Рабочий грузоподъемный орган экскаватора
WORKING LIFTING BODY OF EXCAVATOR

Изобретение относится к рабочему оборудованию одноковшовых экскаваторов, в частности, к приспособлениям для подъема грузов при помощи экскаватора.
При проведении строительных и ремонтных работ часто требуется и экскаватор, и кран. В некоторых случаях участие крана весьма кратковременное, и большую часть грузоподъемной операции составляет транспортировка крана к месту работ и обратно. В нарушение всех правил проведения строительно-монтажных работ, на таких объектах иногда используют в качестве грузоподъемного механизма (ГПМ) - экскаватор, зацепляя стропы с грузом за зуб ковша или за специально приваренный к ковшу крюк или серьгу.
Такие подъемы являются грубейшим нарушением правил техники безопасности и приводят к несчастным случаям.
Существуют специальные, крановые подвески экскаватора, представляющие собой корпус с жестко закрепленной стрелой, к концу которой шарнирно прикреплен крюк. Например, известен рабочий орган экскаватора, предназначенный для подъема груза, выполненный в виде крановой подвески (стр. 67, рис. 48н, «Одноковшовые гидравлические экскаваторы», Беркман И.Л. и др., «Высшая школа», Москва, 1973 г., 366 стр.), который представляет собой корпус и крюк, шарнирно закрепленный на корпусе.
Такое решение тоже не нашло широкого применения, т.к. экскаваторщик не может точно обеспечить вертикальное направление подъема (для всех ГПМ наклонный подъем груза не допускается) и работает без четко выраженного движения вверх/вниз, т.к. для осуществления подъема/опускания груза требуется совместное движение стрелы и рукояти. Недостатками подобной конструкции является большое количество аварий и несчастных случаев, вызванное, в частности, неопределенностью направления усилия, прилагаемого к крюку и высокой сложностью управления перемещением крюка строго по вертикали.
Задачей изобретения является повышение безопасности грузоподъемных работ, путем приложения силы для подъема груза по вертикали, за счет использования гибкой тяги и точного управления экскаватором при таких работах, т.к. появляется независимое движение крюка лебедки вверх/вниз.
Это достигается тем, что в рабочем грузоподъемном органе экскаватора, включающем корпус с элементами крепления к экскаватору и крюк или серьгу, особенностью является то, что на корпусе установлена лебедка с гибкой тягой, причем элементы крепления корпуса к экскаватору выполнены с возможностью его установки на место основного рабочего органа экскаватора, а крюк или серьга закреплены на гибкой тяге непосредственно или через крюковую подвеску, при этом элементы крепления корпуса выполнены с возможностью быстрой установки и съема и имеют автоматическую и/или ручную систему присоединения и отсоединения приводов лебедки к экскаватору, причем гибкая тяга выполнена в виде троса или цепи, или каната.
Корпус может быть выполнен в виде стрелы, а на конце стрелы установлен, по меньшей мере, один блок, через который пропущена гибкая тяга, а лебедка установлена на основании стрелы или на корпусе может быть установлена дополнительная стрела, а на конце дополнительной стрелы может быть установлен, по меньшей мере, один блок, через который пропущена гибкая тяга, а лебедка установлена в основании дополнительной стрелы или на корпусе, при этом дополнительная стрела может быть выполнена с возможностью выдвижения и/или наклона и/или поворота.
Лебедка выполнена с гидравлическим, электрическим, пневматическим, или ручным приводом и имеет автоматический и/или управляемый тормоз, а также, имеет систему управления, которая имеет выносной пульт дистанционного управления, расположенный в кабине экскаватора или гидравлическая лебедка может быть присоединена к гидравлической системе экскаватора.
Лебедка имеет ограничитель высоты подъема крюка или крюковой подвески, датчик наклона, источник автономного питания, датчик радиуса намотки троса на барабан, корректор силы подъема, зависящий от фактического радиуса намотки, радиоканал для управления работой лебедки, датчик расстояния от рабочего органа до оси поворота платформы, датчик крутящего момента барабана лебедки и датчик силы натяжения гибкой тяги, а также, имеет гидравлический, электрический или механический ограничитель высоты и/или усилия подъема крюковой подвески.
Лебедка имеет укладчик гибкой тяги, например, тросоукладчик или цепной ящик.
Устройство состоит из корпуса с элементами крепления к экскаватору, лебедки с гибкой тягой (трос, цепь, канат), крюка или серьги с крановой подвеской, причем элементы крепления корпуса к экскаватору обеспечивают его установку на место основного рабочего органа экскаватора, а крюк или серьга закреплены на гибкой тяге непосредственно или через крюковую подвеску.
К корпусу может быть прикреплена дополнительная стрела или корпус может быть выполнен в виде стрелы, на конце которой установлен блок, через который пропущена гибкая тяга. Лебедка может быть выполнена с гидравлическим, или электрическим, или пневматическим, или ручным приводом и имеет автоматический и/или управляемый тормоз и имеет систему управления с выносным пультом дистанционного управления. Дополнительно могут быть установлены: ограничитель высоты подъема крюка или крюковой подвески, датчик наклона, датчик радиуса намотки троса на барабан, корректор силы подъема, датчик крутящего момента барабана лебедки, датчик силы натяжения гибкой тяги, датчик расстояния от рабочего органа до оси, радиоканал для управления работой лебедки и источник автономного питания, если используется цепь, необходим цепной (якорный) ящик. Для повышения надежности работы могут быть установлены гидравлический, электрический или механический ограничители усилия подъема крюковой подвески, укладчик гибкой тяги, например, тросоукладчик.
Устройство работает следующим образом.
После выполнения работ с грунтом, перед выполнением грузоподъемных работ, вместо ковша экскаватора устанавливают грузоподъемный орган, для чего экскаваторщик переносит ковш к месту его хранения и отсоединяет его. Перемещает стрелу к месту нахождения рабочего грузоподъемного органа и закрепляет его на место ковша. В зависимости от исполнения, соединение гидравлических магистралей происходит автоматически или вручную, путем соединения соответствующих штуцеров и шлангов.
Экскаватор перемещается к месту грузоподъемных работ. Отпускает опорные лапы (при их наличии) и выполняет грузоподъемные работы как обычный гидравлический кран.
После выполнения запланированных грузоподъемных работ, экскаватор перемещается к месту хранения рабочих органов экскаватора. После замены грузоподъемного рабочего органа на ковш, экскаватор готов к выполнению работ с грунтом, например, к засыпке котлована.
Установка лебедки вместо ковша фактически преобразует экскаватор в кран, т.к. в современных гидравлических кранах подъем и опускание стрелы осуществляется гидроцилиндрами, что аналогично гидравлической системе экскаватора, только «стрела» экскаватора часто состоит из двух частей: стрела и рукоять. Если экскаватор оснащен телескопической стрелой, то после установки лебедки вместо ковша, он становиться эквивалентен крану с телескопической стрелой.
Трос с крюковой подвеской на большинстве современных кранов перемещается с помощью лебедки с гидравлическим приводом, что соответствует предлагаемому техническому решению. Таким образом замена ковша экскаватора на лебедку превращает его в полнофункциональное грузоподъемное устройство (передвижной кран).
В зависимости от поднимаемого груза используют крюк или серьгу, закрепленные на гибкой тяге лебедки непосредственно или через крюковую подвеску. Крюковая подвеска может иметь один или несколько блоков, что кратно повышает силу подъема. Гибкая тяга, из конструктивных соображений может быть выполнена в виде троса (чаще всего), цепи или каната. При использовании цепи желательно применения якорного ящика, при использовании троса нужен тросоукладчик.
Наиболее часто устройство будет закрепляться на место штатного рабочего органа штатными элементами крепления. Быстрая установка грузоподъемного органа позволит снизить время на смену рабочих органов, особенно если при этом используется автоматическая система присоединения и отсоединения приводов лебедки к экскаватору.
Для увеличения вылета и/или высоты подъема корпус устройства может быть выполнен в виде стрелы, на конце которой установлен блок, через который пропущена гибкая тяга, а лебедка устанавливается на основании стрелы или на ее конце, даже без блока.
Существенно расширяются грузоподъемные возможности, когда на корпусе установлена дополнительная стрела, которая может дополнительно выдвигаться, наклоняться и/или поворачиваться. Привод лебедки может быть гидравлическим, электрическим, пневматическим или ручным, оснащенный автоматическим и/или управляемым тормозом.
Лебедка может управляться как часть гидравлической системы экскаватора, прямо из кабины или за счет выносного пульта дистанционного управления, проводного или беспроводного (по радиоканалу).
Для повышения безопасности работ лебедка может иметь свою систему управления (с источником автономного питания), которая в зависимости от состояния датчиков: наклона, радиуса намотки троса на барабан, расстояния от рабочего органа до оси поворота платформы, крутящего момента барабана лебедки, датчик силы натяжения гибкой тяги исправляет ошибки экскаваторщика или блокирует их.
Безопасность работ повысят и относительно простые, самостоятельно действующие устройства защиты: ограничитель высоты подъема крюка или крюковой подвески, корректор силы подъема, зависящий от фактического радиуса намотки, гидравлические, электрические или механические ограничители высоты подъема крюковой подвески и усилия ее подъема.
Рабочий грузоподъемный орган экскаватора позволит использовать большинство гидравлических экскаваторов в режиме грузоподъемных устройств (кранов) с обеспечением норм безопасности и снижением стоимости работ.