Одноковшовые погрузчики классифицируют:
— по типу ходового устройства — гусеничные (на базе тракторов), пневмоколесные (на базе специальных шасси и тягачей) и полугусеничные;
— по расположению рабочего органа относительно двигателя — с передним (наиболее распространены) и задним расположением;
— по способу разгрузки рабочего органа — с полуповоротным, комбинированным, перекидным и фронтальным погрузочным оборудованием.

В городском строительстве наиболее распространены фронтальные универсальные погрузчики на пневмоходу.

Фронтальные погрузчики базируются на гусеничных, колесных шасси и тракторах и обеспечивают разгрузку ковша вперед (со стороны разработки материала) на любой отметке в пределах заданной высоты. Ходовое оборудование колесных погрузчиков имеют обычно все (четыре) ведущие колеса, а их опорная рама может быть жесткой и шарнирно сочлененной. Погрузчики с шарнирно сочлененной рамой обладают высокими мобильностью, маневренностью и наиболее эффективно используются в стесненных условиях.

Погрузчик базируется на самоходном пневмоколес-ном двухосном шасси с шарнирно сочлененной рамой, состоящей из двух полурам, угол поворота в плане которых может составлять ± 40°. На передней полураме смонтировано погрузочное оборудование и жестко закрепленный передний мост. На задней полураме установлены: силовая установка, гидромеханическая трансмиссия, задний мост на балансирной раме и кабина оператора. Задний мост может качаться относительно продольной оси погрузчика, что обеспечивает высокие тягово-сцепные качества машины. Рабочее оборудование погрузчика включает: ковш, рычажную систему, состоящую из стрелы, коромысла и тяг, и гидросистему привода.

Рис. 1. Фронтальный погрузчик

Основной ковш вместимостью 1,0 м3 имеет прямую режущую кромку со съемными зубьями. Поверхности режущих кромок и зубьев покрыты износостойким сплавом. Вместо основного ковша может быть установлен любой из семи видов сменных рабочих органов: ковши уменьшенной и увеличенной вместимости, двухчелю-стной ковш, грузовые вилы, челюстной захват, крановая безблочная стрела.

Гидромеханическая трансмиссия базового шасси погрузчика включает: гидротрансформатор, гидромеханическую коробку передач, редуктор отбора мощности, карданные валы, передний и задний унифицированные ведущие мосты.

Редуктор отбора мощности обеспечивает передачу крутящего момента от двигателя к коробке передач и независимый привод гидронасосов рабочего погрузочного оборудования и гидравлического рулевого управления. Рулевое управление погрузчика со следящей гидравлической обратной связью включает гидравлический руль и два вспомогательных гидроцилиндра, с помощью которых происходит поворот полурам относительно друг друга. Гидросистема погрузочного оборудования обеспечивает управление стрелой и ковшом при выполнении рабочих операций и включает в себя: два шестеренных насоса, распределитель, гидроцилиндр поворота ковша, два гидроцилиндра подъема и опускания стрелы. Управление погрузчиком ведется из кабины машиниста, в которой сосредоточены пульт управления с приборами контроля, рулевая колонка и педали.

Все современные погрузчики оборудуются аварийно-предупредительной световой и звуковой сигнализацией с электронными устройствами отображения информации (УСИ) о предельном состоянии контролируемых параметров двигателя, трансмиссии, электрической, гидравлической, тормозной и других систем.

Сменные рабочие органы и навесное оборудование одноковшовых строительных пнсвмоколесных погрузчиков показаны на рис. 2.

Рис. 2.. Сменное рабочее и навесное оборудование одноковшовых погрузчиков:
1 — ковш для скальных пород с зубьями; 2 — ковш без зубьев с прямолинейной режущей кромкой: 3 — то же, с V-образной режущей кромкой; 4 — скелетный ковш; 5 — грузовые вилы: 6 — бул1.до?ерный отвал: 7 — плужный снегоочиститель; 8 — захват для столбов и свай; 9 — ковш с принудительной разгрузкой; 10 — двухчелюстной ковш: 11 — захват для длиномеров; 12 — ковш для распределения бетона; 13 — захват для пакетов; 14 — кран; 15 — экскаватор: 16 — рыхлитель; 17 — роторный снегоочиститель; 18 — кусторез; 19 — корчеватель-собиратель; 20 — асфальтовзламыватель

Малогабаритные универсальные погрузчики монтируются на самоходных шасси с бортовым поворотом и предназначены для выполнения в особо стесненных условиях строительства трудоемких малообъемных земляных, погрузочно-разгрузочных. подготовительных, вспомогательных и специальных работ. Модели высокоманевренных многофункциональных малогабаритных погрузчиков имеют мало различий и кроме основного погрузочного ковша используют следующие виды быстросъемного сменного рабочего оборудования: экскаваторный ковш — обратная лопата, зачистной ковш, грузовые вилы, грузовая стрела, гидравлический молот, гидравлический бур, плужный и роторный снегоочистители, траншеекопатель, дорожная щетка, пескоразбрасыватель, подметально-уборочное оборудование, бульдозерный отвал и т. п.

Погрузчики имеют четырехколесный движитель со всеми ведущими колесами и объемную гидравлическую трансмиссию, обеспечивающую независимый привод каждого борта машины и бесступенчатое регулирование скорости движения до 10… 12,6 км/ч. Наиболее эффективно погрузчики применяются на рассредоточенных объектах для комплексной механизации строительно-монтажных работ небольших объемов. Многоцелевое сменное рабочее оборудование погрузчиков позволяет практически полностью механизировать ручной труд. Для быстрой смены одного вида оборудования на другой каждый погрузчик оборудован специальным устройством — гидроуправляемым суппортом, шарнирно соединенным со стрелой.

Малогабаритные погрузчики способны совершать бортовой разворот на месте на 180° с загруженным ковшом при ширине рабочей зоны до 4 м. Возможность выезда погрузчика с загруженным ковшом из стесненной зоны задним ходом позволяет использовать эти машины при ширине проезда не более 2 м. Максимальная производительность погрузчиков (20…35 м3/ч) достигается при наибольшей дальности транспортировки до 25…30 м.

При оснащении гидромолотом погрузчики способны разрушать асфальтобетонные и бетонные покрытия дорог, площадок, полов и т. п., а также мерзлые грунты на глубину до 0,6 м. При бортовом развороте на месте можно производить несколько ударов молотом в определенном секторе с одной стоянки погрузчика.

Рабочее оборудование погрузчика (рис. 2.18) шарнирно крепится к полупорталам и состоит из суппорта, стрелы, двух гидроцилиндров поворота суппорта с рабочим органом, рычагов с тягами и двух гидроцилиндров подъема — опускания стрелы. Экскаваторное оборудование, закрепленное на суппорте погрузчика, имеет возможность в процессе работы поворачиваться на угол 90° влево или вправо от продольной оси машины. Стрела погрузчика во время работы с экскаваторным оборудованием поднимается и закрепляется в верхнем положении.

Рис. 3. Малогабаритный универсальный погрузчик

Возможно смещение экскаваторного оборудования погрузчика вправо и влево от оси копания на 350…500 мм, что позволяет выполнять работы по обкапыванию существующих конструкций и коммуникаций, встречающихся при разработке грунта ниже уровня стоянки погрузчика, вести разработку грунта вблизи стен, ограждений и других сооружений.

Гидравлическая система погрузчика состоит из двух гидросистем: привода ходовой части и привода рабочего оборудования. Привод колес ходовой части осуществляется двумя автономными бортовыми передачами с приводом от индивидуальных гидромоторов. Каждая бортовая передача состоит из редуктора привода, ступичного редуктора, задней оси и постоянно замкнутого дискового тормоза с гидравлическим управлением. Питание гидромоторов ходовой части осуществляется от двух реверсивных регулируемых гидронасосов. Питание гидравлических двигателей рабочего оборудования осуществляется от нерегулируемого гидронасоса. Гидронасосы ходовой части и рабочего оборудования приводятся в действие от дизеля погрузчика. Подсоединение к гидросистеме машины гидроцилиндров или гидромоторов дополнительных сменных рабочих органов активного действия осуществляется через быстросоединяю-щую муфту и рукав высокого давления без потерь рабочей жидкости.

Малогабаритные погрузчики имеют вместимость основного погрузочного ковша 0,24…0,3 м3, экскаваторного ковша 0,04…0,063 м\ грузоподъемность грузовой стрелы 0,5 т.

Рис. 4. Сменные рабочие органы малогабаритных погрузчиков:
1 — грузовые вилы; 2 — грузовая безблочная стрела; 3 — обратная лопата экскаватора; 4 — гидробур; 5 — дорожная щетка: 6 — гидромолот

Производительность современных отечественных одноковшовых погрузчиков 90…235 м3/ч при средней продолжительности цикла 30…60 с, грузоподъемность 1,25…5 т, вместимость ковшей 0,4…3 м3.

Вилочные универсальные погрузчики (автопогрузчики) применяют для погрузочно-разгрузочных работ, транспортирования на небольшие расстояния и штабелирова’ния штучных и пакетированных грузов на открытых площадках и дорогах с твердым покрытием. Их изготовляют с использованием узлов серийных автомобилей. Они имеют единую конструктивную схему, унифицированы и оснащаются комплектом сменных рабочих органов: вилами и специальными захватами для погрузки-разгрузки, перемещения и складирования всевозможных штучных, тарных и длинномерных грузов (труб, бревен, контейнеров, строительных блоков и др.), ковшами для насыпных и кусковых грузов; грузовыми стрелами (блочными и безблочными) для подъема грузов на небольшую высоту и монтажа различных строительных конструкций и оборудования. Сменные рабочие органы навешиваются на гидравлический вертикальный грузоподъемник, расположение которого может быть передним (фронтальным) и боковым.

Автопогрузчик состоит из пневмоколесного ходового устройства с передними ведущими двухскатными колесами и задними управляемыми односкатными колесами, фронтального гидравлического грузоподъемника со сменным рабочим органом, противовеса, двигателя внутреннего сгорания, механической автомобильной трансмиссии механизма передвижения, гидросистемы грузоподъемника и системы управления. Противовес обеспечивает собственную и грузовую устойчивость движущегося погрузчика. Основным рабочим органом автопогрузчиков является вилочный подхват в виде двух-трех изогнутых под прямым углом стальных брусьев, которые подводятся под груз, размещенный на подкладках. Вилочный подхват подвешивается шарнирно к подъемной каретке грузоподъемника.

Рис. 5. Автопогрузчик:
а — обший вид; и — схема грузоподъемника

Грузоподъемник имеет основную раму, шарнирно прикрепленную к раме машины. Внутри основной рамы на катках перемещается выдвижная рама, вдоль направляющих которой на роликах перемещается грузовая каретка с прикрепленным к ней рабочим органом. Каретка подвешена на двух грузовых цепях, которые огибают звездочки на выдвижной раме, закрепляются на основной раме и образуют двукратный полиспаст для выигрыша в скорости. При перемещении выдвижной рамы гидроцилиндром вверх каретка и груз поднимаются со скоростью вдвое большей скорости штока гидроцилиндра. Основная рама грузоподъемника может отклоняться от вертикали двумя гидроцилиндрами двустороннего действия: вперед «от себя» на угол до 3…5° для облегчения захвата и разгрузки груза и назад «на себя» для обеспечения устойчивого положения груза при транспортировке.

Для погрузочно-разгрузочных работ со штучными, пакетированными, длинномерными грузами и контейнерами применяют автопогрузчики с грузовой платформой и боковым выдвижным грузоподъемником, оборудованным вилочным захватом или грузовой консольной стрелой с грузовым крюком. Грузоподъемник перемещается в проеме грузовой платформы по направляющим двумя гидроцилиндрами двустороннего действия. Подхваченный валами или крюком груз поднимается до уровня грузовой платформы и после возвращения грузоподъемника в исходное положение укладывается на платформу. Гидравлические системы автопогрузчиков обслуживаются аксиально-поршневыми или шестеренными насосами с приводом от основной силовой установки.

Автопогрузчики с передним расположением грузоподъемника имеют грузоподъемность 2…12 т и обеспечивают подъем груза со скоростью до 8… 15 м/мин на высоту 4… 6 м при оборудовании вилами и ковшом и на высоту до 5,1…7,2 м при оборудовании безблочной стрелой. Максимальная скорость движения автопогрузчиков с грузом 6… 15 км/ч, без груза — до 45 км/ч.

Многоковшовые строительные погрузчики применяются для механической погрузки в транспортные средства сыпучих и мелкокусковых материалов (песка, гравия, щебня, шлака), а также для засыпки траншей и фундаментных пазух свеженасыпным грунтом, для обвалования площадок и т. д. Они имеют пневмоколесный или гусеничный ход и разрабатывают материал ротором, подгребающими дисками или лапами, многоковшовым конвейером с подгребающими шнеками. Главным параметром многоковшовых погрузчиков является техническая производительность (в м3/ч). В строительстве наиболее распространены пневмоколесные погрузчики с ковшовым конвейером и подгребающими шнеками. Погрузочное оборудование смонтировано на специальном самоходном пневмоколесном шасси с обоими ведущими мостами и включает в себя наклонный цепной ковшовый конвейер с подгребающим винтовым (шнековым) питателем с правым и левым направлением витков.

Рис. 6. Погрузчик непрерывного действия

Для зачистки площадки и лучшей подачи материала к питателю позади шнеков установлен отвал 2. Материал захватывается отвалом и винтовым питателем подается в непрерывно движущиеся ковши конвейера, которые разгружаются наверху в приемное устройство ленточного конвейера, транспортирующего материал к месту погрузки. Скорость поступательного движения погрузчика устанавливается в зависимости от высоты забоя (штабеля) и необходимой производительности погрузки.

Перевод ковшового конвейера из транспортного положения в рабочее и обратно, а также подъем и опускание ленточного конвейера в вертикальной плоскости и поворот его в плане на 90° в обе стороны от продольной оси машины производятся с помощью гидроцилиндров двустороннего действия, работающих от гидросистемы тягача. Производительность многоковшовых погрузчиков 80…250 м3/ч, высота погрузки 2,4…4,2 м.

Основными направлениями развития строительных погрузчиков являются:
— улучшение технико-экономических и эргономических показателей;
— повышение энергонасыщенности, тягово-сцепных качеств и напорных усилий, маневренности, надежности ходового и погрузочного оборудования;
— расширение номенклатуры сменных рабочих органов;
— увеличение параметров рабочего оборудования;
— дальнейшее совершенствование систем гидропривода.

—

Для разгрузки железнодорожного подвижного состава применяют разгрузчики производительностью до 300—400 т/ч. Различают машины для разгрузки сыпучих и мелкокусковых материалов (песка, щебня, гравия) и машины для разгрузки пылевидных материалов (цемента).

Стационарный скребковый разгрузчик производительностью до 300 г/ч сталкивает материал (песок, гравий, шлак) с железнодорожных платформ в подземный бункер, снабженный ленточным конвейером. Канатом лебедки, закрепленным за последнюю платформу железнодорожного состава, медленно перемещают вагоны перед разгрузчиком. Толкатель со скребкам может изменять положение по высоте, что позволяет послойно выгружать слежавшиеся материалы. В зимнее время разгрузчик работает совместно с четырехфрезерным рыхлителем. На стационарных стойках может перемещаться в вертикальном направлении мост, на котором установлены приводы четырех вертикальных винтовых фрез, снабженных режущими зубьями из марганцовистой стали. Опусканием вращающихся фрез на смерзшийся материал достигается не только разрыхление, но и частичное сталкивание его в бункер. Оставшийся на платформе разрыхленный материал выгружается скребком разгрузчика.

Рис. 7. Схема погрузчиков железнодорожных платформ и полувагонов
а — скребкового; б — элеваторного

Самоходный элеваторный разгрузчик служит для выгрузки песка, гравия, шлака из полувагонов. Машина имеет портал, перемещающийся по железнодорожному пути над составом, подлежащим разгрузке. Относительно портала машины в вертикальном направлении перемещается мост с горизонтальным и наклонным ленточными конвейерами и ковшовым элеватором. На нижнем валу элеватора установлены винты, подгребающие материал к ковшам элеватора. Поднятый ковшами материал перегружается на горизонтальный ленточный конвейер и далее по наклонному конвейеру в штабель, располагаемый вдоль рельсового пути. Элеваторный разгрузчик выгружает до 350—400 т мелкокусковых материалов в чае.

Разгрузчики цемента. В последние годы создано много разнообразных машин для выгрузки цемента из крытых железнодорожных вагонов. Наиболее широко применяются вакуумные разгрузчики производительностью 30—60 т/ч.

Рис. 8. Схема вакуумного разгрузчика цемента

В состав разгрузчика входят: самоходное заборное устройство, гибкий цементопровод, осадительная камера с много-рукавными фильтрами и перегрузочным винтом и водоколь-цевой вакуум-насос.

Заборное устройство имеет индивидуальный электропривод у каждого колеса. Дистанционное управление позволяет оператору находиться у дверей вагона при работе установки. От отдельного электродвигателя через систему зубчатых передач вращение передается двум дискам-питателям, которые, вращаясь навстречу, перемещают цемент к всасывающему соплу. Рушитель способствует обрушению слежавшегося цемента. Разрежением, создаваемым вакуум-насосом, цемент засасывается в гибкий цементопровод, по которому подается в коническую часть осадительной камеры. Большая часть цементта в результате резкой потери скорости попадает на вращающийся перегрузочный винт. Часть цемента с воздухом устремляется в матерчатые рукава, где и оседает. Периодическое встряхивание рукавов обеспечивает их очистку от цемента. Отсасываемый вакуум-насосом воздух проходит через водоотделитель и, выбрасывается в атмосферу.

Водокольцевой вакуум-насос создает разрежение до 500 мм рт. ст., что позволяет перемещать цемент на расстояние до 15 м и на высоту до 5 м. Разрежение в водокольцевом вакуум-насосе создается за счет непрерывного вращения водяного кольца смещенным лопастным ротором внутри цилиндрического корпуса. Получающий вращение от электродвигателя через соединительную муфту лопастной ротор отбрасывает воду к внутренним стенкам цилиндрического корпуса.

Рис. 9. Схема водокольцевого вакуум-насоса

Между вращающимся водяным кольцом и ротором образуется серповидная полость. При вращении водяного кольца по часовой стрелке в левых отсеках ротора полость растет. На этом участке торцевой стенки ротора имеются подводящая труба. По трубе воздух выталкивается через водоотделитель в атмосферу. Для привода водокольцевого вакуум-насоса требуются двигатели значительной мощности. Так, вакуум-насос разгрузчика производительностью до 50 г/ч имеет двигатель мощностью 70 кет.

Пневматический винтовой разгрузчик цемента. Заборное устройство такого разгрузчика снабжено подгребающими дисками и винтовым питателем, перемещающими цемент к уплотнительнаму винту, получающему вращение от электродвигателя через коническую зубчатую передачу. В смесительной камере цемент подхватывается воздухом и устремляется в цементопровод. Винт имеет переменный шаг, обеспечивающий уплотнение цемента, что необходимо для предотвращения проникновения сжатого воздуха в атмосферу через корпус винта. Питатель получает вращение непосредственно от вала двигателя. Для выравнивания давления в корпусе винта и в смесительной камере служит клапан.