Вводный раздел этой статьи может быть слишком коротким, чтобы адекватно суммировать основные моменты . ( Декабрь 2023 г. ) |
Вилочный погрузчик | |
---|---|
Классификация | ЯМА |
Промышленность | Различный |
Приложение | Несколько |
Источник топлива | Различные, в том числе:
|
Приведено в действие | Да |
Колеса | Различные конфигурации колес |
Оси | 2–3 |
Компоненты |
|
Вилочный погрузчик (также называемый промышленным грузовиком, погрузчиком , jitney , hi-lo , вилочным погрузчиком , вилочным подъемником и вилочным погрузчиком ) — это промышленный грузовик с электроприводом, используемый для подъема и перемещения материалов на короткие расстояния. Вилочный погрузчик был разработан в начале 20-го века различными компаниями, включая Clark , которая производила трансмиссии , и Yale & Towne Manufacturing , которая производила подъемники . [1] [2] [3]
После Второй мировой войны развитие и использование вилочных погрузчиков значительно расширилось во всем мире. Вилочные погрузчики стали незаменимым оборудованием в производстве и складировании. [4] В 2013 году 20 крупнейших мировых производителей сообщили о продажах в размере 30,4 млрд долларов США, продав 944 405 машин. [5]
Развитие событий с середины 19-го века до начала 20-го века привело к появлению современных [ когда? ] вилочных погрузчиков. Предшественниками современных вилочных погрузчиков были ручные подъемники для подъема грузов. [4] В 1906 году Пенсильванская железная дорога представила работающие на аккумуляторах платформенные тележки для перемещения багажа на своей станции в Алтуне, штат Пенсильвания .
Первая мировая война ознаменовалась разработкой различных типов оборудования для обработки материалов в Соединенном Королевстве компанией Ransomes, Sims & Jefferies из Ипсвича. Это было отчасти связано с нехваткой рабочей силы, вызванной войной. В 1917 году компания Clark в Соединенных Штатах начала разрабатывать и использовать на своих заводах тягачи с электроприводом и подъемные тягачи. В 1919 году компания Towmotor Company , а в 1920 году Yale & Towne Manufacturing вышли на рынок погрузчиков в Соединенных Штатах. [2] Дальнейшее развитие и расширенное использование вилочных погрузчиков продолжалось в течение 1920-х и 1930-х годов. Внедрение гидравлической энергии и разработка первых вилочных погрузчиков с электрическим приводом, а также использование стандартизированных поддонов в конце 1930-х годов способствовали росту популярности вилочных погрузчиков. [4]
Начало Второй мировой войны , как и Первая мировая война до нее, стимулировало использование вилочных погрузчиков в военных целях. [6] После войны были внедрены более эффективные методы хранения продукции на складах, и складам потребовались более маневренные вилочные погрузчики, которые могли бы достигать большей высоты. [7] Например, в 1954 году британская компания Lansing Bagnall , ныне часть KION Group , разработала то, что было заявлено как первый узкопроходный электрический ричтрак. [6] Это развитие изменило конструкцию складов, что привело к более узким проходам и более высокому штабелированию грузов, что увеличило возможности хранения. [6]
В 1950-х и 1960-х годах безопасность оператора стала проблемой из-за увеличения высоты подъема и грузоподъемности. Такие функции безопасности, как опорные стойки для груза и кабины оператора, называемые верхними защитными козырьками, начали добавляться к вилочным погрузчикам. [4] В конце 1980-х годов эргономичный дизайн начал внедряться в новые модели вилочных погрузчиков для повышения комфорта оператора, снижения травматизма и повышения производительности. [8] В 1990-х годах начали бороться с нежелательными выбросами выхлопных газов от работы вилочных погрузчиков, что привело к внедрению стандартов выбросов для производителей вилочных погрузчиков в разных странах. [9] Внедрение вилочных погрузчиков переменного тока , наряду с технологией топливных элементов , стало усовершенствованием в продолжающемся развитии вилочных погрузчиков. [4] [10]
Вилочные погрузчики рассчитаны на грузы с указанным максимальным весом и указанным передним центром тяжести . Эта информация находится на заводской табличке, предоставленной производителем, и грузы не должны превышать эти спецификации. Во многих юрисдикциях незаконно изменять или удалять заводскую табличку без разрешения производителя погрузчика.
Важным аспектом работы погрузчика является то, что он должен иметь рулевое управление задними колесами . Хотя это увеличивает маневренность в крутых поворотах, это отличается от традиционного опыта водителя с другими колесными транспортными средствами. При рулевом управлении, поскольку отсутствует действие кастера , нет необходимости прилагать усилие рулевого управления для поддержания постоянной скорости поворота.
Другой важной характеристикой погрузчика является его неустойчивость. Погрузчик и груз должны рассматриваться как единое целое с постоянно меняющимся центром тяжести при каждом движении груза. Погрузчик никогда не должен совершать поворот на скорости с поднятым грузом, где центробежные и гравитационные силы могут объединиться и вызвать несчастный случай с опрокидыванием. Погрузчик спроектирован с ограничением нагрузки для вил, которое уменьшается с подъемом вил и подрезанием груза (т. е. когда груз не упирается в вилы «L»). На погрузчике обычно располагается погрузочная пластина для указания нагрузки. Погрузчик не должен использоваться в качестве подъемника для персонала без установки специального оборудования безопасности, такого как «автоподъемник» или «клетка». [ требуется ссылка ]
Вилочные погрузчики являются критически важным элементом складов и распределительных центров. Считается обязательным, чтобы эти конструкции были спроектированы с учетом их эффективного и безопасного перемещения. В случае стеллажей Drive-In/Drive-Thru погрузчик должен перемещаться внутри складского отсека, глубиной в несколько позиций поддонов, чтобы разместить или извлечь поддон. Часто водители погрузчиков направляются в отсек по направляющим рельсам на полу, а поддон размещается на консольных рычагах или рельсах. Эти маневры требуют хорошо обученных операторов. Поскольку для каждого поддона требуется грузовик, чтобы въехать в складскую конструкцию, повреждения случаются чаще, чем при других типах хранения. При проектировании системы Drive-In необходимо тщательно учитывать размеры вилочного погрузчика, включая общую ширину и ширину мачты. [11]
Гидравлика погрузчика управляется либо рычагами, напрямую управляющими гидравлическими клапанами, либо электрически управляемыми приводами, использующими для управления меньшие «пальцевые» рычаги. Последнее дает конструкторам погрузчиков больше свободы в эргономичном дизайне.
Вилочные погрузчики доступны во многих вариантах и грузоподъемностях. В типичных складских условиях большинство вилочных погрузчиков имеют грузоподъемность от одной до пяти тонн. Более крупные машины, грузоподъемностью до 50 тонн, используются для подъема более тяжелых грузов, включая загруженные транспортные контейнеры . [12]
В дополнение к управлению подъемом и опусканием вил (также известных как лезвия или зубья), оператор может наклонять мачту, чтобы компенсировать тенденцию груза наклонять лезвия к земле и риск соскальзывания с вил. Наклон также обеспечивает ограниченную возможность работы на неровной поверхности. Опытные операторы погрузчиков ежегодно соревнуются в преодолении препятствий и на время на региональных родео погрузчиков.
Приводные тележки для поддонов, как правило, с электрическим приводом. [13] Низкоподъемные тележки могут управляться человеком, сидящим на машине, или человеком, идущим рядом, в зависимости от конструкции.
Обычно с электрическим приводом. Штабелером может управлять человек, сидящий на машине, или человек, идущий рядом, в зависимости от конструкции.
Вариант на вилочном погрузчике Rider Stacker, предназначенный для узких проходов. Обычно они имеют электрический привод и часто имеют самую высокую грузоподъемность в положении хранения. Вилы ричтрака могут выдвигаться, чтобы дотянуться до груза, отсюда и название. Существует два типа:
Стандартные вилочные погрузчики используют противовес в задней части грузовика, чтобы компенсировать или уравновесить вес груза, перевозимого в передней части грузовика. [15] Электрические вилочные погрузчики используют вес батареи в качестве противовеса и, как следствие, обычно имеют меньшие размеры.
Боковой погрузчик [16] — это часть оборудования для обработки материалов, предназначенная для длинных грузов. Кабина оператора расположена спереди с левой стороны. Область справа от кабины называется кузовом или платформой. Внутри нее находится центральная секция, называемая шахтой, где расположены вилы. Мачта и вилы выдвигаются, чтобы поднять груз в его центральной точке и опустить его на кузов. Движение вперед с грузом, перевозимым в продольном направлении, позволяет перемещать длинные грузы, как правило, древесину, сталь, бетон или пластик, через дверные проемы и складировать их легче, чем с помощью обычных вилочных погрузчиков.
Похож на ричтрак, за исключением того, что оператор либо едет в клетке, приваренной к каретке вил, либо идет рядом, в зависимости от конструкции. Если оператор едет в погрузчике для подбора заказов, он надевает специально разработанный ремень безопасности, чтобы предотвратить падения. Специальный зубчатый захват удерживает поддон на вилах. Оператор вручную переносит груз на поддон по одному предмету за раз. Это эффективный способ подбора грузов, меньших, чем поддон, и он популярен для использования в крупных распределительных центрах.
Электрический вилочный погрузчик с сиденьем для оператора противовесного типа, оснащенный специализированным узлом мачты. Мачта способна поворачиваться на 90 градусов, а вилы могут затем выдвигаться, как на механизме выдвижения, чтобы захватить полные поддоны. Поскольку погрузчику не нужно поворачиваться, проходы могут быть исключительно узкими, и если в полу здания установлено направляющее устройство, машина может работать практически сама по себе. Мачты на этом типе машин, как правило, очень высокие. Чем выше стеллажи, которые можно установить, тем большей плотности может достичь хранение. Этот вид системы хранения популярен в городах, где цены на землю очень высоки, так как, построив стеллажи в три раза выше обычных и используя эти машины, можно складировать гораздо большее количество материала в здании с относительно небольшой площадью поверхности. [17]
Подборщик заказов противовесного типа, аналогичный управляемому узкопроходному грузовику, за исключением того, что оператор и органы управления, которые управляют машиной, находятся в клетке, приваренной к мачте. Оператор носит удерживающую систему, чтобы защитить себя от падений. В остальном описание такое же, как у управляемого узкопроходного грузовика. [ необходима цитата ]
Также называется погрузчиком дерна . Поставляется с центральным управлением с сидячим местом. Обычно имеет двигатель внутреннего сгорания. Двигатели почти всегда дизельные, но иногда работают на керосине, а иногда используют впрыск пропана в качестве усилителя мощности. Некоторые старые агрегаты имеют двухтактный двигатель с воспламенением от сжатия; большинство из них — четырехтактный двигатель с воспламенением от сжатия. Двигатели североамериканского производства оснащены передовыми системами контроля выбросов. Погрузчики, произведенные в таких странах, как Иран или Россия, обычно не имеют систем контроля выбросов. [ требуется ссылка ]
На другом конце спектра от противовесных вилочных погрузчиков находятся более «высококачественные» специализированные погрузчики. [ необходима цитата ]
Шарнирные погрузчики с противовесом предназначены как для разгрузки прицепов, так и для размещения груза на стеллажах с узкими проходами. Центральный шарнир погрузчика позволяет хранить грузы на стеллажах под прямым углом к погрузчику, что снижает требования к пространству (следовательно, увеличивает плотность хранения поддонов) и устраняет необходимость двойной обработки со двора на склад. [18]
Фредерику Л. Брауну приписывают усовершенствование принципа шарнирной конструкции примерно в 1982 году, получение награды в 2002 году от Ассоциации вилочных погрузчиков Великобритании за услуги в отрасли вилочных погрузчиков [19] и Королевской премии за инновации в 2003 году. [20] Он черпал вдохновение в ручной тележке для поддонов и обнаружил, что, перевернув треугольник устойчивости и изменив распределение веса, он может решить проблемы, которые долгое время ускользали от более ранних попыток сочленения вилочного погрузчика. [21] В патентной заявке Фредди [22] упоминались конкретные методы привода, что позволяло конкурентам выходить на рынок, предлагая альтернативные методы, но используя тот же принцип сочленения.
Они направляются по рельсам или тросам и доступны с высотой подъема до 40 футов без верхней привязки и 98 футов с верхней привязкой. Доступны две формы: «man-down» и «man-riser», где оператор поднимается вместе с грузом для улучшения видимости или для многоуровневого «штучного» подбора заказов. Этот тип грузовиков, в отличие от сочлененных узкопроходных грузовиков, требует высокого стандарта ровности пола. [ необходима цитата ]
Эти подъемники можно найти в таких местах, как пристани для яхт и хранилища лодок. Они оснащены высокими мачтами, тяжелыми противовесами и специальной краской для защиты от коррозии , вызванной морской водой , и используются для подъема лодок на стеллажи для хранения и извлечения из них. После того, как погрузчик вытащен, он может опустить лодку на воду, а также снять ее после окончания использования лодки. Погрузчики для пристаней уникальны среди большинства других погрузчиков тем, что они оснащены цилиндром «отрицательного подъема». [23] Этот тип цилиндра позволяет вилкам фактически опускаться ниже уровня земли. Такая функциональность необходима, учитывая, что земля, на которой работает погрузчик, выше уровня воды под ней. Кроме того, погрузчики для пристаней оснащены одними из самых длинных вил, некоторые из которых достигают длины 24 футов. Вилки также обычно покрыты резиной [24], чтобы предотвратить повреждение корпуса лодок, которые на них покоятся.
Всенаправленная технология (например, колеса Mecanum ) позволяет погрузчику двигаться вперед, по диагонали и вбок или в любом направлении на поверхности. Всенаправленная колесная система способна вращать грузовик на 360 градусов в своем собственном следе или двигаться вбок без поворота кабины грузовика.
В Северной Америке некоторые промышленные транспортные средства с двигателями внутреннего сгорания имеют рейтинги Underwriters Laboratories , которые являются частью UL 558. Промышленные грузовики, которые считаются «безопасными», имеют обозначения GS (Gasoline Safety) для работающих на бензине, DS (Diesel Safety) для работающих на дизельном топливе, LPS (Liquid Propane Safety) для работающих на сжиженном пропане или GS/LPS для грузовиков с двойным топливом — бензином/сжиженным пропаном. [25]
UL 558 — это двухступенчатый стандарт безопасности. Базовые стандарты называются G, D, LP и G/LP. Underwriters Laboratories считает их абсолютным минимумом, требуемым для погрузчика. Это добровольный стандарт, и в Северной Америке нет требований, по крайней мере, со стороны какого-либо правительственного агентства к производителям по соблюдению этого стандарта. [ необходима цитата ]
Немного более строгие стандарты безопасности GS, DS, LPS и GP/LPS обеспечивают некоторую минимальную защиту; однако она крайне минимальна. В прошлом Underwriter's Laboratory предлагала специальные сертификаты безопасности EX и DX. [ необходима цитата ]
UL 583 — это электрический эквивалент UL 558. Как и UL 558, это двухступенчатый стандарт. [ необходима цитата ]
Они предназначены для работы в потенциально взрывоопасных атмосферах, которые встречаются в химической, нефтехимической, фармацевтической, пищевой, логистической или других областях, где работают с легковоспламеняющимися материалами. Обычно называемые в Европе грузовиками Miretti или иногда Pyroban , они должны соответствовать требованиям Директивы ATEX 94/9/EC, если используются в зонах 1, 2, 21 или 22, и обслуживаться соответствующим образом. [ необходима цитата ]
Для снижения заработной платы, снижения эксплуатационных расходов и повышения производительности были также разработаны автоматизированные вилочные погрузчики . [26] [27] Автоматизированные вилочные погрузчики также называются вилочными автоматическими управляемыми транспортными средствами и уже [ когда? ] поступили в продажу.
Двигатели могут работать на дизельном топливе, керосине, бензине, природном газе, бутане или пропане, и могут быть двухтактными с искровым зажиганием, четырехтактными с искровым зажиганием (распространенные), двухтактными с воспламенением от сжатия и четырехтактными с воспламенением от сжатия (распространенные). Двигатели для Северной Америки поставляются с усовершенствованными системами контроля выбросов. Погрузчики, произведенные в таких странах, как Иран или Россия, обычно не имеют систем контроля выбросов. [ необходима цитата ]
Эти погрузчики используют двигатель внутреннего сгорания, модифицированный для работы на сжиженном нефтяном газе . Топливо часто хранится в газовом баллоне , установленном в задней части грузовика. Это позволяет быстро менять баллон, как только заканчивается сжиженный нефтяной газ. Грузовики на сжиженном нефтяном газе тише своих дизельных аналогов, при этом предлагая схожий уровень производительности. [28]
Работают на свинцово-кислотных аккумуляторах или, все чаще, на литий-ионных аккумуляторах ; типы аккумуляторных электропогрузчиков включают: вилочные погрузчики с подушечными шинами, ножничные подъемники, комплектовщики заказов, штабелеры, ричтраки и домкраты для поддонов. Электрические вилочные погрузчики в основном используются внутри помещений на ровных, плоских поверхностях. Аккумуляторы предотвращают выбросы вредных паров и рекомендуются для внутренних объектов, таких как пищевая промышленность и здравоохранение. Вилочные погрузчики также были определены как перспективное применение для повторного использования отслуживших свой срок автомобильных аккумуляторов. [29]
Вилочные погрузчики на водородных топливных элементах работают за счет химической реакции между водородом и кислородом. [30] Реакция используется для выработки электроэнергии, которая затем может храниться в аккумуляторе и впоследствии использоваться для приведения в действие электродвигателей для питания погрузчика. Этот метод движения не производит локальных выбросов, может быть заправлен за три минуты и часто используется на холодильных складах, поскольку его производительность не ухудшается при более низких температурах. [10] По состоянию на 2024 год во всем мире эксплуатируется около 50 000 водородных вилочных погрузчиков (большая часть из которых находится в США), по сравнению с 1,2 миллионами аккумуляторных электрических вилочных погрузчиков, которые были приобретены в 2021 году. [31]
Типичный противовесный погрузчик состоит из следующих компонентов:
Ниже приведен список распространенных навесных приспособлений для вилочных погрузчиков: [38]
Любое навесное оборудование на погрузчике снизит его номинальную грузоподъемность, которая рассчитывается с использованием стандартной каретки и вил. Фактическая грузоподъемность может быть значительно ниже.
Можно заменить существующее навесное оборудование или добавить его к подъемнику, у которого его еще нет. Принимаются во внимание тип погрузчика, грузоподъемность, тип каретки и количество гидравлических функций (которые приводят в действие функции навесного оборудования). Как упоминалось в предыдущем разделе, замена или добавление навесного оборудования может снизить (снижать) безопасную грузоподъемность погрузчика (см. также Общие операции ниже).
Производители навесного оборудования для погрузчиков предлагают онлайн-калькуляторы для оценки безопасной грузоподъемности при использовании определенного навесного оборудования. Однако точные значения грузоподъемности может предоставить только производитель погрузчика. Производитель может переоценить погрузчики и прикрепить новую табличку с техническими характеристиками, чтобы указать измененную грузоподъемность при использовании навесного оборудования.
В контексте навесного оборудования гидравлическая функция состоит из клапана на погрузчике с рычагом рядом с оператором, который обеспечивает два канала гидравлического масла под давлением для питания функций навесного оборудования. Иногда навесное оборудование имеет больше функций, чем погрузчик имеет гидравлических функций, и необходимо добавить одну или несколько. Существует много способов добавления гидравлических функций (также известных как добавление клапана). Производители погрузчиков изготавливают клапаны и принадлежности для прокладки шлангов, но детали и работа по установке могут быть непомерно дорогими. Другие способы включают добавление электромагнитного клапана в сочетании с шланговой или кабельной катушкой, которая отводит поток масла от существующей функции. Однако шланговые и кабельные катушки могут блокировать обзор оператора и легко повреждаются.
Существует множество национальных и континентальных ассоциаций, связанных с сектором промышленных грузовиков. Некоторые из основных организаций включают:
Между этими организациями существует множество важных контактов, и они создали совместные статистические и инженерные программы. Одна из программ — это World Industrial Trucks Statistics (WITS) , которая публикуется ежемесячно для членов ассоциации. Статистика разделена по региону ( континенту ), стране и классу машины. Хотя статистика является общей и не учитывает производство большинства мелких производителей, информация важна своей глубиной. Эти контакты привели к общему определению Системы классов, которой придерживаются все основные производители. [ необходима цитата ]
Эксплуатация погрузчика может быть опасной. В Соединенных Штатах ежегодно сообщается о том, что около 7500 рабочих получают травмы в результате несчастных случаев, связанных с погрузчиками, а около 100 человек погибают. [48] Распространенной опасностью в производственных условиях является столкновение погрузчиков с пешеходами. [49] Несчастные случаи с погрузчиками, связанные с попаданием в предметы во время погрузки или разгрузки, а также столкновения во время вождения, имеют самый высокий риск получения травм, особенно сложных травм нижних конечностей с относительно высокой частотой осложнений. [50]
Помимо инцидентов, регулярное вождение погрузчика подразумевает ежедневные требования к телу, такие как позы, принимаемые операторами для преодоления препятствий поля зрения, сильное умственное утомление и чрезмерные вибрации всего тела. Это может увеличить риск долгосрочных проблем, включая хроническую боль и нарушения опорно-двигательного аппарата. [50] Поставщики медицинских услуг рекомендуют работникам, которые водят или используют тяжелое оборудование , такое как погрузчики, не лечить хроническую или острую боль опиоидами . [51]
Существует ряд продуктов, позволяющих снизить профессиональные риски, связанные с погрузчиками. Функции безопасности погрузчиков включают в себя ремни безопасности с высокой видимостью, освещение для предупреждения пешеходов о приближении погрузчика и датчики, замедляющие транспортное средство для предотвращения столкновений. [48]
Датчики могут использоваться для обнаружения пешеходов, объектов или и того, и другого в слепых зонах водителя. [52] Системы обнаружения пешеходов — это датчики приближения, которые обнаруживают объекты и пешеходов на расстоянии до нескольких метров от погрузчика. Ультразвуковые датчики — это датчики приближения, которые обычно используются в задней части погрузчика. Они не различают людей и объекты. Радиочастотные системы предупреждают водителей погрузчиков о пешеходах, несущих радиочастотное устройство вблизи погрузчика. Радиочастотные системы могут различать людей и обычные препятствия, встречающиеся на складах.
Безопасность погрузчиков регулируется различными стандартами правительств и профессиональных организаций. К этим профессиональным организациям относятся Фонд развития промышленных стандартов для грузовиков (ITSDF), Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA) и Международная организация по стандартизации (ISO). [53]
В Соединенных Штатах обучение работе на погрузчике на рабочем месте регулируется на федеральном уровне Управлением по охране труда и технике безопасности (OSHA). В 1999 году OSHA обновило свои правила, регулирующие погрузчики или «Промышленные погрузчики с электроприводом». Основной компонент этих правил касается обучения операторов погрузчиков. Стандарт требует от работодателей разработки и внедрения программы обучения. [54] Работодатели должны подтвердить, что каждый оператор прошел обучение, и оценивать каждого оператора не реже одного раза в три года. [55]
В Великобритании Правила предоставления и использования рабочего оборудования гласят, что операторы вилочных погрузчиков должны быть надлежащим образом обучены. [56] Сторонние организации также разработали фактические стандарты «лучшей практики» для обучения работе на вилочных погрузчиках, обычно называемые в Великобритании «лицензией на работу на вилочных погрузчиках». [57] Квалифицированные инструкторы по работе на вилочных погрузчиках должны быть зарегистрированы как минимум в одной из добровольных организаций по обучению.
В Австралии, начиная с соглашения о гармонизации охраны труда и техники безопасности 2011 года , лицензии на управление погрузчиком классифицируются как «лицензии на высокорисковые работы» и выдаются отдельными штатами и территориями, при этом по-прежнему регулируются федеральными рамками. [58] Чтобы получить лицензию на управление погрузчиком, заявитель должен пройти курс обучения в одобренной учебной организации.
В Новой Зеландии обучение водителей погрузчиков делится на сертификаты водителей и допуски к водительским правам на погрузчик (F). [59] Сертификат оператора дает операторам разрешение управлять погрузчиком в частном секторе. Чтобы использовать погрузчик на дороге общего пользования, оператор должен получить допуск к водительским правам на погрузчик (F) . Операторы с правами класса 1 (легковой автомобиль) и допуском F могут управлять только погрузчиками с полной массой до 18 000 кг, в то время как те, у кого есть лицензия класса 2 (средний жесткий) и допуск F, могут управлять погрузчиком с любой полной массой.
Такие подъемники обычно имеют цельнорезиновые шины и распространены на заводах и складах. Если они оснащены пневматическими шинами, такой подъемник можно использовать на открытом воздухе.