Estructura de carretons elevadors i principi de funcionament
Aquest tema tractarà el principi de funcionament dels carretons elevadors. Basat en el "Manual de seguretat de carretons elevadors" publicat per Taylor, un fabricant-de carretons elevadors de gran resistència als Estats Units:
La majoria de carretons elevadors són carretons contrapesats, com un balancí, de manera que primer s'ha de trobar el centre de gravetat de la càrrega. Aquest centre de gravetat s'anomena centre de càrrega i la seva longitud és la meitat de la longitud del palet. Per exemple, si les dimensions del palet són de longitud (d) 1000 mm i amplada (w) de 1200 mm, el centre de càrrega és de 500 mm.
El centre de càrrega d'un carretó elevador sol ser de 500 mm o 600 mm, de manera que per conèixer el centre de càrrega estàndard d'un carretó elevador, l'heu de trobar al full d'especificacions o al dibuix del carretó elevador. El tonatge del carretó elevador es refereix al valor màxim de càrrega del carretó elevador per a la càrrega, descàrrega i manipulació de mercaderies, dissenyat en funció de la resistència estructural de cada peça, la pressió del sistema hidràulic i l'estabilitat. L'estabilitat d'un carretó elevador contrapesat es basa simplement en el principi de la palanca (balancí). En condicions crítiques, quan s'aplica una petita força al costat de la càrrega, el carretó elevador girarà cap endavant. En el disseny del vehicle, normalment s'estableix un factor de seguretat d'1,4 per garantir un funcionament segur dels carretons elevadors. Les corbes de càrrega mostren la relació entre la càrrega admissible i el centre de càrrega; operar dins del rang de valors de la corba de càrrega pot evitar accidents. El centre de càrrega afecta directament el pes de la càrrega. Un centre de càrrega més curt que el centre de càrrega estàndard no afecta el pes de càrrega, però un centre de càrrega més llarg que el centre de càrrega estàndard redueix el pes de càrrega.
Per exemple, si el centre de càrrega d'una càrrega és de 400 mm, però el centre de càrrega estàndard és de 500 mm, el pes de càrrega no es veurà afectat. Tanmateix, si el centre de càrrega és de 600 mm i el centre de càrrega estàndard és de 500 mm, el pes de càrrega disminuirà. Els carretons elevadors motor-motors, també coneguts com a carretons elevadors de combustió interna, utilitzen dièsel, gasolina o gas liquat del petroli com a combustible i funcionen amb un motor. La seva capacitat de càrrega oscil·la entre 0,5 tones i 45 tones. En general, es classifiquen com a carretons elevadors de combustió interna contrapesats, carretons elevadors de contenidors (càrrega-frontal) i carretons-de càrrega lateral. Els carretons elevadors es classifiquen generalment en tres tipus: carretons elevadors de contrapès, carretons elevadors de contenidors (càrrega-frontal) i carretons-de càrrega lateral. Aquests utilitzen motors dièsel com a fonts d'alimentació i tenen una capacitat de càrrega de 3,0 a 6,0 tones. Les forquilles es munten als costats del carretó elevador, la qual cosa permet la càrrega lateral directa-de mercaderies, de manera que s'utilitzen principalment per aixecar articles llargs i prims, com ara pals de fusta i barres d'acer.
Tot i que hi ha molts tipus de carretons elevadors, tots es componen bàsicament de quatre parts principals: la unitat de potència, el xassís, les peces de treball i el sistema elèctric. Les diferències en l'estructura i la ubicació d'instal·lació d'aquestes quatre parts donen lloc a diferents tipus de carretons elevadors.
Els carretons elevadors contrapesos són el tipus més comú de carretons elevadors. Ara parlarem de la composició de cada peça utilitzant aquest tipus de carretó elevador com a exemple.
01 Unitat de potència
La unitat de potència d'un carretó elevador subministra energia a les peces de treball del carretó elevador per a la càrrega i descàrrega de mercaderies i per al funcionament del xassís de rodes. Generalment s'instal·la a la part posterior del carretó elevador i també serveix com a contrapès.
Els carretons elèctrics utilitzen bateries i motors de sèrie de corrent continu. Les seves característiques de conducció són les més properes als requisits de les característiques suaus de potència constant i el seu rendiment de tracció és superior al dels motors de combustió interna. A més, funciona de manera suau i silenciosa, no emet fums d'escapament, és fàcil de mantenir i és fàcil d'operar; els costos operatius són baixos i la vida útil general del vehicle és llarga. Els desavantatges inclouen: la necessitat d'equips de càrrega, una inversió inicial elevada, un temps de càrrega llarg (generalment 7-8 hores, càrrega ràpida 2-3 hores), un temps de treball continu curt després d'una sola càrrega i la susceptibilitat de la bateria a cops i vibracions, que requereixen superfícies específiques de la carretera. A causa de les limitacions de la capacitat de la bateria, la potència del motor elèctric és baixa, el que resulta en una menor velocitat del vehicle i capacitat d'escalada. Per tant, els carretons elevadors-accionats per bateries s'utilitzen principalment en magatzems i tallers amb passadissos estrets, distàncies de transport curtes, bones superfícies, capacitats d'elevació reduïdes i on no es requereix alta velocitat. Només els carretons elevadors alimentats amb bateries es poden utilitzar en magatzems de mercaderies inflamables o llocs que requereixin aire net. Els carretons elevadors amb bateries també s'utilitzen en magatzems frigorífics on els motors de combustió interna són difícils d'engegar.
Les característiques mecàniques dels motors de combustió interna no compleixen els requisits per a les característiques suaus de potència constant dels motors principals de carretons elevadors; la seva potència de sortida augmenta amb l'augment de la velocitat. Per tant, els motors de combustió interna han d'estar equipats amb transmissions mecàniques, convertidors de parell o dispositius de transmissió hidràulica per augmentar el parell de sortida abans que es puguin utilitzar. Els carretons elevadors de combustió interna, a diferència dels carretons elevadors alimentats amb bateria-, tenen els avantatges principals següents: no necessiten equips de càrrega, temps de funcionament més llarg, potència més gran, capacitat d'escalada més forta, requisits de superfície de la carretera més baixos i inversió inicial més baixa. Amb un mètode de transmissió adequat, poden aconseguir un rendiment de tracció ideal. Els desavantatges inclouen: soroll i vibració durant el funcionament, fums d'escapament, manteniment més freqüent, costos operatius més elevats i una vida útil general més curta. Per tant, els carretons elevadors de combustió interna són generalment superiors. Per als carretons elevadors amb una capacitat d'elevació de mitjana a alta, es prefereixen els carretons elevadors de combustió interna.
Entre els carretons elevadors de combustió interna, els motors dièsel són els més comuns, amb gairebé tots els carretons elevadors amb una capacitat d'elevació de 3 tones o més que utilitzen motors dièsel. Això es deu al fet que els motors dièsel consumeixen menys combustible. Tanmateix, els motors dièsel són relativament pesats, sorollosos i vibren més. Els carretons elevadors amb capacitats d'elevació menors poden utilitzar motors de gasolina, que són més petits i lleugers, però consumeixen més combustible; la gasolina és cara i el seu escapament conté components més nocius i és inflamable. En alguns països, també hi ha carretons elevadors que utilitzen motors de gas liquat de petroli (GLP), que tenen preus de combustible més baixos i produeixen menys fums d'escapament.
En els darrers anys, l'ús de motors de gas liquat de petroli (GLP) com a unitats de potència en carretons elevadors de combustió interna ha anat augmentant tant a nivell nacional com internacional. Molts són carretons elevadors de doble-combustible, capaços d'utilitzar gasolina, dièsel o GLP com a combustible. Alemanya ha experimentat una taxa de creixement anual del 160% en l'ús de carretons elevadors de GLP, i el nombre també està augmentant als EUA i al Japó. Actualment, hi ha un clam creixent contra la contaminació dels gasos dels vehicles. Per tant, l'ús de motors de GLP s'està generalitzant en vehicles industrials impulsats per motors de combustió interna, inclosos els carretons elevadors. Això es deu al fet que l'ús de motors de GLP no només evita la contaminació de l'aire i redueix els perills ambientals, sinó que també redueix el desgast del motor i allarga la vida útil del motor. També redueix els costos del combustible.
02 Xassís
El xassís és el mecanisme de treball directe que suporta tot el pes de la mercaderia i realitza tasques com recollir, aixecar i apilar. Consisteix en el dispositiu de treball que realitza directament les operacions de càrrega i descàrrega i el sistema de transmissió hidràulica que acciona el dispositiu de treball. Basat en el disseny, la fabricació i les diferents condicions de treball, es presenta en diverses formes estructurals. Les forquilles són els components en forma de forquilla-que suporten directament la mercaderia. Es munten al carro de forquilles mitjançant ganxos, i la distància entre les dues forquilles es pot ajustar segons les necessitats operatives i bloquejar-se mitjançant un dispositiu de posicionament.
El carro de forquilla és un component estructural soldat a partir de plaques d'acer, amb un conjunt de rodets. El pal interior té pistes acanalades orientades verticalment al seu costat interior. El carro de forquilla està connectat al pal interior de la mateixa manera i només es pot moure verticalment per les vies del pal exterior.
El pal interior és una estructura de marc soldada entre si a partir de dues seccions acanalades que serveixen de columnes i bigues. La seva part inferior es connecta a l'eix motriu del carretó elevador (eix davanter). Amb l'ajuda d'un cilindre hidràulic inclinable, el pal pot inclinar-se en un determinat angle en les direccions cap endavant i cap enrere. La inclinació cap endavant facilita la càrrega i la descàrrega, mentre que la inclinació cap enrere evita que la mercaderia de les forquilles llisqui quan el carretó elevador es mou.
L'extrem inferior del cilindre hidràulic d'elevació es troba a la travessa del pal exterior, i l'extrem superior es connecta a la travessa del pal interior i la roda dentada. Un extrem de la cadena d'elevació està connectat a la part inferior del pal exterior i l'altre extrem passa per sobre de la roda dentada i es connecta al carro de la forquilla. Quan es subministra oli a pressió al cilindre hidràulic, la tija del pistó es mou cap amunt a una velocitat v, impulsant la roda dentada i el pal interior a pujar a la mateixa velocitat v. A causa del principi de la politja mòbil, la cadena estira el carro de la forquilla per pujar a una velocitat de 2v. Quan el cilindre hidràulic arriba al final de la seva carrera completa, el pal interior es troba a la posició extrema per sobre del pal exterior i el carro de forquilla es troba a la posició extrema per sobre del pal interior. Quan s'allibera la pressió de l'oli, les mercaderies o forquilles i altres components baixen pel seu propi pes.
El sistema de direcció s'utilitza per fer que el carretó elevador es mogui en la direcció determinada pel conductor. Els sistemes de direcció de carretons elevadors es poden dividir en dos tipus segons l'energia necessària per a la direcció: sistemes de direcció mecànics i sistemes de direcció assistida. El primer utilitza l'energia física del conductor com a energia de direcció i consta de tres parts: l'aparell de direcció, el mecanisme de transmissió de la direcció i el mecanisme d'operació. Aquest últim és un dispositiu de direcció que utilitza tant l'energia física del conductor com la potència del motor com a energia de direcció. En circumstàncies normals, només una petita part de l'energia necessària per a la direcció del carretó elevador la proporciona el conductor; la major part la proporciona el motor a través del dispositiu d'ajuda a la direcció. Tanmateix, fins i tot si el dispositiu d'ajuda a la direcció falla, el conductor, en general, hauria de poder gestionar de manera independent la tasca de la direcció. Durant el funcionament del carretó elevador, la direcció i el desplaçament s'alternen sovint; per reduir la càrrega de treball del conductor, els carretons elevadors de combustió interna sovint utilitzen sistemes de direcció assistida. Els sistemes de direcció assistida que s'utilitzen habitualment inclouen la direcció assistida integral, la direcció assistida semi{{7}integral i els dispositius d'assistència a la direcció. El sistema de frenada és el sistema que frena o atura el carretó elevador. Consta de frens i un mecanisme de transmissió de fre.
Els sistemes de frenada es poden classificar en tres tipus segons la font d'energia de frenada: sistemes de frenada manual, sistemes de frenada elèctrica i sistemes de frenada servo. La primera utilitza l'energia física del conductor com a energia de frenada; els sistemes de frenada de potència depenen completament de l'energia potencial en forma de pressió d'aire o pressió hidràulica convertida de la potència del motor; el segon és una combinació dels dos anteriors.
La composició, la funció i el principi de funcionament del xassís del carretó elevador i altres peces són molt similars a les dels automòbils. Per tant, per limitacions d'espai, no s'elaboraran continguts idèntics al dels automòbils, mentre que s'introduiran continguts diferents del dels automòbils.
En un carretó elevador de contrapès, un contrapès es troba a la part posterior per equilibrar el pes de la mercaderia a la part davantera. La unitat de potència del carretó elevador (motor de combustió interna) o la bateria es troba generalment a la part posterior per proporcionar un equilibri parcial.
03 Secció de Treball
La secció de treball del carretó elevador suporta directament tot el pes de la mercaderia i realitza tasques com la recollida, l'aixecament i l'apilament. Està format pels dispositius de treball que realitzen directament les operacions de càrrega i descàrrega i un sistema de transmissió hidràulica que acciona els dispositius de treball. A causa del disseny, la fabricació i les diferents condicions de treball, té diverses formes estructurals.
Les forquilles són els components-en forma de forquilla que suporten directament la mercaderia. Es munten al carro de la forquilla mitjançant ganxos. La distància entre les dues forquilles es pot ajustar segons les necessitats operatives i es bloqueja mitjançant un dispositiu de posicionament.
El carro de forquilla és un component estructural soldat a partir de plaques d'acer, amb un conjunt de rodets. El pal interior té pistes acanalades orientades verticalment al seu costat interior. El carro de forquilla està connectat al pal interior de la mateixa manera i només es pot moure verticalment per les vies del pal exterior.
El pal interior és una estructura de marc soldada entre si a partir de dues seccions acanalades que serveixen de columnes i bigues. La seva part inferior es connecta a l'eix motriu del carretó elevador (eix davanter). Amb l'ajuda d'un cilindre hidràulic inclinable, el pal pot inclinar-se en un determinat angle tant en direccions cap endavant com enrere. Inclinar el pal cap endavant facilita la càrrega i la descàrrega, mentre que inclinar-lo cap enrere evita que la mercaderia de les forquilles llisqui quan el carretó elevador es mou.
L'extrem inferior del cilindre hidràulic d'elevació es troba a la travessa del pal exterior, i l'extrem superior està connectat a la travessa del pal interior i la roda dentada. Un extrem de la cadena d'elevació està connectat a la part inferior del pal exterior i l'altre extrem passa per sobre de la roda dentada i es connecta al carro de la forquilla. Quan es subministra oli a pressió al cilindre hidràulic, la tija del pistó es mou cap amunt a una velocitat v, impulsant la roda dentada i el pal interior a pujar a la mateixa velocitat v. A causa del principi de les politges mòbils, la cadena estira el carro de la forquilla per pujar a una velocitat de 2v. Quan el cilindre hidràulic arriba a la seva carrera completa, el pal interior es troba a la posició extrema superior per sobre del pal exterior i el carro de forquilla es troba a la posició extrema superior per sobre del pal interior. Quan s'allibera la pressió de l'oli, les mercaderies o forquilles i altres components baixen pel seu propi pes.
