Инженерный расчет вилочного погрузчика: Детальное методическое руководство для курсового проектирования с учетом современных стандартов и технологий

В динамично развивающейся сфере складской логистики и промышленного производства вилочные погрузчики остаются незаменимым инструментом для перемещения и штабелирования грузов. Их эффективность, безопасность и надежность напрямую зависят от качества инженерного проектирования и точности расчетов. Именно поэтому курсовая работа по расчету вилочного погрузчика является краеугольным камнем в подготовке инженеров, способных создавать высокопроизводительную и безопасную подъемно-транспортную технику.

Целью данного методического руководства является предоставление студентам инженерно-технических вузов (в частности, обучающимся по специальностям «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные машины и оборудование» и аналогичным) исчерпывающей информации, методик и примеров для успешного выполнения курсового проекта. Мы стремимся не просто изложить сухие формулы, но и обосновать каждый шаг расчета, погрузить читателя в контекст эксплуатационных условий и познакомить с современными подходами, которые уже сегодня определяют будущее машиностроения. Задачи курсовой работы включают в себя комплексный анализ и расчет всех ключевых систем погрузчика: от выбора базовой модели и ее основных характеристик до детального проектирования механизмов подъема и наклона, выполнения тягового расчета и, что особенно важно, обеспечения продольной и поперечной устойчивости. Подчеркивая важность комплексного подхода, мы покажем, как взаимосвязаны все эти элементы и как их расчет влияет на общую производительность и безопасность машины.

1. Выбор аналога и общие принципы проектирования вилочного погрузчика

Выбор аналога вилочного погрузчика — это первый и один из наиболее ответственных этапов курсового проекта, закладывающий фундамент для всех последующих расчетов и проектных решений. Он сродни выбору прототипа для создания нового изделия: от его характеристик зависит не только применимость будущей машины, но и сложность, а также направленность инженерных задач.

1.1. Основные критерии выбора аналога погрузчика

Приступая к выбору аналога, необходимо глубоко понимать, что за каждым техническим параметром стоит конкретная эксплуатационная задача и условие. Здесь нельзя действовать наугад, ведь даже незначительное отклонение в характеристиках может привести к неэффективной или небезопасной работе.

Грузоподъемность является абсолютным приоритетом. Это не просто цифра, а прямое отражение способности погрузчика выполнять свою основную функцию. Оптимальный выбор подразумевает, что номинальная грузоподъемность погрузчика должна превышать вес поднимаемого груза, но не более чем на 300 кг, чтобы избежать излишней мощности и, как следствие, неоправданных затрат. Например, для небольших складских операций, где преобладают легкие паллеты, подойдут модели грузоподъемностью 1,5–2 тонны. Однако, если предстоит работа с универсальными грузами на среднем складе, то оптимальным выбором станет 3-тонный погрузчик. Для тяжелых промышленных объектов, таких как металлургические комбинаты или порты, требуются машины от 5 тонн и выше, способные работать с металлопрокатом или морскими контейнерами, что позволяет существенно расширить область применения техники.

Высота подъема мачты — это следующий критически важный параметр, напрямую зависящий от конфигурации складских стеллажей и требований к высотному хранению. Стандартные мачты обеспечивают подъем груза до 3000 мм, что достаточно для многих операций. Однако, для современных высокостеллажных складов требуются погрузчики с высотой подъема 4500–7000 мм. При этом важно осознавать, что увеличение высоты подъема напрямую влияет на устойчивость машины и требует особых расчетов.

Тип двигателя определяется условиями эксплуатации. Дизельные погрузчики — это рабочие лошадки для открытых площадок и строительных объектов, где важна высокая мощность и продолжительное время работы без дозаправки, а выхлопные газы не являются критичной проблемой. Электрические погрузчики, напротив, идеальны для закрытых помещений, поскольку они работают практически бесшумно и не выделяют вредных веществ, что соответствует строгим экологическим нормам. Бензиновые и газовые (LPG) модели представляют собой компромисс, предлагая гибкость в использовании как внутри, так и вне помещений, но с определенными ограничениями по вентиляции.

Условия эксплуатации включают в себя тип напольного покрытия, температурный режим, наличие уклонов и интенсивность работы. Эти факторы влияют на выбор типа шин (пневматические для неровных поверхностей, цельнолитые для гладких полов), наличие отапливаемой кабины для работы в холодных условиях и общую конструкцию трансмиссии.

Минимальный радиус разворота и ширина рабочего коридора (AST – Aisle Stacking Width) являются ключевыми параметрами для обеспечения маневренности и производительности в ограниченных пространствах. Трехопорные электропогрузчики, например, могут иметь радиус разворота всего 1,3-2 метра, что делает их идеальными для узких проходов. AST — это минимальное расстояние между стеллажами, необходимое для безопасного разворота погрузчика на 90 градусов с учетом габаритов груза. Чем меньше этот показатель, тем более плотную расстановку стеллажей можно обеспечить, оптимизируя использование складских площадей.

Таким образом, выбор аналога — это многомерная оптимизационная задача, где необходимо сбалансировать грузоподъемность, высоту подъема, тип двигателя, условия эксплуатации и маневренность, чтобы создать эффективное и безопасное решение для конкретных производственных нужд.

1.2. Диаграммы грузоподъемности и их анализ

Грузоподъемность вилочного погрузчика – понятие, которое выходит за рамки одной цифры. Номинальная грузоподъемность, указываемая в технической документации и на металлической табличке, является лишь отправной точкой. Реальная допустимая масса груза зависит от его геометрии и положения центра тяжести, что критически важно для обеспечения продольной устойчивости.

Центр тяжести груза определяется как горизонтальное расстояние от центра тяжести груза до вертикальной поверхности передней стенки вил. Этот параметр не постоянен и изменяется в зависимости от веса, габаритов груза и даже угла наклона мачты. Для погрузчиков грузоподъемностью до 4999 кг стандартный центр тяжести груза обычно составляет 500 мм, а для более тяжелых машин (от 5 до 16 тонн) — 600 мм.

Однако, в реальных условиях грузы часто имеют нестандартные размеры или смещенный центр тяжести. В таких случаях вступает в силу понятие остаточной грузоподъемности. Для ее расчета используются диаграммы грузоподъемности, которые представляют собой графики или таблицы, указывающие максимально допустимый вес груза в зависимости от его центра тяжести и высоты подъема.

Рассмотрим пример работы с такой диаграммой:
Предположим, у нас есть погрузчик с номинальной грузоподъемностью 2000 кг при центре тяжести 500 мм. Если мы хотим перевезти груз с центром тяжести 700 мм, то по диаграмме мы увидим, что допустимая грузоподъемность снизится, например, до 1500 кг. Это объясняется тем, что увеличенный вылет груза создает больший опрокидывающий момент относительно передней оси погрузчика.

Формула для приближенного расчета остаточной грузоподъемности (Q_ост) при изменении центра тяжести груза (l₂) относительно стандартного (l₁) может быть представлена так:

Qост = (Qном ⋅ (l0 + l1)) / (l0 + l2)

где:

• Q_ном — номинальная грузоподъемность;
• l₀ — расстояние от передней оси погрузчика до передней поверхности вил;
• l₁ — стандартный центр тяжести груза;
• l₂ — новый центр тяжести груза.

Такой расчет необходим для каждого случая, когда груз отличается от стандартных параметров. Игнорирование этого принципа может привести к потере продольной устойчивости, опрокидыванию погрузчика и, как следствие, к серьезным авариям.

1.3. Общие принципы компоновки и конструкция вилочного погрузчика

Вилочный погрузчик, на первый взгляд кажущийся простым, представляет собой сложный агрегат, гармонично объединяющий механические, гидравлические и электрические системы. Понимание его общей конструкции и принципов компоновки является основой для дальнейших детальных расчетов. Классический учебник М.П. Александрова «Подъемно-транспортные машины» служит прекрасным ориентиром для изучения этих основ.

Основные конструктивные элементы:

• Рама (шасси): Несущая конструкция, на которой монтируются все узлы и агрегаты. Обеспечивает жесткость и является базой для крепления мостов, противовеса и грузоподъемника.
• Грузоподъемник (мачта): Основной рабочий орган, отвечающий за подъем и наклон груза. Как правило, состоит из двух или более секций (наружной, выдвижной, внутренней), обеспечивающих требуемую высоту подъема.
• Каретка с вилами: Элемент, перемещающийся по мачте, к которому крепятся грузовые вилы. Вилы могут быть регулируемыми по ширине.
• Двигатель: Источник энергии для движения и работы гидравлики. Может быть дизельным, бензиновым, газовым или электрическим (от аккумуляторных батарей).
• Трансмиссия: Передает крутящий момент от двигателя к ведущим колесам. Чаще всего механическая ступенчатая или гидрообъемная (гидростатическая).
• Гидравлическая система: Обеспечивает работу механизмов подъема и наклона. Включает насос, гидроцилиндры, распределители, шланги и бак для рабочей жидкости.
• Ведущий мост: Обычно передний мост, который принимает на себя основную нагрузку и обеспечивает тягу.
• Управляемый мост: Задний мост, оснащенный рулевым управлением, что позволяет погрузчику быть исключительно маневренным.
• Противовес: Массивный блок, расположенный в задней части погрузчика, компенсирующий опрокидывающий момент от груза и обеспечивающий продольную устойчивость.

Кинематические схемы:
Механизм подъема груза чаще всего реализуется по схеме двукратного скоростного полиспаста. Это означает, что для подъема вил на определенную высоту, плунжер гидроцилиндра движется на половину этой высоты. Такая схема позволяет уменьшить ход плунжера и, соответственно, габариты гидроцилиндра, а также снизить рабочее давление в системе, что положительно сказывается на ресурсе оборудования.

Механизм наклона грузоподъемника, в свою очередь, обычно состоит из двух гидроцилиндров, расположенных симметрично, что обеспечивает равномерное распределение нагрузки и стабильный наклон мачты.

Понимание этой базовой структуры критически важно. Каждый элемент взаимосвязан, и изменение одного параметра влечет за собой пересчет других, обеспечивая комплексный подход к проектированию, который будет подробно рассмотрен в следующих разделах.

2. Расчет механизма подъема груза: Гидравлика и прочность вил

Механизм подъема груза – сердце вилочного погрузчика, определяющее его функциональность и производительность. Детальный расчет этого узла является одним из центральных элементов курсового проекта, требующего глубокого понимания механики и гидравлики.

2.1. Кинематическая схема и условия нагружения механизма подъема

Функциональность механизма подъема груза вилочного погрузчика основана на сложной, но эффективной кинематической схеме, традиционно реализуемой в виде двукратного скоростного полиспаста. Этот принцип позволяет достигать значительной высоты подъема груза при относительно небольшом ходе плунжера гидроцилиндра, что оптимизирует конструкцию и экономит пространство.

Как работает двукратный скоростной полиспаст?
Представьте себе систему блоков и тросов (или цепей в случае погрузчика). Грузовые цепи, закрепленные на выдвижной раме или каретке, перекинуты через ролики, установленные на верхней траверсе штока гидроцилиндра, а затем фиксируются на верхней части наружной рамы (или на корпусе погрузчика). Когда плунжер гидроцилиндра поднимается на определенную величину h, каретка с вилами, благодаря двукратной схеме, перемещается на высоту 2h. Это значительно увеличивает скорость подъема вил относительно скорости движения плунжера и уменьшает требуемый ход гидроцилиндра.

Условия наибольшего усилия подъема:
При проектировании крайне важно определить условия, при которых механизм подъема испытывает максимальные нагрузки. Это позволит обеспечить необходимый запас прочности и выбрать гидроцилиндр соответствующей мощности. Наибольшее усилие подъема, на которое должен быть рассчитан механизм, возникает в следующих, наиболее неблагоприятных условиях:

• Вертикальное положение грузоподъемника: Мачта находится в своем рабочем вертикальном положении, что исключает компонент силы тяжести, способствующий подъему.
• Максимально поднятые вилы с номинальным грузом: Груз максимальной массы находится на вилах и поднят на максимальную высоту. Это увеличивает плечо опрокидывающего момента и создает максимальное сопротивление.
• Погрузчик стоит на уклоне с боковым креном: Сочетание уклона и бокового крена создает дополнительный вектор силы, смещающий центр тяжести и усложняющий подъем, так как возрастает трение в направляющих и изменяется распределение давления в гидросистеме. Этот сценарий является экстремальным и требует тщательного учета при расчетах.

Понимание этих условий позволяет инженеру заложить необходимый запас прочности и выбрать оптимальные параметры для всех компонентов механизма подъема.

2.2. Расчет усилия подъема по плунжеру гидроцилиндра

Определение необходимого усилия на плунжере гидроцилиндра — ключевой шаг в расчете механизма подъема. Это усилие должно быть достаточным для преодоления всех сопротивлений, возникающих при подъеме груза в самых неблагоприятных условиях.

Исходные данные для примера расчета (гипотетические):

• Номинальный вес груза (G_ном): 25000 Н (2,5 тонны)
• Вес каретки с вилами (G_кар): 5000 Н
• Вес выдвижной рамы с плунжером и траверсой (G_{выд.рамы}): 8000 Н
• Механический КПД цепной передачи (η_ц): 0,98
• Механический КПД гидроцилиндра (η_м): 0,96

Формула для определения усилия подъема по плунжеру (F_пл):

Fпл = (Qс + Qв + Qр) / (ηц ⋅ ηм)

Рассмотрим каждую составляющую этой формулы:

1. Сопротивление подъему груза и подъемной каретки с вилами (Q_с):
   Это суммарный вес номинального груза и самой каретки с вилами, которые непосредственно перемещаются вверх.
   Qс = Gном + Gкар
   В нашем примере: Q_с = 25000 Н + 5000 Н = 30000 Н
2. Сопротивление подъему выдвижной рамы с плунжером, траверсой и грузовыми цепями (Q_в):
   Эта составляющая учитывает вес всех элементов, которые движутся вместе с плунжером гидроцилиндра.
   Qв = Gвыд.рамы
   В нашем примере: Q_в = 8000 Н
3. Сопротивление качению основных катков по направляющим (Q_р):
   Это сила трения, возникающая при движении катков мачты по направляющим. Обычно эта величина относительно мала по сравнению с весовыми нагрузками и может быть определена эмпирически или по справочным данным для аналогичных конструкций. Для простоты расчетов в курсовой работе часто принимается в диапазоне 0,005 — 0,01 от общей поднимаемой массы. Для нашего примера, допустим, Q_р = 500 Н.

Применение формулы:

Fпл = (30000 Н + 8000 Н + 500 Н) / (0,98 ⋅ 0,96)
Fпл = 38500 Н / 0,9408
Fпл ≈ 40922 Н

Таким образом, для подъема груза в заданных условиях необходимо усилие на плунжере гидроцилиндра около 40,9 кН. Этот результат является основой для дальнейшего выбора и расчета параметров самого гидроцилиндра.

2.3. Определение параметров гидроцилиндра подъема

После того как определено необходимое усилие на плунжере, можно перейти к выбору основных геометрических параметров гидроцилиндра, а именно его диаметра и хода. Эти параметры напрямую влияют на конструкцию, стоимость и эффективность работы механизма.

Исходные данные для примера расчета (гипотетические):

• Усилие на плунжере (F_пл): 40922 Н (из предыдущего расчета)
• Рабочее давление в системе (P_раб): 16 МПа = 16 ⋅ 10⁶ Па
  • Детализация: Типичное рабочее давление в гидросистемах вилочных погрузчиков обычно колеблется от 16 до 25 МПа. Выбор конкретного значения зависит от мощности насоса, типа используемых компонентов и требований к компактности системы. Для учебных целей часто принимают 16 МПа как базовое значение.
• Механический КПД гидроцилиндра (η_мех): 0,96 (по условию задачи)
• КПД пары шарнирных подшипников с густой смазкой (η_под): 0,94
  • Детализация: Этот коэффициент учитывает потери на трение в местах крепления гидроцилиндра. Для хорошо смазанных шарниров он достаточно высок.
• Число одновременно работающих гидроцилиндров (k): 1 (для центрального цилиндра подъема)

Формула для определения диаметра плунжера гидроцилиндра (d):

d = √((4 ⋅ Fпл) / (π ⋅ Pраб ⋅ ηмех ⋅ ηпод ⋅ k))

Применение формулы:

d = √((4 ⋅ 40922 Н) / (π ⋅ 16 ⋅ 106 ��а ⋅ 0,96 ⋅ 0,94 ⋅ 1))
d = √((163688 Н) / (π ⋅ 14476800 Па))
d = √((163688 Н) / (45479420 Па))
d = √(0,003600 м2)
d ≈ 0,060 м = 60 мм

Таким образом, требуемый диаметр плунжера гидроцилиндра составит приблизительно 60 мм. Полученное значение должно быть округлено до ближайшего стандартного диаметра гидроцилиндра, доступного на рынке, с небольшим запасом.

Определение хода плунжера:
Ход плунжера (H_пл) принимается равным половине максимальной высоты подъема груза (H) для системы с двукратным полиспастом.
Hпл = 0,5 ⋅ H
Детализация: Это предположение является ключевым для двухсекционных мачт, где механизм подъема вил обычно реализуется по схеме двукратного полиспаста. Если, например, максимальная высота подъема груза составляет 3000 мм, то ход плунжера будет 1500 мм. Для трехсекционных мачт, где часто используется схема с трехкратным полиспастом или комбинацией цилиндров, ход плунжера будет другим.

Эти расчеты позволяют не только выбрать подходящий гидроцилиндр, но и оценить объем гидробака, производительность насоса и другие параметры гидросистемы, обеспечивая ее эффективную и надежную работу.

2.4. Расчет поперечного сечения грузовых вил

Грузовые вилы являются одним из наиболее нагруженных элементов погрузчика, напрямую контактирующим с грузом. Их прочность критически важна для безопасности эксплуатации. Расчет вил выполняется на сложное сопротивление изгибу и растяжению, а наиболее опасным считается сечение у основания вил, где действуют максимальные напряжения.

Условия нагружения:
На вилы действуют две основные силы:

1. Сила растяжения (F_р): Возникает из-за веса груза, стремящегося «вытянуть» вилы.
   Fр = Qном ⋅ kдин
   где:
   • Q_ном — номинальная грузоподъемная сила (вес груза);
   • k_дин — коэффициент динамичности, учитывающий динамические нагрузки при подъеме и движении (обычно принимается k_дин = 1,2).
2. Изгибающий момент (M_изг): Возникает из-за того, что вес груза приложен на некотором расстоянии от основания вил.
   Mизг = Qном ⋅ Lцт
   где:
   • L_цт — расстояние от центра тяжести груза до опасного сечения у основания вил (фактически, это центр тяжести груза плюс расстояние от передней стенки вил до опасного сечения).

Исходные данные для примера расчета (гипотетические):

• Номинальная грузоподъемная сила (Q_ном): 25000 Н
• Коэффициент динамичности (k_дин): 1,2
• Расстояние от центра тяжести груза до опасного сечения (L_цт): 0,5 м (500 мм)
• Материал вил: сталь 40Х (предел текучести σ_Т ≈ 785 МПа = 785 ⋅ 10⁶ Па)
• Коэффициент запаса прочности (k_зап): 2,0 – 2,5 (для грузоподъемных механизмов)
  • Детализация: Выбор коэффициента запаса прочности зависит от требований нормативных документов и класса опасности механизма. Для вилочных погрузчиков он обычно лежит в диапазоне от 2 до 3.

Примерные расчеты:

• Сила растяжения:
  Fр = 25000 Н ⋅ 1,2 = 30000 Н
• Изгибающий момент:
  Mизг = 25000 Н ⋅ 0,5 м = 12500 Н⋅м

Для расчета напряжений необходимо знать геометрию поперечного сечения вил. Обычно вилы имеют прямоугольное или трапециевидное сечение. Предположим, что мы выбираем стандартное прямоугольное сечение шириной b и высотой h у основания.

• Площадь сечения (A):
  A = b ⋅ h
• Момент сопротивления сечения (W):
  Для прямоугольного сечения W = (b ⋅ h2) / 6

Напряжение в сечении вил (σ) определяется по формуле:

σ = (Fр / A) + (Mизг / W)

Это формула для нормальных напряжений при сложном изгибе с растяжением. Первая часть учитывает равномерное растягивающее напряжение, вторая – напряжение от изгиба.

Допускаемое напряжение (σ_доп):

σдоп = σТ / kзап

В нашем примере (при k_зап = 2,2):

σдоп = 785 ⋅ 106 Па / 2,2 ≈ 356,8 ⋅ 106 Па = 356,8 МПа

Проверка прочности:
Для обеспечения прочности необходимо, чтобы фактическое напряжение в сечении вил (σ) было меньше или равно допускаемому напряжению (σ_доп):

σ ≤ σдоп

Инженер должен подобрать размеры b и h таким образом, чтобы это условие выполнялось с необходимым запасом. Этот итерационный процесс может потребовать нескольких расчетов и проверки стандартных размеров вил. Современные подходы, такие как метод конечных элементов, позволяют более точно определить напряженно-деформированное состояние вил с учетом их реальной геометрии и распределения нагрузок.

3. Расчет механизма наклона грузоподъемника: Безопасность и точность позиционирования

Механизм наклона грузоподъемника, хоть и кажется второстепенным по сравнению с механизмом подъема, играет критически важную роль в обеспечении устойчивости погрузчика и безопасности транспортировки грузов. Его расчет – неотъемлемая часть курсового проекта.

3.1. Функциональное назначение и типовые углы наклона

На первый взгляд, функция механизма наклона может показаться неочевидной, но его значение трудно переоценить. Основное предназначение этого механизма — отклонение основной рамы грузоподъемника (мачты) вперед и назад. Это отклонение выполняет несколько жизненно важных функций:

• Увеличение продольной устойчивости при транспортировке: При движении погрузчика с грузом, особенно по неровной поверхности, существует риск раскачивания груза и потери устойчивости. Наклон мачты назад (обычно на угол 10-12 градусов) позволяет сместить центр тяжести груза ближе к передней оси погрузчика и внутрь его базы, что существенно уменьшает вылет груза и увеличивает противоопрокидывающий момент. Это как бы «прижимает» груз к погрузчику, делая его более стабильным.
• Безопасное позиционирование груза: Наклон мачты вперед (типичный угол 3-6 градусов) используется для точного размещения груза на стеллажах или на земле, а также для облегчения съема груза. Например, при штабелировании груза на высоте небольшой наклон вперед позволяет точно попасть вилами в паллету или осторожно опустить груз без задевания стеллажей.
• Предотвращение соскальзывания груза: При небольшом наклоне мачты назад груз надежно удерживается на вилах во время движения, что особенно актуально для грузов, склонных к скольжению.

Типовые углы наклона:

• Наклон вперед (α_вперед): Обычно составляет от 3 до 6 градусов. Этот угол достаточен для точного позиционирования и съема груза, но при этом минимизирует риск потери продольной устойчивости при работе с поднятым грузом.
• Наклон назад (α_назад): Чаще всего находится в диапазоне от 10 до 12 градусов. Такой угол обеспечивает максимальную продольную устойчивость при транспортировке груза, смещая его центр тяжести в наиболее безопасное положение.

Эти углы не являются случайными величинами, а тщательно рассчитываются и проверяются на этапе проектирования, чтобы обеспечить оптимальный баланс между функциональностью, производительностью и безопасностью погрузчика.

3.2. Расчет усилия по штокам гидроцилиндров наклона

Расчет усилий, действующих на штоки гидроцилиндров наклона грузоподъемника, имеет решающее значение для выбора правильных параметров этих цилиндров. Наибольшее усилие возникает в специфических, наиболее нагруженных условиях эксплуатации.

Условие наибольшего усилия:
Наиболее тяжелым случаем для расчета является обратный поворот (наклон назад) грузоподъемника с номинальным грузом, когда мачта предварительно наклонена вперед на предельный угол α. Этот сценарий требует максимального давления для преодоления опрокидывающего момента от груза, который в этот момент находится в наименее стабильном положении.

• Предельный угол наклона мачты вперед (α): Для возникновения наибольшего усилия по штоку цилиндров наклона обычно принимается 3-5 градусов. Это тот момент, когда груз максимально удален от точки опоры, создавая наибольший опрокидывающий момент.

Принципы расчета:
Расчет усилий основывается на принципах статики и моментов. Необходимо уравновесить моменты, создаваемые весом груза, весом элементов грузоподъемника и усилием, развиваемым гидроцилиндрами наклона.

Принимаемые положения для расчета:

• Центр тяжести груза (ЦТ_груза): По высоте находится на середине катков у подъемной каретки. По горизонтали – на расстоянии l от передней спинки вил.
  • Детализация: Расстояние ‘l’ соответствует стандартному центру нагрузки. Для погрузчиков грузоподъемностью до 4999 кг это обычно 500 мм, а для погрузчиков от 5 до 16 тонн — 600 мм. Это критический параметр, влияющий на плечо момента от груза.
• Центр тяжести каретки с вилами (ЦТ_{каретки}): Принимается на середине толщины спинки вил.
• Центр тяжести рам грузоподъемника вместе с цилиндром подъема (ЦТ_рам): Принимается на середине рам.

Параметры, учитываемые при расчете:

1. Вес груза (G_груза): Номинальная грузоподъемность по заданию.
2. Вес подъемной каретки с вилами (G_{каретки}).
3. Вес выдвижной рамы с плунжером цилиндра подъема и траверсы с роликами (G_{выдвижной рамы}).
4. Вес наружной рамы (G_{наружной рамы}).
5. Высоты от оси поворота грузоподъемника:
   • до центров тяжести груза (h_груза)
   • каретки с вилами (h_{каретки})
   • выдвижной рамы (h_{выдвижной рамы})
   • наружной рамы (h_{наружной рамы})
   • до оси крепления штока цилиндров наклона к наружной раме (h_{цилиндра}).
6. Расстояния от оси поворота грузоподъемника до соответствующих центров тяжести по горизонтали.

Для определения усилия по штокам цилиндров наклона используется уравнение равновесия моментов относительно оси поворота грузоподъемника. Это уравнение будет учитывать моменты, создаваемые весами всех элементов (груз, каретка, рамы), и момент, создаваемый усилием гидроцилиндров наклона.

Mопрокид = Mудерж
Σ (Gi ⋅ li) = Fнакл ⋅ Lнакл ⋅ cos(β)

Где:

• G_i — веса отдельных элементов (груз, каретка, рамы).
• l_i — плечо каждого веса относительно оси поворота грузоподъемника.
• F_накл — искомое усилие по штоку одного гидроцилиндра наклона.
• L_накл — плечо силы гидроцилиндра относительно оси поворота.
• β — угол между осью гидроцилиндра и перпендикуляром к плечу L_накл.

Решая это уравнение, можно найти требуемое усилие F_накл, которое и будет являться основой для выбора гидроцилиндров наклона.

3.3. Выбор и расчет гидроцилиндров наклона

После определения максимального усилия, действующего по штоку гидроцилиндров наклона, можно приступить к расчету их параметров. Методика во многом аналогична расчету гидроцилиндра подъема, но с учетом специфики действующих нагрузок и кинематики.

Основные параметры, подлежащие определению:

1. Диаметр плунжера (штока) гидроцилиндра (d_накл):
   Формула для определения диаметра плунжера остается аналогичной, но в качестве усилия (F_пл) будет использоваться максимальное усилие по штоку цилиндра наклона (F_накл), рассчитанное на предыдущем этапе.
   dнакл = √((4 ⋅ Fнакл) / (π ⋅ Pраб ⋅ ηмех ⋅ k))
   где:
   • F_накл — усилие на штоке цилиндра наклона.
   • P_раб — рабочее давление в системе (принимается то же, что и для механизма подъема, например, 16 МПа).
   • η_мех — механический КПД гидроцилиндра (принимается ≈ 0,96).
   • k — число одновременно работающих гидроцилиндров (для наклона обычно 2, поэтому усилие F_накл делится между ними). В формуле k должно отражать общее количество цилиндров, на которые распределяется нагрузка, или быть равным 1, если F_накл уже является нагрузкой на один цилиндр. Если F_накл — суммарное усилие, то k = 2.
2. Ход штока гидроцилиндра (H_накл):
   Ход штока определяется геометрией механизма наклона и требуемыми углами наклона грузоподъемника вперед и назад. Для его расчета необходимо использовать тригонометрические зависимости, исходя из длины штока, плеч крепления цилиндра и углов наклона.
   Hнакл = f(αвперед, αназад, Lкрепления)
   где L_{крепления} — расстояние между осями крепления гидроцилиндра к раме погрузчика и к мачте.
   Расчет хода осуществляется путем построения кинематической схемы механизма наклона и определения изменения длины гидроцилиндра при переходе от крайнего переднего положения к крайнему заднему.

Пример (гипотетический):
Пусть F_накл (усилие на один цилиндр) = 20000 Н.
P_раб = 16 МПа = 16 ⋅ 10⁶ Па
η_мех = 0,96
k = 1 (так как F_накл уже относится к одному цилиндру)

dнакл = √((4 ⋅ 20000 Н) / (π ⋅ 16 ⋅ 106 Па ⋅ 0,96 ⋅ 1))
dнакл = √((80000 Н) / (48254860 Па))
dнакл = √(0,001658 м2)
dнакл ≈ 0,0407 м = 40,7 мм

Таким образом, диаметр плунжера гидроцилиндра наклона составит около 41 мм. Так же, как и с цилиндром подъема, это значение округляется до стандартного.

Эти расчеты позволяют подобрать оптимальные по мощности и габаритам гидроцилиндры, обеспечивающие надежное и безопасное функционирование механизма наклона, что, в свою очередь, гарантирует стабильность груза и общую безопасность погрузчика.

3.4. Роль гидропривода в механизме наклона

Гидравлический привод является краеугольным камнем в конструкции современного вилочного погрузчика, обеспечивая не только подъем грузов, но и, что не менее важно, точное и безопасное управление механизмом наклона. Его преимущества делают его незаменимым решением для подъемно-транспортных машин.

Основные преимущества гидропривода в механизме наклона:

1. Плавность и точность движений: В отличие от механических систем, гидропривод обеспечивает абсолютно плавное и бесступенчатое изменение угла наклона мачты. Это критически важно для:
   • Безопасного позиционирования груза: Оператор может точно настроить угол наклона, минимизируя риск повреждения груза или стеллажей при штабелировании.
   • Предотвращения раскачивания груза: Резкие движения при наклоне могут вызвать раскачивание груза, что снижает устойчивость погрузчика. Гидравлика исключает такие рывки.
   • Работы в ограниченных пространствах: Точность движений позволяет эффективно работать в узких проходах и на ограниченных площадках.
2. Высокая удельная мощность и компактность: Гидропривод способен развивать значительные усилия при относительно небольших габаритах исполнительных механизмов (гидроцилиндров). Это позволяет интегрировать его в компактную конструкцию погрузчика без ущерба для его грузоподъемных характеристик.
3. Возможность работы в динамических режимах: Гидравлические системы легко адаптируются к изменяющимся нагрузкам, обеспечивая стабильную работу как с легкими, так и с тяжелыми грузами. Они способны выдерживать кратковременные перегрузки, возникающие при движении.
4. Защита системы от перегрузки: В гидравлических системах легко реализуются предохранительные клапаны, которые автоматически сбрасывают избыточное давление при превышении допустимой нагрузки. Это предотвращает повреждение компонентов механизма наклона, гидроцилиндров, мачты и других элементов, значительно повышая надежность и срок службы оборудования.
   • Детализация: Эта функция особенно важна при случайной перегрузке или ударе, когда груз создает чрезмерное давление в системе. Клапаны мгновенно реагируют, защищая дорогостоящие компоненты.
5. Эффективное использование мощности двигателя: Гидропривод позволяет эффективно передавать мощность от двигателя к исполнительным механизмам, минимизируя потери энергии.
6. Простота управления: Управление гидравлическими функциями осуществляется с помощью эргономичных рычагов или джойстиков, что делает работу оператора интуитивно понятной и менее утомительной.

Таким образом, гидропривод в механизме наклона грузоподъемника — это не просто способ перемещения мачты, а комплексное решение, которое лежит в основе безопасности, точности и эффективности работы вилочного погрузчика, позволяя ему эффективно справляться с самыми сложными логистическими задачами.

4. Тяговый расчет вилочного погрузчика: Оптимизация движения и производительности

Тяговый расчет вилочного погрузчика — это основополагающий элемент проектирования, который определяет способность машины двигаться, преодолевать сопротивления и развивать необходимую скорость. Он связывает мощность двигателя, параметры трансмиссии и условия эксплуатации в единую систему, направленную на оптимизацию производительности.

4.1. Определение эффективной и максимальной мощности двигателя

Сердцем любого самоходного погрузчика является двигатель, чья мощность должна быть тщательно рассчитана для обеспечения требуемых эксплуатационных характеристик. Эффективная мощность (N_e) — это та мощность, которая необходима для преодоления всех сил сопротивления движению на максимальной скорости.

Формула для определения эффективной мощности N_e:

Ne = (PТ ⋅ Vмакс) / (1321 ⋅ ηтр)

где:

• P_Т — тяговая сила на ведущих колесах, необходимая для преодоления сил сопротивления движению, Н. (Будет подробно рассмотрена в следующем разделе).
• V_макс — максимальная скорость движения погрузчика с грузом, км/ч.
  • Детализация: Максимальная скорость вилочных погрузчиков может достигать 20–25 км/ч на основных дорогах предприятия. Однако, для обеспечения безопасности, особенно в условиях склада, помещений и узких проездов, скорость движения строго ограничивается до 5 км/ч. Этот фактор должен учитываться при определении V_макс в зависимости от предполагаемого режима эксплуатации.
• η_тр — КПД трансмиссии погрузчика. Этот коэффициент учитывает потери мощности в элементах трансмиссии (коробка передач, мосты, карданные валы). Обычно принимается в диапазоне 0,85-0,87.
• 1321 — коэффициент перевода величин (из Н·км/ч в кВт).

Пример расчета N_e (гипотетические данные):
Предположим, P_Т = 15000 Н, V_макс = 20 км/ч, η_тр = 0,86.
Ne = (15000 Н ⋅ 20 км/ч) / (1321 ⋅ 0,86)
Ne = 300000 / 1136,06
Ne ≈ 264 кВт

Это эффективная мощность, необходимая для движения. Однако двигатель должен обладать некоторой избыточной мощностью для старта, ускорения и работы навесного оборудования. Поэтому, определяется максимальная мощность двигателя N_N.

Эмпирическая формула для максимальной мощности двигателя N_N (кВт):

NN = kx ⋅ ky ⋅ kz ⋅ nмакс

где:

• k_x, k_y, k_z — эмпирические коэффициенты, зависящие от типа двигателя, его конструкции и других характеристик. Для упрощенных расчетов в учебных целях часто принимаются равными 1 для бензиновых двигателей.
• n_макс — максимальная частота вращения коленчатого вала, об/мин.
  • Детализация: Для дизельных двигателей n_макс обычно составляет 3000-4000 об/мин, а для бензиновых — 2200-2800 об/мин.

Пример расчета N_N (гипотетические данные):
Для дизельного двигателя: k_x=1, k_y=1, k_z=1, n_макс = 3500 об/мин.
NN = 1 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 3500 = 3500 (это значение, конечно, не в кВт, а условное, используемое в эмпирической формуле для сопоставления. Реальная мощность будет определяться по каталогам, исходя из объема и типа двигателя).

В реальном проектировании, после определения требуемой N_e, выбирается двигатель из каталогов производителей с максимальной мощностью N_N, которая превышает N_e с определенным запасом (обычно на 15-25%), чтобы обеспечить запас на ускорение, работу гидравлики и эксплуатацию в сложных условиях.

4.2. Расчет тяговой силы на ведущих колесах

Тяговая сила на ведущих колесах (P_Т) является одной из ключевых величин в тяговом расчете. Она определяет способность погрузчика преодолевать различные сопротивления движению и обеспечивать требуемую динамику.

Формула для определения тяговой силы P_Т:

PТ = Gп ⋅ (ψс + i) + (kвр ⋅ j ⋅ Gсп)

где:

• G_п — неполный вес погрузчика (без учета веса каретки, выдвижной и наклонной рам), Н. Эта составляющая веса создает сопротивление качению и подъему.
• G_сп — масса снаряженного погрузчика, Н. Полная масса машины с грузом, участвующая в создании инерционных сил.
• ψ_с — коэффициент сопротивления качению колес погрузчика по покрытию дороги.
  • Детализация: Этот коэффициент существенно зависит от типа дорожного покрытия и типа шин. Для асфальтовых и бетонных покрытий с цельнолитыми шинами ψ_с обычно составляет 0,02-0,03. Для укатанного грунта или гравия с пневматическими шинами он может возрастать до 0,04-0,06. На мягких и рыхлых грунтах значение будет еще выше.
• i — величина уклона покрытия. Выражается в долях единицы (например, 10% уклон = 0,1).
  • Детализация: Максимальный преодолеваемый угол наклона (Gradeability) для погрузчика указывается в процентах. Например, для 2,5-тонного дизельного погрузчика Jungheinrich DFG 425 он может составлять до 35% (что эквивалентно примерно 19,3 градусам). При движении по склону с уклоном более 10% (≈ 5,7 градуса) полностью загруженный погрузчик должен двигаться грузом вверх для обеспечения устойчивости и безопасности, предотвращая опрокидывание.
• k_вр — коэффициент учета вращающихся масс. Учитывает инерцию вращающихся частей трансмиссии и колес. Для погрузчика k_вр = 0,04-0,05.
• j — поступательное ускорение погрузчика, м/с². Этот параметр характеризует динамические требования к машине. Обычно принимается в диапазоне 0,15-0,25 м/с².

Пример расчета P_Т (гипотетические данные):
Предположим:

• G_п = 40000 Н (4 тонны)
• G_сп = 60000 Н (6 тонн, с грузом)
• ψ_с = 0,03 (асфальт)
• i = 0,05 (уклон 5%)
• k_вр = 0,045
• j = 0,2 м/с²

PТ = 40000 Н ⋅ (0,03 + 0,05) + (0,045 ⋅ 0,2 м/с2 ⋅ 60000 Н)
PТ = 40000 Н ⋅ 0,08 + (0,009 ⋅ 60000 Н)
PТ = 3200 Н + 540 Н
PТ = 3740 Н

Таким образом, для движения погрузчика в заданных условиях на ведущих колесах требуется тяговая сила примерно 3740 Н. Это значение затем используется для определения необходимой мощности двигателя и выбора параметров трансмиссии.

4.3. Выбор параметров трансмиссии и построение характеристик

Трансмиссия — это связующее звено между двигателем и ведущими колесами, ответственное за передачу крутящего момента и изменение скорости движения. Её выбор и расчет параметров являются критически важными для оптимизации ходовых качеств погрузчика.

Основные типы трансмиссий:

1. Механическая трансмиссия со ступенчатой коробкой передач: Традиционный вариант, обеспечивающий высокую эффективность передачи мощности, но с дискретным изменением скорости и момента.
2. Гидрообъемная (гидростатическая) трансмиссия: Более современное и технологичное решение, предлагающее ряд существенных преимуществ.

Построение внешней скоростной характеристики двигателя:
Внешняя скоростная характеристика двигателя — это график зависимости крутящего момента (или мощности) двигателя от частоты вращения коленчатого вала при полностью открытой дроссельной заслонке (или максимальной подаче топлива для дизеля). Она позволяет определить оптимальный рабочий диапазон двигателя и его максимальные параметры.
Для построения характеристики используются данные производителя двигателя или эмпирические формулы, связывающие мощность, момент и частоту вращения. Например, мощность P = M ⋅ ω, где M — крутящий момент, ω — угловая скорость.
График обычно включает в себя:

• Линию крутящего момента, которая имеет максимум при средних оборотах.
• Линию мощности, которая продолжает расти после максимума момента и достигает своего пика при более высоких оборотах.

Построение динамической тяговой характеристики погрузчика:
Эта характеристика представляет собой зависимость тяговой силы на ведущих колесах от скорости движения погрузчика для каждой передачи (для ступенчатой трансмиссии) или в бесступенчатом режиме (для гидрообъемной). Для ее построения необходимо:

1. Определить передаточные числа трансмиссии.
2. Рассчитать тяговую силу на ведущих колесах для каждой передачи и скорости, учитывая параметры двигателя и КПД трансмиссии.
3. На этот же график наносятся линии сопротивления движению (основное сопротивление качению, сопротивление подъему на уклон), что позволяет определить, на какой скорости и на какой передаче погрузчик сможет преодолевать различные препятствия.

Преимущества гидрообъемной трансмиссии:

• Бесступенчатое регулирование скорости: Оператор может плавно изменять скорость движения в широком диапазоне без переключения передач. Это повышает комфорт, снижает утомляемость и позволяет точно маневрировать.
• Высокая маневренность: Плавность и точность управления скоростью и направлением движения (часто за счет реверсирования гидромотора) делают погрузчик очень маневренным, что критично в условиях склада.
• Плавное трогание и торможение: Отсутствие рывков при старте и остановке защищает груз от повреждений и снижает износ механических компонентов.
• Эффективное использование мощности двигателя: Гидрообъемная трансмиссия позволяет двигателю работать в оптимальном режиме по оборотам, что повышает его КПД и снижает расход топлива.
• Защита от перегрузок: Гидравлическая система естественным образом ограничивает крутящий момент, защищая двигатель и трансмиссию от чрезмерных нагрузок.

Таким образом, тяговый расчет позволяет не только подобрать двигатель и трансмиссию, но и предсказать поведение погрузчика в различных эксплуатационных условиях, обеспечивая его оптимальную производительность и безопасность.

5. Обеспечение устойчивости вилочного погрузчика: Нормативы и расчетные случаи

Устойчивость вилочного погрузчика — это не просто важный, а критически важный аспект его эксплуатации и проектирования. Погрузчик, как никакая другая машина, подвержен риску опрокидывания из-за постоянно меняющегося положения центра тяжести груза. Поэтому целью расчета устойчивости является определение таких конструктивных параметров, которые гарантируют его равновесие и предотвращают опрокидывание в самых разнообразных эксплуатационных условиях.

5.1. Теоретические основы устойчивости: Центр тяжести и треугольник устойчивости

Понимание принципов устойчивости начинается с двух фундаментальных понятий: центра тяжести (ЦТ) и треугольника устойчивости.

Центр тяжести (ЦТ):
ЦТ — это гипотетическая точка, в которой сосредоточена вся масса погрузчика и груза. Положение ЦТ постоянно меняется в зависимости от:

• Веса и положения груза: Подъем груза на высоту, его смещение вперед или наклон мачты — все это влияет на координаты ЦТ. Чем выше и дальше от центра погрузчика находится груз, тем выше и дальше смещается ЦТ.
• Конфигурации погрузчика: Положение мачты, наличие навесного оборудования, вес противовеса.
• Условий эксплуатации: Наклон поверхности, динамические нагрузки (ускорение, торможение, повороты).

Для обеспечения устойчивости проекция общего центра тяжести (погрузчик + груз) на землю должна всегда находиться внутри треугольника устойчивости. Если проекция ЦТ выходит за пределы этого треугольника, погрузчик теряет равновесие и опрокидывается.

Треугольник устойчивости:
Треугольник устойчивости — это воображаемый треугольник на опорной поверхности, образованный тремя точками опоры погрузчика на землю.

• У четырехопорных погрузчиков (наиболее распространенный тип) две точки находятся в центре пятен контакта передних колес с землей, а третья точка — в центре задней оси (то есть, это середина между задними колесами). В результате образуется достаточно широкий треугольник устойчивости, что обеспечивает высокую стабильность.
• У трехопорных электропогрузчиков (часто используются в ограниченных пространствах) точки опоры образуют меньший треугольник. Обычно это два передних колеса и одно центральное заднее колесо (или два близко расположенных колеса, образующие единую ось поворота).
  • Детализация: Размеры и форма треугольника устойчивости напрямую влияют на устойчивость погрузчика: чем больше площадь треугольника, тем выше устойчивость. У трехопорных погрузчиков треугольник устойчивости меньше, чем у четырехопорных, что делает их более маневренными, но и более подверженными опрокидыванию, особенно при работе с грузом на высоте или при резких маневрах.

Визуализация:
Представьте, что погрузчик стоит на ровной поверхности. Если провести линии от центральных точек контакта передних колес до центра задней оси, получится треугольник. Пока центр тяжести погрузчика с грузом находится внутри этого треугольника, машина будет устойчива.

Таким образом, задача инженера и оператора — постоянно контролировать положение центра тяжести и не допускать его выхода за пределы треугольника устойчивости, что является основой безопасной эксплуатации вилочного погрузчика.

5.2. Факторы, влияющие на устойчивость погрузчика

Устойчивость вилочного погрузчика — это динамическая характеристика, которая постоянно изменяется под воздействием множества факторов. Игнорирование любого из них может привести к потере контроля и аварии.

Конструктивные особенности:

1. Высота подъема груза: Подъем груза на большую высоту смещает общий центр тяжести погрузчика вверх. Это значительно уменьшает его устойчивость, поскольку увеличивается плечо опрокидывающего момента. Даже небольшой наклон или динамический толчок может привести к опрокидыванию.
2. Угол наклона грузоподъемника:
   • Наклон мачты вперед: Смещает общий центр тяжести погрузчика вперед, увеличивая нагрузку на переднюю ось и уменьшая продольную устойчивость. Это особенно опасно при работе с поднятым грузом.
   • Наклон мачты назад: Смещает центр тяжести назад, внутрь базы погрузчика, значительно увеличивая продольную устойчивость при транспортировке.
3. Типы применяемых шин:
   • Пневматические шины: Обеспечивают лучшую амортизацию и сцепление на неровных поверхностях, но из-за своей податливости могут вызвать дополнительное раскачивание и смещение ЦТ, особенно при резких маневрах.
   • Цельнолитые (суперэластик) шины: Более жесткие, обеспечивают лучшую устойчивость на ровных и твердых покрытиях, но передают больше вибраций на конструкцию и оператора, а также могут снижать сцепление на скользких поверхностях.
4. Подвеска: Большинство вилочных погрузчиков не имеют сложной подвески на ведущей оси (передней), что обеспечивает максимальную устойчивость при работе с грузом. Однако это делает их более чувствительными к неровностям. Задняя ось, отвечающая за рулевое управление, может иметь ограниченную подвеску для амортизации.

Динамические нагрузки и условия работы:

1. Скорость передвижения: При движении на высокой скорости даже небольшие неровности поверхности, резкое торможение или ускорение могут привести к значительному смещению центра тяжести и потере устойчивости.
   • Детализация: На поворотах возникает центробежная сила, которая стремится «вытолкнуть» погрузчик наружу поворота, смещая ЦТ к внешней стороне и увеличивая риск поперечного опрокидывания. Чем выше скорость и меньше радиус поворота, тем сильнее этот эффект.
2. Торможение и ускорение: Резкое торможение смещает ЦТ вперед, увеличивая нагрузку на переднюю ось. Резкое ускорение смещает ЦТ назад.
3. Неровности поверхности: Ямы, выбоины, уклоны, скользкие участки — все это вызывает динамические колебания погрузчика, смещая его ЦТ и уменьшая площадь опорного треугольника в динамике.
   • Детализация: При движении по уклону с грузом, погрузчик всегда должен двигаться грузом вверх, чтобы предотвратить опрокидывание, даже если это означает движение задним ходом.
4. Вес и распределение груза: Неравномерно расположенный или слишком тяжелый груз (превышающий остаточную грузоподъемность) является прямой причиной потери устойчивости.
5. Навесное оборудование: Установка дополнительного навесного оборудования (например, сайд-шифта, захватов для рулонов) изменяет собственный центр тяжести погрузчика и уменьшает его остаточную грузоподъемность, что требует пересчета устойчивости.

Понимание и учет этих факторов на этапе проектирования и в процессе эксплуатации являются залогом безопасной и эффективной работы вилочного погрузчика.

5.3. Нормативно-технические требования к устойчивости

Для обеспечения безопасности эксплуатации вилочных погрузчиков разработаны строгие нормативно-технические документы, которые регламентируют методы расчета и испытаний на устойчивость. Эти стандарты являются обязательными для производителей и служат основой для инженерного проектирования.

Ключевые стандарты и их интерпретация:

1. ГОСТ ISO 22915-1-2014 «Автопогрузчики промышленные. Проверка устойчивости. Часть 1. Общие положения»:
   • Детализация: Этот ГОСТ является идентичным международному стандарту ISO 22915-1:2008 и был введен в действие с 1 ноября 2015 года. Он устанавливает общие критерии основных испытаний и требования для проверки продольной, поперечной и динамической устойчивости промышленных погрузчиков. Важно отметить, что стандарт исключает те погрузчики, которые передвигаются по рельсам. Он охватывает широкий спектр условий испытаний, включая:
     • Испытания на статической продольной устойчивости (с грузом и без него).
     • Испытания на поперечной устойчивости при движении на уклоне.
     • Испытания на динамическую устойчивость при маневрировании (например, при поворотах).
   • Основная цель ГОСТ ISO 22915-1-2014 — обеспечить единообразие в методах оценки устойчивости по всему миру, что позволяет сравнивать характеристики погрузчиков различных производителей и гарантировать минимальный уровень безопасности.
2. ГОСТ Р 51354-99 (ИСО 3691-80) «Транспорт напольный безрельсовый. Общие требования безопасности»:
   • Детализация: Этот стандарт, введенный в 1999 году, устанавливает основные требования к безопасности конструкции, эксплуатации и техническому обслуживанию напольного безрельсового транспорта, к которому относятся и вилочные погрузчики. В части устойчивости он определяет:
     • Требования к минимально допустимому запасу устойчивости в различных режимах работы.
     • Методы испытаний для оценки устойчивости погрузчиков при работе с грузом и без него, на уклонах и при маневрировании.
     • Требования к маркировке погрузчиков, включающей информацию о грузоподъемности и диаграммах нагрузок, которые критически важны для безопасной эксплуатации.
   • ГОСТ Р 51354-99 направлен на предотвращение аварий и травматизма, устанавливая четкие правила и процедуры для обеспечения безопасности на всех этапах жизненного цикла погрузчика.
3. ГОСТ 24282-86 «Электропогрузчики. Общие технические условия»:
   • Детализация: Хотя этот ГОСТ был отменен, он представлял собой важный документ, устанавливающий общие технические требования к электропогрузчикам, включая требования к устойчивости при штабелировании и транспортировке грузов. Современные стандарты, такие как ГОСТ ISO 22915-1-2014, являются более актуальными и всеобъемлющими.

Соблюдение этих нормативно-технических требований является не только юридической обязанностью, но и фундаментальным принципом инженерной этики. Только при строгом следовании стандартам можно гарантировать безопасность оператора, сохранность груза и надежную работу оборудования.

5.4. Расчет погрузчика на продольную и поперечную устойчивость

Расчет устойчивости вилочного погрузчика — это многогранный процесс, который должен учитывать различные эксплуатационные сценарии. Цель состоит в том, чтобы убедиться, что машина сохраняет равновесие даже в наиболее неблагоприятных условиях.

1. Расчет на продольную устойчивость:
Продольная устойчивость характеризует способность погрузчика не опрокидываться вперед или назад. Она проверяется в нескольких ключевых случаях:

• Случай 1: Погрузчик с поднятым на полную высоту номинальным грузом и максимально отклоненным вперед грузоподъемником, стоящий на горизонтальной площадке.
  • Этот случай считается наиболее тяжелым для продольной устойчивости при штабелировании груза. Он моделирует ситуацию, когда оператор пытается установить груз на стеллаж на максимальной высоте, и мачта наклонена вперед для точного позиционирования. В этот момент центр тяжести груза максимально удален от передней оси погрузчика.
  • Учет дополнительных факторов: Необходимо учитывать не только геометрическое положение груза, но и дополнительный наклон грузоподъемника вперед из-за посадки переднего моста и упругой деформации элементов конструкции (шин, рамы, мачты). Эти деформации, хоть и кажутся незначительными, могут сместить центр тяжести груза еще дальше вперед, уменьшая запас устойчивости.
  • Методика расчета: Рассчитываются два момента относительно оси опрокидывания (обычно проходящей через центры контакта передних колес с землей):
    • Опрокидывающий момент (M_опр): Создается весом груза (W) и его плечом (l_г) относительно оси опрокидывания.
      Mопр = W ⋅ lг
    • Удерживающий момент (M_уд): Создается весом самого погрузчика без груза (G_погр) и его плечом (l_п) относительно той же оси.
      Mуд = Gпогр ⋅ lп
  • Коэффициент продольной устойчивости (k_пр):
    kпр = Mуд / Mопр
  • Для обеспечения устойчивости k_пр должен быть больше минимально допустимого значения, которое обычно составляет не менее 1,3 (или 30% запаса).
    • Детализация: Запас продольной устойчивости в 30% (то есть k_пр ≥ 1,3) является общепринятым минимальным требованием для обеспечения безопасности. Например, для бензиновых погрузчиков TCM с грузоподъемностью 1.5 тонны этот показатель превышает 30% или 17 градусов. Этот запас необходим из-за постоянного возникновения дополнительных динамических нагрузок (резкое торможение, раскачка на неровностях, небольшие удары).
• Другие случаи продольной устойчивости:
  • Движение без груза по уклону (проверка устойчивости от опрокидывания назад).
  • Движение с грузом по уклону (грузом вверх).
  • Торможение с грузом.

2. Расчет на поперечную устойчивость:
Поперечная устойчивость характеризует способность погрузчика не опрокидываться на бок. Она особенно важна при поворотах, движении по неровной поверхности или уклонам.

• Случай 1: Движение погрузчика с грузом по уклону или на повороте.
  • Опрокидывающий момент (M_опр): В этом случае он создается компонентом веса груза и погрузчика, действующим перпендикулярно плоскости опоры, а также центробежной силой на поворотах.
  • Удерживающий момент (M_уд): Создается оставшимся компонентом веса погрузчика и груза относительно оси опрокидывания (проходящей через колеса на стороне, противоположной опрокидыванию).
  • Коэффициент поперечной устойчивости (k_поп):
    kпоп = Mуд / Mопр
  • Минимально допустимое значение k_поп также регламентируется стандартами и обычно составляет не менее 1,1 — 1,2.

Пример (гипотетический): Расчет опрокидывающего момента:
Предположим, вес груза W = 25000 Н, расстояние от центра тяжести груза до оси опрокидывания d = 1,2 м.
Момент опрокидывания (M) = W ⋅ d = 25000 Н ⋅ 1,2 м = 30000 Н⋅м.
Если удерживающий момент M_уд = 40000 Н⋅м, то запас устойчивости будет:
kпр = 40000 Н⋅м / 30000 Н⋅м ≈ 1,33, что соответствует требуемому запасу в 33%.

Выполнение этих расчетов с учетом всех нормативных требований позволяет убедиться, что спроектированный погрузчик будет безопасен в эксплуатации, минимизируя риск опрокидывания и обеспечивая сохранность груза.

6. Современные подходы и программные средства в проектировании вилочных погрузчиков

Эволюция инженерной мысли и стремительное развитие информационных технологий кардинально изменили подходы к проектированию подъемно-транспортных машин. От классических расчетов на бумаге мы перешли к интегрированным системам, которые не только повышают точность и скорость проектирования, но и открывают новые горизонты для оптимизации и создания интеллектуальных машин.

6.1. Применение метода конечных элементов (МКЭ) в расчетах

В современном машиностроении метод конечных элементов (МКЭ) стал стандартом де-факто для анализа прочности и жесткости сложных конструкций. Вилочные погрузчики, с их массивными металлоконструкциями (рама, мачта, вилы) и многочисленными сварными соединениями, являются идеальным объектом для применения МКЭ.

Принципы МКЭ:
МКЭ основан на дискретизации (разбиении) сложной непрерывной конструкции на множество простых, небольших элементов (конечных элементов), соединенных в узловых точках. Для каждого элемента составляются уравнения равновесия, а затем они собираются в общую систему уравнений для всей конструкции. Решение этой системы позволяет определить перемещения в узлах, а затем напряжения и деформации в каждом элементе.

Преимущества МКЭ:

1. Высокая точность расчетов: Позволяет получить детальное распределение напряжений и деформаций по всей конструкции, выявляя концентраторы напряжений, которые трудно обнаружить классическими методами.
2. Моделирование сложных нагружений: С помощью МКЭ можно анализировать не только статические нагрузки, но и динамические (удары, вибрации), температурные воздействия, усталостную прочность, а также комбинированные режимы работы.
3. Оптимизация геометрии и материалов: Инженеры могут экспериментировать с различными формами, толщинами стенок, типами материалов и сварных соединений, чтобы оптимизировать конструкцию по весу, прочности и стоимости еще на этапе виртуального прототипирования.
4. Сокращение сроков и стоимости разработки: Благодаря МКЭ количество физических прототипов и натурных испытаний значительно сокращается, что экономит время и ресурсы.
5. Анализ сварных соединений: Позволяет оценить напряженно-деформированное состояние в зоне сварных швов, что критически важно для долговечности конструкции.

Примеры используемых программных комплексов:

• NX Nastran: Мощный универсальный комплекс для структурного анализа, широко применяемый в аэрокосмической, автомобильной и машиностроительной отраслях.
• Ansys: Еще один ведущий пакет для инженерного моделирования, предлагающий широкий спектр физических анализов.
• SolidWorks Simulation: Интегрированный в CAD-систему SolidWorks инструмент, облегчающий проведение расчетов для конструкторов.
• Компас-3D (с модулями APM Civil Engineering или APM FEM): Отечественные системы, которые интегрируют расчетные возможности МКЭ в привычную среду проектирования.
• Специализированные комплексы МГТУ им. Н.Э. Баумана: Разрабатываемые в ведущих технических вузах комплексы часто ориентированы на специфические задачи и могут предлагать уникальные методики расчета.

Использование МКЭ позволяет не только подтвердить надежность конструкции, рассчитанной классическими методами, но и выявить потенциальные слабые места, оптимизировать дизайн и значительно повысить безопасность и долговечность вилочных погрузчиков.

6.2. Инновационные системы повышения устойчивости и безопасности

Современный вилочный погрузчик – это не просто набор механизмов, а сложная мехатронная система, где электроника играет ключевую роль в повышении безопасности и устойчивости. Инновационные системы на основе датчиков и микропроцессоров активно вмешиваются в работу машины, предотвращая опасные ситуации.

Примеры электронных систем повышения устойчивости и безопасности:

1. Системы автоматической стабилизации (SAS — System of Active Stability) или аналогичные:
   • Эти системы постоянно мониторят множество параметров: положение мачты, скорость движения, угол поворота колес, вес груза, угол наклона погрузчика.
   • При обнаружении потенциально опасной ситуации (например, слишком быстрый поворот с поднятым грузом, чрезмерный наклон мачты) электроника автоматически корректирует положение мачты (например, отклоняет ее назад), ограничивает скорость движения или даже принудительно замедляет погрузчик.
   • Некоторые системы могут блокировать или ограничивать функции подъема/наклона, если ЦТ груза находится в опасной зоне.
2. Системы ограничения скорости:
   • При поднятом грузе: Автоматически снижают максимальную скорость движения погрузчика, когда груз поднят выше определенного уровня, что предотвращает потерю устойчивости.
   • При поворотах: Адаптивно регулируют скорость в зависимости от угла поворота руля и массы груза, минимизируя риск поперечного опрокидывания.
3. Системы контроля веса груза и предупреждения о перегрузке:
   • Встроенные датчики давления в гидравлической системе или тензодатчики на вилах постоянно измеряют фактический вес груза.
   • При превышении номинальной или остаточной грузоподъемности система издает звуковые и визуальные предупреждения для оператора, а также может блокировать функции подъема, предотвращая опасную перегрузку.
4. Системы контроля положения груза:
   • Некоторые продвинутые системы могут отслеживать не только вес, но и фактическое положение центра тяжести груза на вилах, сравнивая его с диаграммой грузоподъемности и выдавая предупреждения или ограничения.
5. Системы защиты оператора:
   • Включают датчики присутствия оператора (OPS), которые отключают функции погрузчика при отсутствии водителя на рабочем месте.
   • Системы контроля ремня безопасности, которые могут ограничивать скорость или функции, если ремень не пристегнут.

Инженерное обоснование:
Эти системы не заменяют тщательные механические и гидравлические расчеты, а дополняют их, обеспечивая дополнительный уровень безопасности за счет активного управления и мониторинга. Они основаны на сложных алгоритмах, которые обрабатывают данные от множества датчиков в режиме реального времени. Проектирование таких систем требует компетенций в электронике, программировании и теории автоматического управления, что является одним из наиболее быстро развивающихся направлений в современном машиностроении. Их внедрение существенно снижает вероятность ошибок, связанных с человеческим фактором, и значительно повышает общую безопасность эксплуатации погрузчиков.

6.3. Автоматизированные и беспилотные погрузчики (AGV)

Следующим шагом в эволюции вилочных погрузчиков является их автоматизация. Концепция автоматизированных систем управления и беспилотного транспорта уже не является фантастикой, а активно внедряется в современную складскую логистику, обещая революционное повышение производительности и эффективности.

Типы автоматизированных погрузчиков:

1. Безлюдные погрузчики (AGV – Automated Guided Vehicles):
   • Полностью автономные машины, способные перемещаться по заранее заданным маршрутам, выполнять подъем/опускание грузов и штабелирование без участия человека.
   • Ориентируются в пространстве с помощью различных технологий: магнитных лент, лазерной навигации (LIDAR), QR-кодов, GPS/SLAM (одновременная локализация и построение карты).
   • Часто интегрированы в общую систему управления складом (WMS – Warehouse Management System).
2. Коллаборативные роботы (Cobots):
   • Представляют собой погрузчики, способные работать в непосредственной близости от человека, безопасно взаимодействуя с ним.
   • Оснащены продвинутыми системами датчиков и искусственного интеллекта для обнаружения препятствий и людей, а также для адаптации своего поведения.

Преимущества автоматизации:

• Повышение производительности: AGV могут работать 24/7 без перерывов на обед, смены или усталость, что значительно увеличивает общую пропускную способность склада. Оптимизация маршрутов и отсутствие ошибок, связанных с человеческим фактором, позволяют сократить время выполнения операций.
• Снижение эксплуатационных расходов: Автоматизация позволяет сократить затраты на оплату труда операторов (до 20-30%), обучение персонала, а также минимизировать расходы на повреждения оборудования и грузов, вызванные человеческими ошибками.
• Повышение безопасности: AGV оснащены многочисленными датчиками и системами безопасности (экстренное торможение, обнаружение препятствий), что снижает риск аварий. Они следуют строго заданным маршрутам, исключая хаотичное движение.
• Оптимизация использования пространства: Точное маневрирование и предсказуемость движений позволяют использовать складское пространство более плотно, в том числе за счет более узких проходов.
• Улучшение отслеживаемости и инвентаризации: Интеграция с WMS позволяет точно отслеживать каждый перемещаемый груз, что повышает точность инвентаризации.
• Снижение ошибок: Автоматизированные системы исключают человеческие ошибки при выборе груза, маршрута или места размещения.

Инженерные вызовы и перспективы:
Проектирование беспилотных погрузчиков требует глубоких знаний в робототехнике, искусственном интеллекте, сенсорике, системах связи и кибербезопасности. Это открывает перед инженерами новые возможности для разработки алгоритмов навигации, систем распознавания образов, оптимизации взаимодействия между роботами и людьми. В будущем автоматизированные погрузчики станут стандартом для высокоэффективных и безопасных складских операций.

6.4. Дополнительные опции и их инженерное значение

Современные вилочные погрузчики часто оснащаются целым рядом дополнительных опций, которые не только повышают комфорт оператора, но и значительно расширяют функциональность машины, оптимизируют рабочие процессы и повышают безопасность. Каждая такая опция имеет под собой серьезное инженерное обоснование.

1. Свободный ход мачты (Full Free Lift):
   • Назначение: Позволяет поднимать вилы с грузом на определенную высоту (стандартно до 150-200 мм, специальный свободный ход может превышать 190 мм) без выдвижения всех секций мачты. Только после исчерпания свободного хода начинают выдвигаться остальные секции.
   • Инженерное значение: Незаменимая опция для работы в ограниченных по высоте пространствах, таких как:
     • Внутри вагонов, контейнеров или грузовых прицепов.
     • В помещениях с низкими потолками.
     • При проезде через дверные проемы.
   • Технически: Реализуется с помощью специальной кинематической схемы механизма подъема, где каретка с вилами может перемещаться по внутренней секции мачты независимо от ее выдвижения. Требует дополнительного гидроцилиндра (или двух) меньшего диаметра, работающего только на свободный ход, или более сложной схемы основного цилиндра.
2. Сайд-шифт (боковое смещение, Side Shift):
   • Назначение: Навесное устройство, которое позволяет смещать вилы влево или вправо (обычно на 100-160 мм) относительно центральной оси погрузчика без необходимости маневрирования всей машиной.
   • Инженерное значение:
     • Упрощает точное позиционирование груза: Оператору не нужно совершать мелкие маневры всего погрузчика для выравнивания груза, что особенно полезно при работе с длинномерными грузами или в узких проходах.
     • Сокращает количество маневров: Уменьшает время цикла работы, повышая производительность.
     • Повышает безопасность: Снижает риск столкновений со стеллажами или другими объектами, так как нет необходимости в излишнем перемещении погрузчика.
     • Технически: Представляет собой гидравлический механизм, устанавливаемый на каретку, с собственным гидроцилиндром, подключенным к основной гидросистеме погрузчика.
3. Сдвоенные передние колеса:
   • Назначение: Установка двух колес вместо одного на каждом конце передней (ведущей) оси.
   • Инженерное значение:
     • Повышение устойчивости: Увеличивают площадь опоры погрузчика, особенно поперечную устойчивость, что критически важно при работе с тяжелыми и громоздкими грузами.
     • Улучшение проходимости: Распределяют нагрузку на большую площадь, снижая давление на грунт. Это особенно полезно на неровных, мягких или скользких покрытиях.
     • Снижение нагрузки на грунт: Предотвращают повреждение напольных покрытий и грунтовых дорог.
     • Повышение остаточной грузоподъемности: За счет улучшения устойчивости и распределения нагрузки, сдвоенные колеса могут незначительно увеличить допустимую остаточную грузоподъемность.
     • Технически: Требуют усиленного ведущего моста, измененной ступицы и, возможно, более широкой колеи.
4. Кабина с обогревом: Повышает комфорт оператора при работе в холодных условиях, снижая утомляемость и повышая концентрацию.
5. Системы автоматического долива воды: Для аккумуляторных электропогрузчиков, упрощает обслуживание и продлевает срок службы батарей.
6. Газовое оборудование (LPG): Позволяет использовать сжиженный газ в качестве топлива, что экономичнее бензина и снижает уровень вредных выбросов.

Эти опции позволяют адаптировать погрузчик под конкретные производственные нужды, значительно повышая его универсальность, эффективность и безопасность.

6.5. Расчет энергопотребления для электрических погрузчиков

В эпоху электрификации и стремления к снижению выбросов, электрические вилочные погрузчики становятся все более востребованными. Однако их эффективная эксплуатация напрямую зависит от понимания и расчета энергопотребления и, как следствие, времени работы аккумуляторной батареи. Этот расчет критически важен для планирования смен, выбора батарей и зарядных устройств.

Основные факторы, влияющие на энергопотребление электрического погрузчика:

1. Интенсивность работы (режим эксплуатации):
   • Легкий режим: Перемещение легких грузов на небольшие расстояния, минимальный подъем.
   • Средний режим: Стандартная работа с номинальными грузами, умеренные расстояния, регулярный подъем.
   • Тяжелый режим: Перемещение тяжелых грузов на большие расстояния, частый подъем на максимальную высоту, работа на уклонах, интенсивное маневрирование. Очевидно, что чем интенсивнее режим, тем выше энергопотребление.
2. Тип и вес груза: Тяжелые грузы требуют больше энергии для подъема и перемещения из-за увеличения сил инерции и сопротивления.
3. Высота подъема: Подъем груза на большую высоту требует значительных затрат энергии гидравлической системы.
4. Состояние дорожного покрытия: Неровные поверхности, уклоны или мягкий грунт увеличивают сопротивление качению, что требует больше энергии для движения.
5. Температура окружающей среды: В условиях низких температур снижается эффективность аккумуляторной батареи (ее фактическая емкость уменьшается), а также увеличиваются потери энергии на обогрев (если есть).
6. Тип и емкость аккумуляторной батареи: Емкость батареи (измеряется в Ач или кВт·ч) напрямую определяет количество доступной энергии. Тип батареи (свинцово-кислотные, литий-ионные) влияет на ее эффективность, скорость разряда и количество циклов заряд-разряд.

Методика оценки энергопотребления:
Расчет энергопотребления обычно основывается на данных производителя и эмпирических формулах, учитывающих вышеперечисленные факторы. Общий подход может включать:

1. Определение энергозатрат на перемещение:
   Eдвиж = FТ ⋅ L / ηдвиж
   где F_Т — тяговая сила, L — пройденное расстояние, η_движ — КПД системы привода движения.
2. Определение энергозатрат на подъем/опускание груза:
   Eпод = (Gгруза ⋅ H) / ηпод
   где G_груза — вес груза, H — высота подъема, η_под — КПД гидравлической системы подъема.
3. Определение энергозатрат на работу дополнительных систем (наклона, освещения, электроники): Эти затраты обычно незначительны по сравнению с движением и подъемом, но могут быть учтены как процент от основных энергозатрат.

Суммируя эти компоненты, можно получить общее энергопотребление за определенный период работы (например, за час):
Eобщ = Eдвиж + Eпод + Eдоп

Время работы аккумуляторной батареи (T_раб):

Tраб = (Eбатареи ⋅ DoD ⋅ ηбатареи) / Eобщ(час)

где:

• E_{батареи} — номинальная емкость батареи (кВт·ч).
• DoD (Depth of Discharge) — допустимая глубина разряда батареи (например, 80% для свинцово-кислотных, 90-100% для литий-ионных).
• η_{батареи} — КПД самой батареи.
• E_{общ(час)} — общее энергопотребление в час.

Пример (гипотетический):
Пусть E_{батареи} = 48 кВт·ч, DoD = 0,8, η_{батареи} = 0,9.
E_{общ(час)} = 10 кВт/ч (для среднего режима работы).
Tраб = (48 кВт·ч ⋅ 0,8 ⋅ 0,9) / 10 кВт/ч = 34,56 / 10 = 3,456 часа.

Таким образом, погрузчик проработает около 3,4-3,5 часа до необходимости подзарядки. Этот расчет позволяет эффективно планировать логистические операции и поддерживать бесперебойную работу склада.

Заключение

Выполнение курсовой работы по инженерному расчету вилочного погрузчика — это не просто академическое упражнение, а фундаментальный шаг в подготовке квалифицированного инженера. Данное методическое руководство, шаг за шагом раскрывающее все аспекты проектирования и анализа, подтверждает важность комплексного подхода к созданию подъемно-транспортных машин.

Мы начали с критически важного этапа выбора аналога, показав, как грузоподъемность, высота подъема, тип двигателя и условия эксплуатации формируют основу для всех последующих решений. Детальный анализ диаграмм грузоподъемности и понимание влияния центра тяжести груза на устойчивость подчеркивают необходимость глубокого погружения в эксплуатационные нюансы.

Расчет механизмов подъема и наклона груза продемонстрировал тесную связь между механикой, гидравликой и прочностным анализом. От определения усилия на плунжере гидроцилиндра до расчета поперечного сечения грузовых вил — каждый этап требует точности и учета динамических факторов. Роль гидропривода, обеспечивающего плавность, точность и безопасность, была особо выделена, подтверждая его незаменимость в современных конструкциях.

Тяговый расчет, охватывающий выбор двигателя, параметры трансмиссии и анализ динамических характеристик, раскрыл, как теоретические формулы трансформируются в реальные показатели производительности и преодолеваемые сопротивления, включая движение на уклонах и работу на различных покрытиях.

Особое внимание было уделено обеспечению устойчивости погрузчика — аспекту, который напрямую влияет на безопасность персонала и сохранность грузов. Разбор понятий центра тяжести и треугольника устойчивости, анализ влияющих факторов и обращение к актуальным нормативно-техническим документам (ГОСТ ISO 22915-1-2014, ГОСТ Р 51354-99) подчеркнули строгость требований к проектированию безопасной техники. Расчеты на продольную и поперечную устойчивость, с учетом наиболее тяжелых эксплуатационных случаев и необходимого запаса, являются кульминацией этого раздела.

Наконец, мы заглянули в будущее, рассмотрев современные подходы и программные средства. Применение метода конечных элементов (МКЭ) для анализа напряженно-деформированного состояния, внедрение инновационных электронных систем повышения устойчивости (SAS), развитие автоматизированных и беспилотных погрузчиков (AGV), а также инженерное обоснование дополнительных опций — все это указывает на стремительное развитие отрасли. Расчет энергопотребления для электрических погрузчиков показал, как инженерные расчеты адаптируются к новым технологиям и требованиям устойчивого развития.

Таким образом, цели и задачи курсовой работы по инженерному расчету вилочного погрузчика полностью достигнуты. Студент получает не только набор формул, но и глубокое понимание принципов работы, методик расчета и современных тенденций в проектировании подъемно-транспортных машин. Только комплексный подход, сочетающий классические инженерные знания с передовыми технологиями и актуальными стандартами, позволяет создавать высокоэффективную, безопасную и надежную технику, отвечающую вызовам современного производства и логистики.

Список использованной литературы

1. Александров, М.П. Подъёмно-транспортные машины : учебник. 1985.
2. Лагерев, И.А. Подъемно-транспортные машины: расчет металлических конструкций методом конечных элементов : учебное пособие для СПО. 2-е изд., пер. и доп.
3. Кондратьев, П.С. Расчет механизмов вилочного погрузчика : методические указания. Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2005. 31 с.
4. Мачульский, И.И. Погрузочно-разгрузочные машины : учебник для вузов ж/д транспорта. Желдориздат, 2000. 476 с.
5. Каверзин, С.В. Курсовое и дипломное проектирование по гидроприводу самоходных машин. Красноярск : Производственно-издательский комбинат «Офсет», 1997. 382 с.
6. Ридель, Э.И. Погрузочно-разгрузочные машины на железнодорожном транспорте : учебник для техникумов. М. : Транспорт, 1978. 383 с.
7. ГОСТ ISO 22915-1-2014. Автопогрузчики промышленные. Проверка устойчивости.
8. ГОСТ Р 51354-99 (ИСО 3691-80). Транспорт напольный безрельсовый.
9. Расчет энергопотребления электрического погрузчика на примере GROS CPD15. URL: https://sklad.ru/blog/raschet-energopotrebleniya-elektricheskogo-pogruzchika-na-primere-gros-cpd15/ (дата обращения: 31.10.2025).
10. Как выбрать вилочный погрузчик: 7 критериев выбора. URL: https://trf.ru/articles/kak-vybrat-vilochnyj-pogruzchik-7-kriteriev-vybora/ (дата обращения: 31.10.2025).
11. Расчёт механизмов погрузчика. URL: https://kursak.info/raschyot-mexanizmov-pogruzchika/ (дата обращения: 31.10.2025).
12. Как выбрать вилочный погрузчик: 5 важных критериев. URL: https://www.shtabeler.ru/articles/kak-vybrat-vilochny-y-pogruzchik-5-vazhny-kh-kriteriev/ (дата обращения: 31.10.2025).
13. Выбираем новый погрузчик правильно. Полный гайд по вилочным погрузчикам. URL: https://madlift.ru/blog/vybiraem-novyj-pogruzchik-pravilno-polnyy-gayd-po-vilochnym-pogruzchikam/ (дата обращения: 31.10.2025).
14. Критерии выбора вилочного погрузчика для склада и производства. URL: https://novyi-vilochyi.ru/stati/kriterii-vybora-vilochnogo-pogruzchika-dlya-sklada-i-proizvodstva/ (дата обращения: 31.10.2025).
15. Расчет гидроцилиндра подъёма груза. URL: https://transportpath.ru/vilo-pogruzchik-mtz-80/raschet-gidrocilindra-podema-gruza.html (дата обращения: 31.10.2025).
16. Тяговый расчет погрузчика, Определение мощности и построение внешней скоростной характеристики двигателя. URL: https://studbooks.net/839185/tehnika/tyagovyy_raschet_pogruzchika (дата обращения: 31.10.2025).
17. Расчет механизма подъема груза вилочного погрузчика. URL: https://transportpath.ru/raschet-mexanizma-podema-gruza-vilochnogo-pogruzchika.html (дата обращения: 31.10.2025).
18. Гидроцилиндр вилочного погрузчика. URL: https://www.stms.ru/gidrocilindry/gidrocilindr-vilochnogo-pogruzchika/ (дата обращения: 31.10.2025).
19. Методы расчета на устойчивость и нормативы испытаний вилочных погрузчиков. URL: https://stroy-mash.ru/transport/metody-rascheta-na-ustojchivost-i-normativy-ispytanij-vilochnyx-pogruzchikov.html (дата обращения: 31.10.2025).
20. Устойчивость и маневренность вилочного погрузчика. URL: https://minispec.ru/ustojchivost-i-manevrennost-vilochnogo-pogruzchika/ (дата обращения: 31.10.2025).
21. 6 полезных опций для вилочного погрузчика, которые помогают оптимизировать работу. URL: https://mag.technosnab.com/6-poleznyx-opcij-dlya-vilochnogo-pogruzchika-kotorye-pomogayut-optimizirovat-rabotu/ (дата обращения: 31.10.2025).
22. Мощность вилочного погрузчика и краткий обзор современных моделей. URL: https://cto-tlt.ru/blog/moshhnost-vilochnogo-pogruzchika-i-kratkij-obzor-sovremennyx-modelej/ (дата обращения: 31.10.2025).
23. Расчет автопогрузчика на устойчивость. URL: https://transportpath.ru/mexanizmy-vilochnogo-pogruzchika/raschet-avtopogruzchika-na-ustojchivost.html (дата обращения: 31.10.2025).
24. Вилочный погрузчик. Курсовая работа. URL: https://chertezh.ru/proekty-po-disciplinam/pogruzochno-razgruzochnye-mashiny/vilochnyj-pogruzchik-kursovaya-rabota (дата обращения: 31.10.2025).
25. 9.1.2 Расчет гидроцилиндра подъёма груза. URL: https://works.doklad.ru/view/n2Bf0D2xR9Q/2.html (дата обращения: 31.10.2025).
26. Расчет гидроцилиндра подъёма груза. URL: https://kazedu.com/referat/32487 (дата обращения: 31.10.2025).
27. Ключевые аспекты устойчивости вилочного погрузчика. URL: https://tcm-forklift.ru/articles/klyuchevye-aspekty-ustoychivosti-vilochnogo-pogruzchika/ (дата обращения: 31.10.2025).
28. Продольная устойчивость вилочного погрузчика и штабелёра. URL: https://shtabeler-pogruzchik.ru/articles/prodolnaya-ustoychivost-vilochnogo-pogruzchika-i-shtabelera (дата обращения: 31.10.2025).
29. Как выбрать вилочный погрузчик: советы от экспертов. URL: https://sa1.ru/articles/kak-vybrat-vilochnyy-pogruzchik-sovety-ot-ekspertov-27122023/ (дата обращения: 31.10.2025).
30. СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИНОВНОСТИ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВИЛОЧНОГО ПОГРУЗЧИКА. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sposob-povysheniya-effektivnosti-i-proizvoditelnosti-vilochnogo-pogruzchika (дата обращения: 31.10.2025).
31. Расчет вилочного погрузчика, Детали машин. Курсовая работа. URL: https://referatbooks.ru/raschet-vilochnogo-pogruzchika-detali-mashin-kursovaya-rabota/ (дата обращения: 31.10.2025).
32. Повышение эффективности и безопасности: инновации в технологии вилочных погрузчиков. URL: https://ru.clb-forklift.com/news/enhancing-efficiency-and-safety-innovations-in-29267926.html (дата обращения: 31.10.2025).
33. Расчет автопогрузчика на устойчивость, Расчет погрузчика на продольную устойчивость, Расчет погрузчика на поперечную устойчивость. URL: https://studbooks.net/839185/tehnika/raschet_avtopogruzchika_ustoychivost (дата обращения: 31.10.2025).
34. Нормы безопасности при использовании вилочных погрузчиков. URL: https://ru.sklad-spec.com/blog/safety-standards-for-forklifts (дата обращения: 31.10.2025).
35. Модернизация вилочного авто-погрузчика с целью повышения эксплуатационных свойств. URL: https://kursak.info/modernizaciya-vilochnogo-avtopogruzchika-s-celyu-povysheniya-ekspluatacionnyx-svojstv/ (дата обращения: 31.10.2025).
36. ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ВИЛОЧНЫХ ПОГРУЗЧИКОВ. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-razvitiya-vilochnyh-pogruzchikov (дата обращения: 31.10.2025).
37. Тяговый расчет погрузчика. URL: https://transportsense.ru/mexanizmy-vilochnogo-pogruzchika/tyagovyj-raschet-pogruzchika.html (дата обращения: 31.10.2025).
38. Грузоподъёмность вилочного погрузчика: виды, формула, примеры расчёта. URL: https://spectehnika.ru/articles/gruzopodemnost-vilochnogo-pogruzchika/ (дата обращения: 31.10.2025).
39. Как рассчитать центр нагрузки на вилочном погрузчике? URL: https://ru.wukang-forklift.com/info/how-to-calculate-the-load-center-on-a-forklift-101188203.html (дата обращения: 31.10.2025).
40. Новый самоходный электроштабелер — лучшая альтернатива б/у погрузчику. URL: https://www.korvet-m.ru/stati/novyy-samohodnyy-elektroshtabeler-luchshaya-alternativa-bu-pogruzchiku/ (дата обращения: 31.10.2025).
41. Расчет остаточной грузоподъемности вилочного погрузчика. URL: https://www.korvet-m.ru/stati/raschet-ostatochnoy-gruzopodemnosti-vilochnogo-pogruzchika/ (дата обращения: 31.10.2025).