Стальные руки машин. Грузоподъемные приспособления для погрузчиков

Л. Цинцевич

Хороший плотник знает, что разные работы даже с таким простым, на первый взгляд, материалом, как дерево, выполняются разным инструментом. То же можно сказать и о захватных приспособлениях, которые используют для обработки грузов на такой технике многофункционального применения, как вилочные погрузчики. Самым распространенным и традиционным рабочим органом для них на протяжении десятков лет остаются вилы для захвата поддонов, однако они далеко не всегда могут быть наилучшим техническим решением в конкретных условиях применения. Более того, можно привести целый перечень грузов, для обработки которых вилы при всем желании использовать либо невозможно, либо опасно. При отсутствии необходимого оборудования или специальных механизмов их приходится обрабатывать вручную.

Чтобы достичь более высокой производительности, уменьшить ущерб для перегружаемых и транспортируемых изделий и снизить число случаев травматизма водителей погрузчиков и рабочих, занятых на вспомогательных операциях, для многих грузов требуются иные, чем вилы, захватные приспособления. Даже если выбор пал на напольное погрузочное оборудование в стандартной комплектации, то, дополнив ее каретками бокового сдвига или позиционирования вил, в большинстве случаев можно значительно облегчить и упростить обработку груза, а значит, увеличить ее эффективность. Именно эта задача является первоочередной для многих компаний, занятых складским бизнесом.

В настоящее время наибольшее распространение получили сменные навесные рабочие органы, преимущество которых в том, что их можно закрепить на плите каретки грузоподъемной мачты напольного транспорта несколькими движениями рук за считанные минуты и так же быстро демонтировать, благодаря чему напольное транспортное оборудование становится еще более универсальным.

Сегодня достаточно обширный спектр сменных рабочих органов выпускают многие производители. В нашей стране наиболее известно оборудование компаний из Германии (Kaup, Cascade, Meyer), а также изделия итальянской фирмы Bolzoni Auramo. Самые популярные грузоподъемные приспособления одного типа у всех производителей имеют примерно одинаковую конструкцию — это в основном либо чисто механические устройства, либо (при наличии движущихся частей) устройства, оснащенные гидравлическим приводом от двигателя погрузчика.

Каретка бокового сдвига с вилами на тяжелом погрузчике Daewoo

В настоящее время насчитывается в общей сложности более 40 наименований только серийно выпускаемых навесных устройств, обеспечивающих не только механизацию транспортировки и погрузки грузов в упаковке и таре самых разных форм, но и целого ряда других вспомогательных операций. Каждый год появляются новые модели, которые расширяют область применения моторизованного напольного транспорта с устройством подъема, в особенности вилочных погрузчиков. Совершенствуются уже выпускающиеся изделия. Навесные устройства можно использовать при перегрузке грузов на поддонах (механизмы бокового сдвига и др.), штучных грузов без поддонов, в том числе жидкостей в разной таре (захваты), или сыпучих грузов (ковши).

У многих сменных органов есть собственный гидравлический привод, который подсоединяется к гидравлической системе напольного транспортного оборудования через быстроразъемные соединительные узлы. Грузозахватные приспособления, которые обычно не снимаются с погрузчика, часто напрямую соединены с его гидравлической системой (без быстроразъемного соединения), чтобы исключалось дросселирование в соединении (в гидравлических устройствах с большим объемом рабочей жидкости наличие быстроразъемных соединений особенно часто приводит к сильному нагреву масла). Информация о гидравлических шлангах и фильтрах и размерах подсоединения для впаиваемых фильтров слива содержится в стандарте DIN-24550-5 (1998-08).

Конечно, навесные сменные устройства представляют больший интерес для владельцев погрузчиков. Условно их можно разделить на рабочие органы, непосредственно обеспечивающие захват груза или соприкасающиеся с ним, и вспомогательные механизмы, которые позволяют значительно расширить функциональные возможности рабочих органов.

Ниже мы хотим представить самые популярные грузоподъемные приспособления с гидравлическим приводом, которые применяют на противовесных погрузчиках для обработки паллетированных и иных грузов. В последующих статьях мы расскажем о механических навесных приспособлениях, а также некоторых специализированных рабочих органах. Начнем с механизмов, которые придают вилам и другим захватам большие функциональные возможности.

Вспомогательные устройства

Каретка бокового сдвига вил, или, как ее часто называют специалисты, сайдшифтер (от англ. названия Side shifter) — наиболее часто применяемое на напольном транспортном оборудовании гидравлическое навесное устройство. На некоторых моделях погрузчиков с противовесом (обычно большой грузоподъемности), а также на большинстве моделей погрузочной техники, с помощью которой требуется точно устанавливать груз в стеллажную ячейку на больших высотах подъема (до 9...11 м), — ричстакерах, других высотных штабелерах и погрузчиках с шарнирно-сочлененным грузоподъемником — она входит в базовую комплектацию. Этот механизм позволяет позиционировать груз (принимать или опускать в ячейку стеллажа или на штабель) буквально с точностью до миллиметра благодаря боковому сдвигу зубцов вил, который осуществляется с помощью гидравлики. Тем самым повышается производительность и снижается вероятность повреждения поддонов и грузов, а также увеличивается ресурс самой машины, поскольку ей приходится выполнять меньше операций. Уменьшается и энергопотребление. Стандартной считается величина сдвига вил до 100 мм в каждую сторону, но многие компании выпускают устройства с большим расстоянием сдвига.

Например, известная немецкая компания Kaup производит серийно устройства с максимальной величиной сдвига 125 мм (для класса 3 по ISO) и 160 мм (для класса 4 по ISO). Эта фирма для случаев применения, когда необходимо еще больше увеличить поперечное перемещение, в частности, для загрузки грузов на поддонах в универсальные грузовые контейнеры, где мало места для маневрирования погрузчика, предлагает специальные варианты исполнения сайдшифтера.

Существуют одиночные и групповые механизмы бокового сдвига. Одиночный механизм бокового сдвига позволяет сдвигать оба зубца вил синхронно на одно расстояние или по отдельности вправо или влево. В случае двойных и тройных механизмов бокового сдвига, которые служат для одновременного приема двух или даже трех расположенных рядом поддонов, пары зубцов смещаются в стороны независимо друг от друга, причем одна пара зубцов вил может быть закреплена неподвижно. Групповые механизмы бокового сдвига часто применяют в таких отраслях промышленности, как производство напитков и строительных материалов. Одиночные механизмы бокового сдвига могут быть выполнены в двух вариантах: как и любое другое навесное гидравлическое устройство, они крепятся на плите навески вил напольного транспортного оборудования или интегрированы в мачту. Оба варианта имеют свои преимущества и недостатки. Интегрированная каретка не так сильно выступает за контур напольного транспортного средства, как сменная, и в меньшей мере снижает остаточную грузоподъемность, поэтому для оборудования номинальной грузоподъемностью (г/п) свыше 4000 кг, как правило, применяют интегрированные механизмы бокового сдвига. Если навесное устройство вилочного погрузчика г/п менее 6300 кг имеет боковой сдвиг в одну сторону больше 100 мм, а у оборудования г/ п свыше 6300 кг — больше 150 мм, то в этом случае необходимо провести дополнительные испытания на устойчивость по схеме нагружения заданным внецентренным грузом (см. стандарты DIN EN I726-1, издание 1999-11, приложения J и L).

Новый погрузчик Mecklift благодаря каретке бокового сдвига
может плотно складировать грузы внутри грузового контейнера

Устройство поворота каретки служит для поворота захваченного груза на определенный угол (или его вращения) в вертикальной плоскости, что часто бывает необходимо, например, для того, чтобы вылить жидкость или высыпать сыпучие материалы из емкости, опрокинуть груз или поставить его из горизонтального в вертикальное положение. Угол поворота устройств может быть ограничен значениями 45°, 60°, 120°, 180°, 240°, 360° (вращение). В простейшем исполнении механизмы поворота кареток комплектуют узлами крепления вил и вильчатыми пальцами, но гораздо чаще их комбинируют с другими рабочими органами, обеспечивающими непосредственный захват, чаще всего зажимами и зажимными вилами; иногда их конструируют и предлагают вместе со встроенным механизмом бокового сдвига. Нередко на поворотных каретках крепят также штыри и завалочные органы (бочки, ковши для жидкого металла). Они серийно выполняются с рядом отверстий вдоль всей нижней плиты узла крепления вил, что позволяет реализовать любое необходимое расстояние между вилами. Надежное стопорение вил любой ширины в области сгиба обеспечивают эксцентрически просверленные квадратные упорные колодки, входящие в комплект поставки.

Часто эти устройства используют в захватах, которые обеспечивают транспортировку мусорных баков или контейнеров, в которых хранят и перевозят большие объемы мелких изделий. Как только погрузчик доставил мусорное ведро к месту назначения, поворотом вращающего устройства мусор вываливают в другой бункер или в обрабатывающую станцию. Вращающие устройства также часто являются частью процесса производства, сортировки и переработки отходов плодов и овощей, используются при обработке металлолома.

Поворотные каретки могут выдерживать очень большие нагрузки. Так, самое мощное из таких известных устройств, созданное фирмой Kaup, было смонтировано на погрузчике г/п 50 т.

Каретка регулировки положения зубцов вил (позиционер). Исторически сложилось так, что в современной практике складирования используется несколько типов поддонов. Самые распространенные имеют примерно одинаковую конструкцию, но разные габаритные размеры. Кроме того, погрузчикам часто требуется обрабатывать одинаковые поддоны с разных сторон, но, как известно, длина и ширина поддонов значительно различаются, а значит, оператору погрузчика время от времени требуется менять расстояние между вилами. Если делать это вручную, то водителю придется выйти из кабины и потратить лишнее время на перевешивание вил перед каждой погрузочной операцией с поддоном иного типа или надо будет использовать разную погрузочную технику. Решить эту проблему позволяет навесное приспособление, названное позиционером вил (Fork positioner). Это устройство автоматически с помощью гидравлики изменяет (уменьшает или увеличивает) расстояние между вилами, и оператор может работать с поддонами разных размеров, не покидая рабочее место. Пользуясь этим устройством и раздвигая вилы на максимальное расстояние, можно транспортировать длинномерные материалы. Если же сдвинуть вилы вместе вплотную, то они смогут выполнять функцию штыревого захвата для рулонов из металла или других материалов.

Существуют варианты исполнения позиционера, когда одновременно перемещаются оба зубца вил или только один зубец. Устройство регулировки положения вил может комбинироваться с устройством бокового сдвига. Надо иметь в виду, что в отличие от зажимных вил устройство регулировки положения вил непригодно для зажима грузов: у него малое усилие зажима и большая скорость перемещения вил.

Варианты исполнения зажимных вил

Устройство выдвижения захвата обычно имеет пантографную (ножничную) конструкцию и служит для перемещения рабочего органа, чаще всего вил (см. раздел «Выдвижные вилы») или зажима, вперед-назад. Это устройство как интегрированное совместно с вилами применяется на стандартных ричтраках и штабелерах, выпускаемых американскими производителями (Hyster, Crown) для потребителей в США. При использовании его на вилочных противовесных погрузчиках надо помнить, что оно значительно снижает остаточную грузоподъемность машины.

Рабочие органы, использующие вилы

Наибольшей популярностью пользуется оборудование, которое обеспечивает погрузочной технике большую универсальность в использовании и сокращает время выполнения операций.

Зажимные вилы по конструкции аналогичны описанному выше позиционеру, т. е. с помощью гидравлики обеспечивается сдвиг и раздвижение вил. Зажимные вилы отличаются от устройства позиционирования вил только величиной усилия зажима, которое у них больше, и замедленным перемещением вил. Поэтому они пригодны не только для работы с поддонами, но и для захвата штучных грузов. В этом случае на зубцы вил обычно должны быть надеты и закреплены специальные зажимы — плоские или округлые в зависимости от грузов, для захвата которых они предназначены. При продолжительной транспортировке груза запорные клапаны обеспечивают постоянное рабочее давление в гидравлике этого захвата; при перевозке грузов в легко повреждаемой упаковке рекомендуется применять регулируемые клапаны давления для оптимизации усилия прижима.

Помимо стандартного исполнения выпускается также вариант, в котором вилы могут разворачиваться, а также захватные вилы для двух поддонов. Зажимные вилы могут применяться совместно с механизмами бокового сдвига, благодаря чему становится возможным более точный прием и установка груза. А в комбинации с устройством поворота они пригодны для переворачивания и опорожнения емкостей с сыпучим или жидким грузом.

Вилочные захваты для работы одновременно с несколькими поддонами (мультипаллетные вилы). С помощью этих рабочих органов погрузчики могут перемещать по несколько поддонов сразу. В последние годы широкое распространение получили конструкции с гидравлическим устройством сдвижения-раздвижения вил. Их преимуществом является возможность работы с разным числом поддонов (например, в устройстве для обработки двух поддонов две пары вил могут сдвигаться вплотную, превращаясь, таким образом, в приспособление для обработки одного поддона), а также возможность работы в более узких проездах. Обычно предлагаются модели с двумя и тремя парами вил, но существуют и конструкции для перевозки и подъема четырех и даже шести поддонов. Последний вариант есть, в частности, в ассортименте компании Cascade. Это устройство оснащено двумя парами вил длиной 2,4 м и может захватывать один, два или три ряда сдвоенных паллет с их узкой стороны. Его чаще всего используют для погрузки-разгрузки трейлеров с достаточно легкими грузами с одной стороны. Все мультипаллетные захваты применяют на операциях с относительно легкими грузами и при больших объемах их переработки, чаще всего в сферах, связанных с производством и продажей продовольствия и напитков. Это оборудование весьма эффективно при операциях с достаточно легкими грузами: производительность работ при их использовании увеличивается примерно пропорционально числу одновременно перевозимых поддонов. Мультипаллетные вилы могут комплектоваться устройством выдвижения ножничного типа (см. «Выдвижные вилы»).

Зажимные вилы с поворотным устройством и насадками для захвата бочек

Телескопируемые вилы представляют собой вилы, которые могут выдвигаться вперед за счет встроенных внутрь гидравлических цилиндров. Они предназначены для увеличения рабочей зоны действия напольного транспорта с грузоподъемным механизмом и позволяют удвоить глубину загрузки поддонов на проходных стеллажах или складах, а также значительно сэкономить время на операции по загрузке-разгрузке автомашин с одной стороны. Телескопические вилы могут быть выполнены как навесное (сменное) рабочее оборудование или быть интегрированными в погрузочную технику. В качестве навесных устройств они чаще всего применяются на фронтальных вилочных погрузчиках или штабелерах с выдвижной мачтой (например, их предлагает как опцию для своих ричтраков компания Atlet) для увеличения зоны обработки грузов спереди и по сторонам. Телескопируемыми вилами также могут комплектоваться погрузчики с боковым расположением вил и некоторые модели высотных комплектовщиков при загрузке и выгрузке поддонов в узких проездах. Для уменьшения ширины рабочих проездов целесообразно прием и установку груза производить вне рабочего проезда. Эти устройства обеспечивают технике более скоростные рабочие циклы в сравнении с поворотными и разворачиваемыми вилами со сдвигом.

Выдвижные вилы — навесное устройство, которое монтируется на плите каретки и по существу превращает противовесный фронтальный вилочный погрузчик в ричтрак, а выполняет примерно те же функции, что и телескопируемые вилы. В обычном исполнении оно представляет собой вилы, которые гидравлически сдвигаются вперед с помощью механизма ножничного или иного типа. Такое навесное устройство целесообразно применять при загрузке грузовой машины с одной стороны через всю ширину кузова.

Вилы фирмы Cascade для захвата одновременно шести поддонов (с узкой стороны)

Необходимо учитывать, что при движении вил возникает значительное смещение центра тяжести груза вперед, поэтому грузоподъемность вилочного погрузчика при использовании этого рабочего органа существенно снижается. Устройства применяют в первую очередь в зонах отгрузки на складах пивоваренных заводов и в промышленности строительных материалов при погрузке грузов на поддонах во второй ряд штабеля. Существует также вариант исполнения выдвижных мультипаллетных вил. У них небольшая остаточная грузоподъемность, но это очень удобный вариант, например, для обработки сразу нескольких паллет с пустой тарой (ящиками) для бутылок.

Оборудование для обработки грузов без паллет (зажимы)
Эти устройства обеспечивают захват грузов с помощью гидравлики не снизу, а с боковых сторон, буквально зажимая их. Таким образом, уровень давления рабочей жидкости в гидравлической системе захвата должен быть достаточным для того, чтобы поднять груз и надежно удержать его, и вместе с тем не слишком большим, чтобы не вызвать повреждения груза или его упаковки.

Захваты для картонных упаковок прямоугольной или квадратной формы и захваты для тюков. Навесное устройство погрузчика для захвата картонных упаковок оснащено плоскими зажимными рычагами большой площади, которые для предотвращения выскальзывания груза или повреждения упаковки могут быть покрыты резиной или пластмассой. Эти устройства позволяют вести обработку грузов достаточно небольшого веса и крупногабаритных, которые не транспортируют на поддонах. В основном это бытовая техника — холодильники, посудомоечные и стиральные машины, сушильные и духовые шкафы, электрические и газовые плиты.

Kaup

Устройства также используют для транспортировки коробок с напитками, не размещенными на листовых или стандартных поддонах. В настоящее время выпускают конструкции с жестко закрепленными или с подвижными зажимными рычагами. Поскольку эти захваты должны надежно удерживать груз и одновременно не повредить его упаковку, особое значение придается подбору оптимального давления в гидравлической системе. Компания Bolzoni Auramo уже сделала первые шаги по созданию устройства для автоматического поддержания давления на требуемом уровне. Чтобы оптимизировать усилие прижима, во внутреннюю поверхность плоского рычага захвата встроен датчик в виде шарика. Если коробка или ящик начинает перемещаться вниз, шарик начинает вращаться и усилие захвата плавно увеличивается до тех пор, пока шарик не остановится.

Захваты для тюков имеют похожую конструкцию, с той лишь разницей, что в них нет необходимости применять особые меры по предотвращению повреждения поверхности груза. Поэтому их рычаги могут быть снабжены металлическими ребрами, которые, вдавливаясь в тюк, лучше удерживают его. Для изделий, требующих особо осторожного обращения, рекомендуется применять устройства с интегрированными регулируемыми клапанами для задания требуемого уровня давления захвата. В комбинации с механизмом бокового сдвига захват для тюков обеспечивает позиционирование груза с миллиметровой точностью. Существуют также поворотные захваты для тюков с ограничением и без ограничения угла поворота. Устройства могут применяться для обработки тюков хлопка, целлюлозы, бумажных отходов, а также картонных коробок и ящиков.

Meyer

Захват для рулонов и труб используют в целлюлозно-бумажной промышленности, в типографиях, на складах бумаги, предприятиях по переработке сырой бумаги в товары потребления, а также в промышленности строительных материалов, например, для приведения в вертикальное положение лежащих бетонных труб или укладки стоящих труб. Такие захваты можно применять и для транспортировки штабеля из шин.

Устройство состоит из корпуса захвата, захватных рычагов, а также при необходимости поворотного устройства. Зажимные рычаги в большинстве случаев снабжают «плавающими» нажимными плитами, которые крепятся к ним посредством шарнирного соединения. Покрытие нажимных плит (резина, полиуретан) определяется материалом и весом транспортируемого изделия. Постоянство усилия прижима при транспортировке обеспечивает запорный клапан; в случае работ с грузами, поверхность которых легко повредить или помять, используется клапан с регулировкой давления прижима, а также встроенные датчики, автоматически задающие его уровень. Угол поворота захвата в одном или обоих направлениях может составлять 90° (целесообразно использовать для приема, транспортировки и штабелирования рулонов бумаги) или 360°. Захват может быть выполнен с упором и без него. Захваты для рулонов в большинстве случаев имеют один жестко закрепленный короткий и один длинный подвижной рычаги, но существуют и захваты с двумя подвижными рычагами. Выпускаются также сдвоенные захваты для рулонов и труб без поворотного устройства, подвижными у них являются только зажимные рычаги, расположенные с обеих сторон.

Schulte-Hennke (марка Stabau)

Захват для бочек — это навесное устройство, с помощью которого бочки можно захватывать, транспортировать, опрокидывать, поворачивать и опорожнять, и в целом оно аналогично захвату для рулонов. Чтобы предотвратить выскальзывание груза, рычаги захвата снабжены профилированным резиновым покрытием. Наиболее простой захват для бочек не поворачивается и служит для обработки вертикально стоящих бочек. Таким захватом в зависимости от его конструкции можно захватить одну, две бочки или сразу четыре рядом стоящие. Выпускаются также захваты для поворота и опрокидывания (опорожнения) бочек. Надо иметь в виду и то, что захват для не очень тяжелых бочек можно получить, надевая специальные накладки на зубцы зажимных вил.

Универсальный захват — навесное устройство, зажимные рычаги или вставные башмаки которого можно просто и быстро заменять. В результате у владельца погрузчика есть возможность использовать для разных грузов один, хотя и относительно дорогостоящий корпус захвата, меняя зажимные рычаги. Это позволяет существенно снизить затраты на приобретение навесных приспособлений.

Захватный шибер. Эти грузоподъемные приспособления созданы в США и получили там довольно широкое распространение под названием push-pull-захватов. Их используют для обработки грузов, размещенных на «тонких» поддонах (металлических или картонных листах, пластмассовых пластинах). Тем самым их применение позволяет предприятиям при операциях по складированию обойтись без жестких поддонов традиционного типа и сократить свои затраты, а также сэкономить полезное пространство в кузове автомашины. Эти устройства также часто используют предприятия по обработке продовольствия, где стандартные поддоны нельзя применять по гигиеническим и санитарным нормативам.

Cascade

Принцип работы устройства таков. Тонкий поддон зажимается «губой», после чего с помощью ножничного механизма он затаскивается на вилы или платформу захвата. После доставки его напольным транспортным средством к месту назначения в обратном порядке производится разгрузка устройства. Работа с этим устройством предполагает наличие ровного пола и опытного водителя.

Применение и совершенствование навесных устройств

Используя навесные рабочие органы, необходимо иметь в виду, что в большинстве случаев остаточная грузоподъемность напольного транспортного оборудования меньше, чем номинальная, благодаря собственному весу навесного оборудования, смещению центра тяжести вперед, а также возможному превышению указанной в спецификации максимальной высоты подъема (при наличии стандартного вилочного захвата). Погрузочная напольная техника с навесными приспособлениями должна удовлетворять тем же условиям, обеспечивающим безопасность (прежде всего требованию по устойчивости), что и в стандартном исполнении. В Германии, например, существуют нормы техники безопасности BGVD27 (§ 37, абзац 1), в соответствии с которыми сменные рабочие органы погрузчиков должны проходить проверку ответственным лицом; часто также используют рекомендации VDI3578 (навесные устройства вилочных погрузчиков, грузозахватные средства). Покупатели, которые приобрели навесные устройства не у непосредственного поставщика напольного транспортного оборудования, должны перед их установкой обязательно связаться с изготовителем напольного транспортного оборудования, чтобы избежать возможных проблем. В соответствии с законом Евросоюза об ответственности за произведенную продукцию, который действует с 01.07.88 г., изготовитель комплектующего (навесного устройства) несет ответственность только в том случае, если на изделия нанесены логотип, товарный знак или другие отличительные признаки поставщика.

Мультипаллетные вилы

Основные направления развития грузоподъемных приспособлений связаны как с разработкой новых конструкций, так и с модернизацией старых. При совершенствовании захватов для штучных грузов особое внимание уделяется созданию «интеллектуальных» конструкций, оснащенных датчиками, посредством которых уровень давления в гидравлической системе и усилие зажима регулируются автоматически. Многие поставщики работают над тем, чтобы вывести на более высокий уровень использование этих устройств путем интеграции их с системами автоматизированного сбора данных — считывателями штрих-кодов и RFID-меток. Эти технологии обеспечивают устройствам новые возможности. Например, штрих-код может содержать информацию о типе захвата, который необходимо использовать, и усилии зажима, которое требуется для того, чтобы операции с изделием прошли благополучно и оно не было повреждено.

Операторы, при том, что теперь они имеют в своем распоряжении практически все необходимые захватные приспособления, далеко не всегда знают, какой захват и для каких изделий можно использовать. Такая информация может автоматически передаваться считывающим устройством в систему регулирования уровня давления в гидросистеме захвата, что позволит не только исключить влияние человеческого фактора, но и повысить производительность работ.