Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гриневич, Г. П. Вилочные погрузчики

.pdf
Скачиваний:
31
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
15.46 Mб
Скачать

§ 6. Автопогрузчики особого назначения

Помимо универсальных и специальных фронтальных погруз­ чиков и автопогрузчиков с боковым расположением грузоподъем­ ника в народном хозяйстве применяется ряд автопогрузчиков, предназначенных для работы в определенных условиях и, главным образом, с грузами только определенных видов. Эти автопогруз­ чики создаются на базе универсальных фронтальных погрузчиков. В настоящее время выпускаются автопогрузчик 4055 для уста­ новки и снятия двигателей и пропеллеров с самолетов, автопогруз­ чик 4046 для перегрузки железнодорожных контейнеров, авто­ погрузчик 4049 для штабелирования пиломатериалов и авто­ погрузчики-контейнеровозы. Предусматривается выпуск авто­ погрузчиков для работы в закрытых помещениях с нейтрализа­ торами выхлопных газов и в противопожарном исполнении, а также для работы на открытых площадках в условиях низких температур (в северном исполнении).

Для грузовых и транспортных операций с большегрузными контейнерами и другими крупногабаритными тяжелыми грузами на грузовых дворах, предприятиях металлургической, химичес­ кой и других отраслей промышленности предусматриваются по­ грузчики портального типа грузоподъемностью 20—40 тс.

Все специальные погрузчики будут иметь много общих уни­ фицированных узлов с универсальными автопогрузчиками: си­ ловой агрегат и элементы трансмиссии, гидравлический привод грузоподъемного механизма (гидронасосы, гидрораспределители, гидроцилиндры и гидроприводы), электрооборудование, колеса.

За рубежом нашли широкое применение погрузчики порталь­ ного типа. Они изготовляются фирмами, выпускающими авто­ погрузчики. Так, фирма Conveyanser (Англия) изготовляет погрузчики портального типа грузоподъемностей 5, 9 и 14 тс, фирма Valmife (Финляндия) 5, 7, 10, 20 и 30 тс и фирма Clark (ФРГ) 9, 14, 22,5 и 27 тс.

В СССР на базе автомобильных агрегатов предусматривается изготовление вилочных универсальных автопогрузчиков повы­ шенной проходимости с двумя ведущими мостами грузоподъем­ ностью 3,2; 5 и 10 тс, высотой подъема груза 3,2 и 4,5 м, скоростью передвижения 50 км/ч и скоростью подъема груза до 10 м/мин. Длина вил у первых двух типов погрузчиков 1100 мм и*у погруз­ чика грузоподъемностью 10 тс 1500 мм. Изготовление погрузчиков предусматривается с карбюраторным двигателем, с механической коробкой передач и с гидравлической трансмиссией. Ведутся ра­ боты по созданию погрузчиков с большой высотой подъема груза.

Г л а в а III

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И РАСЧЕТ ВИЛОЧНЫХ ПОГРУЗЧИКОВ

§ 1. Маневренность

Маневренность определяет возможность

погрузчика

работать

в узких проездах при захвате груза и укладке

его в

штабель,

а также перемещаться в проездах, пересекающихся

под углом 90°.

Маневренность зависит от радиуса поворота

и габаритных разме­

ров погрузчика.

 

 

 

Для взятия и укладки груза в ячейки штабеля

универсальный

погрузчик должен разворачиваться в проезде на 90°. Ширина про­

езда sm

(расстояние

между соседними

штабелями)

определяется

по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s m = г* + ъ +

с +

26

при

гс

>

- ~ (рис. 46,

а);

 

4 = гк +

гп

+

26 при

rc <

-

(рис. 46,

б),

где г к и г „ — внешние

радиусы

поворота

корпуса

машины и под­

 

дона;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а и

b — размеры

поддона;

 

 

 

 

 

 

 

с— расстояние от передней

оси до поддона;

 

6 — допускаемый зазор между машиной и стенкой проезда.

В данных формулах гк и г„ могут быть выражены в виде

 

гк= У(гс

+ - ^ ) 2

+ сР ;

 

 

га=У(гс

+ -%-)2

+ (Ь +

с)*,

где d и е — конструктивные

размеры

машины.

Ширина проездов, пересекающихся под углом 90° (рис. 47),

зависит от габаритных размеров машины и

радиуса поворота.

Можно найти радиус поворота гс , которому соответствует наи­ меньшая ширина проездов.

Зазор между передней крайней точкой машины П и внешней стороной проезда равен нулю, когда центр поворота тележки находится в точке 02. Для задней крайней точки машины К зазор равен нулю, когда центр поворота находится в точке 01. Поскольку тележка поворачивается вокруг одного центра, суммарный зазор

104

Рис. 47. Ширина проездов, пересекающихся под прямым углом

между тележкой и внешними стенками проезда будет наименьшим в случае, когда центр поворота будет в точке О, находящейся

посередине между точками Oj и

0 2 .

 

 

 

Оптимальный радиус поворота гос

(радиус, при котором полу­

чается наименьшая ширина

проезда)

определяется

по формуле

 

Гос =

4 - ( с + Ь

+

d ) •

 

Внешние

стороны проезда

получают, проведя

касательные

р0п0 и р0т0

под углом 45°

к

дугам

 

окружностей,

проведенным

радиусами гп и гк.

Вершина угла внутренних сторон проезда находится на бис­ сектрисе прямого угла внешнего проезда. Минимальный зазор между корпусом машины и вершиной угла внутреннего проезда может быть точно определен построением траектории движения

точек контура машины.

Траектория

движения

передней точки

оси машины а о (а2 , . . .,

а4 ) задается

из условия

соблюдения ми­

нимального зазора при движении между корпусом машины и внеш­ ней стенкой проезда. Траектория движения точки Ь0 х, . . ., й4) определяется построением. Зная траектории движения продоль­

ной оси машины а0Ь0,

нетрудно построить траектории контурных

точек

машины.

 

 

 

 

 

 

С

точностью

до

5%

ширина

проездов,

пересекающихся под

углом 90°, определяется по формуле

 

 

Sn =

"у" ('к +

Гп)

~~

(г~ 4

е ) + 2 б "

§2. Скорость передвижения погрузчика

иподъема вил

Для машин напольного • электротранспорта, работающих на коротких плечах и имеющих ограниченный источник энергии — аккумуляторную батарею, от скорости движения, зависит время движения и расход энергии на разгон и установившееся движение. Полное время t движения машины по ровному прямолинейному

участку пути / складывается из времени разгона tp,

времени уста­

новившегося движения

ty

и времени торможения

tT:

* = / p

+

/ y + f T ; / = / р + /у + /т .

(1)

Полагая, что разгон происходит равноускоренно из состояния покоя, время и путь разгона, а также время и путь торможения определяются по формулам:

t - — •

I -

— •

t -—•

I -Л—

(2)

где v—установившаяся

скорость

движения;

 

ар и аТ — ускорение

при

разгоне

и

торможении.

 

106

Из формул (1) и (2) получим полное время движения

 

f =

_ L f_L +

_ L \ 4 _ _ L .

 

(3)

 

 

2

V Op

' aT J '

у

 

 

Работа за время разгона и установившегося

движения

(4)

W=Wp

+ Wy

 

bmap

+ —fgtn)

h

 

Используя

зависимости

(1) и (2), получим

 

 

 

 

8т-

fmg

Т] fmgl,

 

(5)

 

 

2цаТ

 

 

 

 

 

 

где / — коэффициент сопротивления движению машины;

б— коэффициент, учитывающий инерцию вращающихся масс механизма передвижения;

m — масса

машины;

 

 

 

 

 

g

ускорение

силы тяжести;

 

 

 

т] — к. п. д. механизма

передвижения.

 

Обозначив

1

I

+

в формуле (3) и A = -j~mgl\

В =

= ( -

- 2г\ат

mg

в

формуле

(5),

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^

v

'

(6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

W = А +

Bv2.

(7)

Изменение

времени

движения

t в зависимости от скорости v

и ускорения а для участка длиной / = 50 м показано на рис. 48.

Минимальное

время

дви-

f

 

жения

/ т 1 п соответствует

v " "

а = 1,6 м/с1

скорости

 

движения

и т а х ,

12

 

л, 8

которую

 

определяют

из

 

уравнения

(6),

положив

10

 

= 0

при

а =

const:

 

 

.04

 

 

 

 

 

 

 

уг а а х

=

у ш .

(8)

 

•}

Скорость и ш а х

для ма­

шин напольного

электро­

транспорта не может

быть

рекомендована

как

опти­

мальная. Из рисунка

вид­

но, что увеличение

ско­

рости заметно

уменьшает

Рис. 48. Зависимость времени движения t от скорости v и уско­ рения а на участке длиной 50 м

1

•0.1

^max

1

\

А415

м/с1

 

t

 

 

 

20 UQ

60

80 100 tfi

107

SJ/ж С WJjk

t,C

 

 

 

 

 

время только до определен­

62-llf

2hWh

80

 

 

 

 

1

ного значения

vopl.

При­

 

 

60 1

 

 

1

ращение скорости

выше

5U

2,0

 

 

yo p t незначительно умень­

 

 

 

V

 

 

 

шает время t, но энергия

 

 

 

 

 

 

на

разгон

 

увеличивается

U6

1,6

 

 

 

 

пропорционально

квадра­

 

 

 

 

 

 

ту

скорости

[см. формулу

 

 

 

 

 

 

(7)1.

 

 

 

 

 

38

1,2

20

\

 

 

 

 

За оптимальную прини­

 

 

 

 

 

 

мается

установившаяся

JO

0,8

 

 

 

 

 

 

скорость, при которой вре­

 

 

0

 

2

J

h у, м/с

мя

t движения

близко

к

Рис. 49. Зависимость

времени

движения t,

минимально

возможному,

а энергия

W на разгон и

энергии

W и функции

действия

S от скоро­

установившееся

движение

 

 

 

сти v

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

относительно

малы

по

сравнению с другими

значениями v. Поставленным условиям хо­

рошо

удовлетворяет

скорость,

определяемая из функции наимень­

шего действия:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s = Wt = (A+

Bv>)(£

+

-L),

 

 

 

 

(9)

Положив в этом уравнении ds = 0, находим скорость, при которой произведение Wt является минимальным:

 

 

 

 

 

 

(10)

где

 

 

 

 

 

 

 

р = 4 ( а + с);

д = ± асР;

с = -

^ ^

- .

 

При

/ = 0,02; g = 9,8 м/с2 ; ат = 1,5 м/с2 ; б =

1,2;

и = 0,7

коэффициент с = 0,3 м/с2 . При а = 0,3 м/с2

vopt

0,5

vmax.

Ha

рис. 49 показана

зависимость

времени

движения

t, энер­

гии W и функции действия 5 от скорости v (для а = 0,25 м/с2 ,

с = 0,3 м/с2 и / = 50 м). Скорость

vmax = 5 м/с соответствует

^min = 20 с и энергии на разгон Wp

= 12-Ю3 Дж. Скорость u0pt

соответствует t = 23 с и Wp = 3,5-103 Дж. Из этого примера видно, что время движения увеличилось на 3 с, а расход энергии на разгон уменьшился, примерно , в 3,5 раза, что составляет 40% от всей энергии на движение.

Как следует из формул (8) и (10), скорость зависит от ускоре­

ния а. Из рис. 48, на котором значения и ш а х и vopt найдены по формулам (8) и (10), следует, что с увеличением ускорения а

отношение am a x : vopt увеличивается, в то время как разность

108

topt—/mln

почти

не изменяется.

 

Увеличение ускорения

от 0,1

до

0,4 м/с2

позволяет уменьшить

 

время движения на 15 с (с 34

до

19 с), а

увеличение ускорения

от 0,4 до 0,8 м/с2 уменьшает

время движения

всего лишь на 4

с (с 19 до 15 с). Поэтому

прини­

мать ускорение

больше 0,4—0,5

 

м/с2 нерационально.

 

Верхняя граница ускорения может быть определена из усло­ вия максимальной мощности Р, которую можно получить от акку­

муляторной батареи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = U6I = (пЕ -

nrQI

-

rnI)

Z,1

(11)

где U6

— напряжение аккумуляторной

батареи;

 

я — количество аккумуляторов

в батарее;

 

Е — электродвижущая

сила

аккумулятора;

 

г0

— внутреннее сопротивление

аккумулятора;

 

гп

— сопротивление

токопроводящих

элементов

от батареи

 

до электродвигателя;

 

 

 

 

 

 

/ —-

потребляемый ток.

 

 

 

 

 

 

 

Внутреннее сопротивление аккумуляторной батареи опреде­

ляется

по

эмпирической

формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

° ~

С~ь>

 

 

 

 

где а = 0,4 -^-0,45 для железо-никелевых

аккумуляторов;

С б — емкость

аккумуляторной

батареи.

 

 

 

 

dP

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Положив —-ц-0, из уравнения (11) находим значение тока,

соответствующее

максимальной

 

мощности:

 

 

 

 

/

=

 

ё.

 

 

 

 

 

 

 

1 max

/

 

г

ч •

 

 

Ток при установившемся движении может быть выражен в за­ висимости от емкости батареи

'у — — ,

где т — время разряда батареи (при т = 5 ч ток соответствует пятичасовому разряду, при т = 3 ч — трехчасовому разряду и т. д.).

Отношение

тЕ

 

псб;

 

Для электродвигателей с

последовательным

возбуждением

кратность момента

 

 

fc = : * W = _ W

_ т £ у

( 1 2 )

109

где

М max

 

момент,

соответствующий

/„

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

момент,

соответствующий

, у ,

 

используемых

 

 

 

 

у — коэффициент

для электродвигателей,

 

 

 

 

 

 

на

машинах

напольного

транспорта

(примерно

ра­

 

 

 

 

 

 

вен

 

1,4—1,6).

 

 

 

 

Ьтар

=

Fmax

— Fy

 

 

 

Из

уравнения

движения

при

разгоне

на­

ходим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

 

^ ш а х —

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р ~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сила

сопротивления

при

установившемся

движении

Fy

— fmg.

 

Принимая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

^max

^max

у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fv

 

~

Mv

'

 

 

 

 

 

 

находим

 

 

 

 

 

 

 

 

(k-l)fg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Яр

=

 

 

 

 

 

(13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Подставив значение k из формулы (12) в (13), находим макси­

мальное значение ускорения. Например, при п =

36; Е

=

1,35

В;

т

=

3

ч ;

а

=

0,4;

гп

=

0,01 Ом;

С б =

400 А-ч; /

= 0,02;

g

=

=

9,8

м/с2 ;

б =

1,3 и у

=

1,5

ускорение ар

= 0,4 м/с2 .

является

 

Скорость подъема вил, как и скорость передвижения,

параметром,

определяющим

производительность

погрузчика.

Так как продолжительность включения двигателя подъема при­

мерно втрое меньше, чем двигателя передвижения,

то

скорость

подъема

сравнительно меньше влияет на полное время рабочего

 

 

 

цикла. Анализ параметров

зарубеж­

 

 

 

ных машин показывает,

что

скорость

 

 

 

подъема вил с грузом выбирается из

 

 

 

условия

равенства

затрачиваемых

 

 

 

мощностей

на подъем

 

номинального

 

 

 

груза

и на движение

машины

с

гру­

 

 

 

зом.

Для

 

электропогрузчиков

это

 

 

 

объясняется тем, что разрядный ток

 

 

 

при движении машины с грузом, как

 

 

 

правило,

выбирается

предельно до­

 

 

 

пустимым для аккумуляторной

бата­

 

 

 

реи (соответствует 2,5—3-часовому

 

 

 

разрядному режиму). Поэтому уве­

 

 

 

личивать

скорость

подъема

вил за

 

 

 

счет

дальнейшего

увеличения

силы

 

 

 

тока

нецелесообразно,

так

как

при

Рис. 50. Зависимость

напряже­

большом разрядном токе резко

умень­

ния аккумуляторов Uот

степени

шаются напряжение

и

к. п. д. акку­

их разряженности е и кратности

муляторной

батареи,

происходит ее

К разрядного тока:

перегрев

и

уменьшается

энергоем­

Т Ж Н - 4 0 0

Т Ж Н - 9 5 0 ,

 

кость

(рис.

50).

 

 

 

 

 

 

Т Ж Н - 3 0 0 вм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПО

Из равенства мощностей при движении погрузчика и при подъеме вил с грузом определим соотношение между скоростями подъема вил и передвижения погрузчика:

(1 + kT) Г|Г Г)Д Г

 

 

 

 

П

~

0 + * г ) т | р Т | д д '

'

 

 

 

(

'

где

kT — коэффициент

тары — отношение

собственного

 

 

веса

погрузчика к его

грузоподъемности;

 

 

 

 

 

kT — коэффициент — отношение

веса

поднимаемых

ча­

 

 

стей

к

грузоподъемности

механизма

подъема;

 

 

/ — коэффициент

сопротивления

передвижению;

г]р

и

т ) г — к . п.

д.

механизмов

передвижения

и

подъема;

т]д д

и

т)д г — к. п. д. двигателей движения погрузчика

и

насоса

 

 

системы

гидравлики.

v из выражения (10)

 

 

После подстановки

в эту формулу

число­

вых значений величин, входящих в формулу (14), для приближен­

ных

расчетов получим

(в м/с):

 

 

 

 

 

«П =

0,02]/Г,

(15)

где

/ — длина

рабочего

плеча

в

м.

 

Когда машина предназначена

в основном для штабелирования

груза, т. е. / ^

2 0 Я с р

(где # с р

— средняя высота

штабелирова­

ния груза), то скорость подъема выбирается в зависимости от его высоты по формуле (23).

§ 3. Время рабочего цикла

Мощность электродвигателей механизмов подъема и передви­ жения и энергоемкость аккумуляторной батареи погрузчиков и штабелеров зависят от продолжительности включения этих механизмов. Установленные нами аналитические зависимости по выбору оптимальной скорости движения погрузчика и скорости подъема груза позволяют с достаточной для практики точностью определить время цикла работы погрузчика в зависимости от

длины

рабочего плеча и высоты штабелирования

груза.

 

Время рабочего цикла вилочного электропогрузчика или шта­

белера

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тц — ^дв + ^дв

+

tn -\- tn -f-

t0

-4- t0 -f- ^всш

(16)

где

/ д в ,

t„

и

t0 — время

соответственно

движения

погрузчика,

 

 

 

 

подъема

и опускания

вил с грузом;

 

f

, t'n

и

t'Q — время

соответственно

движения

погрузчика,

 

 

 

 

подъема и опускания вил без груза;

 

 

 

^всп — вспомогательное

время — время

ожидания,

 

 

 

 

взятия,

 

поправки

и

укладки

груза.

от

В данной формуле все величины, за исключением tBCn, зависят

параметров

погрузчика,

длины рабочего плеча

и высоты шта-

Ш

белирования груза. Эти величины могут быть определены расчет­ ным путем. Вспомогательное время ^в с п зависит от технологи­ ческого цикла и для каждого цикла может быть определено экспе­ риментально.

Формулу (16) можно записать в виде

Т

ч

 

1

1 " 1 ' 1 v

\

^ с р ] ^ с р

'всп»

 

 

 

 

v

v'

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(17)

 

где

/ — длина

рабочего

плеча;

 

v

 

Я с

р

средняя

высота

подъема груза;

 

 

и v' — скорости

движения погрузчика соответственно с гру­

vn

 

 

 

 

 

зом и без груза;

 

 

 

и у п скорости

подъема

вил соответственно с грузом

и без

v

и v'0

 

груза;

 

 

 

 

 

— скорости

опускания вил соответственно с грузом и без

 

 

 

 

 

 

груза.

 

 

 

 

 

 

 

Время

подъема

вил с грузом

 

НеJ c p

Если допустить, что пакеты груза высотой h последовательно укладываются в штабель до максимальной высоты подъема вил Я (рис. 51), то средняя высота подъема груза

и -

H + h

п

ср —

2 '

 

 

По данным испытаний отечественных машин и технических характеристик зарубежных машин можно принять приближенные зависимости между скоростями движения машины, подъема и опускания вил с грузом и без груза:

 

 

о = 1,15";

vn= 1,55оп;

 

 

(v0 + v'o)= l,55(o„ + ^ ) ; v0^v'0;

 

 

v 0 «

2vn.

 

 

Подставляя принятые зависимости в фор­

 

 

мулу (17), получим

 

 

 

^ = 1 , 8 7 ( 4 + 1 , 1 5 ^ ) + 1 , 6 5^ +

Г7

77:

+ ,,

I всп •

Рис. 51. Схема копре-

 

 

делению средней вы­

Округляем 1,87 до 1,9 и 1,15 до 1; ошибка

соты

штабелирования

 

груза

в расчетах при этом

не превышает 1,5%.

112

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ