К ним относятся инерционные силы, возникающие:
а) при трогании с места и торможении погрузчика, при движении по кривой во время поворота;
б) в начале и в конце подъема, при опускании груза и подвижных элементов грузоподъемника;
в) в начале и в конце наклона рамы грузоподъемника с грузом на вилах;
г) при раскачивании в продольном и поперечном направлениях груза и сменных рабочих приспособлений.

Для правильного выбора методов расчета устойчивости важно учесть влияние всех сил, действующих на погрузчик во время грузовых и транспортных операций в продольном (переднем и заднем) и в поперечном направлениях.

Опрокидывание наиболее вероятно, когда погрузчик находится в движении. Рассмотрим, какие силы действуют на погрузчик в продольном направлении при прямолинейном движении. Если погрузчик движется по прямой (вперед или назад), то на него будет действовать инерционная сила, возникающая при ускорении или замедлении погрузчика и стремящаяся его опрокинуть, и сила тяжести, удерживающая погрузчик. Если считать, что общая масса погрузчика сконцентрирована в одной точке, то опрокидывающая сила будет расположена параллельно поверхности движения, а удерживающая сила во всех случаях будет иметь вертикальное направление.

Опасность опрокидывания сильно возрастает при движении вперед в случае возможного соскальзывания груза с вил при торможении, поэтому необходимо проводить проверку погрузчика с этой точки зрения. Обычно ограничивающим фактором, предотвращающим соскальзывание, является величина наклона вил назад (рис. 8.1).

Зная для рассчитываемой модели конкретные значения тормозного замедления, коэффициента трения скольжения между вилами и грузом, можно определить требуемое значение угла наклона вил назад, предотвращающее соскальзывание груза при резком торможении.

Опасность с точки зрения устойчивости в продольном направлении представляет случай, когда быстро опускающийся груз на вилах резко останавливается. Внезапная остановка груза вызывает опрокидывающий момент, действующий в переднем направлении. Опрокидывание погрузчика в боковом направление может происходить в двух случаях: при прямолинейном движении по поверхности с поперечным уклоном и при движении по горизонтальной поверхности на повороте.

Рис. 8.1. Схемы установки груза и действующих сил:
а — при наклоненных вилах; б — сил, приложенных в центре массы погрузчика; в — установки испытательного груза на вилах погрузчика

Во всех случаях действующие на погрузчик силы можно привести к треугольнику сил, одна сторона которого F параллельна поверхности движения (инерционная или центробежная сила), вторая W — вертикальная (сила тяжести), а третья R является их равнодействующей (рис. 8.1,6). Все силы приложены в центре массы системы. Если этот треугольник, зависящий от величины сил и размеров, определяемых конструкцией погрузчика, считать жестким плоским телом, то положение равновесия наступает при равнодействующей, занимающей вертикальное положение.

Погрузчик потеряет устойчивость, когда равнодействующая R’ выйдет за пределы опорного контура.

Испытания погрузчиков на наклонной платформе

На наклонной платформе проводятся испытания погрузчиков различных типов, которые с достаточной степенью точности имитируют реальные условия работы погрузчиков с точки зрения продольной и поперечной устойчивости. При этих испытаниях прогиб’ деталей погрузчика и его шин происходит в том же направлении, как и в естественных условиях. На наклонной платформе воспроизводится треугольник сил, показанный на рис. 8.1,6.

Если этот треугольник, зависящий от геометрических размеров погрузчиков » величины действующих сил, воспроизвести на испытательной платформе, то равновесие создается тогда, когда равнодействующая занимает вертикальное положение. Наклонная платформа позволяет в статике изучать силы, эквивалентные действующим на движущийся вилочный погрузчик, охватывая все периоды работы, представляющие опасность потери устойчивости.

Согласно принятым нормативам испытательная платформа должна выдерживать без заметных деформаций массу нагруженного погрузчика и иметь возможность медленно и плавно наклоняться вокруг горизонтальной оси, относительно которой шарнирно закреплена одна из сторон платформы. Для обеспечения хорошего сцепления колес испытываемого погрузчика с платформой допускается применение покрытий, увеличивающих сцепление и предотвращающих скольжение машин по поверхности платформы.

Испытательный груз по массе должен соответствовать диаграмме грузоподъемности и представлять собой куб, сторона которого равна удвоенному вылету центра тяжести груза, указанного на диаграмме. Груз на вилах устанавливается так, чтобы его центр тяжести находился в средней продольной плоскости машины. Вертикальность грузоподъемника определяется по положению точки К (рис. 8.1, в). Ее положение на вертикали при подъеме груза вверх должно оставаться таким, как и при высоте 300 мм. Отклонения точки К от вертикали, возникающие вследствие деформации конструкции, устраняются путем изменения положения грузоподъемника или вил. При использовании грузозахватных приспособлений условия для проведения испытаний различных типов машин сохраняются, а испытательный груз берется согласно диаграмме грузоподъемности приспособления. Высота подъема груза над платформой 300 мм измеряется до нижайшей точки груза, приспособления или плиты каретки грузоподъемника. При наклоне платформы погрузчик должен удерживаться с помощью тормозов. Если стояночный тормоз не в состоянии удержать машину, допускается использовать дополнительное крепление колес к шасси машины.

Для предотвращения сдвига погрузчиков по платформе во время проведения испытаний машин допускается для всех типов, кроме фронтальных погрузчиков с противовесом, применять клинья с высотой, равной 10% диаметра колеса, но не больше 50 и не меньше 25 мм, забиваемые между колесами и рамой погрузчика.

При испытаниях на устойчивость на погрузчик устанавливают груз массой 90 кг с центром тяжести 250 мм над сиденьем или 1000 мм над платформой, что соответствует эксплуатации погрузчиков с сидящим или стоящим водителем.

Для обеспечения безопасности при испытаниях можно использовать предохранительные тросы, которые удерживают машину только после начала опрокидывания.

При испытаниях погрузчиков с высотой подъема свыше 4,5 м можно в целях безопасности шарнирно подвешивать груз на гибком органе, укрепленном на специальной обойме, установленной на вилах, которая имитирует расположение центра массы груза относительно поверхности вил. В этом случае при потере устойчивости груз опирается на платформу и отпадает необходимость применения сложных и прочных устройств, гарантирующих безопасность. Предусматриваются средства защиты в виде цепей или канатов с 10-кратным запасом прочности, гарантирующие безопасность в сл.учае потери погрузчиком равновесия. Для определения начала опрокидывания погрузчика можно использовать листы бумаги или тонкого металла, подкладываемые под колеса, которые в момент начала опрокидывания должны свободно двигаться между колесом и платформой.

Гидроцилиндры наклона оборудуются гидрозамками, перекрывающими трубопроводы и гарантирующими самопроизвольное смещение штоков и изменение положения грузоподъемника.

Перед началом испытаний обязательно проверяется давление воздуха в пневмошинах. Его величина должна точно соответствовать рекомендуемому паспортному значению.

Нормативы для испытаний погрузчиков на наклонной платформе утверждены СЭВ, служат для проверки изготовленных образцов и являются обязательными при проверке устойчивости расчетным путем.

Испытания устойчивости фронтальных погрузчиков с противовесом

Для этого типа погрузчиков предусматриваются четыре вида испытаний, из которых два дают возможность проверить продольную, а два других поперечную устойчивость. В каждой из групп одно испытание учитывает устойчивость погрузчика при штабелировании, второе — в движении.

Испытание имитирует условия, возникающие при штабелировании на максимальной высоте. Предполагается, что погрузчик управляется аккуратно и работает на сравнительно малой скорости при минимальном значении инерционных сил.

Погрузчик с грузоподъемником в вертикальном положении и поднятым на максимальную высоту номинальным грузом при наклоне платформы вперед на 4% не должен потерять устойчивость Ось передних колес погрузчика устанавливается параллельно оси поворота платформы. Установка погрузчика и возникающие при этом силы показаны на рис. 8.2, а.

Погрузчик опрокинется, если вектор силы тяжести погрузчика с грузом W, приложенный в точке расположения общего центра массы погрузчика и груза, пройдет впереди точки В. Наклон 4% выбран эмпирически на основе большого числа экспериментов из условия, что водитель погрузчика при этом значении в состоянии чувствовать предельное безопасное положение по продольной устойчивости. На основании этого норматива и по результатам испытаний до начала опрокидывания можно определить минимальную и фактическую величины статического коэффициента запаса устойчивости в продольном направлении.

Испытание имитирует условия, возникающие в начале продольного опрокидывания при неожиданном торможении полностью нагруженного погрузчика, движущегося вперед с максимальной скоростью. Погрузчик испытывается в нормальном транспортном положении: с наклоненным назад грузоподъемником или вилами, которые подняты над платформой на высоту 300 мм. Платформа наклоняется на 18%.

Равнодействующая R от веса W и инерционной силы F отклоняется вперед на угол 8, равный наклону платформы. По условиям испытаний 0 = 0,18.

Точка G3 — приведенный центр массы погрузчика и груза. Погрузчик опрокинется, если равнодействующая сила R пройдет впереди точки В, в которой происходит соприкосновение передних колес с платформой.

Рис. 8.2. Схемы установки погрузчика на наклонной платформе и действующих сил при испытаниях продольной устойчивости:
а — при штабелировании; б —в движении; А —ось наклона платформы; В — ось возможного опрокидывания; Oi — центр массы погрузчика; 02 —центр массы груза; G3 —общий центр массы погрузчика и груза; W — сила веса погрузчика и груза; F — инерционная сила; R— равнодействующая

Рис. 8.4. Схемы установки на стенде при испытании на поперечную устойчивость:
а — четырехколесного погрузчика; б — трехколесного погрузчика; в — погрузчика со сдвоенными задними колесами; г — схема расположения возможного ребра опрокидывания у погрузчиков с трехопорной и четырехопорной подвесками; А — А — ось наклона платформы; В — В — ось возможного опрокидывания, параллельная оси наклона платформы

Положение линии опрокидывания зависит от конструкции подвески погрузчика, как это показано на рис. 8.4. При испытаниях на поперечную устойчивость задние колеса погрузчика располагаются параллельно оси поворота платформы, тогда как в реальных условиях возможны большие углы поворота управляемых колес.

Испытание предусматривает худшие условия, возникающие при крутом повороте во время штабелирования, но с умеренной скоростью. В этом испытании погрузчик нагружен номинальным грузом, поднятым на максимальную высоту, грузоподъемник до предела отклонен назад. Погрузчик в зависимости от типа подвески устанавливается на платформе, как показано на рис. 8.4, в указанном положении платформа наклоняется на 6%, при котором должна сохраниться устойчивость.

Испытание учитывает самое опасное положение погрузчика при повороте на большой скорости без груза. Вилы погрузчика подняты на высоту 300 мм от поверхности платформы, грузоподъемник наклонен назад. При наклоне платформы учитывается фактор скорости.

Рис. 8.5. Зависимость безопасных радиусов поворота от скорости погрузчика для различных углов наклона платформы

Рис. 8.6. Зависимость угла 8 наклона платформы в % от максимальной скорости v порожнего погрузчика с противовесом при испытании на поперечную устойчивость погрузчиков:
линия 1 6макс=/(и)— для погрузчика грузоподъемностью до 5 т; линия 2 — для погрузчиков грузоподъемностью от 5 до 10 т

Испытания 3 и ЗА являются способом проверки боковой устойчивости погрузчика при штабелировании при его работе с грузом п без груза. Для испытания 3 характерным является то обстоятельство, что если уменьшение вылета центра массы груза ведет к снижению устойчивости, то это должно учитываться даже у машин, предназначенных для работы с большим вылетом центра массы груза. В зависимости от конструкции ходовой части погрузчик устанавливают на платформу согласно схемам рис. 8.8. Грузо-

Испытание специально для погрузчиков с широко расставленными опорами. В тех случаях, когда устойчивость очевидна, испытания могут не проводиться.

Испытания 5 и 5А для погрузчиков с выдвижными вилами или широко расставленными опорами (кроме имеющих наклонный грузоподъемник). В тех случаях когда устойчивость очевидна, испытания могут не проводиться.

Для погрузчиков с наклонным грузоподъемником мачта должна быть вертикальна или полностью отклонена назад, если это уменьшает устойчивость. Для погрузчиков с наклоном вил вилы должны быть горизонтальны или полностью отклонены назад, если это уменьшает устойчивость.

Для погрузчиков с ведущим (или тормозным) задним одинарным колесом платформа наклоняется на 14%, а для погрузчиков со сдвоенными задними ведущими (или тормозными) колесами — на 18%.

подъемник или вилы должны быть втянуты до предела и максимально наклонены назад. Вилы находятся в крайнем верхнем положении.

При испытании с грузом платформа наклоняется на 6%, а при испытании ЗА без груза — на 8%. Погрузчик не должен терять устойчивость.

Испытание 4 служит для проверки боковой устойчивости погрузчика при движении без груза. Погрузчик устанавливается на платформе в зависимости от конструкции ходовой части согласно схемам рис. 8.8. Грузоподъемник или вилы должны быть втянуты до предела и максимально отклонены назад. Вилы находятся на высоте 300 мм над платформой. Наклон последней принимается согласно графику рис. 8.6 или вычисляется по зависимости 6 = — (15+1,1 v)%, где v — максимальная скорость движения погрузчика без груза (в км/ч).
Максимальный наклон платформы независимо от скорости ограничивается значением 40%.

Испытания 5 и 5А служат для проверки задней продольной устойчивости погрузчика при штабелировании с грузом и без груза. При испытании 5, так же как и при испытании 3, учитывается возможность снижения устойчивости машины от уменьшения вылета центра массы груза, поэтому независимо от диаграммы грузоподъемности погрузчика вылет центра массы испытательного груза номинального веса должен быть минимальным 400 мм. Погрузчик устанавливается на испытательной платформе, как показано на рис. 8.7, б.

Грузоподъемник или вилы должны быть втянуты до предела и максимально наклонены назад. Вилы находятся в крайнем верхнем положении. При испытании 5 с грузом платформа наклоняется на 14%, а при испытании 5А без груза в зависимости от конструктивного исполнения ходовой части—на 14 или 18%. Для погрузчиков с ведущим (или тормозным) задним одинарным колесом платформа наклоняется на 14%, а для погрузчиков со сдвоенными задними ведущими (или тормозными) колесами — на 18%. При этих наклонах платформы погрузчик не должен терять устойчивость.

Испытание 6 имитирует условия, возникающие при неожиданном торможении порожнего погрузчика, движущегося задним ходом с максимальной скоростью. Помимо .этого, учитывается величина уклона, на котором может работать погрузчик. Испытание служит для проверки задней продольной устойчивости при движении. Погрузчик без груза устанавливается на платформе согласно схеме рис. 8.7,6. Грузоподъемник или вилы должны быть втянуты до предела и максимально наклонены назад. Вилы находятся на высоте 300 мм над платформой. Наклон платформы принимается согласно графику рис. 8.9 или вычисляется 0=(15+ +0,5 а+1,55 и)%, где а — максимальный уклон, преодолевыемый погрузчиком (в %), v — максимальная скорость, движения погрузчика без груза (в км/ч). Так же как и в ранее описанных испытаниях, принимается во внимание фактор скорости, а дополнительно учитывается возможный уклон, с которого может съезжать погрузчик. При найденных углах наклона платформы погрузчик должен сохранить устойчивость.

Рис. 8.9. Зависимость угла наклона платформы от максимальной скорости погрузчика для работы в узких проходах при испытании задней продольной устойчивости без груза

Испытания устойчивости погрузчиков с управлением с подъемной площадки

Проверка предусматривает 11 видов различных испытаний, имитирующих разные фазы перегрузочного цикла.

Эти требования распространяются на погрузчики грузоподъемностью до 5 т включительно с вылетом центра массы груза 600 мм. Вместо водителя над платформой на высоте 1000 мм устанавливается груз весом 100 кг.

Груз, имитирующий массу водителя, ставится только в тех испытаниях, где он уменьшает устойчивость.

Испытание имитирует условия работы и действующие на погрузчик силы при штабелировании груза. При этом проверяется передняя продольная устойчивость машины в процессе штабелирования и движения с допускаемой транспортной скоростью. Грузоподъемник или вилы устанавливаются вертикально на максимальной высоте.

Рис. 8.10. Испытания на переднюю продольную устойчивость погрузчиков с управлением с подъемной площадки: А—А — ось наклона платформы; В — В — ось возможного опрокидывания, параллельная оси наклона платформы; 1 — бесшарнирное управляемое ведущее колесо; 2 — рояльное не- подпружиненное колесо в прямом положении

Погрузчик ставится на платформу, как показано на рис. 8.10. Угол наклона платформы с учетом скорости-движения определяется из зависимости 8= (4+1,25 v)%, где v — заданная транспортная скорость при штабелировании (в км/ч). Величину этого угла находят по графику рис. 8.11.

Испытание служит для проверки передней продольной устойчивости при движении и воспроизводит силы, действующие на погрузчик при резком торможении. Погрузчик с грузом на вилах, поднятых на 300 мм над платформой, с полностью отклоненным назад грузоподъемником или вилами располагается на платформе, как показано на рис. 8.10. При наклоне платформы на 18% он должен сохранить устойчивость.

Испытание служит для проверки боковой устойчивости при штабелировании с грузом. Груз находится на максимальной транспортной высоте, положение его центра массы выбирается наихудшим с точки зрения устойчивости, т. е. если уменьшение величины центра массы груза ведет к снижению устойчивости, то это должно учитываться даже у машин, предназначенных для работы с большим вылетом. В зависимости от конструкции ходовой части погрузчик устанавливается на платформу, как изображено на рис. 8.12. Грузоподъемник или вилы отклоняют назад. Погрузчик не должен терять устойчивость при наклоне платформы на 6%.

Испытания 4А служат для проверки боковой устойчивости погрузчика при движении без груза. Испытание 4 имитирует условия при штабелировании, 4А — при движении. Установка погрузчика на платформе для обоих испытаний одинакова и показана на рис. 8.12.

Отличие заключается в высоте установки вил. В испытании 4 наклон платформы равен 8%, в испытании 4А наклон определяется: для любого поворота управляемого колеса по графику 1—8= (15+1,1 у)%; для угла поворота управляемого колеса в пределах ±10° по графику 2 — 0= (8+1,1 v)%, где v — максимальная скорость погрузчика без груза (в км/ч) (Рис. 8.13).

Рис. 8.11. Зависимость угла 8 наклона платформы от скорости v погрузчика с управлением с подъемной площадки с грузом при испытании передней продольной устойчивости во время штабелирования

Рис. 8.12. Испытание боковой устойчивости погрузчиков с управлением с подъемной площадки в зависимости от схемы ходовой части:

Рис. 8.13. Зависимость угла 0 наклона платформы от максимальной скорости погрузчика с управлением с подъемной площадки при испытании устойчивости без груза: график 1 — для любого угла поворота управляемого колеса; график 2 — для угла поворота управляемого колеса в пределах ±10°

Рис. 8.14. Испытание задней продольной устойчивости погрузчиков с управлением

Наклон платформы в зависимости от скорости погрузчика без груза определяется по линии рис. 8.6. Погрузчик не должен терять устойчивость.

Испытания 6 и 6А проверяют заднюю продольную устойчивость погрузчика с грузом при штабелировании. Вылет центра массы груза выбирается наиболее неблагоприятным 400 мм, даже если по диаграмме грузоподъемности погрузчик предназначен для работы с большим вылетом. Грузоподъемник или вилы полностью отклонены назад. Машина устанавливается на платформе, как показано на рис. 8.14. При испытании 6 груз находится в максимальном транспортном положении и платформа наклоняется на угол, определяемый в зависимости от скорости по графику 1 рис. 8.6, при испытании 6А груз находится на максимальной высоте, а платформа наклоняется на 14%.

Испытаниями 7 и 7А проверяют заднюю продольную устойчивость погрузчика без груза при штабелировании. При обоих испытаниях грузоподъемник полностью отклоняется назад, а вилы поднимаются на максимальную высоту. При испытании 7 платформа наклоняется согласно графику 1 рис. 8.13, а при испытании 7А— в зависимости от типа ходовой части на 14 или 18%.

Рис. 8.15. Зависимость угла наклона платформы от максимальной скорости

Машина устанавливается на платформе, так же как при испытаниях 6 и 6А.

Испытание 8 проверяет заднюю продольную устойчивость при движении погрузчика без груза. Грузоподъемник максимально отклонен назад, вилы находятся на высоте 300 мм над платформой.

Погрузчик устанавливают, как показано на рис. 8.14. При наклоне платформы учитывают скорость машины и величину максимального преодолеваемого ею уклона. Наклон платформы определяется по графику рис. 8.15 или находится из зависимости 0 = = (15—}— 1,55 о+0,5 а) %, где v — максимальная скорость движения погрузчика задним ходом без груза (в км/ч); а — максимальный преодолеваемый уклон (в %).

При найденных углах наклона платформы погрузчик не должен терять устойчивость.

—

На устойчивость погрузчика оказывают влияние следующие конструктивные особенности: высота подъема груза, угол наклона грузоподъемника, скорость погрузчика, виды применяемых шин и подвески. На погрузчик воздействуют динамические нагрузки, связанные с условиями работы этих машин, которые необходимо учитывать при расчете на устойчивость.

К ним относятся инерционные силы, возникающие:
– при трогании с места и торможении погрузчика, при движении по кривой линии во время поворота;
– в начале и конце подъема, при опускании груза и подвижных элементов грузоподъемника;
– в начале и конце наклона рамы грузоподъемника с грузом на вилах;
– при раскачивании в продольном и поперечном направлениях груза и сменных рабочих приспособлений.

Для определения методов расчета устойчивости важно учесть влияние всех сил, действующих на погрузчик во время грузовых и транспортных операций в продольном и поперечном направлениях.

Опрокидывание наиболее вероятно при движении погрузчика. На погрузчик в продольном направлении при прямолинейном движении действуют инерционная сила, возникающая при ускорении или замедлении и стремящаяся его опрокинуть, и сила тяжести, удерживающая его. Если считать, что общая масса погрузчика сконцентрирована в одной точке, то опрокидывающая сила будет расположена параллельно поверхности движения. Опасность опрокидывания сильно возрастает при движении вперед в случае возможного соскальзывания груза с вил при торможении, поэтому необходимо проводить проверку устойчивости погрузчика с этой точки зрения. Ограничивающим фактором, предотвращающим соскальзывание, является наклон вил назад (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Схемы установки груза и приложения действующих сил:
а — при наклоненных вилах; б — сил, приложенных в центре массы погрузчика; в — установки испытательного груза

Опасность с точки зрения устойчивости в продольном направлении представляет случай, когда быстро опускающийся груз на вилах резко останавливается. Внезапная остановка груза вызывает опрокидывающий момент, действующий в направлении вперед. Опрокидывание погрузчика в боковом направлении может происходить при прямолинейном движении по поверхности с поперечным уклоном и при движении на горизонтальной поверхности на повороте. Наибольшую опасность представляет второй случай, особенно при повороте на поверхностях с небольшими уклонами.

Во всех случаях действующие на погрузчик силы можно привести к треугольнику сил, одна сторона которого F параллельна поверхности движения (инерционная или центробежная сила), вторая W — вертикальная (сила тяжести), а третья R является их равнодействующей. Все силы приложены в центре массы системы. Если этот треугольник, зависящий от сил и размеров, определяемых конструкцией погрузчика, считать жестким плоским телом, то положение равновесия наступает при равнодействующей, занимающей вертикальное положение. Погрузчик потеряет устойчивость, когда равнодействующая R выйдет за пределы опорного контура.