Погрузочно-разгрузочные машины и устройства

ПОГРУЗОЧНО-РАЗГРУЗОЧНЫЕ МАШИНЫ И УСТРОЙСТВА используются на ж.-д. транспорте для выполнения операций, связанных с погрузкой грузов в вагоны и на другие виды транспорта (например, автомобили), с их выгрузкой, перегрузкой, транспортировкой и сортировкой грузов внутри складских помещений, на территории грузовых районов ж.-д. станций и т. п. Места общего пользования грузовых районов должны иметь надлежащим образом оборудованные сооружения и устройства для бесперебойной обработки вагонов, контейнеров, обеспечения сохранности грузов, а также отвечать природоохранным требованиям. Погрузочно-разгрузочные машины и оборудование являются основой технического оснащения мест общего пользования.

К простейшим приспособлениям и механизмам для перемещения грузов на складах относятся тележки (аккумуляторные – электрокары и с двигателями внутреннего сгорания – автокары). Для выполнения трудоемких и тяжелых грузовых операций с целью улучшения условий труда, ускорения и удешевления стоимости погрузочно-разгрузочных работ применяют различные подъемно-транспортные машины и механизмы, которые в зависимости от назначения, вида грузов и характера перемещений подразделяются на следующие группы:

• грузоподъемные машины (краны, подъемники), имеющие в качестве обязательного элемента механизм подъема груза. Перемещают груз прерывно (циклично) отдельными штуками (единицами) или порциями, при

этом полезная работа подъема и перемещения чередуется с порожним (возвратным) движением рабочих органов;

• машины непрерывного транспорта (конвейеры, элеваторы и др.), не имеющие механизма для подъема единичных грузов и перемещающие грузы (сыпучие, кусковые и т.п.) в горизонтальном и наклонном направлениях непрерывным потоком, без остановок для их захвата и освобождения;

• устройства наземного и подземного транспорта цикличного или непрерывного действия (откатки по рельсовыми путям, механические безрельсовые тележки, подвесные дороги), перемещающие грузы отдельными укрупненными порциями в кузовах вагонеток или на специальных платформах;

• специализированные машины и устройства, конструктивно приспособленные главным образом для выполнения погрузочно-разгрузочных и внутрискладских работ.Некоторые машины этой группы предназначены для производства только одной операции, например разгрузки вагонов (вагоноопрокидыватели), восстановления сыпучести смерзшихся грузов и очистки вагонов от остатков грузов (вибро- и бурорыхлительные установки, виброударные машины).

Среди универсальных машин, способных выполнять различные операции по переработке грузов, на открытых платформах и площадках широко применяются автопогрузчики, стреловые, козловые и мостовые краны, а в крытых складах станций и подъездных путей – электропогрузчики; на погрузочно-разгрузочных работах с сыпучими и кусковыми грузами используются ковшовые погрузчики. Краны для сыпучих грузов оборудуют грейферами, для тарно-сыпучих грузов и контейнеров – крюками и др. специальными приспособлениями. Основным средством разгрузки массовых грузов, перевозимых в крытых вагонах и полувагонах, является вагоноопрокидыватель. На разгрузке зерна используются специализированные инерционные разгрузочные машины.

Железнодорожный кран – стреловая поворотная грузоподъемная машина циклического действия на ж.-д. ходу. Может транспортироваться собственным ходом или в составе поезда. Применяется главным образом при погрузочно-разгрузочных и строительно-монтажных работах, при электрификации ж. д. с возможностью работы на двухпутных участках без остановки движения поездов по параллельному пути. В основном исполнении ж.-д. краны имеют дизельэлектрический привод, оборудованы стрелой длиной 15 м и грузовым крюком для переработки штучных грузов (рис. 4.15). Дополнительно в комплект оборудования входит вставка стрелы длиной 5 м, грейфер для переработки сыпучих грузов объемом от 1,2 до 2 м3, лесозахватывающий грейфер и электромагнит; предусмотрена возможность работы с питанием от внешнего источника. Получили распространение также ж.-д. краны с телескопической стрелой, которые могут на ж.-д. станциях и путях работать без обесточивания токоведущих проводов. Кроме основной функции (перегрузки грузов), ж.-д. краны могут быть использованы в качестве тяговой единицы при выполнении маневровых работ с ж.-д. подвижным составом массой до 170 т.

Грузоподъемность ж.-д. кранов для погрузочно-разгрузочных работ от 6,3 до 125 т, для монтажных работ – до 160 т, вылет стрелы 4-26 м.

Zs 4 15.jpg

Мостовой кран – грузоподъемный кран, конструктивно выполненный в виде опорного или подвесного моста с грузовой тележкой (талью). Предназначен для подъема, опускания и горизонтального перемещения грузов. Обычно состоит из мостовой фермы, передвигающейся по рельсам, уложенным на подкрановые балки эстакад (стеновых конструкций цехов), и грузовой тележки, которая перемещается вдоль фермы (рис. 4.16). В подвесных мостовых кранах (грузоподъемность до 5 т) ходовые колеса опираются на нижние полки двутаврового пути, подвешенного к потолочным конструкциям цехов, а в качестве грузоподъемного механизма используются тали с механическим приводом (т. н. тельферы).

Отечественной промышленностью выпускаются двухбалочные крюковые мостовые краны общего назначения для всех режимов работы (легкого, среднего и тяжелого) грузоподъемностью от 5 до 250 т. На их базе строятся магнитные краны грузоподъемностью от 5 до 30 т и грейферные краны – от 5 до 20 т. В местах общего пользования грузовых станций применяются в основном двух-балочные краны грузоподъемностью от 6,3 до 40 т для переработки средне- и крупнотоннажных контейнеров. Использование мостовых кранов балочного типа на ж.-д. транспорте сокращается ввиду увеличения эксплуатационных затрат на содержание подкрановых эстакад по сравнению с эксплуатацией козловых кранов.

Zs 4 16.jpg

Козловый кран – грузоподъемный кран в виде моста на жестких опорах, передвигающихся по рельсовому пути или бетонному основанию; разновидность мостового крана. Состоит из балки или фермы, опирающейся на стойки – «козлы», по которой перемещается тележка с механизмом для подъема грузов. Кран может одновременно совмещать три рабочих движения: собственно передвижение крана, подъем груза и передвижение тележки или электротали. При движении пролетное строение козлового крана перекрывает площадь, на которой производят погрузочно-разгрузочные работы. Наибольшее распространение получили козловые краны общего назначения, имеющие грузоподъемность от 3,2 до 32 т, пролет 10-32 м при высоте подъема груза 7-10 м. В местах общего пользования на ж.-д. станциях они используются главным образом для перегрузки тяжеловесных, длинномерных грузов и оборудуются в основном крюком, реже грейфером или магнитом.

Для перегрузки контейнеров применяют электрические козловые краны (рис. 4.17), которые оснащаются специальными захватами: для обработки среднетоннажных контейнеров – автостропами, крупнотоннажных контейнеров – спредерами. Грузоподъемность кранов с контейнерными захватами составляет от 6,3 до 45 т; пролет – 16-40 м, рабочий вылет консоли – от 3,2 до 9,2 м, высота подъема контейнерного захвата над уровнем головки кранового рельса – не менее 8-13,5 м, скорость подъема (опускания) груза – от 0,125 до 0,4 м/с, скорость передвижения грузовой тележки – от 0,63 до 1,6 м/с, скорость передвижения крана – от 0,63 до 2,0 м/с. Для обеспечения сохранности груза в контейнере при подъеме и опускании предусматривается предел регулирования скоростей 1:8, а также поворот контейнерного захвата в горизонтальной плоскости. Козловые краны выпускаются как с троллейным, так и с кабельным питанием от сети переменного тока напряжением 220 или 380 В.

Zs 4 17.jpg

Автомобильный кран (автокран) – самоходная погрузочно-разгрузочная машина, смонтированная на стандартном шасси грузового автомобиля (рис. 4.18). Рабочий орган крана в виде консольной стрелы на портальной раме с кабиной укреплен на поворотной платформе, опирающейся на шасси автомобиля через опорно-поворотное устройство. В автокране используется электрический, гидравлический или механический привод с отбором мощности от двигателя автомобиля.

Отечественной промышленностью выпускаются автокраны грузоподъемностью 4-16 т, оснащенные различными видами стрелового и башенно-стрелового оборудования. Стреловое оборудование может быть с гибкой и жесткой подвеской и телескопическое. Вылет стрелы обычно составляет 2-12 м, а при наличии специальных вставок (у автокранов большой грузоподъемности) – до 22 м; высота подъема крюка 7-18,5 м. Основным достоинством автомобильных кранов является их способность быстро перебазироваться с объекта на объект в собранном виде, главным недостатком – большие ограничения при передвижении с грузом. Для повышения устойчивости автокранов во время подъема груза применяют дополнительные выносные опоры (аутригеры). На железной дороге автокраны используются как вспомогательные погрузочно-разгрузочные машины и в составе комплексных бригад механизированными дистанциями погрузочно-разгрузочных работ.

Zs 4 18.jpg

Пневмоколесный кран – стреловой самоходный грузоподъемный кран, смонтированный на пневмоколесном шасси. Состоит из ходовой части, выполненной в виде специальной рамы с выносными опорами и пневмоколесами; поворотной платформы с крановыми механизмами, стрелой, портальной рамой и кабиной; опорно-поворотного устройства (рис. 4.19). Шасси крана имеет базу значительной ширины, что позволяет работать без выносных опор (аутригеров) при использовании примерно 50% максимально возможной грузоподъемности (при данном вылете стрелы). Пневмоколесные краны могут работать с различными грузозахватными приспособлениями (крюки, грейферы, захваты, электромагниты); имеют четыре рабочих движения – подъем груза, поворот стрелы, передвижение крана и изменение вылета стрелы с грузом, которые, как правило, могут совмещаться. Краны с короткими стрелами используются в основном на погрузочно-разгрузочных работах; их грузоподъемность при наличии выносных опор достигает 100 т. Краны с удлиненными стрелами и гуськами применяются для монтажа промышленных и гражданских объектов. Большинство пневмоколесных кранов оборудованы дизель-электрическим приводом. Для кранов с многомоторным электроприводом предусмотрено питание от внешней сети. Краны грузоподъемностью до 16 т, как правило, снабжены дизель-механической передачей. Основные достоинства пневмоколесных кранов; хорошая проходимость, маневренность, что позволяет быстро перебазироваться с одного объекта (фронта) на другой, а также устойчивость.

Zs 4 19.jpg

Автопогрузчик – самоходная подъемно-транспортная машина циклического или непрерывного действия со сменным рабочим оборудованием (ковшами, вилочными захватами, крановой стрелой и др.), служащая для погрузки, выгрузки, укладки грузов в штабеля, перемещения штучных и сыпучих грузов, контейнеров в грузовых районах ж.-д. станций, на территории морских и речных портов, в цехах заводов, при монтаже промышленного оборудования, строительных работах и т. д. Дальность транспортировки грузов до 500 м и более. Автопогрузчики работают на горизонтальных площадках (уклон не более 2″) с твердым дорожным покрытием, а также с естественным уплотненным покрытием (при хорошем отводе поверхностных сточных вод). Скорость погрузчиков с грузом достигает 10 км/ч, а на перегонах без груза -30-35 км/ч; предельный преодолеваемый уклон менее 8° на длине 40 м.

По грузоподъемности автопогрузчики делятся на три группы: легкие (1-2 т), средние (3,2-5 т) и тяжелые (до 10-12,5 т). К легкой группе относятся электропогрузчики и малогабаритные дизельные погрузчики. Для автопогрузчиков (рис. 4.20) принята четырех-опорная схема с большими углами поворота задних управляемых колес (до 75°) с целью уменьшения радиуса поворота. Автопогрузчики выпускаются, как правило, с вертикальным телескопическим подъемником, опирающимся на ведущий мост (фронтальные погрузчики). Высота подъема вилочным захватом у погрузчиков средней и тяжелой групп составляет 1,8-4,5 м, на крюке стрелы – до 7,3 м. Некоторые фронтальные погрузчики оборудованы стрелой для погрузки-разгрузки контейнеров и прочих грузов на крюке; при этом расстояние от крюка до передней стенки каретки грузоподъемника составляет 2,2 м.

На контейнерных терминалах ж. д. все большее распространение получают погрузчики специального назначения для переработки крупнотоннажных контейнеров типоразмеров 1С, 1CC, 1A, 1АА массой брутто 24; 30,5 т. Для работы с длинномерными грузами изготовляют погрузчики с боковым расположением подъемника (т. н. боковые автопогрузчики), которые могут перемещаться в поперечном направлении, что позволяет уменьшить ширину проездов. Автопогрузчики специального назначения грузоподъемностью 25-45 т и более могут быть оборудованы вертикальным телескопическим подъемником или выдвижной стрелой с вылетом 2-6,4 м («Valmet», «Kalmar», «Haister» и др.). Особенностью этих погрузчиков является высокая нагрузка на переднюю ось (до 80-100 т), что требует при строительстве площадок для их работы сооружения усиленных основания и верхнего покрытия по сравнению с площадками для других типов машин, в т. ч. оснований крановых путей козловых контейнерных кранов на терминалах.

В качестве силовых агрегатов на автопогрузчиках применяют двигатели внутреннего сгорания (карбюраторные или дизельные), всегда устанавливаемые сзади, что позволяет использовать массу двигателя в качестве противовеса. Автопогрузчики имеют механическую или гидравлическую передачу и гидравлическое усиление руля.

Zs 4 20.jpg

Электропогрузчик – подъемно-транспортная машина прерывного (циклического) действия с электрическим приводом; относится к классу автопогрузчиков. Предназначен для погрузки, разгрузки, штабелирования и транспортирования штучных и сыпучих грузов на небольшие расстояния. Электропогрузчики обычно используются для выполнения погрузочно-разгрузочных работ в стесненных условиях – внутри складов, вагонов, контейнеров и т.п., где недопустима работа машин с двигателями внутреннего сгорания без надежных нейтрализаторов выхлопных газов. Рабочим органом электропогрузчиков служит телескопическая рама, которая может наклоняться вперед на 3° и назад на 8°; по раме перемещается каретка с грузозахватными устройствами – вилами, штырями, кантователями, крюками и т.п. (рис. 4.21). Привод осуществляется электродвигателями, питающимися от аккумуляторной батареи или по кабелю от электрической сети (последние широкого распространения не получили). Электропогрузчики повышенной маневренности выпускаются только малогабаритными с грузоподъемностью 0,63-2 т. Предусмотрен выпуск электропогрузчиков на трехопорном и четырехопорном шасси, обладающих повышенной устойчивостью к боковому опрокидыванию.

Мобильность, малые габариты, универсальность (большое количество захватных приспособлений), боковая устойчивость, отсутствие загрязнения воздуха в закрытых помещениях – основные преимущества электропогрузчиков перед другими типами машин данного класса.

Zs 4 21.jpg

Дизельный погрузчик представляет собой самоходное шасси, включающее корпус, энергосиловую установку с дизельным двигателем, мост ведущий, мост управляемый, гидропривод, электрическое оборудование и кабину, а также грузоподъемник, оснащенный различными грузозахватными приспособлениями; снабжен нейтрализатором выхлопных газов. Дизельные погрузчики грузоподъемностью 1,5-1,6 т предназначены для загрузки и разгрузки преимущественно универсальных крытых и рефрижераторных вагонов, контейнеров, грузовых автомобилей, а также для штабелирования на складах штучных, пакетированных и одиночных грузов и перевозки их на небольшие расстояния. Работают как в закрытых помещениях, так и на открытых площадках с твердым и ровным покрытием.

На ж.-д. станциях получили распространение дизельные погрузчики иностранных фирм: «Тоета», «Ниссан», «ТСМ», «Мицубиси» и «Коматцу» (Япония), «Штилл» (Германия), «Балканкар» (Болгария). Погрузчики этих фирм грузоподъемностью 1,5-1,6 т имеют номинальную мощность от 48,5 до 60 л. с, массу 2780-3000 кг, внешний радиус поворота от 1,8 до 2,0 м. При работе в крытых вагонах наибольшая статическая нагрузка, действующая на пол вагона от колес погрузчика с грузом, не должна превышать 17 кН (1,8 тс); динамическая нагрузка – 22 кН (2,3 тс).

Отечественной промышленностью (Машиностроительный завод имени Калинина, г. Екатеринбург) выпускается погрузчик ДП-1606 с дизельным двигателем фирмы «Perkins». Номинальная грузоподъемность 1,6 т; номинальная высота подъема груза 2,9 м; наклон грузоподъемника (вперед/назад) 4,5/10 градусов; скорость передвижения с номинальным грузом 18 км/ч; угол, преодолеваемый с грузом, 30%; масса в рабочем состоянии 2,8 т; внешний радиус поворота 2 м. Расход дизельного топлива составляет ок. 2,4 л/ч.

Вагоноопрокидыватель – сооружение (устройство) для механизированной разгрузки вагонов с насыпными и навалочными грузами (углем, рудой, зерном и т. п.). Грузовые районы современных ж.-д. станций, подъездные пути крупных промышленных предприятий (металлургических и коксохимических заводов, тепловых электростанций и т.п.), портовые пункты перевалки грузов оборудованы стационарными вагоноопрокидывателями. На складах, рудничных и грузовых дворах ж.-д. станций с небольшими грузопотоками используют передвижные вагоноопрокидыватели, которые позволяют вести разгрузку в различных местах. По способу разгрузки стационарные вагоноопрокидыватели подразделяются на роторные и круговые, в которых разгрузка осуществляется при повороте вагона вокруг его продольной, оси; боковые подъемно-поворотные – вагон не только поворачивается вокруг продольной оси, но также и поднимается (вагоноопрокидыватели этих двух типов предназначены для разгрузки полувагонов и платформ); торцевые – производят наклон вагона относительно поперечной оси, при этом груз высыпается через открывающиеся боковые стенки; комбинированные- с многократным поворотом вокруг продольной и поперечной осей, служащие для разгрузки крытых вагонов. Вагоноопрокидыватели — эффективное средство механизации с темпом выгрузки до 30 вагонов в 1 ч. Повышению производительности вагоноопрокидывателей способствует оборудование их системами автоматизации операций выгрузки (надвиг вагона, установка, выталкивание и т. п.), применение виброустройств для механизированного удаления остатков сыпучих грузов (особенно смерзшихся и слежавшихся), а также инерционных разгрузочных машин в крытых ж.-д. вагонах.

Инерционная разгрузочная машина предназначена для выгрузки сыпучих грузов из крытых вагонов; действие основано на использовании механических продольных колебаний кузова вагона от центробежного привода с неуравновешенными массами. Привод обеспечивает амплитуду горизонтальных колебаний до 90 мм, вертикальных – до 20 мм при частоте до 2 Гц. Возникающие при этом силы инерции перемещают частицы груза от торцов вагона к середине. Поперечное высыпание груза обеспечивается наклоном вагона на 7-10° в сторону выгрузки. Для наклона вагона в месте разгрузки предусмотрено возвышение одного рельса над другим. Применяются мостовые и безмостовые инерционные разгрузочные машины (рис. 4.23). На отечественных ж. д. машины эксплуатируются с середины 1960-х гг. Их использование эффективно при разгрузке неслежавшихся сыпучих грузов (в основном зерна); разгрузка одного вагона длится 10-12 мин.

Zs 4 23.jpg

Вибрационные машины применяются в грузовых пунктах ж.-д. станций для очистки вагонов от остатков грузов, перевозимых насыпью и навалом, а также для восстановления сыпучести (разрыхления) смерзшихся грунтов. Являются, как правило, съемным оборудованием козловых, мостовых, стреловых кранов и других подъемных устройств. Вибрационные машины обычно состоят из портала и рабочего органа с приводом, подведенным к порталу. Действие машины основано на том, что сыпучее тело при сообщении ему вибрации (колебаний) приобретает свойства текучести; при этом его направление движения зависит от параметров вибрации.

Для выгрузки сыпучих грузов из полувагонов и очистки их от остатков груза служат накладные вибраторы, устанавливаемые на верхнюю обвязку полувагона (рис. 4.24), они имеют массу не менее 5 т и генерируют вынуждающую силу, амплитуда которой не должна превышать 88 кН (9 тс). Для уплотнения выгрузки сыпучих грузов из полувагонов и очистки их от остатков груза служат накладные вибраторы, устанавливаемые на верхнюю обвязку полувагона (рис. 4.24), они имеют массу не менее 5 т и генерируют вынуждающую силу, амплитуда которой не должна превышать 88 кН (9 тс). Для уплотнения легких сыпучих грузов применяют вибраторы продольного действия, которые устанавливаются на автосцепку и воздействуют на два вагона. Для разрыхления монолитно смерзшихся грузов используются виброударные машины (рис. 4.25).

Zs 4 24.jpg

Zs 4 25.jpg

Грейфер – грузозахватное устройство с поворотными челюстями; используется как рабочий орган грузоподъемного крана, тали, экскаватора, погрузчика. Может быть двухчелюстным – для переработки (захвата и перемещения) сыпучих грузов (рис. 4.26) или многочелюстным – для кусковых и сыпучих грузов (камней, бревен и т.д.). Грейферы бывают одноканатные (на кранах с однобарабанной лебедкой), двух- и четырехканатные (на кранах с двухбарабанной лебедкой) и моторные (приводные). После захвата груза челюсти замыкаются подъемным канатом либо электро- или гидроприводом (в моторном грейфере). Обычная вместимость двух-челюстного грейфера 0,35-0,5 м3.

Zs 4 26.jpg

Таль – подвесное грузоподъемное устройство, укрепленное стационарно на неподвижной конструкции либо на приводной тележке, перемещающейся по подвесному монорельсовому пути (ездовой балке); применяется в качестве механизма подъема в различных грузоподъемных кранах, а также как самостоятельное грузоподъемное устройство. Стационарные тали имеют ручной привод механизма подъема груза, перемещение которого осуществляется только по вертикали. С помощью передвижных талей груз можно перемещать как по вертикали, так и по горизонтали. Такие тали имеют электрический или пневматический привод; управление поднятием и перемещением груза производится с пульта дистанционного управления (рис. 4.27). Грузоподъемность талей не превышает 10 т, высота подъема груза от 3 до 18 м. Тали с механическим приводом иногда называют тельфером.

Zs 4 27.jpg

Автостроп – грузозахватное приспособление (например, в виде каната или цепи с захватными крюками или скобами), оборудованное устройствами для автоматической строповки грузов. Применяется главным образом при погрузочно-разгрузочных, строительных и монтажных работах. Строповка и отстроповка могут выполняться, например, с помощью электромагнита, установленного на автостропе и включаемого из кабины крановщика.

Для перегрузки среднетоннажных контейнеров широко применяется автоматический захват ЦНИИ-ХИИТ, выполненный в виде рамы, по которой перемещаются навстречу друг другу 4 спаренные каретки с захватными крюками (рис. 4.28). Для поворота автостропа вокруг вертикальной оси используется поворотная головка.

Zs 2 28.jpg

Спредер – автоматический или полуавтоматический захват для подъема контейнеров; на ж.-д. транспорте применяется при перегрузке крупнотоннажных контейнеров козловыми, портальными, мостовыми кранами, причальными перегружателями, автопогрузчиками, контейнеровозами и др. Существуют также спредеры с ручным приводом поворотных замков. Спредеры обычно изготовляют телескопическими или со съемными рамами для переработки всех типоразмеров контейнеров массой брутто от 10 до 30 т. Наведение спредера на контейнер, застропка и отстропка производятся оператором из кабины без участия стропальщика (кроме спредеров с ручным приводом); захват грузов осуществляется за верхние угловые фитинги (рис. 4.29).

Zs 4 29.jpg