Анализируйте, оценивайте, определяйтесь! (Часть 2)

Вопросы выбора фронтальных погрузчиков

Помните: от того, насколько правильно подобраны тип и характеристики погрузчика к условиям работы, в огромной степени зависит его производительность – а для этого анализируйте, оценивайте и определяйтесь.

Размер ковша. Для выполнения работ с различными материалами даже в рамках одного строительного проекта погрузчику требуются ковши разных размеров и типов.

Потребители очень часто допускают ошибки в определении размера ковша. Среди компаний-подрядчиков существует тенденция – приобретать или брать в аренду фронтальный погрузчик размерности или мощности, какую они считают правильной, с ковшом, который входит в его стандартную комплектацию. Однако стандартный ковш не всегда будет оптимальным для работы с определенным материалом. Это заблуждение приводит к тому, что погрузчик не развивает такой производительности, какую мог бы показать при оптимальном подборе ковша.

Перед тем как выбрать фронтальный погрузчик, нужно определить, с какими грунтами и прочими материалами ему придется работать, и узнать их плотность. Следует учесть, что плотность материала может сильно меняться в зависимости от состояния материала: например, промыт щебень или перемешан с грязью. Далее определяется, какая производительность в кубометрах в единицу времени (в час, за смену) должна быть у погрузчика. Определив значение этого параметра, можно взять плотность материала и посчитать вместимость ковша, а также массу материала в нем.

Если же погрузчик будет работать с разными материалами – сегодня с песком, завтра с дробленой скальной породой, следует подобрать ковш для самого тяжелого материала из тех, с которыми он будет работать. Емкость ковшей фронтальных погрузчиков может составлять от 0,5 до 25 м³. Фронтальные погрузчики с ковшами общего назначения емкостью 1,2–3 м³ используются для погрузки щебня и других материалов в строительстве и коммунальном хозяйстве, стружки и щепы на лесопилках и легких органических материалов при сельскохозяйственных работах. Ковши емкостью 4 м³ и более обычно предназначаются для транспортировки материалов с высокой плотностью, в карьерах и шахтах, на широкомасштабных работах при строительстве дорог и т. п.

Например, у выпущенных в 2015 г. погрузчиков Doosan 5-й серии мод. DL200-5 и 250TC-5 кроме штатных ковшей емкостью 2 и 2,5 м³ соответственно предлагаются ковши для легких материалов и многоцелевые емкостью 2,7–3 м³.

А для белорусских карьерных фронтальных погрузчиков на сочлененной раме МоАЗ-40483 кроме основного ковша, рассчитанного на работу с грунтами плотностью 1,7–2,0 т/м³ и номинальной емкостью (с «шапкой) 4,4 м³, предлагаются дополнительные ковши для более легких грунтов плотностью 1,2–1,5 т/м³: ковш с прямой режущей кромкой и ковш с V-образной режущей кромкой, оба номинальной емкостью (с «шапкой) 6 м³.

За счет правильной подборки ковша для данного материала, к тому же правильно согласованного с грузоподъемностью и высотой разгрузки ковша погрузчика, можно уменьшить число рабочих циклов, необходимых для загрузки кузова самосвала или отсыпки штабеля, и тем самым повысить рентабельность работы машины. Если же владелец попытается увеличить производительность погрузчика, установив на него чрезмерно большой ковш, износ узлов машины пойдет увеличенными темпами, надежность машины уменьшится, она станет выходить из строя, останавливаться, и окупить средства, вложенные в ее покупку, станет проблематично, по крайней мере срок окупаемости существенно отдалится. Для использования на фронтальном погрузчике ковшей нестандартных больших размеров требуется согласование с производителем машины или дилером.

Так, новый погрузчик 2017 года выпуска от Volvo CE мод. L260H, который производитель называет не только «одним из самых экономичных на рынке», но и «одним из самых высокопроизводительных», оснащенный новым штатным «перегрузочным» ковшом оптимизированной конструкции вместимостью 7,3 м³ загружает 15-кубовый самосвал за два цикла. Увеличить грузоподъемность нового погрузчика на 15% по сравнению с машиной предыдущего поколения удалось за счет модернизации гидросистемы: ее производительность регулируется в зависимости от нагрузки, для опускания стрелы гидронасос не используется (этим преимуществом обладает только мод. L260H), увеличено рабочее давление в гидросистеме, за счет чего сократилось время выполнения цикла и увеличилась подъемное усилие. Кроме того, на 50 мм увеличена колесная база, т. е. устойчивость погрузчика.

Для карьерного погрузчика Caterpillar мод. 986K предлагается гамма ковшей различного назначения, и кроме того, сменные рабочие и защитные компоненты GET для ковшей, значительно увеличивающие производительность и долговечность ковша.

Скорость движения. Кроме того, необходимо рассмотреть размеры участка, на котором придется работать погрузчику, протяженность маршрута при рабочем цикле и как быстро он должен будет доставлять материал. По этим данным высчитывается рабочая скорость машины. Зная размеры ковша и массу груза в нем, а также скорость машины, можно подобрать типоразмер и модель погрузчика, способного выполнить такую работу.

Скорость движения погрузчика определяется на основании условий его работы. Для разработки плотных материковых грунтов и других тяжелых материалов погрузчику потребуется высокое тяговое усилие, в таком случае он должен иметь относительно невысокую скорость движения и высокое вырывное усилие.

Например новый, выпущенный в 2017 г. полноприводный погрузчик компании JCB мод. 422ZX с 4-ступенчатой автоматической трансмиссией развивает максимальную скорость переднего хода 33 км/ч и заднего – 21 км/ч. Благодаря стреле, оснащенной тремя гидроцилиндрами, и Z-образному рычажному механизму ковша машина демонстрирует вырывное усилие в 10 379 кГс.

С другой стороны, для разработки сыпучих материалов, таких как мягкая почва и кокс, не нужно высокое тяговое усилие. Поэтому можно выбрать погрузчик, развивающий более высокие скорости движения, чтобы повысить производительность работы. Пневмоколесные фронтальные погрузчики на ровной дороге могут развивать скорость до 35–40 км/ч.

Вырывное усилие – это параметр, характеризующий, с каким усилием погрузчик может набирать материал в ковш, врезаясь в грунт, или тянуть, двигаясь задним ходом, например, вырывая из земли дерево, большой куст или пень. Эта величина не отражает в полной мере грузоподъемность погрузчика. От величины вырывного усилия на ковше машины при подготовке участка под строительство или при проведении строительных работ напрямую зависит ее производительность. Вырывное усилие основной массы фронтальных погрузчиков, представленных на рынке, составляет от 40 до 210 кН.

В указанный диапазон укладывается вырывное усилие нового погрузчика Hidromek мод. HMK 640WL, равное 196 кН. Это первый шарнирно-сочлененный погрузчик в производственной линейке компании. Дизайн новинки разрабатывался в собственной студии Hidromek Design Studio. Машина оснащена гидросистемой с закрытым центром с тремя гидронасосами. Гидромеханическая трансмиссия имеет пять скоростей переднего хода и три – заднего, полный привод 4х4 включается электрически. Погрузчик развивает скорость до 37,9 км/ч. В составе современной системы электронного управления Opera джойстики и сенсорный экран.

Номинальная грузоподъемность. Номинальную грузоподъемность погрузчика нужно выбирать правильно, чтобы получить максимальный экономический эффект от работы машины. Выбор производится по величине фактических нагрузок, которые будут при работе. Номинальная грузоподъемность погрузчика не должна быть ни слишком малой, ни слишком большой. Если допустимая грузоподъемность погрузчика будет слишком большой, это приведет к излишним затратам денег и топлива. Если грузоподъемность будет черезчур малой, машина не сможет завершить работу должным образом. Правильную грузоподъемность погрузчика следует подбирать так.

В значение номинальной грузоподъемности должны входить допустимая масса полезного груза и грузоподъемного оборудования. Номинальная грузоподъемность должна определяться при номинальной высоте подъема ковша на максимальном радиусе/ вылете.

При расчете номинальной грузоподъемности следует учитывать две важные характеристики машины: устойчивость и максимальное допустимое усилие гидросистемы.

Опрокидывающая нагрузка – это та самая «красная черта», которую нельзя переходить, чтобы не произошла авария. Поэтому данный параметр следует обязательно учитывать при оценке возможных нагрузок на фронтальный погрузчик в процессе работы на объекте. У фронтальных погрузчиков на шарнирно-сочлененной раме в технических характеристиках обычно указываются две величины опрокидывающей нагрузки: при прямом и полностью сложенном положении рамы.

Значения опрокидывающей нагрузки при прямом положении рамы у погрузчиков составляют (примерно) от 3700 до 25 400 кг. Опрокидывающая нагрузка при полностью сложенной раме составляет приблизительно от 3300 до 21 800 кг.

Номинальная грузоподъемность для каждой точки крепления груза на стреле равна максимальной массе груза (в кг), который может быть поднят в точке, находящейся на максимальном радиусе стрелы, или при максимальном вылете (в метрах) при наиболее неблагоприятном сочетании данных характеристик, при этом не должны быть превышены допустимые значения нагрузок по прочности конструкции, по нагрузке на гидросистему и по устойчивости машины. У большинства современных иностранных фронтальных погрузчиков в технической характеристике теперь указываются значения опрокидывающей нагрузки (в прямом и сложенном положении сочлененной рамы), а грузоподъемность предлагается определить для себя самому покупателю.

Номинальная грузоподъемность фронтальных погрузчиков не должна превышать следующих величин, а именно:

75% от величины опрокидывающей нагрузки в прямом положении рамы;
50% величины статической опрокидывающей нагрузки при полностью сложенных полурамах сочлененной машины;
максимального груза, который машина способна поднять на полную высоту;
прочности конструкции машины (и узлов крепления ее компонентов);
87% от величины максимального допустимого усилия гидравлического оборудования при максимальном вылете/ радиусе стрелы;
допустимое значение грузоподъемности при транспортировке груза не должно превышать 66% от опрокидывающей нагрузки, если рама сочлененной машины в прямом положении, и 50% – если полурамы сложены.

Например, у новой «топовой» модели всей линейки погрузчиков Volvo – L350H, которая должна появиться в продаже в начале 2018 г., опрокидывающая нагрузка при полностью сложенных полурамах равна 34 789 кг, таким образом, максимальная грузоподъемность этой машины составляет 17 390 кг.

Для дорожного строительства и больших угольных разрезов, в которых рабочие нагрузки велики, длительность рабочих циклов большая, и достаточно пространства для маневрирования, а грузоподъемность самосвалов, как правило, выше 10 т. При этих условиях погрузчики с номинальной грузоподъемностью 3–5 т будут идеально подходить для повышения производительности работы и снижения производственных затрат.

В некоторых случаях, когда рабочие нагрузки относительно невелики, например при отсыпке грунта и песка, можно выбрать погрузчики номинальной грузоподъемностью 2–3 т. Если рабочие нагрузки очень малы, например, в некоторых малых карьерах, где используются небольшие самосвалы, погрузчики с номинальной грузоподъемностью 1,5 т и менее могут полностью удовлетворить требования производственного процесса, способствуя тем самым получению существенной экономии на производственных затратах.

Мощность двигателя. Мощность двигателей фронтальных колесных погрузчиков обычно находится в диапазоне от 30 до 1250 кВт. В последние годы все чаще тяжелая техника оснащается двигателями, работающими на газе. Газовое топливо дешевле дизельного. Относительно прочих достоинств и недостатков двигателей обоих типов специалисты спорят. Утверждается, что обслуживание газовых двигателей проще и дешевле, чем дизельных. С другой стороны, дизели мощнее газовых и имеют больший срок службы, а следовательно, дешевле в эксплуатации, чем газовые, и развивают более высокий крутящий момент, значит, машина с таким двигателем развивает более высокую производительность.

Например, компания TEREX в 2013 г. обновила одну из своих самых популярных моделей фронтального погрузчика TL120. Машина получила более мощный двигатель 74,4 кВт, что на 16% больше предшественника. А выбросы вредных веществ снизились сразу на 90%. Благодаря мощному двигателю и устанавливаемому тягово-сцепному устройству для прицепов мод. TEREX TL120 может служить и в качестве тягача. Заметим, что в 2016 г. TEREX продала свой бизнес по производству компактной строительной техники в Германии, и в том числе погрузчиков TL120, компании Yanmar.

Высота подъема и траектория стрелы. Производительность погрузчика также зависит от конструкции стрелы. Погрузчики с радиальной траекторией подъема ковша, то есть когда ковш при подъеме движется по дуге, лучше подходят для землеройных работ. Погрузчики с вертикальной траекторией подъема отлично подходят для погрузки, поскольку ковш находится на одинаковом расстоянии от погрузчика во время всего подъема. Обратите внимание на значения скорости подъема-опускания стрелы – от этого зависит время цикла погрузки-выгрузки.

Погрузчик компании Hyundai мод. HL975, премьера которого состоялась в феврале 2017 г., как и все модели новой серии Hyundai HL, по заказу может оснащаться удлиненной стрелой ХТ, которая обеспечивает увеличение высоты выгрузки машины приблизительно на 356 мм. Погрузчики серии также комплектуются бортовой системой взвешивания груза в ковше и тормозными дисками, изготовленными методом порошковой металлургии. Эти диски имеют увеличенный срок службы и менее чувствительны к действию высоких температур и вибрации.

У представленного в феврале 2016 г. погрузчика Case мод. 521F в штатной комплектации Z-образный рычажный механизм ковша, обеспечивающий повышенное усилие отрыва для работы с большими нагрузками, но по заказу может быть установлен рычажный механизм типа XR для работы при больших вылетах стрелы и увеличенной высоте выгрузки, а также универсальный механизм типа XT для работы со сменным навесным оборудованием, обеспечивающий параллельную траекторию подъема и хорошую видимость груза и рабочей зоны.

Габариты и масса погрузчика. Массу и габариты фронтального погрузчика выбирают в зависимости от задач, которые ему предстоит выполнять – мысль простая. Эксплуатационные массы фронтальных погрузчиков в основном составляют примерно от 3,5 до 35 т.

Впрочем, появившийся в 2017 г. погрузчик Caterpillar мод. 988К XE имеет эксплуатационную массу 52,8–54,3 т в зависимости от комплектации. За счет инновационного высокоэффективного электрического привода экономичность машины при равной производительности выше на 25% по сравнению с аналогичной моделью, оснащенной традиционным силовым приводом. Колесная база погрузчика составляет 4550 мм.

Чем больше машина, тем выше ее грузоподъемность и производительность. Чем длиннее и шире колесная база погрузчика, тем выше его устойчивость на грунтах любого типа и состояния, а также более плавное движение по неровной поверхности, что важно для удобства оператора и сохранности груза.

Но чем легче машина, тем проще оператору ею управлять при маневрировании. Чем компактнее машина, тем проще ей работать в местах, где ограничено пространство. Легкая машина не повреждает искусственных травяных покрытий и мощенных плиткой садовых дорожек. Чем легче и компактнее погрузчик, тем проще его перевозить с одного строительного участка на другой.

Отсюда вывод: погрузчик нужно подбирать такой, чтобы он справился со всеми предстоящими работами, и с некоторым запасом, но с небольшим, т. к. слишком большая для данных задач машина будет неэкономичной и неудобной.

Самой большой на сегодняшний день в линейке погрузчиков Liebherr является мод. L586 XPower массой 32,6 т. В начале 2017 г. компания представила новое поколение погрузчиков, оснащенных трансмиссией Xpower, это сочетание гидростатической и механической трансмиссий. Гидростатическая трансмиссия эффективна и экономична при использовании машины на погрузке с перемещениями на короткие расстояния. Механическая трансмиссия обеспечивает экономичность при переездах погрузчика на дальние расстояния. Переключение происходит автоматически. Таким образом, по утверждению компании, комбинированная трансмиссия обеспечивает погрузчику до 30% экономии топлива. Тяжелые погрузчики Liebherr также отличаются оригинальной компоновкой: двигатель смещен назад и служит противовесом, за счет чего масса штатного противовеса уменьшается.

Дополнительное оборудование фронтальных погрузчиков

Телематическое оборудование. В силу финансовых причин многие погрузчики не оборудуются телематическими системами. И все же рекомендуется использовать аппаратуру для дистанционного контроля машин компании в режиме реального времени. Многие производители и дилеры оснащают фронтальные погрузчики телематическими системами на базе GPS/ ГЛОНАСС, которые могут быть также полезны и компаниям, сдающим погрузчики в аренду, и потребителям, которые берут в аренду оборудование. Телематические системы на основе спутниковой связи позволяют руководству машинных парков компаний получать важную информацию о работе машин удаленно и в режиме реального времени, предотвращать хищения машин, а компаниям, сдавшим погрузчики в долгосрочную аренду, контролировать их использование клиентами.

Денис Тимофеев, менеджер по продукту JCB в России: «При выборе фронтального погрузчика следует принимать во внимание такие технические характеристики, как грузоподъемность, производительность, топливная экономичность, объем ковша, а также возможность присоединять навесное оборудование.

Если фронтальный погрузчик при выполнении работ будет передвигаться по дорогам общего пользования, то необходимо обратить внимание на модель, соответствующую следующим параметрам: ширина до 2,6 м и высота до 4 м. В случае переездов по неровной поверхности не по дорогам общего пользования габариты машины не имеют значения.

Также при выборе данного типа техники имеет значение такой параметр, как стоимость ее владения: предпочтение отдается той компании, которая обеспечивает оперативную сервисную поддержку и снабжение запчастями при необходимости.

Кроме того, стоит обратить внимание и на эргономику рабочего места оператора. Снизить его работоспособность могут такие факторы, как шум, пыль и некомфортная температура».

Условия работы оператора. Это стало уже почти аксиомой: оператору погрузчика должны быть обеспечены комфортные условия работы. Чем удобнее оператору, тем выше его производительность. Закрытая кабина и отопитель – незаменимые вещи в холодное время, так же, как кондиционер жарким летом. При работе в запыленном воздухе, например при очистке земельных участков от растительности, необходима герметизированная кабина, в которой поддерживается избыточное давление. Подрессоренное сиденье значительно снижает утомляемость оператора и повышает производительность, как и эргономичное расположение органов управления машиной, уровень шума в кабине и обзор с места оператора.

Так, например, погрузчики новой линейки Doosan мод. DL450-5 и DL550-5 оснащаются кабиной «повышенной комфортности» с защитой ROPS/ FOPS. Удобное сиденье на пневмоподвеске, с подогревом и регулировками по разным направлениям, рулевая колонка новой конструкции, регулируемая по наклону и вылету, обеспечивают больше пространства для ног, чем было в кабине предыдущего поколения, имеется аварийный выход: широкая дополнительная дверь с правой стороны. Цветной 5,7-дюймовый монитор имеет два варианта представления на экране данных по работе машины. Изображение с камеры заднего вида транслируется на экран, где нанесено несколько линий, которые помогают оператору определять расстояние до наблюдаемых объектов. Управление джойстиком также очень удобно. Имеется функция «Возврат к положению копания». В системе климат-контроля установлено два фильтра, задерживающих все частицы более 2 мкм.

Обзор с места оператора – важная характеристика погрузчика, поскольку ему приходится постоянно перемещаться по строительной площадке, набирая, перевозя и выгружая материалы. Хороший обзор с места оператора, подкрепленный камерой заднего вида, существенно облегчает работу оператора.

В новых погрузчиках 6-го поколения Hitachi для улучшения обзора изменена конструкция выхлопной трубы и воздухозаборника – они перенесены из поля зрения оператора. В представленной в 2016 г. мод. ZW310-6 обивка потолка кабины выполнена из пластика, который образует воздушную полость, создающую хорошую теплоизоляцию. В трансмиссии электронное управление автоматически изменяет режимы переключения передач в зависимости от нагрузки и скорости движения машины, также имеется 4 режима выключения сцепления для разных видов работ: набор материала в ковш, выгрузка и т. д., повышающих производительность.

После того как короткий список возможных для покупки погрузчиков составлен, следует сравнить цены на выбранные машины и величину бюджета, которым располагает компания для их приобретения, учитывая при этом, что приобретение фронтального погрузчика – долгосрочная инвестиция. Покупка погрузчика – существенное капиталовложение для компании, поэтому рекомендуется приобретать машины известных, проверенных марок.

Не стоит механически покупать просто такой же погрузчик, какие вы уже покупали раньше. Не пожалейте времени и подберите фронтальный погрузчик, оптимальный для выполнения нужных вам работ.

И завершающий совет. Какой бы погрузчик вы ни выбрали, его обязательно следует сначала проверить в реальных рабочих условиях.

Часть 1 Часть 2