26.06.2023. Группа: 510.
Предмет: Устройство и эксплуатация автомобилей.
Грузоподъемный борт и подъемный механизм
автомобиля – самосвала, автомобильные прицепы.
Автомобиль-самосвал - это специализированный грузовой автомобиль, отличающийся от обычных грузовых автомобилей тем, что процесс разгрузки полностью механизирован. Для этого прочная металлическая платформа кузова крепится на раме автомобиля и может отклоняться назад или на боковую сторону на угол 45-55◦. Наклон кузова приводит к естественному высыпанию груза под действием силы тяжести. Механизированная разгрузка позволяет значительно снизить время выгрузки груза и устраняет потребность в грузчиках. Загрузка автомобилей-самосвалов осуществляется различными погрузочными механизмами.
По типу подвижного состава-одиночный автомобиль-самосвал (без прицепа), самосвальный автопоезд (самосвал-тягач с одним или двумя прицепами-самосвалами), прицеп-самосвал, полуприцеп-самосвал.
По дорожным условиям автомобили - самосвалы подразделяются:
- на автомобили-самосвалы для работы вне дорог по спец. дорогам ;
- автомобили-самосвалы для эксплуатации по дорогам общей транспортной сети.
Условия эксплуатации автомобилей-самосвалов, как правило, тяжелые: перевозка грузов с мест добычи в карьерах, котлованах, вывозка грунта при строительстве промышленных и жилых объектов, отсыпка насыпей дамб и т.д.
По проходимости:
- внедорожные большегрузные автомобили-самосвалы дорожные (колесная формула 4*2 или 6*4);
- автомобили самосвалы повышенной проходимости (колесная формула 4*4, 6*6 и др. )
По грузоподъемности различают следующие автомобили самосвалы :
- малой(до 2 т);
- средней(свыше 2 до 6 т);
- большой (свыше 6 до 14 т);
- особо большой (большегрузные свыше 14 т) грузоподъемности.
По эксплуатационному назначению они могут быть строительные, сельскохозяйственные, карьерные (предназначены для массовых перевозок руды, скальных и сыпучих грузов из карьеров) и узкоспециализированные (автомобили самосвалы, перевозящие груз одного вида, например, раствор или бетон). Первые два типа автомобили самосвалы обычно относятся к разряду универсальных (автомобили самосвалы, осуществляющие перевозки довольно широкой номенклатуры грузов по дорогам общей сети в условиях городских и пригородных сообщений).
По принадлежности к определенным видам перевозок –для технологических перевозок, для пригородных и городских перевозок.
По направлению разгрузки - односторонняя назад, односторонняя на боковую сторону, двухсторонняя на боковые стороны, трехсторонняя назад и боковые стороны.
По конструкции привода самосвального механизма- с гидравлическим, пневматическим, механическим, электрическим и комбинированным приводами.
Автомобили самосвалы и самосвальные автопоезда отличаются друг от друга, прежде всего, как и любой другой специализированный подвижной состав, конструкцией кузовов, выполненных в виде платформ различного типа.
Кузов автомобиля-самосвала является наиболее трудоемкой, металлоемкой и быстроизнашиваемой частью самосвальной установки. Он проектируется как пространственная, тонкостенная, несущая конструкция, испытывающая нагрузку при подъеме от воздействия, с одной стороны, размещенного в платформе груза и, с другой стороны, от усилия гидроцилиндра подъемного механизма. Построение рациональной силовой схемы платформы зависит от направления разгрузки самосвала, числа открывающихся бортов и расположения гидроцилиндра.
Форму кузовов автомобилей самосвалов и размеры платформ определяют ряд факторов: физико-механические свойства перевозимых грузов, требования прочности кузова, стремление к универсальности кузовов для возможности перевозки в них относительно разнообразной номенклатуры грузов и, наконец, направление разгрузки.
В поперечном сечении кузова автомобилей самосвалов могут иметь прямоугольную и полуэллиптическую форму. В продольном сечении, кузова чаще всего имеют корытообразную форму. Кроме этого бывают кузова ковшевого и совкового типов.
Прямоугольный тип кузова- это универсальный кузов , позволяющий производить разгрузку груза на три стороны (как и на бортовом грузовом автомобиле) и перевозить не только навалочные, но и тарно-упаковочные и штучные грузы. При прямоугольном сечении кузова снижается центр тяжести и повышается жесткость, а его емкость при тех же габаритных размерах больше, чем у кузовов с корытообразным и полуэллиптическим сечением. Однако при выгрузке некоторых грузов часть их застревает в углах, поэтому кузова разгружаются не полностью. Более полная выгрузка обеспечивается при корытообразном и полуэллиптическом сечении кузовов. Повышенная прочность этих кузовов позволяет использовать их при экскаваторной погрузке навалочных грузов.
Корытообразная форма кузова обычно используется при разгрузке назад, но может быть применена для разгрузки на сторону. Для увеличения жесткости кузовов такого типа их не откидные борта усиливают стойками или шпангоутами, а откидные ребрами.
Полуэллиптические кузова лучше сопротивляются ударным нагрузкам при погрузке, однако не могут обеспечить полноту выгрузки груза при сбрасывании на сторону, повышают центр тяжести автомобили самосвала и, следовательно, снижает его устойчивость.
Прямоугольное, корытообразное и полуэллиптическое поперечное сечения имеют кузова универсальных автомобилей-самосвалов.
Кузова ковшового и совкового типов применяются для самосвалов большой и особо большой грузоподъемности. У ковшовых кузовов нет открывающихся боковых бортов. Борта в этом случае выполняются в виде наклонной стенки, угол наклона которой обычно равен 20-30 градусов к горизонтали. Ковшовые кузова могут быть с односторонней разгрузкой назад, с разгрузкой на бок и с трехсторонней разгрузкой. Конструкция ковшовых кузовов более простая, чем у платформ с открывающимися бортами, имеет меньшую массу и большую прочность. Кроме этого использование ковшовых кузовов на автомобилях самосвалах позволяет снизить центр тяжести груженного автомобиля и несколько сместить его в сторону кабины, что увеличивает устойчивость и равномерность распределения массы автомобиля на его оси. Однако существенным недостатком такой конструкции является необходимость увеличивать углы наклона относительно платформ с открывающимися бортами (обычно до 70-80 градусов), чтобы при разгрузке груз не остановился на наклонной стенке борта. На строительных самосвалах с разгрузкой назад открывающийся задний борт обычно подвешивается на верхних шарнирах. Такая подвеса борта называется фартучной. Борт открывается и закрывается под воздействием собственного веса ссыпающегося груза. Замки борта размещены внизу.
Автомобили самосвалы большой и особо большой грузоподъемности не имеют заднего борта кузова. Для предотвращения потерь груза при движении задняя часть пола кузова несколько приподнята. Недостаточная боковая устойчивость затрудняет применение ковшовых платформ на прицепах-самосвалах. Кроме того, недостатком платформы ковшового типа является также нерациональное использование объема. Кузова карьерных самосвалов имеют днища не только с приподнятой задней частью, но и с наклонной основной частью вперед. Наклон днища вперед делается в целях снижения центра тяжести автомобиля-самосвала и увеличения нагрузки на переднюю ось. Такие кузова называются кузовами совкового или V-образного типа. Они позволяют осуществлять более полную выгрузку груза.
При перевозках влажных грузов или растворов в зимнее время днища кузовов(а иногда и не откидных бортов) некоторых автомобилей самосвалов оборудуют устройствами для их обогрева. Для этого днища и борта выполняются двойными. Между стенками днища и бортов циркулируют отработавшие газы двигателя . Обогрев кузовов применятся обычно на строительных и карьерных самосвалах. Это предотвращает примерзание перевозимых грузов к поверхностям кузовов.
Навалочные и насыпные грузы обладают достаточно высокой абразивностью, поэтому основным материалом для изготовления кузовов автомобилей-самосвалов служит металл (в основном сталь). Металлические кузова кроме абразивной стойкости имеют достаточную прочность, позволяющую при погрузке принимать груз большими порциями при сбрасывании его с высоты 1,5-3 м из ковшей экскаваторов, различных погрузчиков и бункеров, однако увеличивает массу автомобилей-самосвалов и самосвальных автопоездов.
Механизм опрокидывания грузов на современных автомобилях-самосвалах выполняется чаще всего с гидравлическим приводом. Это объясняется тем, что данный тип привода, при относительно малой массе и компактности конструкции, может развивать значительные усилия для сбрасывания больших масс перевозимых грузов, достаточно надежен и безопасен в работе. Затраты времени на подъем и опускание кузова составляют в среднем от 10-25 с.
Гидравлические подъемные механизмы состоят из цилиндра или цилиндров; масляного насоса с краном управления, рычажно-балансированного механизма, соединяющего шток цилиндра с кузовом и привода. Насосы гидропривода приводятся в действие от коробки отбора мощности с использованием энергии двигателя автомобиля. Опускание кузова после разгрузки осуществляется за счет собственной массы. Исключение составляют самосвалы особо большой грузоподъемности, на которых опускание кузова происходит как за счет его массы, так и принудительно за счет воздействия на поршни гидравлических цилиндров давления масла при изменении направления его подачи.
Гидравлические подъемные механизмы классифицируются по следующим основным признакам:
- Числу гидроцилиндров(с одним или двумя цилиндрами);
- Месту крепления гидроцилиндра - под платформой, перед платформой, с цилиндрами расположенными с 2-х сторон платформы(слева и справа, спереди и с сзади);
- Начальному расположению гидроцилиндров(горизонтально, вертикально, наклонно);
- Конструкции гидроцилиндров-простые (поршневые или плунжерные одностороннего или двухстороннего действия) ,телескопические одностороннего или двухстороннего действия;
- Системе воздействия на кузов- с неподвижными цилиндрами, имеющими шток с роликами и салазками у кузова, с качающимися цилиндрами и шарнирным креплением штока к кузову, с качающимися цилиндрами и рычажной зубчатой системой с переменным передаточным числом.
В современных конструкциях автомобилей-самосвалов широкое распространение получили телескопические гидроцилиндры одностороннего действия, устанавливаемые под платформой, шестеренные масляные насосы, агрегатированные с коробкой отбора мощности. Включение в работу гидросистемы обеспечивает кран управления. При подаче масла под давлением к гидроцилиндру его звенья выдвигают и воздействуют на платформу, обеспечивая подъем одного его края. Для ограничения угла наклона платформы и повышения надежности гидросистемы устанавливают ограничители.
Кроме гидравлического привода опрокидывания кузова существуют и другие подъемные механизмы: механические, пневматические, электрические и электрогидравлические.
Автомобили-самосвалы с механическим подъемным механизмом, проводимым от двигателя, не получили широкого распространения, что объясняется большим износом механизмов из-за трудности их защиты от пыли и грязи, а также поломками зубьев шестерен из-за ударного приложения нагрузки.
Пневматические подъемные механизмы также не имеют широкого применения, так как при относительно невысоком давлении воздуха габаритные размеры подъемных механизмов получаются очень большими. Такие подъемные механизмы получаются очень большими. Такие подъемные механизмы неудобны для размещения на автомобиле , а большая их масса приводит к снижению грузоподъемности. В нашей стране созданы подъемные механизмы, в которых пневмоцилиндры заменены эластичными пневматическими подушками. Подушки надуваются при помощи отработанных газов двигателя. Создаваемое в пневматических подушках избыточное давление в 40-80 кПа позволяет наклонять кузов на стороны или назад.
Электрические и электрогидравлические(комбинированные) подъемные механизмы приводятся в действие от электродвигателя. Такой привод проще, и подъемные механизмы могут работать при неработающем двигателе. Электрогидравлический привод целесообразно использовать на прицепах-самосвалах, где простота привода подъемного механизма имеет особенно большое значение.
По совокупности свойств, определяющих основные эксплуатационные качества, самосвалы, получившие наибольшее распространение у нас в стране, могут быть разделены на семь групп.
Шесть групп составляют строительные и сельскохозяйственные автомобили-самосвалы, относящие к разряду универсальным и отличающиеся друг от друга в основном объемом кузова. Универсальные автомобили-самосвалы собираются с использованием агрегатов и узлов обычных бортовых автомобилей, но и база, как правило , короче, чем у бортовых автомобилей. С целью повышения тягово-динамических качеств они имеют повышенное передаточное отношение главной передачи. Для привода подъемного механизма кузова устанавливаются коробка отбора мощности и дополнительные рычаги включения и выключения гидравлического насоса и крана управления, размещенные в кабине водителя.
На автомобилях-самосвалах применяют подъемные механизмы с гидравлическим приводом от двигателя автомобиля. При этом возможны два варианта конструкции подъемного механизма:
- с качающимися цилиндрами и шарнирным соединением штоков с днищем платформы
кузова;
- с качающимися цилиндрами и рычажно-балансирной системой воздействия на
платформу кузова.
При работе подъемного механизма часть мощности двигателя (через коробку отбора мощности, масляный насос, кран управления, обратный клапан, цилиндр подъемного механизма) передается платформе кузова автомобиля-самосвала.
Коробка отбора мощности обеспечивает передачу крутящего момента от коробки передач автомобиля к масляному насосу подъемного механизма. Коробка отбора мощности крепится к люку коробки передач с правой стороны. Ведущий вал вместе с шестерней привода перемещается в картере коробки отбора мощности вперед или назад при помощи рычага включения и выключения подъемного механизма. При перемещении ведущего вала вправо шестерня входит в зацепление с шестерней блока шестерен заднего хода коробки передач, у которой рычаг переключения передач должен быть в нейтральном положении.
Шестерня ведущего вала, имея постоянное зацепление с ведомой шестерней, передает вращение от шестерни заднего хода коробки передач ведущему валу масляного насоса. Насос имеет шлицевое соединение при помощи втулки с ведомой шестерней коробки отбора мощности.
Масляный насос шестеренчатого типа имеет устройство, подобное устройству масляного насоса смазочной системы автомобильного двигателя. Насос обеспечивает рабочее давление в гидравлической системе подъемного механизма до 8 Мпа.
Кран управления позволяет поднимать и опускать платформу кузова и при необходимости фиксировать ее в промежуточных положениях. Он установлен на верхней площадке корпуса масляного насоса. В корпусе крана перемещается золотник при помощи тяги, которая связана с рычагом коробки отбора мощности. При этом золотник, занимая различное положение в корпусе крана, сообщает канал подачи масла от масляного насоса с каналом, продолжением которого является трубопровод высокого давления. По данному трубопроводу масло нагнетается в цилиндр подъемного механизма. В другом положении золотник крана управления сообщается с каналами слива масла в масляный бак.
Обратный клапан перекрывает канал слива масла в масляный бак, когда масляный насос не работает, при этом платформа кузова находится в верхнем или промежуточном положении. Предохранительный клапан срабатывает, если давление в гидравлической системе подъемного механизма превышает 9 Мпа.
Цилиндр подъемного механизма через цапфы шарнирно крепится к подрамнику, который необходим для увеличений жесткости рамы автомобиля-самосвала. Подрамник в свою очередь имеет шарнирное соединение с платформой кузова. В корпусе цилиндра помещена гильза, уплотненная резиновыми и защитными кольцами, внутренняя поверхность которой является направляющей для плунжера. Для фиксированного передвижения гильзы относительно корпуса цилиндра установлены направляющие вкладыши, а для фиксированного передвижения плунжера относительно гильзы – направляющие вкладыши.
Цилиндр снизу закрыт днищем с уплотнительным резиновым и стопорными кольцами и имеет сливную пробку. Плунжер при помощи скобы соединен с осью, которая находится в кронштейнах поперечных балок платформы кузова. Ось со скобой находится в одной плоскости с цапфами.
Масло в цилиндр подается масляным насосом через кран управления и трубопровод высокого давления. Трубопровод при помощи втулки и штуцера соединяется с правой цапфой цилиндра, в которой имеется канал. Полость под днищем плунжера заполняется маслом и при давлении 7 – 8 Мпа начинается движение плунжера вверх (платформа подымается). Когда выступы нижней части плунжера упрутся в утолщенную верхнюю часть гильзы, начнется совместное движение плунжера и гильзы. Движение прекращается, когда выступы гильзы окажутся в соприкосновении с выступами корпуса цилиндра.
Шарнирные соединения с платформой кузова и подрамником автомобиля-самосвала позволяют цилиндру изменять угол своего наклона.
Масляный бак штампованный из листовой стали, располагается между цилиндром и масляным насосом. По патрубку сливного трубопровода масло из цилиндра через трубопровод и кран управления возвращается в масляный бак.
Сверху бака расположена заливная горловина с пробкой и маслоизмерительным стержнем, а снизу – сливное отверстие, закрытое пробкой. При возврате масло очищается в фильтре. Для предупреждения взбалтывания масла внутри бака поставлены перегородка и отражатель.
Трубопроводы, соединяющие цилиндр, масляный бак, насос и кран управления, представляют собой стальные трубки и резиновые шланги. Для трубопровода высокого давления используют стальные трубки с толщиной стенок 3 мм и резиновые шланги с толщиной стенок 6 мм, имеющие двойные металлические оплетки. Для трубопроводов низкого давления используют стальные трубки с толщиной стенок 1,5 мм и шланги, выполненные из прокладочной ткани с толщиной стенок 5 – 6 мм.
Платформа кузова сварной конструкции выполнена из стали и имеет продольные и поперечные балки. Форма платформы может быть прямоугольной, корытообразной (полуцилиндрической) и ковшеобразной с учетом специализации автомобиля-самосвала.
При подъеме платформы кузова рычаг коробки отбора мощности перемещают в крайнее заднее положение и масло от масляного насоса поступает в канал крана управления, открывая обратный клапан, и далее через канал и трубопровод высокого давления – к цилиндру подъемного механизма. При достижении платформой крайнего положения или для остановки платформы в любом положении рычаг коробки отбора мощности переводится в нейтральное (среднее) положение. Обратный клапан под давлением масла закрывает канал крана управления.
Для опускания платформы рычаг коробки отбора мощности ставится в крайнее переднее положение, при этом золотник крана управления перемещается вправо, каналы сообщаются между собой и масло возвращается из цилиндра в масляный бак.
При перевозках грузов широко используются автопоезда в составе автомобилей-тягачей, полуприцепов и прицепов. Применение автопоездов позволяет снизить расход топлива на 1 т перевозимого груза, повысить производительность труда и снизить себестоимость перевозок.
Наряду с положительными сторонами автопоезда имеют и отрицательные – меньшую проходимость (в условиях грунтовых дорог) и худшую по сравнению с одиночными автомобилями маневренность, что усложняет работу водителей и увеличивает время на погрузку и выгрузку грузов. При применении седельных автомобилей-тягачей и сменных полуприцепов можно полностью устранить простои под погрузкой-выгрузкой.
Для буксирования одно и двухосных прицепов используют бортовые грузовые автомобили, которые сзади оборудуют буксирным крюком.
Для буксирования полуприцепов выпускаются седельные автомобили-тягачи. На седельном автомобиле-тягаче нет платформы-кузова. На его укороченной раме смонтировано полуавтоматическое опорно-сцепное устройство, при помощи которого осуществляется сцепка автомобиля-тягача с полуприцепом, оборудованным шкворнем. Опорно-сцепное устройство седельного автомобиля-тягача должно обеспечивать надежную сцепку его с полуприцепом. Для взаимного перемещения автомобиля-тягача и полуприцепа опорно-сцепное устройство имеет две оси качания в продольной и поперечной плоскостях.
Автомобильные прицепы и полуприцепы подсоединяют к тормозной системе автомобиля-тягача. Некоторые автомобили предназначены для систематической работы с прицепом-самосвалом. Самосвалы этой группы перевозят те же грузы, что и другие самосвалы, за исключением полужидких грузов(бетон, растворы). Они рассчитаны для эксплуатации на автомобильных дорогах всех категорий, но эти самосвалы не предназначены для работы на грунтовых работах, так как работа с прицепом в сложных дорожных условиях затруднена. Основное назначение этих самосвальных автопоездов – массовые перевозки нерудных материалов на строительные объекты с причалов, железнодорожных баз, из карьеров по установившимся маршрутам, в основном в больших городах.
Характерными особенностями эксплуатации является относительно хорошие дороги, без крутых подъемов и спусков, специально подготовленные погрузочно-разгрузочные пункты, обеспечивающие сквозное движение АТС без дополнительного маневрирования. Средние расстояния перевозок 15-20 км. Погрузка чаще всего осуществляется стационарными погрузочными средствами (транспортерами, бункерами, экскаваторами). Обязательным требованием для автопоезда является возможность разгрузки на боковые стороны. Автомобиль-самосвал, как правило, имеет разгрузку на три стороны, а прицеп- на две боковые.
Для обеспечения работы с прицепом-самосвалом на самосвале-тягаче устанавливается ряд дополнительных агрегатов и более мощный двигатель. Установка мощного двигателя, дополнительных агрегатов и кузова, имеющего разгрузку на 2 или 3 стороны, увеличивают себестоимость эксплуатации самосвала-тягача, по сравнению с одиночным автомобилем-самосвалом.
При отсыпке насыпей, строительстве дорог и плотин широкое распространение получают самосвальные автопоезда в составе универсального автомобиля-самосвала и прицепа-самосвала или седельного тягача и полуприцепа-самосвала. Большегрузные самосвальные автопоезда используются при организации массовых и стабильных перевозок насыпных и навалочных грузов по установившимся маршрутам в городах и пригородах. Специально подготовленные погрузочно-разгрузочные пункты обеспечивают прямоточное движение автопоездов. Маршруты прокладываются по дорогам и городским улицам, допускающим осевые нагрузки свыше 100 кН . Преобладают сравнительно большие (для самосвалов) расстояния перевозок в 15-20 км. Кузов, как тягача, так и прицепа должен иметь возможность разгрузки на боковые стороны.
Комментарии
Отправить комментарий