Торговая площадка   Каталог компаний   Новости законодательства   Аналитика   Технологии и оборудование 
Журнал "Деловой лес" Для руководителей | Размещение баннеров и статей

Вход в систему

Логин
Пароль

Напишите, для регистрации

Статистика

Компаний: 1590
Пользователей: 2868

Реклама на сайте

Информеры Информеры
Главная страница » Новости лесной отрасли

Погрузчики леса и промышленные КМУ: разница очевидна

 

Потребность в погрузчиках леса возникает в самом начале производственной лесозаготовительной цепочки. Прочные и долговечные мобильные гидроманипуляторы на автошасси необходимы для загрузки сортиментов и хлыстов, очень успешно манипуляторы используются при комплектации ими харвестеров, форвардеров, универсальных лесохозяйственных машин. Подключив гидросистему манипулятора к гидросистеме базовой машины, лесозаготовители получают стреловой кран с необходимыми геометрическими и силовыми параметрами. Немаловажным преимуществом этого оборудования является простота монтажа и демонтажа, а также легкость включения в систему технологических грузопотоков.

Погрузчики леса имеют собственный ГОСТ

Лесные манипуляторы используются для погрузочно-разгрузочных работ, начиная от загрузки хлыстов в местах повалки, и на всех последующих этапах транспортировки леса, вплоть до разгрузки лесоматериалов на перерабатывающих предприятиях. Компактность стреловой системы, простота установки и монтажа способствует широкому распространению кранов-манипуляторов как на базе автомобилей, тракторов и погрузчиков, так и в стационарном исполнении.

Стационарные версии манипуляторов широко применяются в лесной промышленности, как, впрочем, и в других отраслях. Например, в области переработки отходов. На этом индустриальном направлении в России, особенно в последние годы, активизировались процессы технического перевооружения. Это выразилось, в том числе и в увеличении использования специальных кранов в этой отрасли как стационарных, так и установленных на автомобильную базу.

Однако характер эксплуатации лесных манипуляторов существенно отличается от задач, выполняемых КМУ промышленного назначения. И это находит отражение в значительных различиях конструкций данных видов оборудования. В 2006 г. был введен специальный национальный стандарт, ГОСТ Р 52291-2004, рассматривающий именно рабочего оборудования манипуляторного типа для погрузки леса. В ГОСТе устанавливается классификация, оговариваются технические требования, требования к конструкции, утилизации, а также другие аспекты, касающиеся лесных погрузчиков.

Различия, которые видны каждому

Конечно, погрузчики леса конструируются на основе общих принципов проектирования крановых установок. Все КМУ выполняют нормы ГОСТ Р, но для эксплуатации лесных манипуляторов характерно то, что они работают, в основном, в режиме высокой интенсивности. Если промышленные КМУ относятся, в соответствии с ГОСТ 25835-83, к группе B1 по классу нагружения, а при работе с захватами степень их загруженности соответствует группе B2, то крановые установки для перегрузки леса или металлолома отнесены этим ГОСТом к группам B3 и B4, т.е. к более значительному классу нагружения.

При проектировании, в зависимости от режима работы, крановые установки рассчитываются на определённое число рабочих циклов, под которыми понимается общее число смены действий в течение стандартной рабочей смены. Для КМУ общего назначения это цифра составляет около 200 тыс. циклов. Что же касается лесных и утилизационных манипуляторов, то при выполнении ими своих функций в полном объёме число рабочих циклов за смену составляет от 600 тыс. до 1 млн!

В связи с тяжёлым режимом эксплуатации, лесной манипулятор имеет отличные от промышленных КМУ пропорции некоторых элементов. Прежде всего, для лесных машин характерно использование более высокой поворотной колонны, к которой крепится либо сиденье оператора, либо полноценная кабина. Практически все лесные манипуляторы управляются с колонны, поскольку оператор, выполняющий погрузочно-разгрузочные работы, со своего рабочего места может полностью контролировать все действия машины, и окружающую обстановку.

Ещё одной чертой, характерной для лесного манипулятора, является более длинная, чем у промышленных, с аналогичными нагрузочными параметрами, КМУ, стрела. Это повышает точность выполнения работ и удобство их выполнения.

Рукоять лесного манипулятора, что также является характерной чертой этого вида оборудования, имеет максимально два звена, выдвигаемых телескопически с помощью гидравлики. Это также связанно с необходимостью выполнения крановых работ с высокой точностью. Однако большой вылет стрелы в работе лесных манипуляторов не требуется.

Кроме того, стрелы лесных манипуляторов не имеют внешне выступающих элементов, особенно в нижней части, и таким образом максимально исключается возможность повреждения установки грузом, удерживаемым захватом на конце стрелы, и ориентируемым в пространстве с помощью ротатора. По этим же причинам цилиндры выдвижения секций и элементы гидравлических линий помещаются в закрытых частях стрелы, т.е. внутри неё.

В связи со специфическими особенностями конструкций лесных манипуляторов, очень часто гидравлические шланги и провода проходят в непосредственной близости от сиденья оператора. В случае повреждения маслопровода струя гидрожидкости, «бьющая» с давлением, доходящем до 25 МПа и более, может не только травмировать оператора, но и повредить конструкцию КМУ. Поэтому все рукава высокого давления, расположенные на расстоянии менее 0,5 м от оператора, как правило, имеют специальную стальную оплётку, которая при повреждении самого рукава обеспечивает рассеивание струи гидрожидкости, в соответствии с нормами ТБ.

Надо отметить, что возможность увеличения мощности приводных систем КМУ возникла только благодаря постоянно ведущимся разработкам, направленным на повышение мощности автошасси. Растущая мощь грузовых шасси позволяет устанавливать на шасси надстройки, отбирающие всё большей и большей мощности.

Повышенная нагрузка вызывает необходимость использования в конструкциях лесных манипуляторов более массивных деталей и более мощных узлов, чем в промышленных КМУ. Поэтому, безусловно, и масса, и цена этого оборудования, несколько выше. Однако требования, и возникающие в связи с этим особенности конструкции, тесно связаны с интенсивной работой лесных манипуляторов. На ещё более значительную нагрузку рассчитаны стационарные манипуляторы, особенно эксплуатирующиеся на перерабатывающих предприятиях, работающих в многосменном режиме.

Особые приметы

Характерной особенностью манипуляторов лесной промышленности является значительное быстродействие. Благодаря многозвенной гидравлической шарнирной или телескопической конструкции стрелы КМУ обладают большой маневренностью, что способствует манипулированию грузом с высокой скоростью.

Кроме того, лесные манипуляторы, как правило, оснащают функцией ускоренного вращения всей стреловой системы. Ускоренное вращение используется в манипуляторных установках для подачи грузов на технологические линии, и для некоторых других специальных технологических операций.

Быстродействие приводит к возникновению значительных инерционных усилий, особенно в начале и конце рабочего хода. Например, при подъёме груза большой массы или опускание подобного груза вниз, на землю. Очевидно, что для компенсации воздействия таких усилий конструкция лесных гидроманипуляторов должна отличаться надёжностью и прочностью конструкции.

Увеличенная скорость движений лесного манипулятора, а также выполнение во время погрузочно-разгрузочных работ рабочими органами одновременно нескольких действий, приводит к необходимости оснащения лесных КМУ сложной гидравлической системой.

Приводной двигатель в обычной крановой установке позволяет выполнять не менее 4 рабочих операций, а именно совершать движения стрелой, рукоятью, производить выдвижение телескопическим способом секций рукояти, а также совершать с помощью опорно-поворотного устройства вращение поворотной платформы либо поворотной колонны. Если же рассматривать лесные манипуляторы, то добавляется возможность выполнения ещё 2 действий – это позиционирование ротатора в определённом положении, и работа захватом. Таким образом, гидросистема лесного манипулятора рассчитывается на возможность выполнения 6 действий, управляемых гидравлическим распределителем.

В одноконтурных системах выполнение сразу нескольких движений вызывает падение скорости их выполнения, поэтому для обеспечения высокой динамики работ, независимо от того, сколько действий одновременно выполняется, используют двухконтурные гидравлические системы. Основным элементом системы управления в этом случае обычно является распределитель, представляющий собой сборку из двух 3-ходовых клапанов управления. При использовании 2-контурной гидросистемы каждый из ходовых клапанов связывается с отдельным гидронасосом. Именно такой конструкторский подход сегодня часто используется в лесозаготовительной технике.

Для питания мощной гидросистемы лесных манипуляторов требуются и гидронасосы повышенной производительности. Если для манипуляторов общепромышленного назначения стандартом является применение насосов производительностью 47…64 дм3/мин., то в гидрооборудовании лесных КМУ чаще встречаются насосы, обеспечивающих производительность потока 84 дм3/мин. Высокая производительность может обеспечить работу механизмов манипулятора на требуемой эксплуатационной скорости. Причём технология выполнения работ требует, чтобы быстрота перемещений элементов крана не менялась в зависимости от количества рабочих операций, выполняемых одновременно оператором. Кстати, конструкция лесного погрузчика позволяет также подтаскивать груз стрелой, а это также существенно увеличивает его производственные возможности.

Всё чаще в моделях гидроманипуляторов используются аксиально-поршневые насосы переменной производительности, в которых необходимые параметры потока задаются в соответствии с требуемым в данной ситуации расходом. Большим преимуществом использования таких насосов является то, что они способствуют охлаждению гидравлической жидкости, поток которой не нагревается, циркулируя без необходимости по системе. Сегодня существует уже много примеров, когда в приводной системе манипулятора система охлаждения гидрожидкости просто отсутствует. Ещё одним положительным следствием работы насосов с переменной производительностью является значительное увеличение срока службы отдельных элементов гидросистемы, например, уплотнений. Кроме того, за счёт экономичной работы подобных гидронасосов значительно сокращается расход топлива на базовой машине. Поэтому, несмотря на то, что стоимость насоса переменной производительности достаточно высока, причём цена прямо связана с мощностью насоса, затраты компенсируются, по оценкам экспертов, уже через 6…18 месяцев эксплуатации. Разница в сроках окупаемости связана с интенсивностью использования оборудования, при больших объёмах переработки затраты на приобретение насосов окупаются быстрее.

Вылет, расположение и схема складывания

Кривая, графически отображающая зависимость грузоподъёмности лесного манипулятора от величины вылета стрелы, в эксплуатационных характеристиках большинства моделей приближается по форме к прямой, а прямая, в данном случае, отражает идеальное соотношением этих параметров. Так, установка Loglift 120S, выпускаемая на предприятиях компании Hiab, являющейся составной частью одного из крупнейших в мире производителей спецтехники для погрузки-разгрузки и доставки грузов, компании Cargotec, на максимальном вылете стрелы в 7,9 м, может оперировать грузом массой до 1,47 т. Особенность установки Loglift 120S является использование усиленного гидромеханизма в поворотном устройстве, рассчитанного на постоянные повышенные нагрузки. Hiab производит линейку манипуляторов Loglift Jonsered , в составе которой 3 модели манипуляторов, предназначенные для погрузки хлыстов, и 7 моделей для погрузки сортиментов.

Или вот продукция компании Palfinger, выпускающей специализированные лесные манипуляторы под торговой маркой Epsilon. Так, грузовой момент, развиваемый манипулятором Epsilon 140Z, составляет от 134 до 140 кНм, в зависимости от того, с каким вылетом установлена стрела. Производитель предлагает стрелы с возможным вылетом от 9,5 м до 7,6 м. На максимальном вылете в 9,5 м грузоподъёмность крана составляет 1,40 т! Интересно, что в этой модели австрийский производитель применил складывание в транспортное положение по поперечной, или Z-схеме, как такой тип складывания именуют за рубежом. Z-схема складывания «работает» при соблюдении соответствующих пропорций стрелы и рукояти. В E140Z они имею приблизительно одинаковую длину, стрела – 3,29 м, рукоять – 2,61…3,07 м. Конструкция КМУ, в которой рукоять укладывается в транспортном положении на стрелу, позволяет установке сложиться до очень компактных размеров.

Манипулятор может также складываться и по продольной схеме, обозначаемой буквой L. Схема L позволяет при транспортировании КМУ равномерно распределить нагрузку от массы КМУ между осями, не перегружая при этом задний свес.

В обычной практике установки монтируются либо за кабиной, либо на заднем свесе грузового шасси. Расположение КМУ зависит от задач, которые должен выполнять автопоезд. Для возможности загружать сортимент не только на грузовую платформу тягача, но и на буксируемый им прицеп, манипулятор устанавливают на заднем свесе. Транспортировка хлыстов, напротив, требует монтажа КМУ за кабиной тягача. В этом случае манипулятор может складываться и по Z и по L-схеме над кабиной. Автопоезд с манипулятором, предназначенный для транспортировки хлыстов комплектуется роспуском. При отсутствии груза с помощью манипулятора роспуск загружается на грузовую платформу. Для этого в конце грузовой платформы обустраивается специальная площадка, на которой роспуск надёжно закрепляется при транспортировке.

Часто за рубежом КМУ на заднем свесе устанавливают на специальной консоли, что существенно облегчает и убыстряет монтаж. Особенно такой подход распространён в Скандинавии. Манипулятор устанавливается на тягаче только на время проведения погрузочно-разгрузочных работ, а после их выполнения демонтируется и остаётся прямо на погрузочной площадке, в лесу. Отсоединив консоль и быстросоединительные муфты, через которые рукава высокого давления подключаются к гидросистеме, от рамы тягача, автомобиль просто выезжает из-под КМУ, опирающейся на специальные опоры. На практике такие консольные конструкции используют для монтажа, например, гидроманипуляторов Longlift 82S, разработанных в Hiab для погрузки сортимента. При отсоединении манипулятора с консолью полезная грузоподъёмность автопоезда возрастает на 1,8 т.

Конечно, в наших условиях сложно организовать подобную технологию, и прежде всего потому, что не реально обеспечить сохранность данного оборудования на делянке.

Чем проще – тем надёжней

Лесные манипуляторы по конструкции идентичны рециглинговым манипуляторами, работающим в сфере утилизации. В обоих видах манипуляторов часто используются одни и те же основные элементы. Но разница в них всё же есть, и заключается она в особенностях гидравлической системы. В КМУ, работающих с металлоломом имеются гидравлические замки. Это устройства, которые в случае резкого исчезновения давления в гидросистеме сохраняют давление в гидроцилиндрах, и стрела крана остаётся в прежнем рабочем состоянии, груз не может упасть. Также гидрозамки предотвращают самопроизвольное втягивание под рабочей нагрузкой штоков гидроцилиндров после их выдвижения. Гидросистема лесных манипуляторов в этом отношении упрощена, гидрозамки не применяются. Считается, что данное оборудование находится постоянно в движении, и груз в верхнем положении практически находится крайне короткое время.

Надо отметить также, что характер функционирования лесных КМУ позволяет минимально использовать в конструкции сложные электронные схемы. Практически все ведущие производители КМУ предлагают покупателям, в качестве отдельной опции, оснащение машин дистанционным управлением, основанном либо на использовании радиоволн, либо инфракрасного излучения. Российский Велмаш-С предлагает установку КМВ-10В, используемую в т.ч. и для военных целей. Манипулятор управляется дистанционно, пульт управления уверенно действует на расстоянии до 25 м. Ещё одно отечественное предприятие, ИНМАН, теснейшим образом работающее со специалистами Palfinger, предлагает модели ИМ-95, ИМ-180, также оснащённые дистанционным управлением.

И всё же пока, по крайней мере, дистанционное управление в лесных манипуляторах не получило широкого распространения. Широко используются только те электронные системы, которые реально повышают безопасность работ, как того требуют Правила безопасной эксплуатации грузоподъёмных кранов ПБ 10-382-00. Так, краны должны обязательно оборудоваться ограничителем грузоподъёмности, автоматически отключающим механизм подъёма груза и выдвижения секций рукояти при превышении максимальной грузоподъёмности на 10%, а также ограничителем рабочих движений, автоматически останавливающим все работы при приближении на критическое расстояние к ЛЭП. Для предотвращения столкновения стрелы крана с препятствиями в стесненных условиях, установки оснащают устройствами т.н. координатной защиты. Как правило, оператор получает предупреждение об опасности в виде пульсирующего светового и звукового сигналов.

Сегодня использование кранов-манипуляторов относится к наиболее передовым техническим решениями, применяемым в области погрузочно-разгрузочных работ и грузовых перевозок. Особенно эффективно использование манипуляторов в лесозаготовительной сфере. Если необходимо сразу привлечение и крана и мобильной грузовой платформы, то лучшим выходом для этого станет использование манипулятора. Стоимость же работ существенно уменьшается за счет выполнения лесовозом функций автокрана-погрузчика. Поэтому можно уверенно сказать, что лесной гидроманипулятор – конструкция, созданная всерьёз и очень надолго!

Опубликовано в РИО "Деловой Лес".