Breaking News

Hidraulica de acționare a stivuitoarelor cu furci

By MEq May 2, 2014 12:52

Story Highlights

Stivuitoarele cu furcă fac parte din grupa echipamentelor de transportat şi stivuit
Articolul de faţă se ocupă, pe scurt, de acţionarea hidraulică a stivuitoarelor cu furcă

Ca urmare a ponderii ridicate a regimurilor tranzitorii şi a perioadelor de staţionare cu motorul în funcţiune, utilizarea stivuitoarelor în manipularea şi transportul sarcinilor – paletizate şi nepaletizate, în spaţii deschise sau acoperite – conduce, de regulă, la cele mai însemnate consumuri de combustibil şi concentraţii de noxe în gazele de evacuare. În consecinţă, constructorii de stivuitoare au acordat o atenţie sporită comportării acţionării în astfel de situaţii. | dr. ing. Ioan PETREA

În condiţiile actuale de înăsprire a prevederilor legislative ce vizează comportamentul eco-civic al firmelor, dar şi exploatând realizările din domeniul hidraulicii şi electronicii aplicate a fost posibilă apariţia noii generaţii de stivuitoare prevăzute cu sisteme de acţionare şi control performante.

Este evident că “inteligenţa” stivuitoarelor a cunoscut și va cunoaște permanent salturi spectaculoase prin înglobarea în structura lor a cât mai multor realizări tehnice pentru utilizarea eficientă a resurselor care să asigure cerinţele majore impuse acestor produse, şi anume: sustenabilitate, costuri cât mai mici, randament ridicat, fiabilitate superioară şi comenzi simple.

Stivuitoarele cu furcă fac parte din grupa echipamentelor de transportat şi stivuit. Acestea sunt echipamente tehnologice de manipulat sarcini (încărcare/descărcare, ridicare/coborâre, transport), care, în calitate de mijloce de transport, acţionează rareori la viteze constante; ele sunt în mod continuu accelerate, decelerate, supuse schimbării sensului de deplasare, menţinute pe loc sau mişcate cu viteze superlente cu menţinerea constantă a turaţiei motorului pentru manevrele de încărcare-descărcare.

Clasificarea stivuitoarelor se poate face după mai multe criterii:
• După tipul acţionării șistemul de deplasare pot fi: cu acţionare mecanică, hidromecanică, hidrostatică sau electromecanică;
• După modul de preluare a sarcinii pot fi: cu furcă frontală sau cu furcă laterală;
• După tipul sursei de energie utilizate pot fi: cu motor termic cu aprindere prin comprimare (Diesel); cu motor termic cu aprindere prin scânteie (Otto); cu GPL (gaz petrolier lichefiat) – motostivuitoare; cu sursă electrică – elctrostivuitoare;
• După construcţia şasiului pot fi: stivuitoare cu şasiu monobloc şi stivuitoare cu şasiu articulat;
• După tipul echipamentului de lucru pot fi: cu braţ fix, cu braţ reglabil, cu braţ telescopic;
• După natura suprafeţei pe care se deplasează pot fi: stivuitoare pentru terenuri amenajate, stivuitoare pentru terenuri neamenajate şi stivuitoare omniteren;
• După tipul acţionării echipamentului de lucru pot fi: cu acţionare mecanică, hidrostatică sau electromecanică;
• După tipul anvelopelor și al sistemului de rulare pot fi: cu anvelope pneumatice sau cu anvelope pline (cu patru roţi, cu trei roţi, simple sau duble);
• După numărul echipamentelor de lucru ataşabile la maşina de bază pot fi: stivuitoare –standard – cu un singur echipament de lucru (furcă frontală sau laterală); cu un număr redus de echipamente.

Firmele producătoare de top (Caterpillar, Komatsu, Nissan, Manitou etc.) îşi păstrează seriozitatea cu consecvenţă în fabricarea unor asemenea produse, succesul evident al acestora stârnind un interes deosebit prin metodele şi conceptele abordate, unde un rol fundamental îl are managementul cercetării şi dezvoltării.

Articolul de faţă se ocupă, pe scurt, de acţionarea hidraulică a stivuitoarelor cu furcă. Motivul abordării acestui subiect îl constituie faptul că acţionarea hidraulică a stivuitoarelor reprezintă un element major al produsului, atât prin influenţarea performanţelor, cât şi prin participarea cu un procent semnificativ la costul total al produsului, vădit reflectat în preţul de achiziţie. În aceste condiţii, asimilarea de către specialiştii din exploatare şi întreţinere a noilor soluţii tehnice folosite în acţionarea hidraulică a stivuitoarelor cu furcă duce la perfecţionarea profilului lor profesional.

Acționarea hidraulică a stivuitoarelor de generaţie nouă oferă avantaje deosebite, atât pentru sistemul de deplasare şi direcţie, cât şi pentru echipamentul de lucru, cum ar fi:
• forţă de tracţiune maximă la turaţii joase ale motorului termic;
• reglarea sarcinii limită a motorului diesel;
• manevrarea sensibilă, chiar şi la turaţii ridicate ale motorului diesel, prin “inching”;
• independenţă constructivă a dispunerii componentelor hidraulice în şasiu;
• confort în transport, asemănător autoturismelor cu schimbător de viteze automat;
• schimbarea direcţiei de mers prin shimbarea sensului de rotaţie a pompei hidraulice;
• uzura redusă a frânelor, datorită frânării hidrostatice în circuit închis;
• distribuţia optimă a puterii hidraulice între sistemul de deplasare şi instalaţia hidraulică a echipamentului de lucru;
• folosirea integrală a puterii chiar şi în domeniul inferior de turaţie.

Avantajele sistemului hidraulic (fig. 1) constau în controlul larg al acţionării, datorită componentelor pompă-motor cu cilindree variabilă.
În fig. 2 este redată alcătuirea generală a stivuitorului cu furcă.

Pompa reglabilă cu pistoane axiale tip A4VG…DAD asigură: preselecţia direcţiei de mers, preselecţia vitezei în funcţie de turaţie, reglarea sarcinii limită, funcţia inching integrată, presiune cutt-off.
Motorul rotativ hidraulic este de tip A6VM…DA, cu reglaj hidraulic dependent de turaţie şi asigură preselecţia vitezei în funcţie de turaţie.
La acţionarea pedalei, în afară de declanşarea frânei de exploatare şi de reducere a unghiului de basculare a pompei, supapa hidraulică inching are drept consecinţe: încetinirea deplasării utilajului, respectiv frânare sigură, manevrare sensibilă, menajarea frânei de exploatare.
Prin acţionarea supapei inching rotativă se reduce proporţional presiunea de comandă a pompei, pompa fiind basculată înapoi cu Vgmin= 0.
În fig. 3 este reprezentată comanda electronică a stivuitorului cu furcă, ce se caracterizează prin:

• viteza de deplasare în funcţie de turaţia motorului diesel;
• utilizarea caracteristicii DA reglabilă;
• reglarea sarcinii limită;
• preselecţia vitezei de deplasare, independent de turaţia motorului diesel;
• reglarea turaţiei motorului diesel, în funcţie de cerinţă, independent de necesarul de putere la echipamentul de lucru;
• motor rotativ hidraulic amplasat în strategia de reglare;
• opţional, cu comandă integrală a frânelor;
• Constant Speed Drive (CSD) la mărirea turaţiei motorului, prin acţionarea echipamentului de lucru;
• posibilitatea utilizării aparatului de control BB-3, prin interfaţă RS232 pentru diferiţi parametri de accelerare şi încetinire, reglabili din exterior.

În fig. 4 este prezentată schema de principiu a acţionării hidraulice a echipamentului de lucru cu circuit în buclă deschisă, având combinaţia de pompe A4VG+G3.

Filtrarea – Recomandări pentru siguranţa în funcţionare a unităţilor cu pistoane axiale.
Pentru ca stivuitorul cu furcă – acționat hidrostatic – să poată fi folosit în permanenţă şi pentru a obţine o durată de viaţă lungă, lucrările de întreţinere şi verificare trebuie executate cu atenţie şi regularitate.
Întreţinerea instalaţiei hidraulice se rezumă, în primul rând, la uleiul hidraulic şi filtru.

Filtrele sunt elemente importante ale sistemelor hidrostatice de acţionare, fiind amplasate în circuitul de ulei astfel încât să protejeze elementele sensibile la impurificare ale sistemului hidraulic. Una dintre caracteristicile esenţiale ale controlului impurificării unui sistem hidraulic constă în posibilitatea de acces rapid și ușor în activități de întreţinere a filtrelor.

Filtrele sunt realizate atât pentru circuitele de înaltă presiune, cât şi pentru cele de presiune joasă.
Pentru asigurarea unei bune funcţionări a unităţilor cu pistoane axiale se recomandă pentru uleiul hidraulic clasa de puritate:
• 9 după NAS1638;
• 6 după SAE;
• 18/15 după ISO/DIS 4406.

În funcţie de utilizare, producătorul de componente hidraulice recomandă pentru pompele A4VG/A10VG, elemente de filtru cu valoarea fineţii β20… β30 ≥100. Odată cu creşterea presiunii diferenţiale la filtru nu este permisă înrăutăţirea valorii β.
La temperaturi foarte mari ale uleiului hidraulic (90 0C până la maximum 115 0C), este necesară clasa de puritate:
• 8 după NAS1638;
• 5 după SAE;
• 17/14 după ISO/D1S 4406.
Cu cât este mai fină filtrarea, cu atât este mai bună clasa de puritate a uleiului hidraulic, iar durata de exploatare a unităţilor cu pistoane axiale creşte.
Filtrul se utilizează fară by pass, prevăzut cu indicator de murdărire. Filtrarea se face în varianta standard (prin aspiraţie) sau în varianta prin refulare.

Cu ajutorul supapei integrate de scurtcircuitare a filtrului, la filtrarea prin refulare se pot obţine condiţii optime de pornire la temperaturi scăzute. Pentru lihidele de presiune se utilizează următoarele criterii:
a) Viscozitatea de exploatare:
• raportată la temperatura de recirculare (buclă închisă), respectiv la temperatura de alimentare (buclă deschisă);
• pentru timp scurt la temperatura maximă admisă
• pentru timp scurt, pornire la rece, temperatura minimă admisă

b) Lichidele de presiune. Cuantificarea acestora rezultă din comportarea lor la uzură, viscozitate şi temperatură, având în vedere protecţia înpotriva oxidării, coroziunii, compatibilităţii materialelor etc. În practică , acestea sunt cunoscute drept lichide HF, împărţite astfel:
• HFA – emulsie de ulei în apă (95..98% apă);
• HFB – emulsie de apă în ulei (apă > 40%);
• HFC – soluţii apoase (35…55% apă);
• HFD – lichid fără apă (apă ≤ 0,1%).

c) Lichide de presiune pretențioase mediului înconjurător. Acestea sunt înpărţite în trei grupe, şi anume:
• HETG – lichide hidraulice bazice de ulei vegetal;
• HEPG – lichide hidraulice sintetice pe bază de poliglicol;
• HEE – lichide hidraulice sintetice pe bază de esteri.

Alegerea tipului de stivuitor şi a variantei de acţionare este şi rămâne un drept al utilizatorului, bazat pe experienţa sa; însă alegerea corectă este legată de condiţiile reale de exploatare, de performanţele acţionărilor şi, nu în ultimul rând, de preţul de cost.