Модернизация вилочного погрузчика (конструкторская часть дипломного проекта)

Содержание

3. Конструкторская часть......
3.1 Анализ технических решений...
3.2 Конструктивно – технологическая схема вилочного погрузчика...
3.3 Расчет элементов конструкции...
3.3.1 Расчет клыков...
3.3.2 Расчет болтовых соединений...
3.3.3 Расчет сварных соединений...
Вывод...



3.1 Анализ технических решений по вилочным погрузчикам
Анализ технических решений будем производить на основе научной и патентной документации, полученной из литературных источников и сети интернет. По данным Роспатента известны следующие патенты на изобретения, относящиеся к вилочным погрузчикам. Рассмотрим некоторые из них.
Известно грейферное устройство для вилочного погрузчика по патенту РФ No 2011629 [13], (рисунок 3.1).

1,2 – челюсти; 3,4 – приводные рычаги; 5 – прорези; 6 – платформа; 7- ниши для вил; 8 – вилы; 9 – каретка подвижная; 10 – погрузчик; 11 – шарнир; 12 – штанга вильчатая; 13 – балка тормозная; 14 – крепления к раме; 15 – рама погрузчика; 16 – упоры; 17 – кронштейны; 18 – распорные механизмы; 19 – тросовые приводы; 20 – концы тросов; 21 – талрепы; 22 – клык; 23 – привод изменения наклона рамы; 24 – дополнительные нити; 25 – привод разворота грейфера.
Рисунок 3.1 – Схема погрузчика по патенту РФ No 2011629
Которое содержит пару челюстей 1 и 2, сочлененных в виде ножниц, ось шарнира которых установлена на подвижной штанге 12, взаимодействующей с тормозными балками 13, оснащенными тросовым приводом, взаимодействующим с механизмом изменения наклона рамы погрузчика, вилы 8 которого, установленные на подвижной каретке 9, взаимодействуют с приводными рычагами, установленными на челюстях, посредством прорезей в платформе, оснащенной нишами для челюстей 1.
Устройство относится к навесным грузозахватным устройствам для вилочных погрузчиков грейферно-клещевого типа и может быть использовано при перегрузочных работах в портах, на грузовых станциях и складах.
Недостатком рассматриваемого устройства является: сложность конструкции, громоздкость, неспособность вести работу в ограниченном пространстве.
Известна платформа к вилочному погрузчику по патенту РФ No 2021972 [14]. Изобретение относится к оборудованию для подъема рабочих и грузов и может быть использовано в различных отраслях хозяйства.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей вилочного погрузчика.
Указанная цель достигается тем, что рабочая платформа на вилочном погрузчике имеет установленную на раме грузоподъемную телескопическую стрелу с механизмом выдвижения, содержащем силовой цилиндр, на штоке которого выполнена П-образная скоба для взаимодействия с осью ролика, установленного на конце верхнего подвижного элемента указанного механизма.
По сравнению с известным устройством данная рабочая платформа обладает рядом новых признаков. Сюда относится телескопическая стрела и механизм выдвижения ее, расположенные на раме рабочей платформы. Таким образом, данное изобретение соответствует критерию "новизна".
Введение указанных признаков позволит осуществлять не только подъем грузов на раме рабочей платформы, но и перемещение в подвешенном состоянии. На рисунке 3.2 рабочая платформа в рабочем состоянии.
Использование заявляемого изобретения позволяет значительно расширить функциональные возможности рабочей платформы на вилочном погрузчике.

1 – стрела грузоподъёмная; 2 – рама; 3 – шарнирно – рачажный механизм; 4,7,8,9,12,13 – оси; 5,6 – рычаги; 10,11,18 – ролики; 14,15 – направляющие; 16,22,23,24 – упоры; 17 – крыша погрузчика; 19 – каретка; 20 – кронштейн; 21 – скоба; 25 – рама наклонная.
Рисунок 3.2 – Схема платформы вилочного погрузчика по патенту РФ No 2021972

Анализ научно-технической и патентной литературы говорит об отсутствии других технических решений с признаками подобными признакам заявляемого объекта, что говорит о соответствии устройства критерию "существенные отличия".
Однако, недостатком рассмотренного технического решения также является громоздкость и неспособность работать в малогабаритных складах.
Известно грузозахватное устройство к вилочному погрузчику патент РФ No 2043965 [15].
Цель изобретения расширение функциональных возможностей и повышение производительности.
На рисунке 3.3 представлена конструктивная схема устройства, общий вид.

1 – основная каретка; 2 – вилы; 3 – ползун; 4,9,12 - гидроцилиндры; 5 – стойка; 6 – вилочные захваты; 7,8 – перемычки; 10 – прижим; 11 – рычаги; 13 – ограничитель; 14 – рычаг; 15 – пружина
Рисунок 3.3 Конструктивная схема устройства по патенту РФ No 2043965
Указанная цель достигается тем, что сбрасыватели, закрепленные верхними концами на осях к стойкам дополнительной каретки с возможностью поворота гидроцилиндрами в вертикальной плоскости, расположены на боковых сторонах захвата, а на нижнем конце каждого закреплены подпружиненный одноплечий рычаг и его ограничитель.
Устройство состоит из основной каретки 1 грузозахватного устройства вилочного погрузчика (не показан), на вилах 2 которого расположен с возможностью продольного перемещения ползун 3 дополнительной каретки. Управление последним осуществляется силовым гидроцилиндром 4. Дополнительная каретка состоит из стоек 5 и вилочных захватов 6, выполненных из цилиндрических роликов свободного вращения. Стойки связаны между собой перемычками 7 и 8. На верхней перемычке 8 закреплен на оси с возможностью поворота в вертикальной плоскости гидроцилиндром 9 прижим 10, представляющий собой двухплечий рычаг. На верхних концах стоек 5 на оси установлены сбрасыватели, выполненные в виде рычагов 11. Поворот в вертикальной плоскости рычагов производится индивидуальными гидроцилиндрами 12. Нижние концы 13 рычагов 11, выполненные с изгибом, служат в качестве ограничителя одноплечего рычага 14, шарнирно закрепленного к рычагу 11 и опирающегося посредством пружины 15 об ограничитель 13. Угол изгиба между рычагом 11 и ограничителем 13 превышает 900.
Устройство работает следующим образом. После захвата груза из штабеля погрузчик отъезжает от последнего на некоторое расстояние. Затем производится выгрузка груза в одну из боковых сторон грузозахватного устройства. Для этого предварительно освобождается груз от прижима 10 работающим гидроцилиндром 9. Затем гидроцилиндром 12 осуществляется поворот в вертикальной плоскости рычага 11. Посредством рычага 13 приподнимается одна из сторон груза и за счет смещения центра тяжести груз скатывается по роликовому захвату 6. Подпружиненный одноплечий рычаг, способствует выравниванию и скатыванию груза своей нижней плоскостью по длине вращающихся роликов 6.
Недостатки рассматриваемого устройства аналогичные предыдущим.
3.2 Конструктивно – технологическая схема вилочного погрузчика
На основании анализа известных технических решений и выявленных недостатков предложена модернизация вилочного погрузчика.
Модернизированный вилочный погрузчик состоит из следующих узлов (рисунок 3.4): базового погрузчика 6, вилочного захвата 3, устройства для безопасной работы вилочного погрузчика 7.

1– платформа подвижная, 2 – платформа поворотная, 3 – захват вилочный, 4 – мачта, 5 – клык, 6 – погрузчик вилочный, 7 – устройство для безопасной работы, 8 – гидромотор привода поворота платформы, 9 – винт, 10 – гидромотор привода винта, 11 – гидроцилиндр подъёма мачты, 12 – гидроцилиндр наклона мачты, 13 – гидроцилиндр маятника.
Рисунок 3.4 – Модернизированный вилочный погрузчик
Базовый погрузчик дорабатывается путём снятия вил, с постановкой на их место сконструированного вилочного захвата и установкой в задней части погрузчика устройства для безопасной работы 7.
Вилочный захват 3 представляет собой составную конструкцию, состоящую из поворотной платформы 2, подвижной платформы 1, механизма привода поворотом и поступательным движением вил 8,10. Вращение и поступательное движение вил обеспечивается гидромоторами 8,10. Поворотная платформа 2 представляет собой сварную конструкцию, она включает следующие детали: верхнее и нижнее основания, ось на которой поворачивается вилочный захват 3, 2 стойки, поперечину, втулку, гайку и 4 полосы, зубчатого колеса привода поворота, болты крепления оси к основаниям с пружинными шайбами. Указанная конструкция коробчатой формы является жесткой сборочной единицей, способной выдержать нагрузку от действия груза при его погрузке. Подвижная платформа 1, также похожа на коробчатую сварную конструкцию, включающая в свое устройство следующие детали: 2 клыков 5, на которых находится груз при его погрузке; передней и задней балок, 2 швеллеров, 2 пластины, винта 9, обеспечивающего продольное перемещение вил и двух упоров, между которыми установлен винт. Поворотная и подвижная платформы вставлены одна в другую.
Работает погрузчик следующим образом: оператор осуществляет поступательное движение на вилочном погрузчике 6, при этом вилочный захват 3 находится на уровне 40 – 50 см. от земли. Подъехав к штабелю с поддонами, оператор опускает (поднимает) вилочный захват 3 на требуемую величину и начинает медленное движение вперед. После того, как клыки 5 войдут под поддон и он надёжно будет установлен на клыках, оператор начинает подъем вилочного захвата 3 вверх. Приподняв его на 20 – 30 см. и ещё раз убедившись, что груз надежно установлен, оператор медленно отъезжает от штабеля. Далее вилочный погрузчик 6 с грузом направляется к месту хранения. Выбрав место для разгрузки, оператор, поворачивает вилочный захват 3 на 90o влево или вправо (по необходимости), затем он начинает выдвижение подвижной платформы 1 в направлении разгрузки. По мере платформы 1, начинает совершать в противоположную сторону поворот и маятник 7. Величина смещения маятника 7 зависит от степени выдвижения вил, что достигается при настройке гидравлической системы управления погрузчиком. Когда груз уже находится над необходимым местом разгрузки, оператор начинает опускание вилочного захвата 3 вниз до тех пор, пока вилочный захват не освободится от действия веса груза и груз будет надёжно установлен. После чего, оператор выводит клыки 5 из под груза и поворачивает вилочный захват 3 на 90o, маятник 7 при этом занимает исходное (вертикальное) положение. Процесс разгрузки закончен.