О ВОПРОСЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ погрузочных машин на нижних складах Украины
Бакай Б.Я. (НЛТУ Украины, г. Львов, Украина)
Modern loading machines have come to replace traditional cranes in many kinds of loading works due to their efficiency and precision. The author gives an overview of the existing loading machines, their peculiarities and the prospects of their development in Ukraine. In addition to the standard equipment, the manufacturers offer a wide range of auxiliary equipment, the choice of which depends on the actual working conditions and needs of a particular customer.
Введение. При рассмотрении программы технического перевооружения основного производства лесопромышленных предприятий Украины все чаще рассматривают вопрос замены кранов традиционного типа на многофункциональные погрузочные машины. Причиной сложившейся ситуации есть не только продолжающийся процесс старения существующих кранов, а также необходимость поиска новых типов машин, способных удовлетворить требования времени. Современные погрузочные машины отличаются не только инновационным дизайном, но и демонстрируют высокую производительность и непревзойденную маневренность в работе. Сегодня погрузочные машины в значительной степени способствуют выполнению погрузочно-разгрузочных работ на предприятиях деревоперерабатывающей промышленности, железнодорожных терминалах и портах.
Постановка задачи и её решение. Нижние склады являются одними из важнейших производственных подразделений лесозаготовительных предприятий. Они оснащаются сложными механизированными и автоматизированными машинами и механизмами, дающими возможность значительно снизить трудозатраты и более эффективно использовать древесину. Нижние склады Украины относятся к нижним складам с малым грузооборотом (до 100 тыс.м3), причем средний грузооборот нижних складов постепенно растет как результат планового увеличения объёмов заготовки и переработки древесины.
Уровень механизации труда на подъемно-транспортных работах при работе с круглыми лесоматериалами незначителен и составляет не более чем 20%. На нижних складах продолжают использоваться мостовые, козловые, консольно-козловые, портальные краны, которые практически отработали свой нормативный срок, рис. 1. Средний возраст кранов по отрасли составляет 26 лет. В целом наблюдается ухудшение технического состояния кранов и, соответственно, увеличение затрат на их содержание и ремонт. В большинстве случаев система планово-предупредительных ремонтов кранов превратилась в устранение аварийных отказов. Практически половина всех затрат на ремонт относятся к затратам на восстановление крановых металлоконструкций от износа и коррозионных поражений.
Осуществленный анализ современного состояния кранового парка, используемого на нижних складах, позволяет сделать выводы о необходимости перехода к ресурсосберегающей технологии и механизмам, отказавшись при этом от морально устаревшего подхода решения вопросов комплексной механизации труда и эффективного использования механизмов. На протяжении последнего десятилетия возросла острая потребность в современном и эффективном подъемно-транспортном оборудовании для нижних складов грузооборотом до 100 тыс.м3.
Рисунок 1 – Распределение подъемно-транспортных средств по моделях и количеству кранов (по предприятиям Комитета лесного хозяйства Украины): а – КК-20, КК-12,5; б – ЛТ-62; в – ККЛ-2; г – ККС-10, ККУ-7.5, ККС-12,5; д – ККТ-5М; е – КБ-572; ж – КБ-100, КБ-305; з – БКСМ-14; и – автомобильные краны; к – другие
Одним из наиболее перспективных и распространенных видов погрузочной техники, находящей широчайшее применение в мире, являются погрузочные машины. Погрузочная машина циклического действия снабжена сменным рабочим оборудованием и предназначена для выполнения операций на погрузочно-разгрузочных, перегрузочных работах и штабелёвке лесоматериалов и других насыпных и штучных грузов, а также способна выполнять транспортировку грузов в пределах территорий технологических участков [1]. В конструкцию погрузочной машины входят грузоподъёмные и транспортирующие машины, а также сменное рабочее оборудование.
Работа с погрузочной машиной существенно ускоряет процесс выполнения подъемно-транспортных работ – точность и скорость позиционирования грузов значительно выше в сравнении с кранами, кроме того, практически нет зависимости от такого фактора как скорость ветра. Определено, что производительность погрузочных машин при определенных условиях может достигать до двух циклов в минуту.
Необходимость использования мобильных перегрузочных машин вызвана, прежде всего, необходимостью повышения технологической гибкости производственных потоков, так как во многих случаях объекты, которые необходимо обслуживать, рассредоточены по территории всего нижнего склада.
Погрузочные машины особенно хорошо вписываются в строящиеся или расширяющиеся производственные объекты особенно там, где отсутствуют условия для использования стационарных или передвигающихся по рельсам тяжелых кранов, или нет постоянного электрического снабжения, или требуется оборудование для краткосрочной работы.
Фактором, стимулирующим использование погрузочных машин, есть известная практика использования этих машин на предприятиях лесного комплекса в Европейских и Скандинавских странах. С момента появления первой погрузочной машины прошло достаточно времени и сейчас они включают все достижения современного машиностроения. Cегодня на предприятиях лесопромышленной и деревообрабатывающей отрасли развитых стран используются погрузочные машины таких мировых производителей как TEREX | FUCHS GmbH (FUCHS), SENNEBOGEN, Liebherr, CATERPILLAR, MANTSINEN, TEREX | ATLAS. Производители выпускают как стационарные, так и мобильные погрузочные машины (рис. 2), последние могут быть выполнены на колёсном и гусеничном ходу [2].
Рисунок 2 – Зона действия погрузочных машин FUCHS MHL 464 и Liebherr A924 CHD
При использовании погрузочных машин на нижних складах необходимо четко различать специально созданные погрузочные машины и экскаваторы, переоборудованные для выполнения погрузочных работ. Основными конструкционными и функциональными особенностями их отличия есть тележка, поворотная платформа и стрела. Не обойтись также без специального механизма передвижения кабины в вертикальной плоскости, так как эксплуатация погрузочных машин тесно повязана также с другими производственными объектами (штабеля, полувагоны, лесонакопители, трюмы судов и т.п.), габаритные размеры которых достаточно велики и создают трудности для их обслуживания.
При проведении анализа нижнескладских объектов определены ограничения, которые способны создавать определенные трудности для обеспечения эффективной работы погрузочных машин [3]. К основным ограничениям необходимо отнести угол наклона территории производственного участка, отсутствие специального твердого покрытия, разноуровневое положение нижнескладских объектов и др.
Сравнительный анализ моделей погрузочных машин показал, что практически все ведущие зарубежные производители ограничиваются, как правило, одной базовой моделью, которая характеризуется мощностью, массой и вылетом стелы, для определенных производственных условий. В то же время производители стремятся наиболее полно удовлетворить запросы потребителей, увеличивая широкий выбор всевозможного дополнительного оборудования для базовых моделей погрузочных машин.
Основными конструктивными элементами погрузочных машин являются: силовой агрегат, ходовая тележка, поворотная платформа, гидросистема, стрела, рукоять и кабина. Именно симметричность ходовой тележки и поворотной платформы обеспечивает одинаковое распределение грузового момента относительно вертикальной оси и тем самым обеспечивает нормальную нагрузку на механизм поворота платформы и безопасность выполнения работ. Необходимо обратить внимание, что во многих технических характеристиках погрузочных машин эта деталь просто не указывается производителем этих машин.
Для погрузочных машин предлагаются различные стрелы и рукояти с возможностью установки целого ряда рабочего оборудования. Стрела может быть прямой и изогнутой, что в последнем случае дает существенные преимущества при работе на больших глубинах. Высокие показатели грузоподъемности стрелы достигаются за счет кинематических соотношений, а также использования при ёё изготовлении высокопрочной износостойкой стали, которая выдерживает большие нагрузки при работе и обеспечивает легкость и безопасность конструкции стрелы.
Кабина погрузочной машины выполнена в соответствии с требованиями стандартов безопасности труда. В малых погрузочных машинах кабина может устанавливаться на жесткую вставку или с возможностью выполнения движения вверх, в больших – подниматься вверх и вперёд в вертикальной плоскости, что обеспечивает улучшенный обзор рабочего пространства.
Производители погрузочных машин предлагают широкий спектр дополнительного оборудования: рабочего оборудования и различных опций в зависимости от производственных условий работы и выполнения различных задач. В основном производители машин сами разрабатывают и производят свои варианты моделей рабочего оборудования, которые наиболее востребованные рынком. Для удовлетворения специфических потребностей производители машин с удовольствием предлагают оборудование компаний, специализирующихся на производстве рабочего оборудования специального назначения. Это гидравлические грейферы разных типов для работы с древесиной, щепой и сложные харвестерные головки для валки леса и др. Система гидравлики машин легко модифицируется к различным задачам путем саморегулирования под устанавливаемое рабочее оборудование.
В случае установки на машине специального быстросъемного механизма, оператор имеет возможность, не покидая кабины машины, на протяжении одной-двух минут выполнить замену рабочего оборудования. Данное устройство будет особенно полезным для работ, требующих постоянной смены навесного рабочего оборудования. Быстрая замена рабочего оборудования сокращает время простоя, что в свою очередь увеличивает производительность и сокращает затраты на выполнение работ.
Выводы. Несмотря на широкое использование погрузочных машин на предприятиях лесного комплекса разных стран, внедрение погрузочных машин на нижних складах Украины сдерживается на основании следующих причин:
1. Не исчерпан ресурс имеющегося парка кранов, ранее в большом количестве приобретенных за счет капитальных вложений. Оставшийся ресурс кранов позволяет до сих пор большинству предприятий решать производственные задачи.
2. К субъективным факторам следует отнести слабую изученность возможности использования погрузочных машин на действующих нижних складах.
3. Высокая стоимость погрузочных машин остается для многих предприятий серьезным препятствием при обновлении технического парка. Предприятия предпочитают вариант приобретения кранов, бывших в использовании, и соглашаются нести расходы по их дальнейшей эксплуатации, что обходится намного дешевле, чем покупка новой техники. Кроме того, производится техническое восстановление кранов.
4. В связи с переходом на сортиментную заготовку древесины, наметилась тенденция ликвидации нижних складов с малым грузооборотом.
5. Определенные ограничения практически всех погрузочных машин при выполнении погрузочно-разгрузочных работ с полувагонами железной дороги, вызваны ограниченной видимостью рабочей зоны и размерными характеристиками грейферов.
Литература
1. Бакай Б.Я. Обґрунтування технологiчних вимог до сортувально-штабелювального механiзму на базi манiпулятора, обладнаного грейферним захоплювачем// Науковий вiсник. –Львiв: УкрДЛТУ. – 2003. –Випуск 13.2. – С. 90–93.
2. Бакай Б.Я. Погрузочные машины: надежность, скорость, качество // Оборудование и инструмент для профессионалов. – Харьков. – 2007. – № 5 (93). – С. 102 – 107.