтра гидросистемы. Для облегчения контроля за состоянием машины большинство стрелочных приборов заменяются контрольными лампами предельного состояния.
Рабочее оборудование мини-погрузчиков
Рабочее оборудование является важнейшим узлом машины. Комплексы оборудования машин с бортовым поворотом и шарнирно сочлененной рамой аналогичны по составу и включают сменный рабочий орган, суппорт, механизм подъема-опускания, поворота рабочего органа и гидропривод. Сменные рабочие органы могут навешиваться на стрелу или непосредственно на раму мини-погрузчика. В первом случае для быстрой смены рабочих органов применяются специальные устройства. При этом смена рабочих органов и их фиксация на стреле могут осуществляться из кабины оператора. Во втором случае для установки дополнительного рабочего оборудования на раме машины предусматриваются специальные присоединительные места. Для машин с бортовым приводом и шарнирно сочлененной рамой комплект сменных рабочих органов идентичен и характеризуется большим разнообразием (до 100 видов) в зависимости от типоразмера машины и области ее применения (строительство, складское хозяйство, коммунальное хозяйство, сельскохозяйственное производство, работа в портах или на кораблях).
Основной погрузочный ковш
Такой ковш предназначен для черпания и погрузки грунта, сыпучих материалов плотностью до 1,6 т/м3. Мини-машины с погрузочным ковшом эффективно работают в стесненных условиях строительства, включая сельское строительство, в речных и морских портах на погрузке сыпучих материалов в трюмы кораблей. Погрузочные ковши вместимостью 0,15-0,7 м3 и шириной 900-2100 мм выполнены с режущей кромкой сплошной или с зубьями.
Двухчелюстной ковш
Он позволяет срезать слой грунта, выполнять планировочные и грейферные работы, захват и погрузку негабаритных грузов, погрузку сыпучих и кусковых материалов различной плотности. Вместимость двухчелюстного ковша примерно в 1,7 раза больше, чем у основного ковша.
Экскавационное оборудование
Оно предназначено для разработки небольших траншей, котлованов. Для работы вблизи зданий, фундаментов, в стесненных условиях предусмотрена возможность поперечного смещения стрелы до 1,1 м относительно продольной оси машины. В состав экскавационного оборудования, помимо стрелы, рукояти и ковша обратной лопаты, входит также специальный суппорт с двумя опорами и поперечными направляющими для перемещения стрелы.
Ковш с боковой разгрузкой
Его применяют при работе машины в особо стесненных условиях строительства, повышая ее производительность на 10-15%, при этом машина работает челночным способом. С помощью этого ковша можно также по ходу движения машины последовательно подсыпать на дно траншеи мягкий грунт и окончательно засыпать траншею. Ковшом вместимостью до 0,8 м3 оборудуют машины грузоподъемностью 1,5-2 т.
Гидромолот
Он предназначен для рыхления мерзлого грунта, разрушения стен и перекрытий из бетона, для вскрышных работ и ремонта дорог с асфальтобетонным покрытием. Сменные рабочие наконечники для гидромолота: долото с режущей кромкой разной формы и размера, трамбующая плита. На мини-погрузчиках применяют гидромолоты массой 130-150 кг, работающие при давлении 10-13 МПа. Частота ударов 450-1200 мин.-1
Буровое оборудование
Оно предназначено для бурения ям под столбы, для обустройства автомобильных дорог. В зависимости от размера машины диаметр бура 150-600 мм, глубина бурения до 1270 мм. Применяя удлинитель, можно увеличить глубину бурения до 1625 мм.
В последнее время мини-погрузчики используют для ремонта дорожных одежд. При этом в качестве рабочего оборудования применяют шнековый перегружатель грунта, дорожную фрезу для холодного фрезерования асфальтобетонных покрытий, дорожный валец и шнековый распределитель песка и гравия.
Шнековый перегружатель грунта
Он предназначен для засыпки небольших траншей по ходу движения машины. Перегружателями грунта оборудуют машины мощностью 30-45 кВт.
Дорожная фреза для холодного фрезерования асфальтобетонных покрытий
Ее монтируют на стреле погрузчика. Демонтаж и замену фрезы на другое оборудование выполняет человек за 5 мин. Фреза, установленная на погрузчике массой 2300 кг с двигателем мощностью 32 кВт (модель 4610 фирмы "Gehl") может обработать полосу покрытия шириной 100-400 мм, с глубиной фрезерования до 120 мм. На фрезерном барабане расположен 41 резец, срок их службы равен 200 ч. Производительность фрезы при обработке полосы шириной 300 мм и глубине фрезерования 50 мм около 700 м2 поверхности покрытия за 8 ч работы.
Плужно-роторный снегоочиститель
Его используют в коммунальном хозяйстве для чистки тротуаров и улиц с формированием снежных валков. Снегоочистителем оборудуют машины массой 1,5-3 т и более. Мини-погрузчик фирмы "Lanz" массой 3 т с двигателем мощностью 40-54 кВт, оборудованный плужно-роторным снегоочистителем, имеет рабочие параметры: ширину захвата 1850 мм, производительность 2000 м3/ч, максимальную дальность выброса снега 20 м.
Евгений МАРГАЙЛИК
К малогабаритным землеройно-транспортным машинам относят погрузчики небольших габаритных размеров, малой массы - до 7 т, с двигателем мощностью 8-60 кВт.
Большинство моделей мини-погрузчиков имеют колесный движитель со всеми ведущими колесами и объемную гидравлическую трансмиссию. Такая трансмиссия обеспечивает независимый привод каждого борта машины, диапазон силового регулирования 0-4 и бесступенчатое изменение скорости движения до 13 км/ч. При помощи специальных быстроразъемных муфт и рукавов высокого давления гидромоторы и гидроцилиндры для привода сменного рабочего оборудования подключают к гидросистеме мини-машины.
При выполнении погрузочно-разгрузочных работ мини-погрузчики самого распространенного типоразмера с двигателем мощностью 21-32 кВт развивают производительность 16,8-31 т/ч.
Наиболее важными эксплуатационными особенностями мини-машин являются легкость перебазирования (на другую стройплощадку) и многофункциональность.
По данным машиностроительной фирмы "Clark" (США), являющейся ведущим изготовителем мини-погрузчиков, 30% мини-машин используются в строительстве, 17 - в сельском хозяйстве, 16 - сдают в аренду, 20% - работают в других отраслях промышленности.
Универсальные мини-машины работают во внедорожных условиях, на различных труднопреодолеваемых грунтах, вблизи стен зданий и сооружений и внутри глубоких котлованов, на этажах строящихся высотных зданий. Мини-погрузчики ведущих западных фирм рассчитаны на высокую проходимость, маневренность, работу в стесненных условиях, обеспечение эргономических норм в кабине и на рабочем месте оператора и норм по уровню внешнего шума.
Ведущие западные фирмы конструируют и выпускают две примерно одинаковые по количеству моделей группы мини-машин, основное различие которых заключается в типе системы поворота.
По заключению специалистов западных машиностроительных фирм, мини-машины с бортовым поворотом более маневренны, в то время как машины с шарнирно сочлененной рамой и всеми ведущими колесами имеют лучшие показатели скорости движения и грузоподъемности.
Мини-машины с бортовым поворотом (при одинаковой грузоподъемности с погрузчиками с шарнирно сочлененной рамой) имеют, как правило, более мощный двигатель и больший расход топлива. Текущие расходы на содержание машины с бортовым поворотом выше, чем на содержание погрузчика с шарнирно сочлененной рамой. Однако мини-машины с бортовым поворотом обладают одним функциональным преимуществом, делающим их незаменимыми в условиях ограниченного пространства, - возможностью поворота на месте вокруг центра масс без продольного перемещения машины.
По маневренности погрузчики со всеми управляемыми колесами могут составить конкуренцию машинам с бортовым поворотом. Применение специальной рулевой системы, обеспечивающей поворот колес на угол С90°, позволяет осуществлять не только разворот на месте, но и движение вбок перпендикулярно к продольной оси машины, (движение "крабом"), что дает определенные эксплуатационные преимущества по сравнению с погрузчиками с бортовым поворотом.
Фирма "Kramer" (ФРГ) выпускает модель погрузчика 314 со всеми управляемыми колесами. Погрузчик модели 314 создан на базе специального шасси с гидрообъемной трансмиссией и всеми управляемыми и ведущими колесами. Его характерной особенностью является применение специальной запатентованной фирмой "Kramer" рулевой системы, обеспечивающей поворот колес на угол С90°, что обеспечивает возможность разворота машины на месте с минимальным радиусом поворота 1315 м (по следу наружного колеса) при базе 1470 м, а также перемещение машины боком перпендикулярно к продольной оси машины. В результате погрузчик имеет исключительно высокую маневренность, что особенно важно при работе в стесненных условиях. Шасси имеет компоновку с передним расположением кабины, задним расположением двигателя и смещенной назад за кабину осью шарнирного соединения стрелы с рамой машины. В отличие от кабины мини-погрузчиков с бортовым поворотом здесь кабина смещена относительно продольной оси машины влево для размещения с правой стороны однобалочной асимметричной стрелы рабочего оборудования. В результате вход в кабину с левой стороны остается свободным.
Компоновочные схемы землеройно-транспортных мини-машин.
Общие компоновочные схемы мини-погрузчиков обусловлены их малыми размерами, необходимостью обеспечения тягово-сцепных свойств и устойчивостью к опрокидыванию, а также принятой схемой поворота, определяющей тип рамы (цельная, жесткая или шарнирно сочлененная).
Примером рациональной компоновки являются малогабаритные колесные погрузчики с бортовым поворотом: жесткая подвеска колес (отсутствие их вертикального перемещения относительно основной рамы), механизм поворота за счет изменения относительных скоростей вращения левых и правых колес, рама, элементы которой используются не только как жесткий каркас, но и как емкости для рабочей жидкости гидросистем и топлива. Мини-погрузчики с бортовым поворотом состоят из рамы, двигателя, гидрообъемной трансмиссии, бортовых передач, ходовой части, рабочего оборудования с гидроприводом, системы управления и рабочего места оператора.
Мини-машины англо-американских фирм.
Рама машины моноблочная, сварная, образована двумя коробчатыми лонжеронами, соединенными между собой также коробчатыми поперечными связями. Фирма "Clark" в погрузчиках типа "Bobcat" применяет хребтовые рамы, в которых центральная часть используется для монтажа двигателя и гидрообъемной трансмиссии. В случае разгерметизации соединений масло не вытекает наружу, а остается в центральной емкости. Машины "Bobcat" находят широкое применение при работах внутри зданий, в трюмах кораблей для погрузки зерна. В задней части лонжеронов имеются стойки для шарнирного крепления стрелы погрузчика.
Фирма "Clark" (США) поставляет в страны Западной Европы и в СНГ большое количество малогабаритных фронтальных погрузчиков "Bobcat", в основном моделей 843 (см. рис. 1) и 947.
Кроме основного рабочего органа - ковша, предусмотрена установка на погрузчике дополнительного рабочего оборудования: щетки, ковша обратной лопаты, планировочного отвала, цепного, щелеобразователя, челюстного захвата, вилочного разравнивателя, оборудования для пересадки деревьев, бура, грузовых подхватов, крановой стрелы, вибромолота. В отличие от обычных погрузчиков, управляемых от рулевой колонки, погрузчики "Bobcat" оснащены двумя независимыми друг от друга рычагами, установленными слева и справа от водителя. Этими рычагами осуществляется управление движением и частотой вращения колес на соответствующей стороне машины. Движение вперед по прямой достигается равномерным переводом обоих рычагов вперед, а движение назад - таким же переводом рычагов на себя. При левом повороте (правый рычаг вперед, левый - на себя) правые колеса машины движутся вперед, а левые - назад, в результате чего погрузчик поворачивается, фактически оставаясь на месте, вокруг воображаемой оси, проходящей через центр машины. Аналогично выполняется и поворот вправо. Такое управление с бортовым поворотом позволяет повернуть машину на 360°, практически не выезжая за пределы занимаемой ею площадки, обеспечивая тем самым высокую маневренность даже на очень стесненных участках.
Для достижения высокой маневренности необходим правильный выбор соотношения между шириной колеи и расстоянием между осями. Если это отношение меньше единицы, погрузчик нестабилен и имеет малую грузоподъемность. Если это отношение намного больше единицы, значительно возрастает мощность, требуемая для работы, и уменьшается маневренность. Фирма "Clark" в моделях таких погрузчиков реализовала оптимальное отношение между шириной колеи и расстоянием между осями, которое выбрано немногим более единицы. Другой фактор маневренности погрузчиков - рациональное распределение в них массы конструкции. В незагруженном состоянии 70% массы машины приходится на ее заднюю часть и только 30% - на переднюю. Только в таком положении машина может поворачиваться вокруг задней оси при пробуксовке передних колес. В загруженном положении, наоборот, 70% массы приходится на его переднюю часть и около 30% - на заднюю. В этом положении машина имеет возможность поворачиваться вокруг центра передней оси, буксуя при этом задними колесами. Центр вращения погрузчика всегда смещается в сторону наиболее загруженной оси.
Маневренность в сочетании с компактными размерами погрузчика и 4-колесным приводом, обеспечивающим высокую проходимость, делает возможной механизацию многих операций, которые ранее производились только вручную. Машина может работать в стесненных условиях, в низких помещениях и на низких объектах, проезжать через узкие двери и проемы. На погрузчиках "Bobcat" установлены оригинальные устройства для надежного креплению любого сменного органа в течение 2-3 мин одним оператором.
Компактность гидросиловых установок погрузчиков "Bobcat" достигается применением трехсекционных гидронасосов и непосредственным соединением их с гидромоторами. Трехсекционный гидронасос имеет две аксиально-плунжерные секции с подачей по 63 л/м на давление 24 МПа, каждая из которых питает соответствующий бортовой высокомоментный гидромотор привода колес левой и правой стороны. Третья секция лопастного типа на давление 15,1 МПа и с подачей 43,5 л/м питает привод рабочего оборудования.
Фирма "J.J.Case" (США-Англия) модернизировала выпускаемые ею погрузчики с бортовым поворотом моделей 1835, 1845. Обе модели получили индекс "В". Модернизированные машины отличаются от ранее созданных в основном двигателями и гидрооборудованием (новые насосы и гидромоторы). Габаритные размеры машин оставлены без изменения. Основные узлы и агрегаты машин 1835В и 1845В унифицированы. На них установлен трехцилиндровый дизель с жидкостным охлаждением модели В164 фирмы "David Brown" (США), на погрузчике 1835В он дефорсирован на 7 кВт. Для крепления двигателя на раме использована четырехточечная подвеска (две точки вверху и две внизу), что позволило снизить шум и вибрацию во время работы. Двигатель расположен традиционно сзади и служит одновременно противовесом.
Гидросистема погрузчиков включает в себя сдвоенный гидронасос переменной подачи, шестеренный подпиточный насос, шестеренный насос привода рабочего оборудования, два нерегулируемых гидромотора привода хода, гидроцилиндры поворота ковша и подъема стрелы и регулирующую аппаратуру. Для модели 1845В насосы и гидромоторы поставляются фирмой "Viekers" (США), на модели 1835В устанавливаются насосы той же фирмы, а гидромоторы - фирмы "T.R.W." (США).
На модели мини-погрузчика 1845В новая компоновка гидроагрегатов позволила улучшить охлаждение гидравлической жидкости и облегчить доступ для обслуживания и ремонта. Два гидромотора обеспечивают независимый привод колес. Гидромотор приводит в действие планетарный редуктор, на выходном валу которого крепится ведущая звездочка двухступенчатого цепного бортового редуктора.
Рама мини-погрузчиков несущего типа сварная, коробчатого сечения. Внутренние полости рамы используются в качестве гидравлических резервуаров: бака гидросистем привода хода и рабочего оборудования и двух масляных ванн, в которых работают бортовые цепные редукторы. Заполненные маслом емкости рамы служат противовесом и улучшают устойчивость погрузчика.
Для расширения области применения мини-погрузчики фирмы "J.J.Case" комплектуются несколькими сменными рабочими органами и устройством для быстрой их смены. Кроме различного типа ковшей (для модели 1835В - шесть типов ковшей, для модели 1845В - восемь), выпускаются две модели (D100 и D130) обратных лопат. Модель D100 предназначена для обоих мини-погрузчиков, а модель D130 - для погрузчика 1845В. В модели 1835В обратная лопата навешивается на стрелу вместо рычажного механизма ковша. В модели 1845В погрузочное оборудование поднимается, а обратная лопата устанавливается на раму.
Кабина мини-погрузчиков фирмы "J.J.Case" оборудована устройством "Rops" (для защиты оператора при опрокидывании машины). Панель приборов расположена на правой стойке и, кроме указателя уровня топлива, оборудована сигнальными лампами, контролирующими основные функции машины. На этой боковой стойке расположен также ключ стартерного запуска машины, выполняющей одновременно функции выключателя массы, привода клапана отсечки топлива и включения предпускового подогревателя.
С правой стороны в кабине расположено устройство для фиксации стрелы погрузчика в крайнем верхнем положении. Все функции управления движением машины и работой погрузочного оборудования осуществляются двумя рычагами. Технические характеристики мини-погрузчиков фирмы "J.J.Case" приведены в табл. 8.
Фирма "Gehl" (США) начала специализироваться на производстве мини-машин с бортовым поворотом на двух заводах в штате Южная Дакота, постепенно завоевала европейский рынок и в настоящее время занимает второе место в мире в этой области после фирмы "Clark".
Фирма открыла свой филиал "Gehl GmbH" в ФРГ, который, помимо выпуска мини-погрузчиков, разработал и выпускает ряд собственных машин специально для европейского рынка. В качестве примера может служить мини-погрузчик с бортовым поворотом модели SL1620, являющийся наименьшим в серии погрузчиков фирмы "Gehl". На машине установлен двигатель мощностью 15,4 кВт, а ширина машины, оборудованной универсальным ковшом, составляет всего 910 мм. Новый мини-погрузчик с бортовым поворотом модели SL5625 с двигателем мощностью 41,2 кВт занимает промежуток в ряду мини-погрузчиков, выпускаемых фирмой, между моделями SL4610 и SL6620.
На погрузчике модели SL5625 установлен дизельный двигатель "Perkins" модели 4.154 с водяным охлаждением мощностью 41,2 кВт. Машина имеет гидрообъемный привод хода. Грузоподъемность - 770 кг, масса - 2,54 т. Стандартное рабочее оборудование включает погрузочный ковш и ковш обратной лопаты с гидравлическим управлением. Кабина типа "Rops" обеспечивает безопасность оператора при опрокидывании машины и падении предметов. Фирма "Gehl" разработала также мини-погрузчик "GehlmaxKL305" с шарнирно сочлененной рамой. Масса машины 3000 кг. Она оборудована трехцилиндровым дизельным двигателем марки "Perkins" модели 103-15 мощностью 23,5 кВт, входящим в широко распространенную серию 100. На погрузчике может быть установлен двигатель марки "Perkins" мощностью 30 кВт. Привод хода гидрообъемный. Наибольшая транспортная скорость составляет 20 км/ч, максимальное тяговое усилие - 2600 кг.
Мини-машины фирм Европы и Японии.
Фирмой "Komatsu" (Япония) создан типоразмерный ряд погрузчиков с бортовым поворотом и рабочим оборудованием, расположенным перед кабиной (модели SK-04, SK-07 и SK-08). Это значительно улучшает доступ к рабочему месту через боковые проемы, повышает безопасность, так как лонжероны стрелы при подъеме и опускании ковша не пересекают входные проемы в кабине.
Фирма "HSI" (Голландия) выпускает мини-погрузчик модели 1231 со стрелой, лонжероны которой в нижнем положении располагаются над дверным проемом, обеспечивая большую безопасность оператора на рабочем месте. Для обеспечения маневренности и компактности машины колесная база выбирается минимальной и равняется диаметру колеса плюс зазор между колесами (не более 100 мм). Двигатель с насосами привода хода, портал рабочего оборудования (задние стойки), а также топливный и гидробаки располагаются в задней части.
Программа выпуска мини-погрузчиков фирмы "Lanz" (ФРГ) включает 10 моделей. Наименьшим в ряду выпускаемых фирмой погрузчиков является "Zetcat 20". Это универсальная машина, предназначенная для погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях. Погрузчик поставляется с комплектом сменного рабочего оборудования различного назначения, быстрая замена которого осуществляется с помощью специального устройства. В стандартном исполнении он выпускается с гидрообъемным приводом хода и застекленной шумоизолированной кабиной. Погрузчик комплектуется ковшом шириной 1150 или 890 мм (по выбору заказчика), он оснащен двухцилиндровым дизельным двигателем с воздушным охлаждением, шинами размером 28х9.00-15. Высота разгрузки - 1920 мм, скорость передвижения вперед и назад - 6 км/ч, дорожный просвет - 180 мм. Габаритные размеры, мм: длина - 2700, ширина - 895 (или 1055) по внешней кромке шин, высота с кабиной - 1910. Масса 1310 кг.
Подавляющее большинство фирм-изготовителей выпускает двухосные машины, однако находят применение и трехосные. Фирма "Melroe" (США) выпускает шестиколесный трехосный погрузчик с бортовым поворотом модели 660. Отличительными особенностями этой машины являются индивидуальный привод всех шести колес, рабочее оборудование с параллелограммной системой подъема стрелы и монтаж блока силовой установки, состоящей из двигателя с системой охлаждения, насосов, топливного и гидробаков на специальной раме. Эта рама установлена в основной раме на салазках и может выдвигаться назад вдоль продольной оси машины для технического обслуживания. Для работы на площадках с низкой несущей способностью фирма "Melroe" выпускает шестиколесный погрузчик модели 1213 с балансирной установкой колес. Передние и средние колеса каждого борта размещаются на концах свободно качающегося балансира, а заднее колесо установлено на специальном рычаге, угловое положение которого устанавливается при помощи гидроцилиндра с рабочего места. Переднее и среднее колеса для увеличения тягово-цепных свойств могут охватываться специальной гусеничной лентой.
В последнее время многие ведущие машиностроительные фирмы Запада выпускают гусеничные мини-машины на базе конструктивной схемы погрузчиков на колесном ходу. Такие машины выпускают фирмы: "Lanz" (ФРГ) - модели R41, R50, R60 (см. табл. 9); "Pel-Job" (Франция) - модель ЕВ11; "Takeuchi" (Япония) - модель TL20; "Haka" (Финляндия) - модель "Joutra". Машины на гусеничном ходу эффективно используются на грунтах с низкой несущей способностью.
Микропогрузчики.
Отдельную группу мини-погрузчиков с бортовым приводом представляют машины сверхмалой мощности, в которых рабочее место оператора (в виде консоли из-за недостатка места) располагается сзади машины и управление осуществляется оператором, стоящим на консоли. Такие погрузчики выпускают фирмы "Pоwerfab", "Micro Excavators" (Великобритания), "Little Beaver", "Riga`1 Universal Loaders" (Австралия), "Little John", "Ramond Equipment Corp." (США), "Vilakone OY" (Финляндия), "Lanz" (ФРГ).
Самой крупной из этой группы является модель "Dingo 1000" мощностью 14 кВт фирмы "Riga`1 Universal Loaders" (табл. 3). Основная рама сварная, жесткая, состоит из двух коробчатых лонжеронов, в которых размещены цепные передачи на колеса. Приводные гидродвигатели располагаются снаружи между колесами. Все четыре колеса приводные. В задней части рамы установлены коробчатые стойки, используемые как баки для рабочей жидкости (левая) и топлива (правая). В поперечине, соединяющей стойки в верхней части, установлен гидрораспределитель, рычаги управления которым выведены наверх. Над рычагами имеются специальные скобы, на которые опираются ладони оператора. Пальцами он управляет гидрораспределителем. Эти машины применяются в строительстве для уборки мусора (основной погрузочный ковш, двухчелюстной ковш, экскавационное оборудование, в том числе многоковшовое), для работы с гидромолотами, дорожными фрезами, нарезчиками швов, бетоносмесителями небольшого объема, в коммунальном хозяйстве - с подметальным и пылесосным оборудованием.
Имеется группа микромашин (пешеходные), на которых нет рабочего места из-за малой мощности и небольших габаритов. В настоящее время созданы следующие микромашины пешеходного типа: катки, экскаваторы и бульдозеры.
Фирма "Kubota Tractor" (австралийское отделение японской фирмы) выпускает гусеничный микробульдозер пешеходного типа модели KD-I-E Bullpet с двигателем мощностью 6 кВт и эксплуатационной массой 1000 кг (см. табл. 4). Удельное давление на опорную поверхность равно 0,019 МПа, что обеспечивает эффективную работу на грунтах с низкой несущей способностью. Микробульдозер предназначен для механизации малых объемов работ в стесненных условиях. По мнению фирмы, он может заменить труд 20-30 человек. Основную часть машины составляет гусеничная ходовая часть. Гусеничный ход тракторного типа с башмаками толщиной 9 мм. Задняя звездочка ведущая, переднее колесо натяжное. Двигатель фирмы "Kubota" модели Е9 выполнен в блоке с топливным баком, фарой, системой выхлопа и глушителем шума и установлен сверху на узкой раме машины. Под двигателем находится гидроцилиндр подъема-опускания отвала. В задней части располагается пульт управления. Для безопасности предусмотрены специальные приспособления, защищающие машиниста от наезда при заднем ходе. Предусмотрен также аварийный рычаг для немедленной остановки машины.
Большую группу мини-машин предоставляют погрузчики с ширнирно-сочлененной рамой (см. табл. 1). Большинство таких погрузчиков выпускаются с гидрообъемными трансмиссиями. Ходовая часть этой группы машин выполняется по мостовой схеме. Основная рама состоит из передней и задней полурам. На передней полураме, опирающейся на передний мост и выполняемой в виде портала, устанавливается рабочее оборудование, на задней полураме, опирающейся на задний мост, устанавливаются силовая установка с системами охлаждения и питания и насосами, а также рабочее место оператора с системами управления. Наличие гидрообъемной передачи для привода хода позволяет свободно компоновать узлы машины. Блок силовой установки, включающий двигатель, раздаточный редуктор, насосы, размещается в задней части рамы. Многие фирмы устанавливают этот блок поперек, уменьшая заднюю выступающую часть машины, но не уменьшая восстанавливающего момента сил (так как центр тяжести при этом не смещается), определяющего устойчивость машины. Установка коробки передач, карданных валов, соединяющих ее с мостами, осуществляется так же, как на машинах с гидромеханическими трансмиссиями.
Если применяются мотор-колеса, используется безмостовая схема. В этом случае силовая установка и другие узлы машины могут быть при сохранении величины дорожного просвета опущены, что уменьшает высоту машины, центр тяжести опускается.
Двигатели землеройно-транспортных машин
Двигатели для мини-машин выпускаются как специализированными фирмами, так и фирмами-изготовителями этих машин. Фирмы-изготовители выпускают двигатели с воздушным или жидкостным охлаждением, содержащие от одного до четырех цилиндров, четырехтактные, для самых малых маломощных моделей машин - двухтактные. Выпускаются как карбюраторные (бензиновые, керосиновые), так и дизельные двигатели.
По заказу поставляются модификации двигателей, использующих в качестве топлива природный газ на основе метана. Для работы в закрытых помещениях (складах, вагонах, трюмах кораблей) на мини-погрузчиках устанавливают модификации двигателей, работающих на газе, так как эти двигатели имеют менее токсичный состав выхлопных газов. По заказу потребителей фирма "Clark" поставляет машины с электродвигателем. Питание осуществляется через кабель, подвешенный на высоте 1,5-2 м. Натяжение производится специальным барабаном, установленным на машине.
Рабочее место оператора мини-погрузчика
Для обеспечения безопасности работы оператора мини-машины оборудуются жестким защитным каркасом над рабочим местом, отвечающим требованиям защиты оператора от падающих предметов и при опрокидывании (система Fops и Rops). Боковые части каркаса на машинах с бортовым поворотом закрываются защитными решетками, исключающими травмирование оператора элементами рабочего оборудования. Важным вопросом является снижение уровня шума у органов слуха оператора. Частично эта проблема решается при помощи установки кабины закрытого типа с хорошей звуко- и виброизоляцией пола и задней стенки. Доступ к двигателю и трансмиссии обеспечивается опрокидыванием кабины или смещением ее вперед. Звуко- и виброизоляция устанавливаются также на облицовке капота двигателя. На машинах с шарнирно сочлененной рамой управление траекторией осуществляется рулевым колесом, связанным через гидромеханизм с гидроцилиндрами поворота. На панели приборов располагаются счетчик часов работы, амперметр, указатель давления масла двигателя, указатель температуры воды или масла в двигателе, указатель уровня топлива в баке, указатели загрязненности фильтра гидросистемы. Для облегчения контроля за состоянием машины большинство стрелочных приборов заменяются контрольными лампами предельного состояния.
Рабочее оборудование мини-погрузчиков
Рабочее оборудование является важнейшим узлом машины. Комплексы оборудования машин с бортовым поворотом и шарнирно сочлененной рамой аналогичны по составу и включают сменный рабочий орган, суппорт, механизм подъема-опускания, поворота рабочего органа и гидропривод. Сменные рабочие органы могут навешиваться на стрелу или непосредственно на раму мини-погрузчика. В первом случае для быстрой смены рабочих органов применяются специальные устройства. При этом смена рабочих органов и их фиксация на стреле могут осуществляться из кабины оператора. Во втором случае для установки дополнительного рабочего оборудования на раме машины предусматриваются специальные присоединительные места. Для машин с бортовым приводом и шарнирно сочлененной рамой комплект сменных рабочих органов идентичен и характеризуется большим разнообразием (до 100 видов) в зависимости от типоразмера машины и области ее применения (строительство, складское хозяйство, коммунальное хозяйство, сельскохозяйственное производство, работа в портах или на кораблях).
Основной погрузочный ковш
Такой ковш предназначен для черпания и погрузки грунта, сыпучих материалов плотностью до 1,6 т/м3. Мини-машины с погрузочным ковшом эффективно работают в стесненных условиях строительства, включая сельское строительство, в речных и морских портах на погрузке сыпучих материалов в трюмы кораблей. Погрузочные ковши вместимостью 0,15-0,7 м3 и шириной 900-2100 мм выполнены с режущей кромкой сплошной или с зубьями.
Двухчелюстной ковш
Он позволяет срезать слой грунта, выполнять планировочные и грейферные работы, захват и погрузку негабаритных грузов, погрузку сыпучих и кусковых материалов различной плотности. Вместимость двухчелюстного ковша примерно в 1,7 раза больше, чем у основного ковша.
Экскавационное оборудование
Оно предназначено для разработки небольших траншей, котлованов. Для работы вблизи зданий, фундаментов, в стесненных условиях предусмотрена возможность поперечного смещения стрелы до 1,1 м относительно продольной оси машины. В состав экскавационного оборудования, помимо стрелы, рукояти и ковша обратной лопаты, входит также специальный суппорт с двумя опорами и поперечными направляющими для перемещения стрелы.
Ковш с боковой разгрузкой
Его применяют при работе машины в особо стесненных условиях строительства, повышая ее производительность на 10-15%, при этом машина работает челночным способом. С помощью этого ковша можно также по ходу движения машины последовательно подсыпать на дно траншеи мягкий грунт и окончательно засыпать траншею. Ковшом вместимостью до 0,8 м3 оборудуют машины грузоподъемностью 1,5-2 т.
Гидромолот
Он предназначен для рыхления мерзлого грунта, разрушения стен и перекрытий из бетона, для вскрышных работ и ремонта дорог с асфальтобетонным покрытием. Сменные рабочие наконечники для гидромолота: долото с режущей кромкой разной формы и размера, трамбующая плита. На мини-погрузчиках применяют гидромолоты массой 130-150 кг, работающие при давлении 10-13 МПа. Частота ударов 450-1200 мин.-1
Буровое оборудование
Оно предназначено для бурения ям под столбы, для обустройства автомобильных дорог. В зависимости от размера машины диаметр бура 150-600 мм, глубина бурения до 1270 мм. Применяя удлинитель, можно увеличить глубину бурения до 1625 мм.
В последнее время мини-погрузчики используют для ремонта дорожных одежд. При этом в качестве рабочего оборудования применяют шнековый перегружатель грунта, дорожную фрезу для холодного фрезерования асфальтобетонных покрытий, дорожный валец и шнековый распределитель песка и гравия.
Шнековый перегружатель грунта
Он предназначен для засыпки небольших траншей по ходу движения машины. Перегружателями грунта оборудуют машины мощностью 30-45 кВт.
Дорожная фреза для холодного фрезерования асфальтобетонных покрытий
Ее монтируют на стреле погрузчика. Демонтаж и замену фрезы на другое оборудование выполняет человек за 5 мин. Фреза, установленная на погрузчике массой 2300 кг с двигателем мощностью 32 кВт (модель 4610 фирмы "Gehl") может обработать полосу покрытия шириной 100-400 мм, с глубиной фрезерования до 120 мм. На фрезерном барабане расположен 41 резец, срок их службы равен 200 ч. Производительность фрезы при обработке полосы шириной 300 мм и глубине фрезерования 50 мм около 700 м2 поверхности покрытия за 8 ч работы.
Плужно-роторный снегоочиститель
Его используют в коммунальном хозяйстве для чистки тротуаров и улиц с формированием снежных валков. Снегоочистителем оборудуют машины массой 1,5-3 т и более. Мини-погрузчик фирмы "Lanz" массой 3 т с двигателем мощностью 40-54 кВт, оборудованный плужно-роторным снегоочистителем, имеет рабочие параметры: ширину захвата 1850 мм, производительность 2000 м3/ч, максимальную дальность выброса снега 20 м.
Евгений МАРГАЙЛИК
Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 15 за 1998 год в рубрике del - техника
