Направление разгрузки с точки зрения характеристики рабочего органа погрузчика является второстепенным признаком, однако оно в значительной мере предопределяет конструктивно-технологическую схему работы машины. На открытых горных работах применяются погрузчики преимущественно с передней и задней разгрузкой. В некоторых погрузчиках с передней разгрузкой в качестве сменного оборудования применяются поворотные ковши с боковой разгрузкой. Различные схемы расположения погрузчиков при работе представлены на рис. 1 (сплошными стрелками показано движение погрузчика для разгрузки, пунктирными стрелками— движение для черпания).

В связи с тем, что в качестве базы для тракторных погрузчиков используются серийно выпускаемые или модифицированные тракторы, основное внимание будет уделяться описанию лишь навесного оборудования погрузчиков.

Рабочий процесс машин с передней разгрузкой ковша состоит из внедрения ковша в штабель, зачерпывания и подъема ковша на высоту разгрузки, движения погрузчика и самосвала прямолинейно назад или с разворотом, разгрузки и возвращения ковша и машины в исходное положение.

Преимуществами машин с передней разгрузкой являются простота конструкции и возможность навешивания сменного оборудования или применения универсального ковша. В качестве базы машины могут использоваться серийные тракторы.

Рис. 1. Схема расположения погрузчиков при раооте (по А. Ф. Базанову):
Т — автотранспорт; П — погрузчик.

К недостаткам таких погрузчиков следует отнести необходимость значительных маневров при выполнении рабочего цикла и, вследствие этото, быстрый износ рабочей площадки.

До последнего времени отечественной промышленностью выпускался погрузчик этого типа модели Д-388 на базе трактора ДТ-55. Таллинским механическим заводом освоен выпуск новых тракторных погрузчиков Д-442, предназначенных для погрузочных и землеройно-транспортных работ. Погрузчик выполнен в виде навесного оборудования на тракторе ДТ-54, который несколько переоборудован и снабжен ходоуменьшителем.

Кинематическая схема трактора ДТ-54 с ходоуменьшителем изображена на рис. 2. Движение передается от двигателя через ходоуменьшитель, состоящий из двух пар шестерен, редуктор и фрикционные муфты на звездочки гусеничного хода. От двигателя вращается насос для гидропривода ковша.

Навесное оборудование погрузчика состоит из опоры-портала, рабочего органа, механизмов подъема, зачерпывания, раскрывания и опрокидывания ковша, имеющих общий гидропривод.

Опора-портал выполнена в виде П-образной сварной конструкции с тремя парами осей и служит для крепления рабочего органа и гидроцилиндров механизмов подъема и зачерпывания. Опора-портал приваривается к раме трактора.

Рис. 2. Кинематическая схема трактора ДТ-55.

Рис. 3. Общий вид погрузчика Д-442.

Рабочий орган состоит из стрелы 5 и сменного рабочего оборудования. Стрела изготовлена в виде сварной конструкции, шарнирно соединенной с опорой-порталом и сменным оборудованием. В головной части стрелы имеются полозки для опоры на грунт. В качестве сменного оборудования на погрузчике предусмотрены универсальный двухчелюстный ковш, поворотный ковш с боковой выгрузкой, захват для леса и камней и захват для силоса.

Основным видом сменного оборудования является универсальный двухчелюстный ковш сварной конструкции, состоящий из передней поднимающейся челюсти и задней челюсти, образующей отвал. Передняя челюсть открыта с двух сторон и состоит из двух боковых стенок и корытообразного днища. Для повышения жесткости челюсти ее боковины и днище окантованы стальными полосами, а с внутренних сторон боковин приварены накладки с отверстиями для шарнирного соединения с задней челюстью и гидроцилиндрами. В передней части днища закреплены зубья. Задняя челюсть изготовлена в виде отвала, к нижней части которого прикреплен нож. У отвала имеются ребра с проушинами для крепления его к головке стрелы и соединения с передней челюстью, а также для крепления на нем рычагов ‘механизма поворота ковша и гидроцилиндров раскрывания челюстей.

Ковш с боковой выгрузкой в качестве сменного оборудования шарнирно крепится на вспомогательной раме, навешенной на головной части стрелы. Вместе со вспомогательной рамой ковш может поворачиваться относительно стрелы в вертикальной плоскости при зачерпывании. При опрокидывании набок ковш поворачивается относительно вспомогательной рамы специальным гидроцилиндром. Одна из боковых стенок ковша сделана с наклоном в сторону выгрузки.

Подъем ковша осуществляется двумя гидроцилиндрами, шарнирно соединяющимися со стрелой и опорой-порталом. Механизм зачерпывания используется для поворота ковша относительно стрелы при зачерпывании и разгрузке и состоит из двух симметричных систем. Каждая система имеет гидроцилиндр и шарнирно-рычажное устройство. Гидроцилиндр крепится на оси опоры-портала и штоком соединяется с двухплечим рычагом, смонтированным на стреле. Второй конец рычага тягой шарнирно соединяется с задней челюстью универсального ковша или со вспомогательной рамой в случае установки ковша с боковой разгрузкой.

Механизм раскрывания универсального ковша используется для поворота передней челюсти относительно задней и состоит из пары гидроцилиндров, шарнирно укрепленных на задней челюсти. Механизм опрокидывания используется в случае установки ковша с боковой разгрузкой и представляет собой шарнирно закрепленный на вспомогательной раме гидроцилиндр, шток которого соединяется с ковшом.

Механизмы подъема зачерпывания, опрокидывания и раскрывания ковша имеют общую гидросистему, схема которой изображена на рис. 4. Из бака жидкость гидронасосом подается через редукционный клапан к трехзолотниковому гидрораспределителю, от которого к соответствующим гидроцилиндрам: цилиндрам подъема стрелы, цилиндрам зачерпывания и цилиндрам раскрывания ковша. От гидроцилиндров жидкость через гидрораспределитель возвращается в бак. Соединение распределителя и гидроцилиндров с гидравлическим трубопроводом на стреле осуществляется гибкими шлангами. Для смягчения ударных нагрузок в гидросистеме, возникающих при работе и движении погрузчика, служит встроенный в систему пружинный гидроамортизатор, который соединяется с подпоршневой полостью гидроцилиндра подъема ковша и гасит энергию гидравлического удара.

Рис. 4. Схема гидравлической системы погрузчика Д-442.

Управление погрузчиком сосредоточено в кабине трактора. Рычаг муфты включения насоса располагается возле вентилятора, от которого приводится во вращение гидронасос.

Погрузчик-бульдозер может производить планировку и разгрузку грунта, использоваться в качестве скрепера, грейфера и прямой лопаты. Планировка грунта производится задней челюстью при поднятой передней челюсти. Срезаемый грунт может быть выгружен ковшом в транспорт или перевезен в отвал. В случае использования ковша в качестве скрепера заполнение производится в процессе движения машины вперед или назад при опущенном ковше и слегка разомкнутых челюстях. Отсыпка грунта осуществляется на заднем ходу погрузчика при слегка разомкнутых челюстях приподнятого ковша. При использовании ковша в качестве прямой лопаты обе его челюсти смыкаются, и ковш поворачивается так, что зубья верхней челюсти образуют с горизонтальной плоскостью некоторый угол. Применение ковша с боковой разгрузкой значительно сокращает продолжительность цикла погрузки и уменьшает количество маневровых операций.

За рубежом, кроме машин на гусеничном ходу, выпускаются погрузчики с передней разгрузкой на колесном ходу.

В Советском Союзе за последние полтора десятилетия широкое распространение получили погрузчики на базе гусеничных тракторов с задней разгрузкой ковша. Особенность рабочего процесса таких машин состоит в том, что после зачерпывания груза подъем ковша производится с одновременным движением погрузчика назад на разгрузку. После разгрузки ковш и машина возвращаются в исходное положение.

Отечественной промышленностью выпускались тракторные погрузчики Т-107 с задней разгрузкой на базе гусеничного трактора С-80 с канатным механизмом подъема. В 1959 г. был рекомендован к серийному выпуску сроком на два года гидрофицированный погрузчик Т-157 на базе трактора С-100ГП (до освоения промышленностью более универсального погрузчика). Эти машины предназначены для погрузки различных сыпучих и кусковых материалов— песка, угля, гравия, щебня, шлака, снега и пр. — в автомашины и вагоны, для перегрузки в отвал, для засыпки ям, а также для штабелирования и транспортирования этих грузов на некоторое расстояние.

Навесное оборудование погрузчика Т-157 состоит из двух опор, рабочего органа, буфера и механизма подъема ковша с гидроприводом. Опоры представляют собой П-образную сварную конструкцию, которая закрепляется на раме гусеничной тележки и служит для установки рабочего органа и шарнирно-рычажной системы механизма подъема ковша. Рабочий орган состоит из стрелы сварной П-образной конструкции, шарнирно соединяемой с опорой и ковшом. Ковш сварной, на задней стенке его приварена поперечная швеллерная балка с цапфами на концах, которыми ковш соединяется с шарнирно-рычажной системой. К верхней части ковша прикрепляется съемная удлиняющая насадка, которая снижает высоту разгрузки при погрузке в автотранспорт. Передняя кромка днища ковша шириной 2400 мм армирована зубьями и тремя ножами с углами заострения 45°. Средний нож в виде прямой пластины, крайние — в виде пластин, согнутых под углом 90° и образующих режущую кромку в месте стыка днища и боковых стенок. В средней нижней части ковша имеются проушины для соединения со стрелой. Буфер предотвращает возможность повреждения погрузчика при слу-чайных столкновениях во время разгрузки ковша. Буфер крепится к привалочной плоскости трактора и к кронштейнам заднего прицепного устройства.

Рис. 5. Погрузчик Т-157.

Рис. 6. Гидравлическая система погрузчика Т-157.

Механизм подъема ковша состоит из шарнирно-рычажной системы, двух гидроцилиндров, маслопровода, распределителя и двух гидравлических насосов.

Шарнирно-рычажная система состоит из двух симметричных систем и служит для передачи усилий от штока гидроцилиндра к ковшу, подъема ковша и поворота его на некоторый дополнительный угол относительно стрелы в целях улучшения разгрузки.

Каждая система состоит из главного рычага, промежуточного рычага и вильчатого. Главный рычаг выполнен в виде треугольника и шарнирно соединяется с опорой, штоком гидроцилиндра и промежуточным рычагом. Промежуточный рычаг шарнирно соединен со стрелой, главным рычагом и вильчатым, который, в свою очередь, соединен с ковшом. Три отверстия на конце промежуточного рычага позволяют регулировать угол и высоту разгрузки ковша за счет перестановки вильчатого рычага.

Гидравлическая система погрузчика изображена на рис. 6. От цилиндрического редуктора, расположенного в передней части трактора, вращение передается двум шестеренчатым насосам, от которых масло по маслопроводу поступает в распределитель и далее к гидроцилиндрам. Из гидроцилиндров масло идет сначала в распределитель, затем в масляный бак, из которого снова попадает в гидронасосы.

При монтаже навесного оборудования на тракторе С-100ГП промышленного назначения предусматривается ряд переделок:
а) кабина сужается для возможности установки опор погрузчика;
б) к рамам гусеничных тележек привариваются опорные кронштейны для крепления опор;
в) крылья трактора подрезаются для обеспечения вывода маслопровода из кабины к цилиндрам.

Управление погрузчиком производится трактористом из кабины, где сосредоточены все рычаги управления, за исключением муфты редуктора насосов, которая включается заводной рукояткой пускового двигателя.

Из зарубежных погрузчиков с задней разгрузкой наиболее мощной является серийно выпускаемая погрузочная машина

Эймко-105 на гусеничном ходу с катящейся рукоятью. Машина предназначена для погрузки тяжелых скальных пород в подземных условиях и на карьерах. В последнем случае она с успехом заменяет экскаватор, имея производительность примерно в 1,5 раза выше, чем у одноковшового экскаватора с приводом одинаковой мощности. Машина снабжается ковшами трех модификаций: высокими, средними и низкими. Высота разгрузки составляет соответственно 3,4; 2,5 и 2,2 м. Машина выпускается с дизельным двигателем мощностью 90 л. с. или электродвигателем мощностью 55 кет.

Машины с задней разгрузкой сравнительно просты по конструкции, надежны в эксплуатации и могут развивать большие напорные усилия за счет высокого коэффициента сцепления гусеничного ходового механизма с почвой. К недостаткам погрузчиков следует отнести плохую видимость места зачерпывания и разгрузки, сравнительно малое заполнение ковша и малую устойчивость его в поперечном направлении, отсутствие сменного оборудования, громоздкость и металлоемкость.

—

В качестве рабочих органов наземных погрузочных машин непрерывного действия используется элеватор с ковшами, закрепленными на цепи, или ротор с ковшами. Передача насыпного груза в транспорт осуществляется с помощью одного или двух конвейеров. Ходовая часть машины выполняется чаще всего колесно-рельсовой.

Машины с многоковшовым цепным и многоковшовым роторным рабочим органом пригодны для погрузки мелкокусковых насыпных грузов, а также для перелопачивания или складирования. Попытки создания таких машин для подземных условий не имели успеха в связи с затруднениями при погрузке крупнокусковых грузов. Погрузчики с многоковшовым цепным рабочим органом моделей Мак-Дермотт и Бочарова-Супруна, а также с многоковшовым роторным рабочим органом модели Хэнт не нашли применения и сняты с производства.

—

Погрузка сыпучих, мелкокусковых и штучных грузов в транспортные средства может производиться кранами, экскаваторами и погрузчиками.

Различают погрузчики непрерывного и периодического действия. Погрузчики имеют гусеничный или пнев-моколесный ход и выпускаются на базе автомобилей, тракторов и тягачей.

Погрузчики непрерывного действия состоят из самоходной машины, на которой установлен ковшовый элеватор или ленточный, или скребковый конвейер. Для подачи материала к элеватору или конвейеру служит питатель, который может быть выполнен в виде шнека, шаровой головки и подгребающих лопастей. Погрузка материала в транспортные средства может производиться по наклонному лотку или ленточному конвейеру. Производительность погрузчиков колеблется от 80 до 120 м3/ч.

Типажом предусматривается изготовление многоковшовых погрузчиков производительностью 30, 100 и 200 м3/ч, которые могут применяться: для погрузочных работ, для работ по засыпке траншей и фундаментных пазух свеженасыпным грунтом, для обвалования площадок и др. Оборудование многоковшовых погрузчиков производительностью 30 м/ч будет монтироваться на колесном тракторе. Погрузчики производительностью 100 и 200 мг\ч будут иметь гусеничный или пневмоколесный ход. Большая часть узлов и деталей погрузчиков будет унифицирована.

Рис. 7. Схема погрузчиков непрерывного действия
а — элеваторный с лопастным шнековым питателем; б — скребковый с подгребающими-лопастями; в — погрузчик «шаровая лопата»

Погрузчики периодического действия производят не только погрузку материала в транспортные средства, но и перемещают его на расстояние до 60 м. Они применяются для штабелирования сыпучих и кусковых материалов на складах заполнителей смесительных узлов и установок. Основным типом являются одноковшовые погрузчики с передней и задней разгрузкой ковша. На рис. 55 приведены схемы гидравлических одноковшовых погрузчиков на гусеничном тракторе с задней и передней разгрузкой ковша.

У погрузчика с разгрузкой назад врезание ковша в материал происходит при движении на первой или второй скорости. После подъема загруженного ковша (канатной или гидравлической системой) погрузчик движется задним ходом к месту разгрузки, где ковш отводится назад и разгружается. Погрузчик, не разворачиваясь, передним ходом возвращается к штабелю материала с опущенным вперед ковшом.

Погрузчики с фронтальной разгрузкой могут быть как на гусеничном, так и на пневмоколесном ходу. Такой погрузчик после набора материала в ковш и поворота его в вертикальной плоскости (для предотвращения высыпания) должен отъехать назад, а в некоторых случаях и развернуться, с тем чтобы обеспечить выгрузку материала в транспорт.

До освоения выпуска машин типового ряда грузоподъемностью 0,3—5 тс продолжается выпуск гусеничных погрузчиков-бульдозеров с фронтальной разгрузкой грузоподъемностью 1,5 и 3 тс. Эти погрузчики имеют двухчелюстной ковш, позволяющий использовать машину и на землеройно-транспортных и на погрузочных работах.

Пнемоколесные погрузчики с боковой разгрузкой являются полуповоротными машинами. Они изготавливаются с ковшами грузоподъемностью 0,8; 1,25 и 2 тс. После набора материала ковш такого погрузчика с помощью гидроцилиндра и системы рычагов поворачивается в вертикальной плоскости для предотвращения высыпания материала. Гидроцилиндры поднимают стрелу вместе с ковшом. Поворот платформы с рабочим оборудованием на разгрузку производится при помощи гидроцилиндров и цепи, установленных внутри ходовой рамы.

Рис. 8. Схема одноковшовых тракторных гидравлических погрузчиков
а — с задней разгрузкой ковша; б — с фронтальной разгрузкой ковша

Увеличение производства универсальных одноковшовых погрузчиков с различными видами сменного оборудования позволит завершить комплексную механизацию погрузочно-разгру-зочных работ и высвободит в народном хозяйстве много экскаваторов, кранов и бульдозеров, занятых ныне на этих работах.

Универсальные погрузчики имеют сменное рабочее оборудование: вилочный захват, ковш для сыпучих материалов, безблочную крановую стрелу и др. Они часто изготавливаются на базе узлов грузовых автомобилей и называются автопогрузчиками.

Рис. 9. Схемы автопогрузчиков
а — с вилочным захватом; б — с безблочной стрелой; в — со штырем; г — с ковшом

Подъемная часть автопогрузчика состоит из основной рамы, установленной шарнирно в передней части погрузчика. Внутри основной рамы перемещается выдвижная рама, а вдоль ее — каретка с вилочным захватом.

Выдвижение штока гидроцилиндра, установленного на нижней балке основной рамы, приводит к подъему подвижной рамы. На верхней поперечной балке рамы свободно установлены звездочки, через которые перекинуты подъемные цепи. Одними концами цепи прикреплены к основной раме, а другими — к каретке. За время выдвижения штока гидроцилиндра на 2 м каретка с захватом (ковшом) поднимается на 4 м. Основная рама может при помощи гидроцилиндров и тяг наклоняться вперед на 3—4 и назад на 12—15°. Отклонение рамы назад увеличивает устойчивость погрузчика, а отклонение вперед облегчает захват груза. Автопогрузчики имеют грузоподъемность до 1,5—7,5 тс. Скорость передвижения с грузом составляет у них от 6 до 15, а без груза — до 40 км/ч.

Рис. 10. Схема пневмоколесного погрузчика с боковой разгрузкой ковша

Рис. 11. Схема подъемной части автопогрузчика