Empilhadeira para terreno acidentado

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Antecedentes

Uma empilhadeira é uma máquina móvel que usa dois dentes, ou garfos, para levantar e colocar cargas em posições que normalmente são difíceis de alcançar. Empilhadeiras geralmente se enquadram em duas categorias:terreno industrial e acidentado. Empilhadeiras industriais são comumente usadas em armazéns e em torno de docas de carregamento de caminhões e trens. Eles têm pequenos pneus projetados para rodar em superfícies pavimentadas e geralmente são movidos por um motor de combustão interna funcionando com gasolina, diesel ou combustível propano. Algumas empilhadeiras industriais menores são movidas por um motor elétrico que funciona com uma bateria interna. As empilhadeiras para terrenos acidentados, como o nome indica, são projetadas para funcionar em superfícies acidentadas e não pavimentadas. Eles são comumente usados ​​em locais de construção ou em aplicações militares. Eles têm grandes pneus pneumáticos e geralmente são movidos por um motor de combustão interna que funciona com gasolina, diesel ou combustível propano. As empilhadeiras para terrenos acidentados podem ter uma torre vertical, que levanta as cargas diretamente, ou uma lança telescópica, que levanta e sai da base da máquina.

A empilhadeira para terrenos acidentados remonta a cerca de 1946, quando um acessório de elevador de duas pontas foi colocado em um carrinho de tração ou chassi de trator. Esta máquina antiga era usada em canteiros de obras e podia levantar cerca de 1.000 libras (454 kg) a uma altura de 30 polegadas (76 cm). O rápido desenvolvimento de empilhadeiras de torre vertical para uso industrial também foi adaptado para empilhadeiras para terrenos acidentados. Em meados da década de 1950, estavam disponíveis capacidades de 2.500 libras (1.135 kg) e alturas de levantamento de até 30 pés (9 m).

Em 1958, foi lançada a primeira empilhadeira para terrenos acidentados com tração nas quatro rodas. Ele tinha uma capacidade de 6.000 libras (2.724 kg) a uma altura de elevação de 22,5 pés (7 m), ou 3.000 libras (1.362 kg) a 35 pés (11 m). Em 1962, a primeira empilhadeira para terrenos acidentados com lança telescópica foi lançada no mercado. A lança telescópica permitiu que as cargas fossem colocadas fora da base da máquina, tanto acima quanto abaixo do nível. Isso foi especialmente útil em áreas de construção lotadas, onde valas abertas, detritos de construção ou outros trabalhos de construção impediam uma empilhadeira vertical de operar perto da área onde o material era necessário.

Os desenvolvimentos durante as décadas de 1970 e 1980 trouxeram melhorias no design da lança telescópica e a introdução de recursos como nivelamento automático da estrutura hidráulica para maior estabilidade. Os requisitos da Lei de Segurança e Saúde Ocupacional (OSHA) resultaram em melhores controles e cabines do operador durante este período.

Hoje, empilhadeiras para terrenos acidentados são uma visão comum em projetos de construção. Eles lidam com tudo, desde paletes de blocos de concreto a pilhas de compensado e vigas de telhado. Os modelos maiores usam uma lança telescópica com capacidade de levantamento de até 10.000 libras (4.540 kg), alcances verticais de até 40 pés (12 m) e alcances dianteiros de 25 pés (7 m) ou mais. Eles geralmente têm um design de perfil baixo e podem passar por aberturas de até 2 m de altura para obter acesso ao interior de uma estrutura. As configurações de direção de duas rodas, direção de quatro rodas e direção tipo caranguejo nas quatro rodas (todas as rodas viradas na mesma direção) estão disponíveis.

Matérias-primas

A estrutura, a cabine, a lança e o corpo de uma empilhadeira para terrenos acidentados com lança telescópica são geralmente fabricados pelo fabricante da empilhadeira. O aço é o material mais comum para essas submontagens. Algumas peças fundidas ou forjadas de aço ou alumínio também podem ser usadas. Materiais não metálicos, como blocos de plástico de náilon, às vezes são usados ​​como guias na montagem da lança. O restante das peças geralmente são adquiridos como produtos acabados e são instalados pelo fabricante da empilhadeira. Os produtos adquiridos incluem motor, transmissão, eixos, rodas, pneus, freios, assento, medidores, luzes, alarme de backup, mangueiras e cilindros hidráulicos. O fluido hidráulico, lubrificantes e combustível são comprados em grandes quantidades e adicionados conforme necessário.

Design

Uma típica empilhadeira para terrenos acidentados com lança telescópica é longa e baixa, com um par de rodas na extremidade dianteira e outro par localizado na parte traseira. A lança é montada na parte traseira da empilhadeira em um pivô que está elevado vários metros acima do nível da estrutura. A cabine é montada no lado esquerdo da estrutura do chassi com a metade inferior da cabine baixa e entre os pneus. O tanque de fluido hidráulico e o tanque de combustível são montados do lado direito da cabine. O motor e a transmissão são montados na estrutura ao longo da linha central do veículo.

Além dessa configuração básica, vários fabricantes têm seus próprios designs e opções exclusivas. Algumas empilhadeiras usam um único cilindro hidráulico para elevar a lança, enquanto outras usam dois cilindros. Alguns modelos têm uma capacidade de nivelamento hidráulico lateral do chassi que inclina o chassi em até 10 graus em relação aos eixos para compensar a articulação extrema do eixo. Isso é usado, por exemplo, quando os pneus de um lado da empilhadeira estão em um monte de sujeira e os pneus do outro lado estão em uma depressão. Outros recursos especiais incluem acessórios de garfo que balançam até 45 graus para a esquerda e para a direita para permitir o posicionamento exato da carga.

O processo de fabricação

A empilhadeira para terrenos acidentados com lança telescópica é geralmente fabricada em seções separadas de grupos funcionais:hidráulica, trem de força (motor, transmissão, etc.), elétrica, chassi e lança. Os componentes individuais são adquiridos ou criados a partir de matérias-primas e unidos em submontagens. As submontagens são então reunidas na área de montagem final, onde a empilhadeira é concluída. O fluxo real de trabalho varia de um fabricante para outro, mas o seguinte é um processo típico.

Preparação de materiais

• 1 O material bruto de aço - chapas, chapas, barras e tubos - é primeiro cortado no tamanho e usinado. A placa de até 0,75 pol. (1,9 cm) de espessura é cortada em forma, ou "queimada", por oxiacetileno ou maçaricos de corte a gás de plasma controlados por máquinas de controle numérico. A chapa de aço mais fina é cortada com uma tesoura e dobrada na forma exigida pelas dobradeiras. Durante o corte e a usinagem, o aço é mantido no lugar com grandes acessórios, ou dispositivos de fixação, para garantir a precisão dimensional.

Soldagem

• 2 As peças que serão soldadas são primeiro soldadas por pontos no lugar. Isso incluiria componentes do chassi, cabine e lança, entre outros. Uma solda descontínua é simplesmente uma pequena solda, ou fusão das duas peças de material, para evitar que as peças se movam durante o processo final de soldagem. Todo o conjunto é então soldado por máquinas de controle numérico (NC) que colocam as soldas exatamente nas áreas corretas, com as temperaturas de soldagem corretas e a taxa de alimentação correta para a haste de soldagem. Isso é importante para obter uma solda que forneça a resistência necessária e atenda aos padrões da American Welding Society. Assim como na etapa de usinagem, uma variedade de acessórios são usados ​​para garantir a precisão dimensional.

Tiro de tiro

• 3 Nesta estação, as peças de aço são colocadas em uma mesa giratória ou uma correia transportadora em uma grande câmara. Quando as portas da câmara se fecham, as peças são explodidas com milhares de pelotas de metal do tamanho de um BB que são disparadas em alta velocidade a partir de dezenas de aberturas nas paredes da câmara. Este processo limpa a escala áspera que se forma naturalmente na superfície do aço quando se trata do aço A estrutura, cabine, lança e corpo de uma empilhadeira para terrenos acidentados com lança telescópica são geralmente fabricados pela empilhadeira fabricante. O restante das peças geralmente são adquiridos como produtos acabados e são instalados pelo fabricante da empilhadeira. Os produtos adquiridos incluem motor, transmissão, eixos, rodas, pneus, freios, assento, medidores, luzes, alarme de backup, mangueiras e cilindros hidráulicos. moinho. Ele também limpa os pequenos respingos de solda comumente encontrados nas áreas soldadas. Este jateamento é o primeiro passo na preparação das peças para pintura.

Pintura

• 4 Todas as partes expostas, exceto a lança, agora são pintadas para proteger as superfícies. A barra é pintada após as seções telescópicas terem sido montadas manualmente na etapa 5. Na preparação, todas as peças são completamente lavadas em um banho de detergente e, em seguida, enxaguadas. Uma segunda lavagem e enxágue com ácido limpa ainda mais o metal e também aplica uma fina camada de fósforo para melhorar a aderência da tinta. Na cabine de pintura, partículas finas de tinta são pulverizadas com uma pistola que também transmite uma carga eletrostática a cada partícula. A peça que está sendo pintada é eletricamente carregada com a polaridade oposta da tinta. Isso faz com que a tinta seja atraída para a peça e resulta em uma camada uniforme de tinta em toda a superfície. Após a pintura, as peças são cozidas em fornos para produzir um revestimento duro.

Submontagem

• 5 As peças agora são enviadas para várias estações de trabalho de grupos funcionais. A lança é construída em uma estação, a cabine em outra, o chassi em outra e assim por diante. A lança é feita de duas a quatro seções retangulares de tubo de aço oco e comprido. O tamanho de cada seção é menor do que a anterior e as seções deslizam, ou telescópio, umas nas outras. Dentro de cada seção, um cilindro hidráulico e um dispositivo de corrente fazem com que as seções da lança se estendam ou retraiam ao manobrar as cargas. Guias de nylon evitam que as seções de aço esfreguem umas nas outras e os batentes são instalados para evitar que as seções deslizem uma para fora da outra quando a lança estiver operando abaixo do nível do solo em um ângulo descendente.
  O grupo de trabalho do chassi instala a fiação elétrica e mangueiras e aparafusa os suportes do motor no lugar. O grupo da cabine instala o painel de instrumentos, controles, fiação e assento. O grupo do trem de força une a transmissão ao motor, monta os acessórios do motor e as bombas hidráulicas e conecta a fiação elétrica a vários sensores no motor.
  

Montagem final

• 6 Todas as submontagens agora são trazidas para a área de montagem final. Os pneus, rodas, cubos e freios são instalados nos eixos, e os eixos são instalados na parte inferior do chassi. O motor e a transmissão são abaixados no chassi e fixados em seus suportes. O (s) eixo (s) de acionamento que conectam a transmissão e o (s) eixo (s) de acionamento estão conectados. A cabine, o tanque de combustível e o tanque de fluido hidráulico estão instalados. O conjunto da lança é abaixado em seu ponto de articulação e os cilindros hidráulicos que elevam e abaixam a lança são instalados. As conexões elétricas e de mangueira são feitas entre todos os subconjuntos. Fluidos (óleo, fluido hidráulico, combustível) são adicionados conforme necessário. Adesivos de instrução e advertência são aplicados na cabine e na lança.

Inicialização e teste

• 7 Cada unidade é iniciada e executada por uma série de testes funcionais com cargas reais por até 1,5 horas. Quaisquer ajustes ou configurações finais são feitos neste momento.

Frete

• 8 Empilhadeiras prontas são enviadas ao cliente ou distribuidor por caminhão ou trem. Normalmente, duas ou três empilhadeiras são enviadas na mesma carga para minimizar os custos de frete.

Controle de qualidade

As inspeções e testes são essenciais para o processo de fabricação para garantir que o produto atenda a todos os padrões e requisitos de segurança. Os componentes críticos são colocados em uma máquina de medição por coordenadas que verifica opticamente as dimensões, o alinhamento e a geometria após a fabricação. Os soldadores, e até mesmo as máquinas de solda NC, devem ter a certificação da American Welding Society. Outras peças são inspecionadas visualmente durante sua fabricação e montagem.

Além da inspeção peça por peça, todo o projeto da empilhadeira é testado quanto ao funcionamento adequado. Um dos testes críticos é o teste de estabilidade da American Society of Mechanical Engineers (ASME). Este teste determina quanto peso pode ser manuseado com segurança em várias distâncias, ou alcances, da empilhadeira. Por exemplo, uma empilhadeira com capacidade de levantamento de 10.000 libras (4.540 kg) é limitada a uma altura máxima de levantamento de 20 pés (6 m) e um alcance máximo à frente de 8 pés (2 m) ao levantar uma carga completa de 10.000 libras . Para um alcance total de 25 pés (7,6 m), a capacidade de carga desta empilhadeira é reduzida para 2.000 libras (908 kg) sem estabilizadores ou pernas de estabilização e 3.250 libras (148 kg) com estabilizadores. As etiquetas e gráficos de advertência na cabine alertam o operador sobre essas limitações.

O Futuro

Uma ampla variedade de acessórios foi desenvolvida para empilhadeiras para terrenos acidentados para melhorar sua utilidade. Guinchos, lanças e carros de garfo giratórios permitem que a empilhadeira posicione os materiais com mais precisão. Lanças articuladas, ou lanças com dois braços extensíveis separados, podem alcançar estruturas para colocar cargas em inclinações internas do telhado ou no centro de andares superiores. Outros acessórios e melhorias podem ser esperados no futuro.

Recursos de segurança integrados adicionais também são esperados. Dispositivos de gerenciamento de alcance de carga podem restringir automaticamente o alcance da empilhadeira com base na carga que está sendo manuseada, em vez de depender do operador. Esses dispositivos determinariam o peso da carga usando sensores de pressão e alimentariam essa informação para um pequeno dispositivo de memória eletrônica que tinha todas as limitações de alcance de carga programadas nele. Conforme a carga é manobrada para a posição, a memória compararia o ângulo e a extensão da lança com os limites de segurança. Um dispositivo de advertência ou mecanismo de travamento evitaria que o operador alcançasse demais e possivelmente causaria a falha da lança ou o tombamento da empilhadeira.