⑴ Classificação dos mecanismos de trabalho da carregadeira
Uma pesquisa sobre configurações de mecanismos de trabalho para carregadeiras de rodas – nacionais e internacionais – revela sete tipos principais de mecanismos de ligação. Eles podem ser classificados pelo número de componentes em mecanismos de três, quatro, cinco, seis e oito elos. Eles são ainda categorizados em mecanismos de "rotação direta" e "rotação reversa" com base no fato de os links de entrada e saída girarem na mesma direção.
(1) Mecanismo de oito links giratório para frente
Neste mecanismo, a caçamba realiza a ação de escavação quando o fluido hidráulico entra na grande câmara do cilindro da caçamba, resultando em alta força de desagregação. Com dimensões otimizadas dos braços, a caçamba apresenta excelentes características de elevação paralela. O sistema de articulação oferece uma alta relação de transmissão, permitindo que a caçamba atinja um grande ângulo de despejo e alta velocidade de despejo, garantindo um descarregamento limpo e rápido. A elevada relação de transmissão também permite uma redução nas dimensões do sistema de articulação, melhorando assim a visibilidade do operador; entretanto, esta redução deve ser cuidadosamente equilibrada, pois uma redução excessiva pode diminuir o fator de multiplicação de força do sistema de articulação e comprometer a força de desagregação.
As principais desvantagens do mecanismo de oito elos rotativos para a frente são a sua complexidade e a dificuldade de alcançar o nivelamento automático da caçamba.
(2) Mecanismo de seis elos giratório para frente com cilindro de caçamba montado na frente
Neste mecanismo, o cilindro da caçamba se conecta diretamente à caçamba e ao balancim. O mecanismo de trabalho consiste em dois mecanismos paralelos de quatro elos, proporcionando à caçamba excelentes capacidades de elevação paralela. É mais simples que o mecanismo de oito elos e oferece melhor visibilidade ao operador. No entanto, tem várias desvantagens: a inclinação da caçamba ocorre quando o fluido entra na pequena câmara do cilindro, resultando em uma força de desagregação relativamente menor; a baixa relação de transmissão exige um curso de cilindro longo e um cilindro alongado, levando a velocidades de despejo mais lentas em comparação com o mecanismo de oito elos; o cilindro da caçamba montado na frente aumenta o balanço dianteiro, afetando negativamente a estabilidade geral da máquina e a suavidade do percurso; e não oferece suporte ao nivelamento automático da caçamba. (3) Mecanismo de articulação de seis barras com cilindro de inclinação da caçamba montado na parte traseira (tipo com inclinação para frente)
Comparado com a configuração de cilindro montada na frente acima mencionada, este mecanismo apresenta um balanço dianteiro maior, uma relação de transmissão mais alta e um curso de pistão mais curto. Ele permite que a lança, o cilindro de inclinação da caçamba, o balancim e a biela sejam projetados dentro do mesmo plano, simplificando assim a estrutura e melhorando a distribuição de tensões na lança e nos pinos da dobradiça. As desvantagens incluem uma posição de montagem elevada para o cilindro de inclinação da caçamba na estrutura, que obstrui a visibilidade do operador, e o fato de que o cilindro opera admitindo óleo na câmara da extremidade da haste (câmara pequena) durante a inclinação, resultando em força de desagregação relativamente baixa. Aumentar a força de desagregação requer aumentar a pressão do sistema hidráulico ou aumentar o diâmetro do cilindro, o que leva ao aumento da massa.
(4) Mecanismo de articulação de seis barras com cilindro de inclinação da caçamba montado na parte traseira (tipo de inclinação reversa)
Este mecanismo oferece as seguintes vantagens: a. A inclinação ocorre quando o óleo entra na câmara da extremidade do pistão (câmara grande) do cilindro, e o sistema de ligação pode ser projetado com uma alta relação força-amplificação, permitindo maior força de desagregação; b. A seleção adequada das dimensões dos componentes garante um bom desempenho de elevação paralela da caçamba e permite o nivelamento automático da caçamba; c. A estrutura é altamente compacta com balanço frontal mínimo, proporcionando excelente visibilidade ao operador. As desvantagens incluem a disposição do balancim e da biela no espaço confinado entre a caçamba e o eixo dianteiro, tornando a interferência dos componentes um risco.
(5) Mecanismo de ligação de quatro barras (tipo inclinação para frente)
Este é o mais simples dos sete mecanismos de ligação; ele alcança facilmente o levantamento paralelo da caçamba e apresenta uma pequena saliência frontal. As desvantagens incluem o fato de o cilindro operar admitindo óleo na câmara da extremidade da haste (câmara pequena), resultando em menor força de saída. Além disso, uma vez que é difícil conceber uma relação de amplificação de força elevada para o sistema de ligação, o cilindro requer um curso de pistão longo e tem dimensões pequenas. Além disso, a haste do pistão tem tendência a colidir com o fundo da caçamba durante a descarga, limitando assim o ângulo de descarga. Para evitar colisão, o fundo da caçamba deve ser côncavo, o que reduz a capacidade da caçamba e complica a fabricação; além disso, este mecanismo não consegue atingir o nivelamento automático da caçamba. (6) Mecanismo de cinco links de dumping futuro
Para superar a desvantagem do mecanismo de quatro elos de descarga para frente – onde a haste do pistão tende a colidir com o fundo da caçamba durante a descarga – um elo curto é adicionado entre a haste do pistão e a caçamba, transformando o mecanismo de quatro elos em um mecanismo de cinco elos. Quando a caçamba se inclina para recolher o material, o elo curto e a haste do pistão se alinham linearmente sob a ação combinada da força de tração do cilindro hidráulico e do peso da caçamba, funcionando como um único elemento rígido. Durante a descarga, o elo curto pode se mover em relação à haste do pistão, evitando assim uma colisão entre a haste do pistão e o fundo da caçamba. Outras desvantagens deste mecanismo permanecem as mesmas do mecanismo de quatro elos de dumping futuro.
(7) Mecanismo de três elos com lança extensível
Sua característica mais distintiva é que a lança pode se estender e retrair usando o cilindro hidráulico 1. A ação de escavação da caçamba é obtida estendendo a lança, o que resolve o problema de desgaste severo dos pneus associado ao uso do movimento de deslocamento da máquina para forçar a caçamba no material. Durante a descarga, a lança pode ser estendida para obter maior altura e alcance de descarga; inversamente, durante o transporte, a lança pode ser retraída para reduzir o balanço dianteiro, melhorando assim a estabilidade de condução. As desvantagens desta estrutura são que ela não consegue atingir o movimento paralelo da caçamba ou o nivelamento automático da caçamba, e o projeto é relativamente complexo.
⑵ Requisitos de projeto para o dispositivo de trabalho:
Com base nas características operacionais das carregadeiras de rodas, o projeto do dispositivo de trabalho deve atender aos seguintes requisitos:
(1) A trajetória de movimento da caçamba deve estar alinhada com as necessidades operacionais – especificamente, os requisitos de escavação e carregamento. É desejável uma força de desagregação elevada e o balde deve ser fácil de encher completamente. Além disso, durante a elevação da lança, a caçamba deve manter um movimento próximo à translação paralela para evitar derramamento de material.
(2) Deve atender aos requisitos de alcance e altura de descarga, garantindo a descarga completa do material independente da posição da lança.
(3) Embora atenda aos requisitos operacionais, a estrutura do dispositivo de trabalho deverá ser simples, leve e forte, com uma distribuição racional de forças.
(4) Deve garantir boas condições de trabalho ao operador, garantindo segurança, boa visibilidade, operação simples e facilidade de manutenção.
Jiangsu Supeng Machinery Technology Co., Ltd.