Технические характеристики:

 

Земные «телескопы»

Тенденции в развитии конструкций телескопических погрузчиков

 

     Вначале телескопические погрузчики были «нишевым» продуктом, но примерно с начала 2000-х годов начался бурный рост их популярности. Продажи телескопических погрузчиков во всем мире постоянно растут, расширяется их ассортимент.

     В чем же причина этой перемены в настроениях потребителей, ведь телескопические погрузчики даже стали занимать часть исконной ниши популярного экскаватора-погрузчика? Дело в том, что стала быстро расширяться сфера применения этих машин: они работают в строительстве, коммунальном и сельском хозяйстве, лесозаготовительной отрасли. При этом телескопический погрузчик используют и в качестве вилочного, и фронтального ковшового погрузчика, и в качестве крана, и автовышки и т. д. Погрузчики могут иметь неповоротную стрелу или монтирующуюся на поворотной платформе. Кроме того, изменился подход к поставке материалов: по некоторым оценкам, более 80% материалов теперь пакетируют и «паллетируют» - то есть упаковывают и укладывают на поддоны. Поэтому телескопический погрузчик с вилочным захватом становится незаменимой машиной на стройплощадке и складе.

      Сначала, как и со многим другим оборудованием, у покупателей телескопических погрузчиков существовала тенденция «чем больше - тем лучше», потому что несколько раз в год им требовалось выполнить работы, при которых использовались максимальная мощность и высота подъема или вылет этих машин, все остальное время возможности этих крупных погрузчиков использовались не полностью. Однако, чем больше типоразмер машины — тем она дороже при приобретении и в эксплуатации. Поэтому в настоящее время все чаще потребители выбирают компактные модели даже для работы на крупных стройках для ухода за строительной площадкой и подачи грузов к башенным кранам, они более маневренны и удобны в стесненных условиях стройки. Некоторые специалисты считают, что компактные телескопические погрузчики - самый быстро развивающийся сегмент среди машин этого типа, они способны выполнить 85-90% всех работ, которые выполняют телескопические погрузчики на стройке. Единственная работа, которую они не могут сделать - подавать материалы на большую высоту. Популярность компактных машин будет только возрастать по мере того, как строители будут все больше убеждаться в преимуществах машин этого типоразмера. Специалисты считают, что эта тенденция будет сохраняться и в будущем. Потребители начинают понимать, что более рационально приобретать машины, предназначенные как раз для таких работ, которые они выполняют большую часть времени, а для экстраординарных сверхтяжелых и нестандартных работ просто брать в аренду большие погрузчики несколько раз в год вместо того, чтобы платить за эксплуатацию и владение более крупной машиной в течение всего года.

Хотя среди огромного разнообразия моделей телескопических погрузчиков встречаются модели г/п свыше 22 т и с высотой подъема до 30 м, среди самых популярных типоразмеров телескопических погрузчиков — модели г/п около 2,5-3,0, максимум 5,0 т, с высотой подъема до 7 м, максимум 14-15 м.

      На Западе телескопические погрузчики довольно широко используются также в сельском хозяйстве. В России эту нишу пока прочно занимают универсальные, недорогие и неприхотливые тракторы «Беларус», но возможно со временем ситуация переменится. Ряд производителей выпускаю модели, специально приспособленные к работам на селе: с меньшей габаритной высотой, двухсекционной стрелой, большими колесами для проходимости, задней трехточечной навеской с гидравлическими и электрическими выводами, за счет которой машину можно использовать в качестве трактора, с более комфортной кабиной — с кондиционером и более удобным сиденьем, усовершенствованной панелью приборов и усиленной звукоизоляцией, так как считается, что при сельскохозяйственных работах оператор проводит в такой машине больше времени, чем оператор строительного или коммунального телескопического погрузчика.

В статье мы будем рассматривать «городские» телескопические погрузчики — т. е. строительные и коммунальные.

 

     Преимущества и недостатки

   Трудно представить более конкурентоспособный тип машин. Один из основных факторов успеха «телескопов» – их универсальность. Телескопический погрузчик воплощает в себе достоинства и функции вилочного и фронтального погрузчиков, автокрана, а компактные «телескопы» - еще и погрузчика с бортовым поворотом.

      По габаритным размерам телескопический погрузчик не отличается от фронтального, но имеет б?льшую высоту подъема и функциональность. То же можно сказать и про сравнение с погрузчиками с бортовым поворотом. По сравнению с вилочным погрузчиком телескопический также имеет более широкие функциональные возможности, высоту подъема, скорость движения до 30 км/ч и радиус рабочей зоны. Например, телескопические погрузчики способны переносить паллетизированные грузы забирая их непосредственно с грузовика или прицепа и подавая в места, находящиеся высоко - на нужный этаж или крышу строящегося здания. При использовании погрузчиков других типов пришлось бы использовать в транспортной цепочке еще и подъемный кран, а это дополнительные затраты средств и времени. Часто «телескопы» оснащаются полноприводной трансмиссией и колесами большого диаметра с «внедорожным» рисунком протектора, благодаря этому телескопические погрузчики лучше, чем автокран, выполняют погрузочные работы на стройплощадке.

     Погрузчик г/п 2500 кг и с высотой подъема около 6 м может легко перевозить по территории стройки паллеты с кирпичом или бетонные блоки и подавать их на высоту второго этажа. Сама машина весит менее 4,5 т и может перевозиться даже на одноосном прицепе, буксируемом достаточно мощным пикапом, это значительно дешевле, чем перевозка автопоездом с седельным тягачом и полноразмерным строительным полуприцепом.

Специалисты считают, что можно полностью окупить эту машину за 2-3 года.

    Как это часто бывает, недостатки телескопических погрузчиков в определенных условиях являются продолжением их достоинств. Длинная телескопическая стрела с грузом на конце действует как рычаг, способный опрокинуть погрузчик вместе с противовесом. В результате допустимая грузоподъемность телескопического погрузчика быстро уменьшается с увеличением вылета и радиуса рабочей зоны (расстояния от передних колес до центра тяжести груза). Машина, которая способна без опасности поднять на втянутой горизонтально расположенной стреле груз в 2,2 т, поднимает при полностью выдвинутой стреле и малых углах подъема всего 225 кг. Та же машина поднимает 5 т, когда стрела поднята на 70?.

Одна стрела — это в принципе более уязвимая конструкция по сравнению со стрелами, состоящими из двух рычагов, потому что нагрузки в одностреловой конструкции выше.

     Специалисты по сельскохозяйственным машинам утверждают, что по сравнению с трактором аналогичной мощности телескопические погрузчики при полной нагрузке менее экономичны.

 

    Новые технологии и особенности конструкции

    Одной из причин быстро растущей популярности телескопических погрузчиков является множество инноваций, которые промышленность разработала и ввела в их конструкцию по требованиям потребителей.

В комфортные кабины большего размера с панорамными стеклами для улучшения обзора устанавливают системы климат контроля, эргономичные регулируемые сиденья,  оснащают усиленной шумоизоляцией и демпфирующими опорами.

Машина и ее рабочее оборудование могут управляться рычагами либо одним или двумя джойстиками. Управление джойстиками - еще одна все шире распространяющаяся тенденция, оно повышает производительность работы, может входить в стандартную комплектацию либо предлагаться в качестве опции. Даже малоопытный оператор может быстро освоить этот тип управления. У некоторых производителей джойстики позволяют не только управлять функциями стрелы, но и за счет встроенных роликовых переключателей позволяют оператору манипулировать гидравлическим навесным оборудованием и переключать режимы работы.

     Режимы рулевого управления аналогичны рулевому управления экскаваторов-погрузчиков. Стандартным является управление двумя колесами (обычно — передними), но огромное большинство машин могут развернуться на узком пятачке благодаря режиму управления всеми колесами, могут также двигаться и крабовым ходом. В системе управления часто имеется функция контроля за прямым положением передних и задних колес.

В состав электронного оборудования современных телескопических погрузчиков могут входить индикатор техобслуживания и «черный ящик», записывающий параметры работы и отклонения от допустимых параметров, а также модуль GPS/ГЛОНАСС телематической системы.

Все модели телескопических погрузчиков, выпускаемые в последние годы, оснащаются различными многоуровневыми электронными системами безопасности на основе шины CAN, предупреждающими и уменьшающими риск опрокидывания за счет блокировки механизма подъема или выдвижения стрелы при чрезмерно большой массе груза: по заданной траектории разворота (в основном для погрузчиков со стрелой на поворотной платформе). В кабине имеется дисплей или индикатор, на который выводятся значения нагрузки и предупреждающие сообщения, указывающие, насколько работа погрузчика близка к предельным значениям. В состав системы входит прибор «экстензометр», устанавливаемый на задней оси погрузчика и контролирующий нагрузку на ось. Когда нагрузка на ось приближается к нулю, т. е. ось готова оторваться от земли, датчик посылает сигнал системе, которая предупреждает оператора и блокирует подъем опасного груза. Возможна блокировка двигателя и гидросистемы при отсутствии оператора на сиденье.

     Тенденции в развитии конструкций телескопических погрузчиков во многом такие же, как и у другой дорожно-строительной техники: оснащение двигателями, соответствующими новейшим экологическим нормам.

     Расположение двигателя — одна из важных характеристик конструкции телескопического погрузчика, за счет которой погрузчики одного класса могут иметь совершенно разные характеристики. Двигатель телескопического погрузчика может быть расположен сбоку машины между правыми колесами либо по средней линии на раме в центре или сзади.

    Каждая из этих конструкций имеет свои достоинства и недостатки. Если двигатель расположен сбоку, для передачи крутящего момента на гидродинамическую трансмиссию требуется дорогая раздаточная коробка специальной конструкции. Однако если производство компонентов массовое, как например у компании Dana — ведущего поставщика компонентов трансмиссии для многих производителей телескопических погрузчиков, то стоимость компонентов остается на приемлемом уровне.

      Двигатель прикрыт большим откидным кожухом-капотом, который обычно изготавливается из стеклопластика или АБС-пластика. Капот запирается на ключ. Точки обслуживания — места заправки технических жидкостей, фильтры и аккумуляторные батареи, расположены удобно. Кабина при этом монтируется сбоку между левыми колесами. Однако некоторые точки обслуживания — в частности, стартер, располагаются на стороне двигателя, обращенной к середине машины, и подобраться к ним довольно трудно, особенно если машина вся в грязи и глине. При боковом расположении двигателя возникает проблема уравновешивания машины, в конструкцию приходится вводить противовес.

    При заднем расположении обслуживать двигатель довольно удобно, а у более новых конструкций со средним расположением двигателя обслуживание еще удобнее. При заднем и среднем расположении двигателя крутящий момент передается на трансмиссию через агрегаты традиционной конструкции, проработанные на других дорожно-строительных машинах, специальная раздаточная коробка не нужна. К тому же отсутствие капота улучшает обзор с правой стороны, особенно когда стрела поднята.

     Современные телескопические погрузчики оснащаются автоматическими трансмиссиями с переключением под нагрузкой: гидродинамической или гидростатической.

    Гидростатическая трансмиссия (с гидронасосами и гидромоторами) обеспечивает переключение передач под нагрузкой, бесступенчатое регулирование скорости в соответствии с нагрузкой и плавную передачу крутящего момента, за счет чего повышается точность и безопасность работы. Изменение направления движения даже при высоких скоростях не вызывает резкого повышения оборотов двигателя. В гидростатической трансмиссии намного меньше деталей, и, соответственно, для ремонта требуется меньше запасных частей.

В свою очередь, гидродинамическая трансмиссия (с гидротрансформатором и механической КП) также имеет преимущества: в отличие от гидростатической в ее гидросистеме не требуется высокого давления, не нужны РВД. Однако для преодоления крутых поворотов и резких изменений направления движения требуется больше времени, чем затрачивает погрузчик с гидростатикой. Это немаловажное обстоятельство, так как повороты могут занимать до половины рабочего времени.

Специалисты делают следующий вывод: именитые производители трансмиссий обоих типов обеспечивают хорошее качество работы и высокую надежность своих изделий. Выбор остается за покупателем.

Так же, как и в машинах других типов, современные телескопические погрузчики оснащаются гидросистемами с дополнительными контурами для гидравлического сменного оборудования, с регулированием производительности в зависимости от нагрузки и пропорциональным разделением потоков, позволяющим одновременно выполнять несколько операций. Впрочем, специалисты подчеркивают, что за такие возможности приходится платить: на машине должен быть установлен более мощный двигатель, потребляющий больше топлива. Гидроцилиндр выдвижения стрелы может оснащаться демпфером «плавной остановки».

     Системы «плавного хода» все шире применяются на телескопических погрузчиках. Они представляют собой устройство амортизации колебаний стрелы погрузчика при помощи гидроазотных аккумуляторов, подключенных к контуру гидроцилиндра подъема стрелы. Система позволяет оператору точнее управлять машиной, уменьшает рассыпание материала из ковша при движении погрузчика и предохраняет от повреждений грузы, находящиеся на вилочном захвате, например кирпичи или бетонные блоки на поддоне. С такой системой телескопический погрузчик способен подавать и плавно устанавливать грузы на леса, не раскачивая их и не мешая рабочим, да и самому оператору такая работа доставляет меньше напряжений и не заставляет нервничать. Даже оператор-новичок на машине с такой системой сможет работать как высококвалифицированный профессионал. С другой стороны, система демпфирует ударные нагрузки, которые передаются от груза на стрелу и несущие конструкции погрузчика.

Также современные телескопические погрузчики часто оснащаются механизмами компенсационного наклона вил, которые за счет гидропривода и электронного управления постоянно поддерживают при подъеме вилы в горизонтальном положении.

Фактически на всех современных моделях телескопических машинах имеются системы выравнивания рамы. Передний мост соединяется с рамой в средней точке через шарнир, а по краям располагаются гидроцилиндры (или один гидроцилиндр), соединяющие боковые стороны балок мостов и угловые части рамы. При помощи данных гидроцилиндров рама может выставляться ровно в горизонтальной плоскости и фиксироваться в этом положении, превращаясь в жесткую платформу для подъема грузов. Механизм выравнивания рамы может быть дополнительно оборудован активной гидропневматической подвеской с гидроазотными аккумуляторами, соединенных с гидроцилиндрам выравнивания рамы. Оси могут «качаться» на 6-10? в вертикальной плоскости и подвеска демпфирует эти колебания, делая ход машины по пересеченной местности более плавным, при работе на уклоне можно выставлять раму погрузчика горизонтально. Оператор может управлять функцией выравнивания рамы при помощи единого многофункционального джойстика.

   Система выравнивания рамы может дополняться механизмом бокового сдвига вил, представляющим собой гидроцилиндр, установленный диагонально между передним мостом и рамой, и способным сдвигать раму относительно переднего моста, что позволяет точно позиционировать груз, поднятый на большую высоту без перестановки погрузчика.

   Система фиксации задней оси используется как правило на моделях с высотой подъема более 12 м, причем на некоторых даже входит в стандартную комплектацию. Система повышает устойчивость машины в поперечном направлении, хотя и не улучшает устойчивость в продольном направлении и может предотвратить нежелательные наклоны и сдвиги погрузчика, что особенно опасно при больших углах подъема стрелы. У разных производителей эти системы несколько отличаются. Чаще всего блокируется наклон задней оси относительно рамы или уменьшается скорость качания оси относительно рамы, а также ограничивается скорость движения погрузчика. Например, у некоторых моделей погрузчиков ось может качаться относительно рамы при углах подъема стрелы менее 40? или 60?. Когда стрела поднимается выше, скорость качания оси замедляется. Если при этом будут включены рабочие или стояночный тормоз, задняя ось фиксируется. У других моделей при подъеме стрелы свыше 60? автоматически включается стояночный тормоз и задняя ось фиксируется. Поскольку система фиксации задней оси по-разному работает у погрузчиков разных марок, оператору, не имевшему ранее опыта работы на машине данной марки и модели, следует сначала очень осторожно изучить характер работы системы фиксации задней оси.

Как уже отмечалось выше, подъём грузов на большую высоту и манипуляции им  создают для телескопического погрузчика высокий риск опрокидывания.

    Обеспечение обзора оператору — нелегкая задача, и все производители уделяют ей серьезное внимание. Для того, чтобы оператор видел дорогу при движении машины по строительной площадке, многие производители поднимают шарнир стрелы, располагая его на опорной колонне. Стрела перекрывает верхнюю правую часть поля обзора оператора, но когда она сложена в транспортном положении, оператору видна земля с правой стороны машины. При высоком расположении крепления увеличивается высота подъема, но на конце стрелы должен быть длинный переходной оголовок изогнутой формы, чтобы вилочный захват доставал до земли. Этот длинный оголовок действует как рычаг, передающий усилие напора машины и создающий большие напряжения в месте соединения оголовка со стрелой, что не очень хорошо для работы с ковшом.

Поэтому, чтобы улучшить характеристики работы погрузчика с ковшом и обзор оператору справа — поверх стрелы, другие производители предпочитают опускать опорный шарнир, при этом увеличивается жесткость конструкции во время работы вблизи земли: нивелировании и ландшафтных работах. Недостатком этой схемы является то, что при подъеме стрелы чуть выше горизонтального положения она закрывает землю в поле зрения оператора и маневрировать погрузчику на тесной стройплощадке становится чрезвычайно трудно. К тому же, в этом случае не остается ничего другого, как только сместить двигатель вбок между левыми колесами. Европейские производители чаще всего предпочитают конструкции с низким расположением крепления стрелы, встречается такая конструкция и у американских производителей.

    Механизм выдвижения секций телескопической стрелы обычно представляет собой гидроцилиндр, выдвигающий первую секцию, остальные секции выдвигаются цепным приводом. Негативной стороной такой конструкции является то, что при внедрении ковша в грунт при выдвинутой стреле большая нагрузка приходится на эти цепи, которые растягиваются в процессе эксплуатации и могут не выдержать нагрузки. Натяжение и состояние цепи обязательно должно отслеживаться и регулироваться. Выдвижение стрелы может осуществляться просто гидроцилиндром. В настоящее время многие производители склоняются к мнению, что гидроцилиндры более надежны. Но и гидроцилиндры, особенно многосекционные, довольно дороги.

Гидроцилиндр выдвижения может располагаться снаружи стрелы — так его проще обслуживать, и внутри стрелы — там он лучше защищен от повреждений.

    В конструкциях телескопических погрузчиков применяют рамы двух видов – корытообразные, у которых две несущих боковых плиты, соединенные поперечинами, и рамы коробчатого сечения. У каждого вида есть свои положительные стороны. Конструкторы стремятся применять узкие рамы: двигатель при такой раме располагается ниже и ближе к продольной средней линии машины благодаря чему улучшается обзор для оператора.

Корытообразные рамы изготавливаются из толстого металла, они тяжелее коробчатых, но проще в изготовлении. Обычно такие рамы используют в моделях большой грузоподъемности. Коробчатые рамы дороже и сложнее в производстве. Известна также конструкция телескопического погрузчика на сочлененной раме.

Телескопические погрузчики с большой высотой подъема снабжаются передними аутригерами, которые могут устанавливаться на раме либо на передней оси.

     Установленные на раме аутригеры позволяют зафиксировать или выровнять раму, либо раму можно сначала выровнять, и только затем установить аутригеры. При помощи аутригеров, установленных на оси, можно выравнивать раму, выравнивая ось, либо наклонять раму при установленных аутригерах. На это сторонники установки аутригеров на раме возражают, что в случае, когда аутригеры уже установлены, машина правильно выровнена и груз уже поднят, наклонять раму нет необходимости. Производители также любят подчеркивать, что аутригеры, установленные на раме, расположены выше, что увеличивает геометрические углы въезда и съезда погрузчика. В гидросистеме аутригеров имеются гидрозамки, которые не позволят аутригерам сложиться при разрыве РВД и машина останется на опорах.

В некоторых моделях используют не аутригеры, а стабилизаторы. В отличие от аутригеров стабилизаторы не предназначены для поддержки массы машины и груза, они только вступают в действие если машина наклоняется в поперечном направлении. Стабилизаторы устанавливаются на раме так, что дают возможность раме машины наклоняться на 40% от нормального рабочего диапазона.

    Одной из причин упомянутого выше расширения сферы применения телескопических погрузчиков явился рост количества сменного навесного оборудования для них. Еще в 1990-е годы вилочные погрузчики с телескопической стрелой стали превращаться именно в телескопические погрузчики — то есть машины, способные работать не только с вилочным захватом, но и с ковшами и другим сменным оборудованием. Конечно, для смены навесного оборудования погрузчики оснащаются быстродействующими адаптерами. Причем эти адаптеры совместимы с огромным количеством навесного оборудования для погрузчиков с бортовым поворотом.

    Навесные орудия позволяют эксплуатировать телескопический погрузчик в качестве автокрана (особенно погрузчики с поворотной стрелой), буровой установки, автовышки или бульдозера, с подметальной щеткой, снегоуборочным отвалом, грейфером, кабелеукладчиком, захватом для тюков и даже бетоносмесителем. Погрузчики могут быть укомплектованы генератором и компрессором, которые используются для подключения инструмента. Наиболее мощные машины, имеющие дополнительные аутригеры, способны выполнять экскаваторные и другие землеройные работы.

     Особенно важной для телескопических погрузчиков стала возможность работы с люльками — рабочими платформами, применение которых на погрузчиках обеспечивает такую же безопасность, удобство и функциональность, как и на других машинах высотного доступа. Конечно, многие другие подъемно-транспортные машины так же способны работать с вилочными захватами, ковшами и подметальными щетками, но только телескопический погрузчик способен поднять платформу, в которой находятся, например, человек и 400 кг груза — инструмент и рабочие материалы, на высоту 12 м. Некоторые платформы не имеют собственного пульта управления, это неудобно и уменьшает производительность (и даже снижает безопасность), потому что в этом случае требуется второй работник, который остается внизу управлять машиной. Ведущие производители предлагают установку таких пультов на платформы как опцию. Рабочие на платформе могут управлять стрелой, другими функциями, выключать и заводить двигатель машины при помощи пульта. Рабочие платформы также оснащаются зеркалом, расширяющим зону видимости оператора, находящегося на платформе. У телескопических погрузчиков с рабочими платформами имеется электроизоляция от высокого напряжения, дающая возможность работать вблизи высоковольтных линий.

Владельцы телескопических погрузчиков нередко ищут замену традиционным пневматическим шинам, которые могли бы выдерживать езду по острым камням или противостоять проколам и служить подольше.

     Некоторые используют монолитные шины с отверстиями, изготовленные из износостойкого состава, предлагая их как опцию. Рисунок таких шин — крупный, с высокими грунтозацепами. Затраты времени и средств на обслуживание таких шин ниже, чем у традиционных. Однако стоимость покупки таких шин может в три раза превышать цену обычных шин. Специалисты однако утверждают, что благодаря длительному сроку службы монолитные шины окупятся.

    Предлагаются также заполненные пеной шины, они примерно на треть дешевле, чем монолитные. Пенонаполненные шины остаются популярной заменой пневматическим шинам. Выгоды их очевидны — на стройке могут быть большие потери рабочего времени и средств на замену и ремонт проколотых пневматических шин. Кроме того, жесткие шины увеличивают стабильность всего погрузчика при подаче грузов на большие высоты. Пенозаполненные шины тяжелее пневматических, это также способствует устойчивости погрузчика при подаче грузов на высоту.

Однако по сравнению с пенозаполненными монолитные шины служат в 3-4 раза дольше, поскольку твердая пена со временем разрушается.

Хлорид кальция продолжают использовать в качестве балласта для шин внедорожной техники. У некоторых марок погрузчиков хлорид кальция даже входит в стандартную комплектацию.

   Техобслуживание телескопического погрузчика, которыми часто управляют разные операторы, должно быть максимально простым за счет более удобного доступа к точкам обслуживания. Многие производители понимают — чем проще и удобнее будет  обслуживание, тем больше вероятности, что оно будет выполняться должным образом и по графику.

 

***

   Функциональные возможности компактных телескопических погрузчиков продолжают расширяться с каждой новой моделью, растет их популярность и спрос у потребителей.

   Продвижению телескопических погрузчиков на рынке в России мешают стереотипы строителей и ... цена. Машина стоит немалых денег, и когда начинают думать, какую машину приобрести, часто, к сожалению, выбор падает на что-то более традиционное – погрузчик или экскаватор-погрузчик, например, хотя у погрузчика с телескопической стрелой есть уникальные преимущества и где-то заменить его бывает сложно или дорого. Однако со временем можно ожидать перелома ситуации и в отечественном строительном комплексе.

   Материалы с сайта http://www.os1.ru