Wywrotki przemysłowe: ewolucja, typy i rozwiązania konstrukcyjne

Historia i rozwój wywrotek

Uważa się, że wywrotka powstała w gospodarstwach rolnych w Europie Zachodniej pod koniec XIX wieku. W 1896 roku firma Thornycroft opracowała parowy wózek na śmieci, który był wyposażony w mechanizm wywrotki. Hydrauliczne skrzynie wywrotkowe zostały wprowadzone przez Wood Hoist około 1910 roku. Plan wywrotki opatentowanej w 1884 roku świadczy o wczesnych próbach w tej dziedzinie. Od tego czasu technologia ta znacząco ewoluowała, a wywrotki stały się niezbędnym elementem przemysłu transportowego.

Historyczna wywrotka parowa lub schemat patentu z 1884 roku

Klasyfikacja i zastosowania wywrotek

Istnieje wiele różnych typów wywrotek, w tym wywrotki jednoosiowe, dwuosiowe, ciężarowe, lekkie, średnie i ciężkie. Wywrotki zabudowywane na samochodach dostawczych to pojazdy chętnie wykorzystywane przez firmy obsługujące miejskie budowy czy zajmujące się architekturą krajobrazu. Mimo że wywrotki zabudowywane na 2-osiowych podwoziach samochodów dostawczych i ciężarowych pozostają w cieniu swoich większych, 3- lub 4-osiowych braci, ich wszechstronność zastosowania oraz optymalne wykorzystanie ładowności i objętości ładunkowej oznaczają wysoką elastyczność w zakresie realizowanych przewozów oraz zwiększenie rentowności eksploatowanych pojazdów.

Lekkie wywrotki trójstronne typu W3F produkowane przez firmę KH-kipper znajdują najczęściej zastosowanie jako pomocnicze pojazdy do prac budowlanych. Zabudowy te przeznaczone są na podwozia 2-osiowe o 12-18 t dmc. oraz niektóre podwozia 3-osiowe (głównie z zamontowanym dodatkowo żurawiem hydraulicznym). Niewielki ciężar zabudowy W3F pozwala na uzyskanie stosunkowo dużej ładowności.

Lekka wywrotka trójstronna na 2-osiowym podwoziu podczas pracy na budowie miejskiej

Trójstronne wywrotki 2-osiowe spotkamy przede wszystkim na terenach miejskich − obsługują one place budów, gdy wymagane jest przewiezienie mniejszych ilości ładunku sypkiego. Pojawiają się również tam, gdzie wykorzystanie ciężkiej wywrotki jest niemożliwe ze względów technicznych, a więc np. w ciasnych uliczkach staromiejskich lub gdy drogi dojazdowe mają niewielką nośność.

Lekkie wywrotki Meiller typu 1-6L nadają się idealnie do wykorzystania przez firmy obsługujące miejskie budowy czy zajmujące się architekturą krajobrazu. Mogą być montowane na 2-osiowych podwoziach o masie całkowitej od 3,5 t do 13,5 t. Można nimi przewozić zwykłe materiały sypkie, jak piasek, żwir, węgiel czy liście, a także ładunki drobnicowe i spaletyzowane. W wariancie cięższym skrzynia ładunkowa wywrotki Meiller typu 9 (podwozie 14-19 t dmc.) ma szerokość wewnętrzną 2,42 m, co pozwala na przewóz europalet.

Konstrukcja i materiały skrzyń ładunkowych

W klasycznej zabudowie z wywrotem trójstronnym wykorzystuje się wzmocnioną ramę pośrednią. Jest to podyktowane tym, że siłownik wywrotu umieszczony jest centralnie pod skrzynią ładunkową i wywiera wysokie obciążenia punktowe na podwozie. Producenci samochodów wymagają, aby tylną oś wywrotu (wał przechylający) montować jak najbliżej tylnej osi, maksymalnie zmniejszając moment gnący działający podczas wywrotu do tyłu. Obciążenia skrętne działające wzdłuż osi pojazdu są kompensowane za pomocą wzmocnień krzyżowych w ramie pośredniej. Połączenie skrzyni z ramą i jej obrót na 3 strony zapewniają najczęściej osadzone na ramie kulowe łożyska wahliwe o dużej nośności. W zależności od kierunku wywrotu łożyska muszą być zabezpieczane odpowiednimi kołkami.

Schemat budowy ramy pośredniej wywrotki z zaznaczonymi łożyskami kulowymi i siłownikiem

Rozwiązania konstrukcyjne skrzyń ładunkowych stosowanych w wywrotkach są bardzo zróżnicowane. W zależności od przeznaczenia stosowane są nie tylko podłogi o różnej grubości, ale także różnicuje się grubości i wysokości ścian bocznych, klapy (ściany) tylnej i czołowej. Typowa zabudowa prostokątna z wywrotem trójstronnym i skrzynią stalową wykonywana jest ze stali trudnościeralnych: podłogi ze stali Hardox, burty ze stali Domex. Aby uzyskać maksymalną ładowność (zminimalizować ciężar zabudowy), ściany boczne, a nierzadko ściana czołowa i tylna, mogą być wykonane z profili aluminiowych. Grubość podłogi stalowej zawiera się typowo w przedziale 4-6 mm, burt 3-5 mm. Oczywiście inne grubości możliwe są na życzenie klienta. Burty wykonywane z profili aluminiowych zwiększają ładowność pojazdu przy zachowaniu wysokiej sztywności i odporności na ścieranie.

Szczelność skrzyni także ma znaczenie - jej brak może prowadzić do strat, zwłaszcza gdy przewożony jest drobny materiał sypki, np. piach. Ze względu na nacisk ładunku ściany boczne wywrotki nie są umieszczane przed ramą zewnętrzną jak w zabudowach skrzyniowych. Zamiast tego są one niejako „nakładane” na ramę, dzięki czemu zginana burta pozostaje nadal szczelna.

Systemy wywrotu i mechanizmy otwierania burt

Siłowniki mocowane są do skrzyni za pomocą przegubów kulowych, a do ramy nośnej podwozia pierścieniowym połączeniem przegubowym (tzw. zawieszenie kardanowe). Rozwiązanie takie minimalizuje powstawanie naprężeń bocznych i cechuje się wysoką trwałością użytkową. Wykorzystywane są zazwyczaj kompletne hydrauliczne systemy wywrotu dostarczane przez renomowanych producentów. W większości zastosowań do obsługi wywrotu trójstronnego wystarczają pojedyncze siłowniki hydrauliczne. Siłowniki podwójne stosowane są w przypadku skrzyń ładunkowych o dużej długości lub gdy sztywność konstrukcyjna pojazdu nie zapewnia dostatecznej stabilizacji poprzecznej; dysponują one znacznie większą mocą oraz zapewniają poprzeczną stabilizację podczas wywrotu.

Diagram siłowników hydraulicznych wywrotki z zaznaczonymi punktami mocowania

Wykorzystanie wysokiego ciśnienia w obwodzie hydraulicznym (do 250 bar) pozwala na zmniejszenie rozmiarów instalacji hydraulicznej oraz zastosowanie lżejszych cylindrów. Systemy hydrauliczne o dużych rezerwach mocy ułatwiają proces rozładunku, zwłaszcza w przypadku ciężkich ładunków, a maksymalny kąt wysypu dochodzi obecnie do 51°. Napęd układów wywrotu realizowany jest w mniejszych samochodach elektrohydraulicznie, natomiast w większych - pneumatyczno-hydraulicznie.

Istotnym elementem są zamknięcia burt. Odchylane burty są z reguły łożyskowane wahliwie w górnej części i blokowane od dołu przez wałek ryglujący. Wałek ten pełni jednocześnie funkcję zawiasu, gdy otwarte zostają górne mocowania burt i są one odkładane do dołu. Klapa tylna wyposażana jest w automatyczne zamknięcie mechaniczne, które odblokowuje ją podczas unoszenia skrzyni do góry. Jeśli ściany boczne wykonane są ze stali, to ze względu na ich stosunkowo duży ciężar stosowane jest często mechaniczne odciążanie za pomocą sprężyn śrubowych.

Producenci oferują różne rodzaje zamknięć: od najprostszych solidnych rygli hakowych obsługiwanych manualnie lub pneumatycznie, po automatyczne, hydraulicznie sterowane burty boczne (np. Bordmatik, Hydrobord). Zaletą otwierania hydraulicznego jest to, że stożek usypowy znajduje się w większej odległości od samochodu, dzięki czemu wjechanie i ugrzęźnięcie we własnym ładunku jest mało prawdopodobne. Stosowane są również hydraulicznie otwierane burty tylne - analogicznie jak w przypadku burt bocznych. Systemy otwierania hydraulicznego stwarzają możliwość precyzyjnego sterowania zakresem otwarcia burt, a tym samym pełnej kontroli nad przebiegiem rozładunku i ilością wysypywanego materiału - zwłaszcza przy rozładunku bocznym. Ze względu na funkcjonalność burty hydraulicznej, zabudowy z tym systemem otwierania sprzedawane są najczęściej w wersji z prawą burtą stałą - wywrot odbywa się na lewo i do tyłu. Pełne otwarcie burt bocznych o kąt 180° pozwala na boczny załadunek ładunków innych niż sypkie.

Jak działa napęd hydrauliczny - hydrostatyczny, hydraulika siłowa

Opcje dodatkowe i funkcjonalność

Zmiany wprowadzane w konstrukcjach podwozi oraz rozbudowane, a często nawet nietypowe oczekiwania klientów powodują, że w ofercie producentów zabudów znajdziemy dużą różnorodność modeli wywrotek nie tylko pod względem ładowności czy kubatury skrzyni, ale także w zakresie oferowanego wyposażenia dodatkowego. Przykładowo: dość często między skrzynią wywrotczą a kabiną montowane są dodatkowo żurawie zaburtowe HDS (Hydrauliczne Dźwigi Samochodowe). Urządzenia te zwiększają możliwości pojazdu w zakresie za- i wyładunku przy obsłudze jednoosobowej.

Aplikacje zdalnego monitorowania procesu wywrotu umożliwiają obserwację ładunku i stabilności pojazdu oraz zapobieganie niewłaściwym operacjom. Pozwalają określić pochylenie wzdłużne i poprzeczne i ustalić maksymalną wysokość uniesienia skrzyni ładunkowej.

Lekkie wywrotki w okresie zimowym chętnie wykorzystują służby komunalne - po zamontowaniu dodatkowego osprzętu pojazd staje się posypywarką i/lub pługiem.

Wywrotka z zamontowanym pługiem śnieżnym i posypywarką w zimowych warunkach

Przykładowe rozwiązania producentów (KH-Kipper)

Szeroka gama wywrotek KH-Kipper

Oferta firmy KH-Kipper obejmuje szeroką gamę profesjonalnej produkcji wywrotek na podwozia 4, 3 i 2-osiowe powyżej 3,5 t DMC. Wśród nich znajdują się:

  • wywrotki tylnozsypowe o przekroju rynny (half-pipe) do transportu ciężkiego o niskiej masie własnej i dużej ładowności,
  • wywrotki tylnozsypowe klasyczne prostokątne,
  • wywrotki z boczną burtą hydrauliczną tzw. hydroboard,
  • wywrotki stalowe do transportu lekkiego,
  • wywrotki aluminiowe do transportu lekkiego,
  • wywrotki specjalnego przeznaczenia np. kopalniane.

W celu lepszego dopasowania do potrzeb klienta możliwe jest wyposażenie zabudowy w wiele opcji dodatkowych, takich jak np. burta tylna typu klapodrzwi, żuraw hydrauliczny, wspomaganie sprężynowe burt bocznych, instalacja hydrauliczna do przyczepy, przystawka odbioru mocy, łańcuch spinający słupki burt. Dla burt wykonywanych z profili aluminiowych stosowane są blachy aluminiowe o grubości dopasowanej do intensywności zużycia wewnątrz ramy.

Przyczepy-wywrotki

KH-Kipper produkuje dwustronne lub trójstronne przyczepy wywrotki na własnej konstrukcji podwoziach. Wśród przyczep wyposażonych w dwustronną wywrotkę KH-Kipper oferuje zabudowę z lewą burtą otwieraną hydraulicznie typ W2H. Do zalet takiego rozwiązania, oprócz otwieranej płynnie w osi dolnej burty umożliwiającej wyładunek w oddaleniu od kół pojazdu, należą: usztywnienie i uszczelnienie konstrukcji skrzyni, zmniejszenie masy zabudowy oraz zmniejszenie ceny. Sterowanie odbywa się za pomocą joysticka zamocowanego w kabinie przy siedzeniu kierowcy. Obsługa jest możliwa zarówno z ziemi, jak i z siedzenia, bez konieczności wysiadania z kabiny, co jest ważne przy pracy w ciężkich warunkach terenowych bądź przy złej pogodzie. Lewa burta hydrauliczna w wywrotce dwustronnej W2H otwiera się o pełne 180 stopni.

Burta hydrauliczna tzw. Hydroboard, opuszcza się płynnie w dół od pozycji pionowej prawie o 180°. Przy opuszczeniu burty o 90° możliwy jest wysyp ładunku na bok w odległości równej wysokości burty bez zasypywania kół pojazdu, np. przy sypaniu wałów bądź zasypywaniu wykopów wzdłuż drogi. Ponadto takie rozwiązanie zwiększa zastosowanie pojazdu używanego przede wszystkim w budownictwie, przez możliwość załadunku wózkiem widłowym po opuszczeniu burt o 170° lub 180° lub przy ustawieniu ich pod kątem 90°. Efektem jest usprawniony wyładunek i większe bezpieczeństwo pracy.

Przyczepa-wywrotka budowlana P2R W1U

Przyczepa budowlana P2R przeznaczona jest do pracy w trudnym terenie, takim jak nieutwardzone drogi lub pola. Oprócz zastosowań przy robotach ziemnych może być z powodzeniem wykorzystywana również do transportu w rolnictwie. Dzięki półokrągłemu kształtowi skrzyni przyczepa świetnie nadaje się do przewozu półpłynnych mas lub piasku. Skok zawieszenia przedniej osi stanowi ~400 mm, zaś skok zawieszenia tylnej osi to ~350 mm, a więc około 2 razy większy niż w pojeździe drogowym.

Uniwersalna przyczepa-wywrotka P2TN

Uniwersalna przyczepa-wywrotka z obniżoną wysokością podłogi P2TN umożliwia łatwy transport maszyn. Przyczepa może współpracować z dowolnymi podwoziami 2-, 3- i 4-osiowymi. Przyczepa świetnie radzi sobie jako pojazd pomocniczy na drogach i w lekkim terenie. Posiada najazdy chowane w ramie pojazdu, a jej masa własna wynosi ok. 4 tony.

Przyczepy niskopodwoziowe P2N, P3N i P4N do transportu maszyn

Przyczepa z dwoma, trzema lub czterema centralnie umieszczonymi osiami o nośności 9 lub 11 ton każda (BPW, SAF lub inne) posiada w standardzie hydraulicznie opuszczane tylne najazdy, dużą ilość punktów zaczepienia ładunku oraz pojemne aluminiowe skrzynki narzędziowe. W celu trwałości produktów do konstrukcji pojazdów używa się materiałów najwyższej jakości. Rama przyczepy to konstrukcja spawana, wykonana ze stali wysokogatunkowej, zabezpieczonej antykorozyjnie. Długość użytkowa przyczepy wynosi 7-8 m. Na życzenie istnieje możliwość wykonania produktu o innych wymiarach i specyfikacji pod indywidualne potrzeby klienta. Opcjonalnie istnieje możliwość wykonania aluminiowych burt.

3-osiowa przyczepa niskopodwoziowa do transportu maszyn

Samochodowe żurawie hydrauliczne (HDS)

W celu uzyskania samodzielności i niezależności przeładunku pojazdu, KH-Kipper często stosuje w swoich zabudowach samochodowe żurawie hydrauliczne. Współpracując z najlepszymi dostawcami takimi jak: HIAB, Palfinger, HMF, Fassi, HYVA Crane, firma sprzedaje, montuje i obsługuje samochodowe urządzenia załadunkowe na najwyższym światowym poziomie, co zapewnia ich niską awaryjność oraz maksymalne wykorzystanie parametrów. KH-Kipper montuje żurawie na różnego rodzaju podwoziach, ciągnikach siodłowych lub na demontowalnej konsoli. Firma posiada duże doświadczenie w doborze i montażu żurawi, a w cenie montażu zapewniony jest odbiór urządzenia przez Urząd Dozoru Technicznego oraz przeszkolenie operatora.

Wywrotka z zamontowanym żurawiem HDS do samodzielnego załadunku

tags: #hvy #wywrotka #przemyslowe