Конструкция фронтальных погрузчиков. Принцип их работы и область применения Области применения и эксплуатации фронтальных погрузчиков

Классификация фронтальных погрузчиков

Фронтальный погрузчик (ковшовый погрузчик) – универсальная машина, оснащенная рабочим органом в виде ковша на подъемной стреле. Особенностью агрегатов данного типа является переднее расположение ковша большого объема, который заполняется путем движения погрузчика вперед, а разгружается опрокидыванием. Фронтальные погрузчики используются для выполнения земляных и погрузочных работ, перемещения грунта, уборки территорий и т.д.

История фронтальных погрузчиков

Машины, похожие на современные погрузчики, появились в первой четверти XX в, создавались они, в основном, кустарно фермерами для облегчения своего труда. Первый серийный погрузчик разработан в 1927 году американской компанией Muir-Hill Ltd. – это была машина с ковшом 0,5 куб. м на базе трактора Fordson мощностью 28 л. с. Первый погрузчик с гидравлическим приводом ковша построен в 1939 году американским инженером Фрэнком Хью. Массово машины нового класса стали выпускаться только после войны, к сегодняшнему дню став одним из наиболее востребованных типов спецтехники.

Общее устройство фронтального погрузчика

Фронтальный погрузчик состоит из следующих компонентов:

• База (шасси);
• Стрела с гидравлическим приводом;
• Ковш или сменное оборудование.

Отличительной особенностью погрузчиков является переднее расположение подъемного оборудования. Шасси погрузчика имеет стандартное для специальной техники оборудование: силовой агрегат, трансмиссию, систему управления (рычажного или джойстикового типа), электросистему, кабину оператора с органами управления и т.д.

Классификация фронтальных погрузчиков

Ковшовые погрузчики фронтальные строятся на шасси трех типов:

• Колесное на жесткой раме;
• Колесное на шарнирно-сочлененной раме;
• Гусеничное.

Наибольшее распространение получили шарнирно-сочлененные машины, обладающие высокой маневренностью.

Техника делится на несколько групп по массе и габаритам:

• Фронтальный мини-погрузчик – общей массой не более 4 т;
• Малые;
• Средние;
• Большие (карьерные).

В соответствии с габаритами, массой и мощностью фронтальные погрузчики условно делятся на универсальные, строительные, карьерные и т.д.

Основные характеристики фронтальных погрузчиков

К основным характеристикам техники относятся:

• Эксплуатационная масса – от 3,9 до 95 т, в среднем до 27 – 50 т;
• Объем ковша – от 0,5 до 13 куб. м, в среднем не более 3 – 5 куб. м;
• Грузоподъемность – от единиц тонн до 20 т (в среднем 3 – 7 т);
• Высота подъема ковша – в среднем 2,5 – 3,5 м.
• Мощность двигателя – в среднем от 100 до 500 л. с.

Все эти характеристики влияют на выбор фронтального погрузчика и возможности его эксплуатации в различных условиях.

Производители фронтальных погрузчиков

Погрузчики производят свыше сорока компаний во всем мире. В России такие машины изготавливаются «Заводом дорожных машин», «Ковровским механическим заводом» (серия ANT), ЧСДМ, «Четра», ЧТЗ, «Тэсмарк» и некоторыми другими предприятиями. Широко представлены белорусские фронтальные погрузчики «Амкодор», МоАЗ, МАЗ, БЕЛАЗ. Из зарубежных можно выделить фронтальные погрузчики JCB, Volvo, Caterpillar, Bobcat, Komatsu, Hitachi, Hyundai, John Deere, New Holland, Case, Bell, Liebherr, Terex и многие другие. В последние годы все большее распространению получают китайские фронтальные погрузчики XCMG, Foton, HZM, SDLG, Laigong и другие.

Интересные факты о фронтальных погрузчиках

Самым большим фронтальным погрузчиком в мире является LeTourneau L-2350: эта машина при массе 262 т оснащена ковшом объемом 40,52 куб. м с грузоподъемностью до 72,5 т груза. Погрузчик имеет длину 20,3 м и ширину 6,5 м, он способен поднимать ковш на высоту 13,7 м. Машина оснащается V-образным 16-цилиндровым дизельным двигателем Detroit Diesel мощностью 2332 л. с., который за смену расходует до 4000 л топлива и может разогнать гиганта до 15 км/ч. Погрузчик является карьерным, он используется для земляных работ и загрузки самосвалов.

Правильные приемы работы

Обучение операторов. Важное значение имеет обучение операторов, причем независимо от уровня их квалификации. Многие производители и дилеры при покупке машин предлагают клиентам программы обучения операторов. Покупатели, воспользовавшись такой программой обучения, смогут избежать многих проблем с оборудованием. Зачастую оператор даже не подозревает, что работает на машине неправильно, если не обучался управлению именно этой моделью. Операторы часто не знают о нововведениях в конструкциях, это и бывает исходной причиной большинства поломок.

Кроме практического обучения работе на машине оператор обязательно должен изучить «Руководство по эксплуатации». Этот документ – бесценный источник информации для оператора, в котором описываются правильные и наиболее удобные приемы работы. Время, затраченное на изучение, окупится многократно за счет увеличения производительности.

Время на прогрев и остывание двигателя. Необходимо обязательно прогревать масло в двигателе и гидросистеме до рекомендованных температур, прежде чем начинать работу. Это продлит срок службы смазываемых деталей. Масло в гидросистеме и картерах мостов не прогреется полностью до тех пор, пока машина не начнет работать. Поэтому в начале работы параметры производительности и динамики машины будут ниже обычных.

Не менее важно иметь время для остывания машины перед ее выключением в конце смены. Мощные современные двигатели оборудуются турбона­гнетателями. Частота вращения турбины составляет в среднем 40 000–50 000 об/мин. Если перед выключением вы не дадите двигателю машины поработать на холостом ходу, турбина еще долго будет вращаться с частотой 40 000 об/мин, а масло уже не будет подаваться к ее подшипникам. Без смазки износ подшипников турбины будет очень интенсивным. Если же двигатель перед выключением какое-то время поработает на холостом ходу, частота вращения турбины уменьшится и масло несколько остынет, в результате турбина не будет так долго и быстро вращаться после выключения двигателя. Ремонт и замена турбины обходятся достаточно дорого.

Производители современных строительных машин работают над тем, чтобы уменьшить эту опасность. В систему управления двигателя встраивается функция таймера, которая не позволяет сразу выключить двигатель. Оператор поворачивает «ключ зажигания», а двигатель еще продолжает работать в течение трех минут и лишь затем выключается. Цена этой опции несущественна по сравнению со стоимостью замены турбины.

Торможение. Если тормоза (за исключением машин с гидростатическим приводом) работают чрезмерно интенсивно, они перегреваются. Перегрев вызывает ускоренный износ тормозных механизмов. Наиболее распространенная причина перегрева – езда с чрезмерными разгонами и затем резкими торможениями, такая манера может быть, когда оператор неопытный или торопится, чтобы увеличить производительность.

Чтобы увеличить срок службы тормозных механизмов, обучайте операторов начинать замедлять движение заранее, двигаться накатом почти до полной остановки и лишь затем включать тормоза.

Также важно научиться правильно использовать выключение сцепления (на тех машинах, где еще используются механические КП со сцеплением). Многие операторы, подъезжая к самосвалу, при торможении вообще не выключают сцепление. При такой манере движения тормоза интенсивно изнашиваются. Следует «выжать» педаль сцепления, включить нейтральную передачу и лишь затем тормозить. Когда вы включаете тормоза и затем нажимаете на акселератор, чтобы использовать гидравлическое рабочее оборудование – поднять стрелу или ковш, машина не движется, удерживаемая тормозами. Если в этот момент нажать педаль сцепления, на тормозные механизмы не будет действовать усилие двигателя.

Изменение направления движения. Неправильное выполнение реверса движения, особенно на больших скоростях, ускоряет изнашивание деталей трансмиссии. Оператор меняет направление движения машины, резко включая передачу переднего хода и нажимая акселератор, а затем точно таким же приемом «бросает» машину назад, используя для торможения трансмиссию и гидротрансформатор (ГДТ). Порой он целый день загружает самосвалы и ни разу не включит тормоза. При такой манере вождения на трансмиссию и ГДТ действуют огромные нагрузки, и в результате эти агрегаты перегреваются. Оператор поступает так, чтобы ускорить работу, но в итоге существенно сокращается срок службы очень дорогих агрегатов машины.

В стандартную комплектацию ряда фронтальных погрузчиков Volvo входит трансмиссия OptiShift, в которой имеется функция изменения направления движения машины на высокой скорости с использованием тормозов (RBB – «реверс с помощью торможения»). Когда оператор переводит рычаг управления на обратный ход, электронная система автоматически включает тормоза, останавливая машину, и затем позволяет ей двигаться в обратном направлении, то есть оператор по-прежнему применяет «вредный» прием, но машина сама заботится о защите трансмиссии от перегрузок.

Не позволяйте двигателю погрузчика работать на холостом ходу дольше 10 мин. Если двигатель не нужен, выключите его и сэкономьте топливо, а если работа ведется в сильный мороз, включите на этот период предпусковой подогреватель и автономный отопитель кабины.

Шины. Преждевременный износ шин погрузчика может вызвать множество причин. Не­опытные операторы часто допускают пробуксовку шин, а это очень неприятно для машины. Шины теряют сцепление с грунтом, и машина больше не может работать. Не допускайте пробуксовки колес при заборе грунта ковшом из штабеля или забоя. Набрав часть грунта в ковш, немного приподнимите его. Создастся дополнительная нагрузка на колеса, улучшающая их сцепление с поверхностью. При пробуксовке колес ковш не внедряется в материал, затрачивается топливо, изнашиваются шины и уменьшается производительность машины. Неопытные операторы забывают включать блокировку дифференциалов, которая помогает предотвратить пробуксовку колес.

Организация работы на стройплощадке. Экономическая эффективность погрузчика зависит от того, насколько быстро и безопасно он выполняет работу. На топкой, скользкой или покрытой рытвинами поверхности машины будут вязнуть, производительность работы упадет, а расход топлива и износ шин увеличатся. Поэтому важно правильно подготовить подъездные пути и площадку к работе и постоянно поддерживать их в рабочем состоянии. Часто операторы не заботятся о подготовке места для погрузки-разгрузки и потом тратят много лишнего времени из-за неровной поверхности площадки, переставляя грузы то так, то этак и выбирая место, чтобы подъехать к грузовику. При наезде на неровность погрузчик может потерять равновесие, особенно с высоко поднятым грузом.

На стройплощадке должно быть предусмотрено место для въезда и маневров грузовиков. Следует тщательно распланировать пути подъезда и зоны для погрузки-разгрузки и складирования грузов, на которых было бы достаточно места для производительной работы погрузчиков. Погрузчики должны иметь возможность маневрировать между штабелями грузов, а самосвалы – подъезжать к штабелю под углом 45° левой стороной к погрузчику. При таком расположении расстояния между штабелем, самосвалом и погрузчиком будут минимальными, и водитель без проблем согласует свои действия с действиями оператора погрузчика. Оператор должен поставить погрузчик в положение выгрузки и направлять движение самосвала задним ходом под ковш перпендикулярно стреле погрузчика. При такой схеме движения погрузчика будут минимальными, а производительность при погрузке – максимальной. Время ожидания самосвала погрузчик должен использовать на приведение в порядок рабочего участка.

Модели и производители

Фронтальные погрузчики выпускаются практически всеми мировыми странами. На российском рынке можно встретить машины европейского и отечественного производства. Страна-производитель во многом определяет стоимость и надёжность техники.

Например, китайский фронтальный погрузчик будет стоить дешевле, чем аналогичная машина белорусского производства. Однако «китайцы» обычно не могут похвастаться высоким качеством сборки и адаптацией для работы в наших климатических условиях.

В качестве примера, разберём несколько погрузчиков, которые широко применяются в России и за рубежом.

Амкодор 332В

Техника обладает грузоподъёмностью 3.4 тонны, что относит её к машинам среднего класса. В качестве силовой установки используется шестицилиндровый дизель с турбированной подачей топлива.

Мощность двигателя – 123 л. с. Высота выгрузки составляет 2.8 метра, штатно установленный ковш вмещает 1.9 м3. Отметим, что техника может работать с бульдозерным и поворотным отвалом, использовать челюстной ковш и вилы.

Амкодор 332В

ТО-30

Данная модификация выпускалась , в настоящее время техника снята с серийного производства, но до сих пор успешно применяется в различных отраслях промышленности.

Из особенностей можно отметить четырёхцилиндровый дизельный двигатель Д-234, с жидкостной схемой охлаждения. Мощность агрегата – 78 л. с. Заявленная грузоподъёмность техники: 2.2 тонны, объём ковша – 1.8 м3.

SDLG

Это китайский бренд, который представлен на российском рынке несколькими модификациями. Для примера, рассмотрим основные показатели модели LG 968.

Грузоподъёмность машины превышает 6 000 килограмм, базовый ковш вмещает 3.5 м3 сыпучих материалов. В качестве силовой установки используется 240-сильный дизельный двигатель WD.

JCB

Данный бренд выпускается свыше 60 лет, и получил широкое признание во всех мировых странах. JCB представляет серию фронтальных погрузчиков, некоторые модели дополнены телескопической стрелой.

Все машины обладают неплохой производительностью, грузоподъёмностью и функциональностью. Например, JCB 531-70 имеет вылет стрелы до 7 метров, грузоподъёмность машины 3.1 т.

Вольво

Это одноковшовый фронтальный погрузчик, который отличается высокой производительностью и предельно низким расходом топлива.

Рабочие органы управляются джойстиками, которые установлены в кабине. Углом наклона рукояти изменяется скорость движения и выгрузки ковша.