Конструктивная сложность и частые поломки рабочего органа определили постепенное снижение, а затем и полное прекращение выпуска машин с консольными скребками. В- качестве главного направления развития машин бокового захвата в СССР была избрана схема парных нагребающих лап.

Большое распространение в угольной промышленности получила легкая погрузочная машина С-153. В машине предусмотрен гидравлический подъем и опускание наклонной приемной плиты вместе с нагребающими лапами, а также подъем, опускание и повороты стрелы передаточного скребкового конвейера. Рабочий орган выполнен в виде плоского шарнирного четырехзвенника с направляющим рычагом. Машина монтирована на гусеничном ходу, оборудована одним общим взрывобезопасным электродвигателем и главным редуктором, от которого осуществляется отбор мощности к дискам рабочего органа, к ходовому механизму и к насосу гидросистемы.

Рис. 1. Погрузочная машина 0-5с,

При удачной общей компоновке, достаточной маневренности и надежности работы машина С-153 имеет ряд существенных недостатков.

К ним относятся:
а) одномоторный привод; такая конструкция связана со сложностью системы передач, сборки, разборки и ремонта машины;
б) высокое удельное давление на грунт (0,97 кг/см2) из-за недостаточной площади опорной поверхности гусениц, что затрудняет работу машины в выработках со слабой подошвой;
в) наличие «мертвой зоны» между конвейером и нагребающими лапами, вследствие чего отдельные куски груза, подаваемого лапами, не увлекаются конвейером, скатываясь вниз по наклонной плите;
г) недостаточная прочность муфт, нагребающих лап, скребков, соединительных звеньев конвейера и некоторых элементов гидравлического управления.

Рис. 2. Погрузочная машина С-153.

Рис. 3. Погрузочная машина ГНЛ-30.

С 1953 г. на Ласптаэском заводе угольного машиностроения организован выпуск легких машин ГНЛ-30 с парными нагребающими лапами, предназначенных для погрузки угля. Эти машины имеют четыре электродвигателя для индивидуального привода всех механизмов: нагребающих лап, гусениц и конвейеров: скребкового и хвостового ленточного. Подъем и повороты плиты и конвейера осуществляются с помощью гидродомкратов (грдъем плиты), (подъем хвостового конвейера) и (поворот конвейера). Машины выпускаются заводом с двумя исполнениями плоского четырехзвенного механизма нагребающих лап — с направляющим рычагом или с кулисой. Предусмотрено дистанционное кнопочное управление машиной.

В 1952 г. Институтом Гипроуглемаш (Москва) была сконструирована мощная погрузочная машина ПМУ-1 с нагребающими лапами, а в 1958 г. — вторая ее модификация ПМУ-2. Обе машины предназначены для погрузки угля и породы при проведении наклонных выработок (до 25°). Машины монтированы на рельсовом ходу, причем при углах наклона выработки до 8—10° они передвигаются при помощи ведущего механизма ( с приводом на ходовые колеса), а при углах наклона более 10° используется лебедка, встроенная в редуктор ходовой части; канатоемкость барабана лебедки 30 м.

Погрузочный лоток устанавливается на ходовой тележке машины консольно и соединяется с ней шаровой опорой. Подъем, опускание и повороты погрузочного органа осуществляются гидравлическими цилиндрами, установленными на раме ходовой тележки. Движение нагребающих лап осуществляется плоскими четырехзвенными механизмами с дугообразной кулисой. Подача насыпного груза (подъем при суммарном угле наклона полотна конвейера до 50°) обеспечивается двумя последовательными пластинчато-скребковыми конвейерами.

В целях комплексного использования машин типа ПМУ на раме приемного конвейера установлены два манипулятора для бурильных молотков, при помощи которых можно обурить забой площадью до 13,5 м2; во время погрузки бурильные молотки снимаются. Для борьбы с пылеобразованнем предусмотрена система водяного орошения.

Машина ПМУ-2 имеет ряд существенных преимуществ, к которым относятся: повышенная механическая прочность и надежность работы, наличие отдельных двигателей для рабочего органа, конвейера и ходовой тележки. К недостаткам машины следует отнести заклинивание кусков материала между лапами, деформацию пластин конвейеров, сход машины с рельсов при боковых положениях забирающего органа.

Легкая погрузочная машина МПЗ-1 конструкции Днепропетровского ПКТИ, предназначенная для погрузки мягкой марганцевой руды, отличается малыми габаритами (4,4 X 0.93 X X 1,18 м) и весом (1,8 г). Она оборудована двумя ленточными конвейерами со встроенными барабан-моторами мощностью по 1,7 кет каждый и смонтирована на гусеничном ходу с индивидуальным приводом гусениц от двигателей мощностью по 2,8 кет. Передача вращения на ведущие звездочки нагребающих лап осуществляется через червячные редукторы; каждая из лап имеет независимый привод от двигателя мощностью 2,8 кет.

Рис. 4. Погрузочная машина ПМУ-1.

Как показала промышленная эксплуатация, машина МПЗ-1 отличается высокой мобильностью и компактностью. К недостаткам машины относятся: чрезмерный угол наклона приемного конвейера (28°), недостаточная механическая прочность лап, плохая очистка ленты и недостаточная мощность двигателей.

Тяжелая погрузочная машина ЦНИИПодземшахтостроя типа МПЛ-1 оборудована четырьмя электродвигателями общей мощностью 20,5 кет. Длина машины 7,15 м, ширина—1,3 м, высота — до 1,85 м, вес — 6,8 т. На базе этой машины путем установки на ней буровых механизмов с манипулятором создана буропогрузочная машина БПМ-1. Такая компоновка может значительно повысить степень возможного использования машины в шахтах. Однако при совмещении функций бурения и погрузки в одной машине наличие больших вибрационных нагрузок, возникающих при бурении, может тяжело отразиться на прочности и долговечности узлов гусеничной ходовой части и редукторов. Окончательное заключение по этому вопросу можно сделать лишь после длительной опытной эксплуатации машины.

Новые модели машин с нагребающими лапами в последние годы разработал и освоил Копейский машиностроительный завод имени С. М. Кирова. Погрузочная машина этого завода типа УП-2 оборудована нагребающими лапами с двумя шарнирами: горизонтальным и вертикальным. Горизонтальный шарнир дает возможность лапе отклоняться вверх в случае задевания за почву. Вертикальный шарнир позволяет лапе отклоняться внутрь траектории, давая возможность менее нагруженной лапе пройти вперед и тем самым избежать заклинивания. Введение указанных шарниров вызвано стремлением ликвидировать наиболее значительный недостаток погрузочных машин с нагребающими лапами — частые механические поломки в системе рычагов — лап в результате мгновенных перегрузок при заклинивании отдельных кусков породы между лапами или при захвате лапой выступов почвы. Поэтому при проектировании машины УП-2 был использован объемный гидравлический привод, который исключает возможность поломок в механизме нагребающих лап и создает благоприятные условия работы (мягкие характеристики, бесступенчатое регулирование скоростей, бесшумность работы и т. п.).

Рис. 5. Погрузочная машина МПЗ-1.

Рис. 6. Буропогрузопная машина БПМ-1.

Рис. 7. Погрузочная машина УП-2.

Однако при холостом ходе нагребающая лапа также встречает тыльной стороной значительные сопротивления осыпавшегося из штабеля груза; в этом случае она также отклоняется вокруг вертикального шарнира, вследствие чего угол ее внедрения в штабель будет увеличиваться. Это существенно снижает производительность машины. Другим недостатком схемы рабочего органа машины УП-2 является нерациональная траектория нагребающих лап, которые оставляют значительную «мертвую зону» в средней части приемной плиты.

Новым элементом машины УП-2 является конструкция приемной плиты. Редукторы нагребающих лап размещены на боковых крыльях и благодаря наличию шарниров могут «складываться» на среднюю часть плиты. Это позволяет при рабочей ширине машины 2150 мм снижать транспортную ее ширину до 1200 мм.

Гусеничный ход машины приводится в действие двумя гидромоторами типа М-5. Редуктор гусеничного хода разделен на две симметричные части, каждая из которых является приводом одной из гусениц и состоит из одной пары конических шестерен со спиральным зубом и двух цилиндрических прямозубых пар.

Ленточный конвейер состоит из трех секций: приводной, промежуточной и натяжной. В приводной секции монтируется двухбара-банный привод. Компенсация вытяжки ленты осуществляется пружиной и регулировкой натяжного барабана. Управление машиной — двухстороннее, гидравлическое; давление в гидросистеме 120 ат.

Опытная партия машин УП-2 в 1958—1959 гг. проходила испытания на угольных и сланцевых шахтах. Максимальная производительность погрузки достигала 120 т/час, средняя 60 т/час. Основным недостатком рабочего органа оказалось неудачное верхнее расположение редукторов лап, вызывавшее неоднократные заклинивания кусков угля (породы) между редуктором и лапой; нерациональными оказались также траектория движения и форма нагребающих лап. Расход электроэнергии на погрузку одной тонны угля составил в среднем 0,285 кет -ч, а на погрузку одной тонны породы 0,312 квт-ч.

Копейским заводом создана также погрузочная машина УП-3 с нагребающими лапами, которая является дальнейшим развитием известной модели С-153. Машина монтирована на гусеничном ходу и оборудована изгибающимся скребковым конвейером.

Привод нагребающих лап и скребкового конвейера осуществляется от одного двигателя мощностью 15 кет. В отличие от машины С-153 движение нагребающих лап по заданной траектории осуществляется при помощи кулисного паза. Второй двигатель мощностью 11 кет служит для привода гусеничной ходовой части.

Испытания и опытная эксплуатация машин УП-3 на многих шахтах позволили установить ряд их недостатков. В частности, подъем и опускание приемной плиты и конвейера осуществляются одной рукояткой, точная фиксация которой требует внимания машиниста и исключает одновременное выполнение этих операций. Жесткая подвеска корпуса машины приводит к резкому подъему носка при попадании кусков груза под гусеницы или движении по неровной почве; вследствие этого не обеспечивается надежная зачистка почвы. Стрела хвостового конвейера коротка и не обеспечивает загрузку вагонеток большой емкости. Электродвигатель гусеничного хода не защищен от ударов со стороны подачи самоходных вагонеток. Ширина приемной плиты недостаточна и не обеспечивает зачистки дорожки необходимой ширины для прохода гусениц. Мощность обоих двигателей недостаточна даже при работе по некрепкой породе (глинистые сланцы).

Несмотря на эти недостатки, погрузочная машина УП-3 достаточно работоспособна, удовлетворяет требованиям угольных шахт и может развивать высокую производительность — до 160 г/ч. Расход электроэнергии на погрузку 1 т горной массы составил в среднем 0,11 квт-ч. Одновременно Копейский завод продолжает работы по созданию машин с гидравлическим приводом.

Институт Гипроникель завершил создание мощной погру: зочной машины бокового захвата ПНР-1 с улучшенной кинематикой нагребающих лап, компоновка которых исключает возможность их заклинивания. При стендовых испытаниях рабочего органа была получена производительность погрузки (по скальному граниту) порядка 200 м3/ч. Машина рассчитана на погрузку тяжелой кусковатой медной руды и оборудуется приемным и хвостовым пластинчатыми конвейерами. Длина машины порядка 10 м, ширина—до 2,4 м, высота— более 2 м, вес примерно 27 т.

В 1960 г. изготовлен и испытан в Криворожском бассейне опытный образец другой мощной погрузочной машины Кривбасс-250, созданной институтом Гипрорудмаш. Машина имеет рабочий орган непрерывного действия в виде парных нагребающих лап, предназначена для погрузки тяжелых и крепких криворожских железистых кварцитов и спроектирована с учетом результатов последних научно-исследовательских работ.

Рис. 8. Погрузочная машина УП-3.

Рис. 9. Погрузочная машина ПНР-1.

Рис. 10. Погрузочная машина Кривбасс-250.

В период испытаний машина обеспечила среднюю производительность порядка 200—210 м3/ч по железистому кварциту с крупностью кусков до 600 мм. Максимальное напорное усилие, развиваемое машиной, достигало 10 т, что соответствует коэффициенту сцепления гусениц с почвой примерно 0,6. Средняя потребляемая мощность под нагрузкой составила 46 кет, максимальная 72 кет. Наибольшая неравномерность нагрузки была у двигателя нагребающих лап — 24 кет средняя и 44 кет максимальная (с приемным конвейером).

Испытания этой машины, предназначенной для погрузки тяжелых руд, подтвердили ее работоспособность в весьма тяжелых условиях. Слабым узлом конструкции оказались передаточные конвейеры; конструкция пластинчатого конвейера не устраняла возможность его заштыбовки и заклинивания отдельных кусков руды между пластинами. Кроме того, удары при падении тяжелых кусков руды с приемного конвейера на хвостовой вызывали сильную деформацию и поломки пластин.

Погрузочная машина такого же класса спроектирована на Копейском машиностроительном заводе совместно с институтом Гипроуглемаш под маркой ПНБ-3 и изготовлена в 1961 г. в опытной партии для промышленных испытаний. В отличие от других отечественных машин с нагребающими лапами машина ПНБ-3 имеет полужесткую подвеску гусениц и гидравлический привод ходовой части.

Сходную по конструкции и назначению тяжелую погрузочную машину с нагребающими лапами разрабатывает Днепропетровский проектно-конструкторский технологический институт.

В Советском Союзе создан ряд моделей наземных самоходных погрузочных машин бокового захвата, именуемых в специальной литературе «скребковыми погрузчиками». Они применяются на складах, в строительстве и в коммунальном хозяйстве для погрузки иеабразивкых материалов: каменного и бурого угля,кокса, торфа, гипса, соли, снега и льда; в последние годы такие машины довольно широко используются при погрузке и разгрузке судов.

Рис. 11. Погрузочная машина ПНБ-3.

Для наземных погрузочных машин общего назначения характерно отсутствие жестких габаритных ограничений, во многом определяющих компоновку шахтных машин. Поэтому наземные машины бокового захвата, рассчитанные на работу в условиях асфальтированных площадей, проездов, складов и т. п., монтируются обычно на базе серийных грузовых автомашин, отдельные узлы которых специально переоборудуются. Для примера на рис. 56 показана погрузочная головка машины Т-105. Приемная плита, на которой расположены нагребающие лапы, осуществляет захват насыпного груза и передачу его на скребковый конвейер для разгрузки в автомашины. Стрела конвейера и приемная плита при помощи гидравлических цилиндров одностороннего действия могут подниматься и опускаться (для перевода машины из рабочего положения в транспортное). Поворот плиты в вертикальной плоскости производится цилиндром, укрепленным на опоре. Приемная плита направляется лыжами; наконечники нагребающих лап и рабочая кромка (нож) плиты выполняются сменными.

Другие наземные погрузочные машины бокового захвата монтируются на базе трактора «Беларусь» Минского завода, на шасси автомобилей ЗИС-5, ГАЗ-51, выпускаются в качестве сменного оборудования к некоторым автопогрузчикам нижнего захвата или монтируются на специальной ходовой тележке (например, погрузчик типа М-15 для складских работ). Машины изготовляются предприятиями строительного и дорожного машиностроения и предназначены для погрузки угля, кокса, торфа, опилок, снега, льда и пр.

В последние годы практикуется оборудование погрузчиков поворотным хвостовым ленточным конвейером, что позволяет использовать эти машины при различных вариантах складских работ (перевалка насыпного груза, погрузка на конвейеры и т. п.).

Рис. 12. Погрузочная головка машины Т-105.

Производительность машин бокового захвата весьма высока и составляет 60—100 сравнительно узкая область их применения на погрузке некрепких и малоабразивных грузов объясняется недостаточной прочностью таких узлов, как лапы, конвейеры, цепи и редукторы. При использовании опыта конструирования шахтных машин, рассчитанных на погрузку руды, могут быть созданы вполне работоспособные конструкции наземных погрузчиков для работы по любым насыпным грузам, включая наиболее тяжелые и крепкие разновидности.