ГРУЗОПОДЪЕМНИК ПОГРУЗЧИКА (ВАРИАНТЫ)
LOADER LOAD LIFTER (VERSIONS)

Изобретение относится к погрузочно-транспортной технике и может быть использовано в авто- и электропогрузчиках.
Известен грузоподъемник, содержащий три секции и грузовую каретку, прикрепленный к первой секции гидроцилиндр подъема, прикрепленные своими первыми концами соответственно к первой и второй секциям первый и второй гибкие тяговые элементы, прикрепленные соответственно к второй и третьей секциям шкив секций и верхний шкив, охватываемые сверху соответственно первым и вторым гибкими тяговыми элементами, второй конец первого гибкого тягового элемента прикреплен к третьей секции и к ней же прикреплена с возможностью своего перемещения вверх грузовая каретка (DE 3435690, 1987, МКИ B66F 9/08).
Недостатком этого грузоподъемника является отсутствие специального свободного хода - возможности без увеличения габаритной высоты грузоподъемника перемещать вверх грузовую каретку с грузозахватным приспособлением на высоту, соизмеримую с высотой обрабатываемого груза, что ограничивает возможности обработки грузов этим грузоподъемником в помещениях с низкими потолками (вагонах, фурах, контейнерах), поскольку этот грузоподъемник неспособен обработать груз, размещенный на втором и последующих ярусах.
Технический эффект изобретения заключается в том, в нем реализован режим специального свободного хода, и достигается следующим.
Грузоподъемник погрузчика, содержащий три секции, грузовую каретку, прикрепленную к третьей секции с возможностью своего перемещения вверх, два гибких тяговых элемента, гидроцилиндр подъема со штоком, прикрепленный к первой секции, шкив, прикрепленный ко второй секции и огибаемый первым гибким тяговым элементом, верхний шкив, прикрепленный к третьей секции, огибаемый вторым гибким тяговым элементом, концы первого гибкого тягового элемента прикреплены к первой и третьей секциям, один конец второго гибкого тягового элемента прикреплен ко второй секции, содержит прикрепленный к штоку гидроцилиндра подъема шкив гидроцилиндра подъема, прикрепленный ко второй секции нижний шкив, прикрепленный к третьей секции ограничитель перемещения грузовой каретки, а также третий гибкий тяговый элемент, при этом второй тяговый элемент последовательно огибает шкив гидроцилиндра подъема и нижний шкив второй секции, грузоподъемник снабжен дополнительным шкивом, причем,
согласно первому независимому пункту формулы изобретения:
дополнительный шкив соосно прикреплен к верхнему шкиву третьей секции, оба они имеют зубья, второй и третий гибкие тяговые элементы выполнены в виде цепи, конец третьего гибкого тягового элемента прикреплен к грузовой каретке, а вторые концы второго и третьего гибких тяговых элементов являются свободными, причем отношение диаметров дополнительного шкива и верхнего шкива третьей секции лежит в интервале от 1 до 2;
а согласно второму независимому пункту формулы изобретения:
к оси дополнительного шкива прикреплены концы второго и третьего гибких тяговых элементов, грузовая каретка имеет шкив, третий гибкий тяговый элемент последовательно огибает шкив грузовой каретки и дополнительный шкив, а второй конец третьего гибкого тягового элемента прикреплен к третьей секции.
На графических материалах изображено:
фиг.1 - грузоподъемник (по п.1 формулы изобретения) с несущей второй секцией в исходном положении;
фиг.2 - то же, в конце первого этапа подъема;
фиг.3 - то же, в конце второго этапа подъема;
фиг.4 - грузоподъемник (по п.2 формулы изобретения) с несущей второй секцией в исходном положении;
фиг.5 - то же, в конце первого этапа подъема;
фиг.6 - то же, в конце второго этапа подъема;
фиг.7 - грузоподъемник (по п.2 формулы изобретения) с ненесущей второй секцией в исходном положении;
фиг.8 - то же, в конце первого этапа подъема;
фиг.9 - то же, в конце второго этапа подъема;
фиг.10 - к пояснению о зависимости силы трения между грузовой кареткой и третьей секцией от веса груза.
В обоих вариантах выполнения, по пп.1 и 2, грузоподъемник (фиг.1, 4 и 7) содержит три секции 1, 2 и 3, грузовую каретку 4 (далее - ГК), к которой прикреплены грузозахватное приспособление (например, вилы), гидроцилиндр подъема 5 (далее - ЦП) с штоком 6, гибкие тяговые элементы (далее - ГТЭ) 7, 8 и 9, шкив ЦП 10, шкив 11, нижний шкив 12, верхний шкив 13, ограничитель перемещения грузовой каретки 14.
Секция 2 может быть несущей (фиг.1-6) или ненесущей (фиг.7-9). В первом случае секции 2 и 3 прикреплены к предыдущей секции (1 и 2 соответственно) с возможностью своего перемещения вверх (на графических материалах механизмы соединения секций не показаны). Во втором случае секция 3 прикреплена к секции 1 с возможностью своего перемещения вверх, а секция 2 используется только для размещения на ней шкивов 11 и 12.
ГК 4 прикреплена к секции 3 с возможностью своего перемещения вверх.
ЦП 5 прикреплен к секции 1.
ГТЭ 7 своими концами прикреплен к секциям 1 и 3 и огибает шкив 11.
ГТЭ 8 одним концом прикреплен к секции 2 и последовательно огибает шкивы 10, 12 и 13.
Шкивы 10-13 прикреплены соответственно к штоку 6, секциям 2, 2, 3.
Ограничитель перемещения грузовой каретки 14 прикреплен к секции 3.
По п.1 формулы изобретения дополнительно:
- грузоподъемник имеет шкив 15, соосно прикрепленный к шкиву 13, и оба они имеют зубья, при этом ГТЭ 8 и 9 выполнены в виде цепи;
- один конец ГТЭ 9 прикреплен к ГК 4, а вторые концы ГТЭ 8 и 9 являются свободными;
- отношение диаметров шкивов 15 и 13 лежит в интервале от 1 до 2.
По п.2 формулы изобретения дополнительно:
- грузоподъемник имеет шкив 16, к оси которого прикреплены концы ГТЭ 8 и 9;
- грузовая каретка имеет шкив 17;
- ГТЭ 9 последовательно огибает шкивы 17 и 16;
- второй конец ГТЭ 9 прикреплен к секции 3.
Функционирование грузоподъемника в обоих вариантах одинаково. Имеющиеся различия указаны особо.
В исходном положении шток 6 полностью вдвинут в ЦП 5, секция 2 находится в крайнем нижнем положении, опираясь на секцию 1, секция 3 находится в крайнем нижнем положении, будучи подвешена на ГТЭ 7 (в случае ненесущего исполнения секции 2 секция 3 опирется на секцию 1), ГК 4 находится в крайнем нижнем положении, будучи подвешена на ГТЭ 8 и 9. Подъем груза осуществляется в 2 этапа.
На первом этапе (фиг.2, 5, а также 8) шток 6 выдвигается до верхнего уровня секций, шкив 10 выполняет функцию физического подвижного блока, вращаясь (по чертежу) против часовой стрелки, и ГТЭ 9 поднимает ГК 4 вверх на величину
где
ш1
- Н - ход штока 6 на первом этапе;
15
13
15
13
- k=D/D в первом варианте (D, D - диаметры шкивов 15 и 13 соответственно),
- k=3/2 во втором варианте. В самом деле, при подъеме шкива 16 на высоту Н ГК 4 поднимается на ту же высоту Н плюс Н/2 - настолько уменьшается длина каждой ветви ГТЭ 9, соединяющей шкивы 16 и 17.
Секции 2 и 3 остаются неподвижными.
Рассмотрим силы, действующие на секции 2 и 3 на первом этапе (положительным считается направление вниз).
Далее:
Р - вес груза (с весом ГК 4 и ее элементов);
2
3
Q и Q - вес секций 2 и 3;
7
8
9
Т, T, T - сила натяжения ГТЭ 7, 8, 9;
TP.1-2
TP.2-3
F и F - силы трения между секциями 1-2 и секциями 2-3;
TP.3-K
F - сила трения между секцией 3 и ГК 4.
Для первого варианта:
а учитывая, что
получаем:
Для второго варианта:
причем
откуда легко получить [5] при k=3/2.
7
Исключая Т, получаем, что на первом этапе секции 2 и 3 не будут двигаться вверх при условии
Принципиально важным является (при условии к<2) наличие со знаком «плюс» величины веса груза Р в левой части этого неравенства, поскольку величина зависит от Р, т.к. сила трения пропорциональна силе прижима роликов 18 ГК 4 к секции 3 (фиг.10), эта сила, в свою очередь, пропорциональна действующему на ГК 4 моменту сил, вызванному смещением центра тяжести груза относительно точки крепления ГТЭ 9 к ГК 4, который пропорционален весу Р груза с ГК 4:
где а - коэффициент, зависящий от геометрических размеров ГК 4 и от коэффициента трения в роликах 18. Поэтому из выражения [6] получаем:
где
или:
-2
Учитывая, что а имеет значение порядка 10, получаем, что при k<2 условие неподвижности секций [10] гарантированно выполняется, поскольку правая часть неравенства [10] меньше нуля. В противном случае при большом Р возможно движение секций на первом этапе подъема.
С другой стороны, при k=1 ход штока 6 на первом этапе должен составлять половину свободного хода ГК 4, а учитывая, что таковой соизмерим с высотой секций, и учитывая, что шток 6 должен иметь дополнительную длину для обеспечения выдвижения секций на втором этапе, заключаем, что k должен лежать в промежутке от единицы до двух.
Первый этап заканчивается в момент касания ГК 4 ограничителя 14 (фиг.2, 5 и 8), функционирование шкивов 15 (по п.1) и 16 (по п.2) и связанных с ними элементов прекращается и ГК 4 перестает перемещаться относительно секции 3.
На втором этапе (фиг.3, 6 и 9) шток 6 выдвигается дальше вверх. Шкив 11 работает как физический подвижный блок, обеспечивая ход секции 3, в 2 раза больший, чем ход секции 2. Шкив 10 также работает как физический подвижный блок, но вращается теперь в обратную сторону. Длина ветви ГТЭ 8, заключенная между шкивами 12 и 13, увеличивается на величину перемещения секции 3 относительно секции 2, равную величине перемещения секции 2 относительно секции 1. На такую же величину уменьшается суммарная длина ветвей ГТЭ 8, заключенная между точкой крепления ГТЭ 8 к секции 2 и шкивом 12. В результате секция 2 перемещается вверх относительно секции 1 на величину, в 2 раза большую, чем ход штока 6 на этом этапе, а секция 3 перемещается вверх относительно секции 2 на величину, в 2 раза большую, чем величина перемещения секции 2 относительно секции 1.
В итоге ГК 4 с грузом перемещается вверх на втором этапе на величину, в 4 раза большую, чем ход штока 6.
Опускание груза происходит в обратном порядке. При снятии давления в ЦП 5 сначала опускаются секции 2 и 3, при этом ГК 4 остается неподвижной относительно секции 3, а затем после полного опускания секций опускается и ГК 4 относительно секции 3.