МНОГОЧЕЛЮСТНОЙ ГРЕЙФЕР
MULTI-JAW GRAPPLE

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к съемному грузозахватному органу грузоподъемного крана, и предназначено для погрузки сыпучих и крупнокусковых грузов.
Известен многочелюстной гидравлический грейфер (патент РФ №2314991, B66C 3/16), содержащий несущую конструкцию, закрепленные на ней шарнирно челюсти и гидропривод их перемещения, включающий связанные с каждой челюстью гидроцилиндры.
Недостатком данного устройства является большой вес и высокая себестоимость изготовления, обусловленные использованием большого количества гидроцилиндров (по одному на каждую челюсть).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является грейфер (патент РФ №2242419, B66C 3/16), содержащий вертикальный пневмоцилиндр, челюсти с шарнирами поворота, связанные траверсой с шаровой опорой, и рычажную систему с шарнирами. Грейфер снабжен также телескопическим звеном и тягой, причем подвижный элемент телескопического звена связан шарнирно с рычажной системой одной челюсти, а корпус телескопического звена - с рычажной системой другой челюсти, корпус телескопического звена снабжен осью, закрепленной на корпусе телескопического звена от шарнира рычажной системы челюсти, связанной с корпусом телескопического звена, на расстоянии, равном размеру между осями шарниров поворота челюстей, связанных траверсой, а тяга соединена с шарниром поворота челюсти, связанной с подвижным элементом телескопического звена, и упомянутой осью посредством имеющихся на концах тяги отверстий.
Недостатком данного устройства является большая высота устройства и, как следствие, ухудшение устойчивости грейфера при зачерпывании с откоса из-за высокого расположения центра тяжести, что снижает эксплуатационные характеристики. Кроме того, использование такого устройства в многочелюстных грейферах усложняет конструкцию, утяжеляет ее, а соответственно, увеличивает себестоимость изготовления.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в оптимизации размеров конструкции, в частности снижении веса и вертикальных размеров, для расширения эксплуатационных возможностей грейфера, а также снижения себестоимости его производства.
Поставленная задача решается тем, что многочелюстной грейфер, включающий силовой цилиндр и траверсу с шарнирно закрепленными челюстями, согласно изобретению снабжен вспомогательной траверсой и одинаковыми тягами, связывающими через шарниры вспомогательную траверсу с челюстями, при этом траверсы выполнены в форме крестовин, а силовой цилиндр расположен горизонтально и шарнирно закреплен на двух противоположных челюстях в местах крепления тяг.
Существенными признаками предлагаемого технического решения является то, что:
- силовой цилиндр расположен горизонтально и шарнирно закреплен на двух противоположных челюстях в местах крепления тяг, что снижает габаритную высоту многочелюстного грейфера, поскольку длина любого силового цилиндра с учетом хода его подвижного элемента, как правило, много больше его диаметра, и уменьшает число конструктивных элементов;
- введена вспомогательная траверса, имеющая форму крестовины и связанная с челюстями посредством одинаковых шарнирных тяг, что позволяет синхронизировать движение челюстей в любом положении механизма грейфера;
- несколько одинаковых челюстей закреплены шарнирно на траверсе, имеющей форму крестовины, которая позволяет расположить челюсти и тяги во взаимно пересекающихся плоскостях, и при использовании вспомогательной траверсы, тоже имеющей форму крестовины, в конечном счете, обеспечить параллельность траверс, а также взаимное перемещение их строго вдоль воображаемой перпендикулярной оси, проходящей через средину каждой из них, в любом положении механизма, что гарантирует синхронность движения челюстей во время работы.
Положительными эффектами предлагаемого технического решения являются:
- облегчение конструкции вследствие замены тяжелых телескопических звеньев на более легкие шарнирные тяги и использование одного цилиндра вместо нескольких;
- снижение габаритной высоты увеличивает погрузочную высоту грузоподъемной техники, что расширяет ее эксплуатационные возможности (известно: длина любого силового цилиндра с учетом хода его подвижного элемента, как правило, много больше его диаметра);
- понижение центра тяжести в связи со снижением габаритной высоты и, как следствие, расширение эксплуатационных возможностей грейфера за счет повышения устойчивости грейфера при зачерпывании груза с откоса;
- снижение себестоимости изготовления путем упрощения конструкции многочелюстного грейфера вследствие применения одного силового цилиндра, уменьшения числа конструктивных элементов за счет крепления силового цилиндра к челюстям в местах крепления к ним тяг, а также за счет исключения из конструкции сложных в изготовлении телескопических элементов.
Положительные эффекты предлагаемого технического решения достигаются тем, что грейфер имеет несколько одинаковых челюстей, которые закреплены шарнирно на траверсе, имеющей форму крестовины, и связаны со вспомогательной траверсой, имеющей так же форму крестовины, посредством одинаковых шарнирных тяг, а силовой цилиндр расположен горизонтально и тоже шарнирно закреплен на двух противоположных челюстях, в местах крепления тяг.
Наличие одинаковых тяг и одинаковых челюстей, совершающих плоскопараллельные движения в плоскостях, расположенных под углом  относительно друг друга, обеспечивает параллельность траверс в любом положении механизма и перемещение их строго вдоль воображаемой перпендикулярной оси, проходящей через средину каждой из них, что задает устойчивую синхронность движения челюстей.
Анализ известных технических решений в данной области техники показывает, что предлагаемое устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, что соответствует условию патентоспособности - «новизна», а использование их в заявленной совокупности дало возможность получить новый технический эффект:
- облегчение конструкции и снижение габаритной высоты, а также понижение центра тяжести и, как следствие, расширение эксплуатационных возможностей грейфера, за счет повышения устойчивости грейфера при зачерпывании груза с откоса;
- снижение себестоимости изготовления путем упрощения конструкции.
Заявляемое решение применено в ООО «ПО им. И. Бушуева» (г. Златоуст) и может быть осуществлено с использованием известных технических средств на любом машиностроительном предприятии или в любой ремонтной мастерской, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость».
Суть предлагаемого технического решения поясняется чертежом.
Грейфер содержит четыре (их может быть также шесть, восемь и т.д.) одинаковых челюстей 1, 2, 3, 4, закрепленных шарнирно на траверсе 5, имеющей форму крестовины, и связанных посредством одинаковых тяг соответственно 7, 8, 9, 10, опять же через шарниры, с вспомогательной траверсой 6, тоже имеющей форму крестовины. В движение челюсти приводятся силовым цилиндром 11, расположенным горизонтально и шарнирно закрепленным на двух противоположных челюстях 2, 4, в местах крепления к ним тяг 8, 10 соответственно. В качестве силового цилиндра 11 может быть использован как гидравлический, так и пневматический или электромеханический цилиндр.
Грейфер работает следующим образом.
Грейфер опускается на груз до соприкосновения челюстей 7, 8, 9, 10 с грузом. Силовой цилиндр 11 воздействует на челюсти 2, 4, которые смыкаются в сторону захвата груза и одновременно увлекают за собой тяги 8, 10 соответственно. В свою очередь тяги 8, 10 передают движение вспомогательной траверсе 6, заставляя ее смещаться относительно траверсы 5 и передавать движение уже на тяги 7, 9, заставляющие смыкаться также в сторону груза челюсти 1, 3 соответственно. Устойчивая синхронность движения челюстей 7, 8, 9, 10 достигается тем, что тяги 7, 9 и тяги 8,10 совершают плоскопараллельные движения в плоскостях, расположенных под углом  относительно друг друга, благодаря шарнирным связям с челюстями 1, 2, 3, 4, траверсой 5 и вспомогательной траверсой 6, и тем самым обеспечивают параллельность вспомогательной траверсы 6 относительно траверсы 5 в любом положении механизма, а также перемещение вспомогательной траверсы 6 строго вдоль воображаемой перпендикулярной оси, проходящей через средину траверсы 5.
Предлагаемое техническое решение позволяет решить следующие задачи:
1. Облегчить многочелюстной грейфер и, как следствие, более эффективно использовать грузоподъемную технику (грузоподъемные краны, экскаваторы и т.п.);
2. Снизить габаритную высоту многочелюстного грейфера и, соответственно, увеличить погрузочную высоту грузоподъемной техники, что расширяет ее эксплуатационные возможности;
3. Понизить центр тяжести многочелюстного грейфера и, соответственно, повысить устойчивость грейфера при зачерпывании с откоса, что расширяет его эксплуатационные возможности;
4. Упростить конструкцию много челюстного грейфера за счет снижения числа силовых цилиндров, а также за счет исключения из конструкции сложных в изготовлении телескопических элементов и, соответственно, снизить себестоимость его изготовления.