ГРЕЙФЕР
GRAB BUCKET

Предлагаемое изобретение относится к грузозахватным устройствам, в частности к канатным грейферам для перегрузки сыпучих и смерзшихся сыпучих грузов.
Для повышения зачерпывающей способности грейфера с помощью вибрации на его челюстях устанавливают эксцентрики /1, 2/, приводимые в движение либо электродвигателем /1/, либо вращаемые рычагом, прикрепленным к противоположной челюсти /2/.
В первом случае существенным недостатком является необходимость кабельной связи привода эксцентрика с внешним источником электрического тока и, как следствие, дополнительных энергозатрат на создание вибрации.
Этот недостаток устраняется использованием для вращения эксцентрика энергии вращательного движения челюстей при их раскрытии и последующем смыкании.
Но при раскрытии челюстей (когда не происходит зачерпывание груза) энергия вибрации при колебании эксцентрика негативно влияет на работу грейфера, так как налагается дополнительной нагрузкой на замыкающий канат, металлоконструкцию грейфера, а общие энергозатраты на зачерпывание груза возрастают.
К недостатку второго устройства /2/ относится относительно низкая интенсивность вибрации эксцентрика в период зачерпывания груза (всего 2-3 оборота), а колебания эксцентрика при раскрытии челюстей (выгрузке груза) создают дополнительные негативные нагрузки на металлоконструкцию грейфера, а также на его замыкающий и поддерживающий канаты.
Второе устройство /2/ принято нами за прототип.
Задачей предлагаемого изобретения является создание вибрационного грейферного устройства с маховиком, аккумулирующим потенциальную энергию опускающейся нижней траверсы при раскрытии челюстей грейфера (без их вибрации) с последующим использованием ее (энергии) для создания вибрации челюстей в процессе зачерпывания груза.
Поставленная цель достигается включением в кинематическую схему привода вращения эксцентрика: маховика, свободно вращающегося на оси, закрепленной неподвижно на челюсти; зубчатого колеса и шестерни с обгонной муфтой, раскручивающей маховик в период опускания нижней траверсы при раскрытии челюстей с грузом, и разъединяющей его с зубчатым сектором центрального шарнира в период смыкания челюстей; торцовой зубчатой муфты ведущей втулки эксцентрика.
Таким образом, целью изобретения является повышение зачерпывающей способности грейфера путем интенсификации процесса зачерпывания груза и снижение энергозатрат на зачерпывание груза.
Предлагаемое грузозахватное устройство содержит (см. чертеж): челюсти 1, 2, соединенные шарнирами 3, 4 с нижней траверсой 5 и тягами с верхней траверсой. На челюсти 1 закреплен вал 7, на который, посредством шпоночного соединения, насажены: зубчатое колесо 8 и шестерня 9, имеющая обгонную муфту 10. Зубчатое колесо 8 входит в зацепление с зубчатым сектором 11 центрального шарнира 3, а шестерня 9 входит в зацепление с маховиком 12, который свободно вращается на оси 13, закрепленной неподвижно на челюсти 1. Ось 13 связана, посредством передачи «винт-гайка» 14, с ведущей втулкой 15 эксцентрика 16. Ведущая втулка 15, посредством торцевой зубчатой муфты 17, соединена с маховиком 12.
При ослаблении в грейфере замыкающего каната, пропущенного через блоки 18 полиспаста, нижняя траверса 5 опускается вниз, и челюсти с грузом раскрываются. При раскрытии и повороте челюстей зубчатый сектор 11 центрального шарнира 3 челюсти и зубчатое колесо 8, посредством шестерни 9 с обгонной муфтой 10, раскручивает маховик 12, который аккумулирует энергию опускающейся нижней траверсы с блоками 18 полиспаста.
При смыкании челюстей зубчатый сектор 11 центрального шарнира 3, поворачиваясь в противоположную сторону, отключает, посредством обгонной муфты 10, шестерню 9, позволяя свободно вращаться маховику 12 и шестерне 9, а посредством передачи «винт-гайка» 14 и зубчатой муфты 17 вводит маховик 12 в зацепление с ведущей втулкой 15 эксцентрика 16.
Вращение эксцентрика 16 создает вибрацию непосредственно челюстей, а не всего грейфера, что интенсифицирует процесс зачерпывания груза, уменьшает сопротивление зачерпыванию, снижает энергозатраты на зачерпывание и исключает негативное воздействие вибрации на все грузозахватное устройство.
3
3
Пример 1. Грейфером с шестерней, установленной на шарнире и соединенной с шестерней эксцентрика (аналог прототипа), при перегрузке песчано-гравийной смеси достигнут средний коэффициент заполнения челюстей при глубине промерзания сыпучего материала 1,2 м, равный 0,8. Производительность стрелового крана при работе с грейфером вместимостью 2,5 м и 3,2 м составила 240 т/ч.
3
3
Пример 2. Грейфером с устройством по предполагаемому изобретению с маховиком в приводе эксцентрика при перегрузке смерзшейся песчано-гравийной смеси с глубиной промерзания 1,15 м достигнут средний коэффициент заполнения грейфера, равный 0,86. Производительность стрелового крана при работе с грейфером вместимостью 2,5 м и 3,2 м составила 278 т/ч.
Пример 3. Грейфером по примеру 1, но со снятым эксцентриком, при перегрузке смерзшейся песчано-гравийной смеси с глубиной промерзания 1,2 м достигнут средний коэффициент заполнения грейфера, равный 0,79. Производительность стрелового крана составила 236 т/ч.
Таким образом, установка эксцентрика с приводом от ведущей шестерни, закрепленной на шарнире челюсти без установки маховика, аккумулирующего энергию опускающейся нижней траверсы, увеличивает зачерпывающую способность грейфера (пример 1) только на 2,5%.
Установка маховика на челюсти (пример 2) за счет аккумулирования энергии опускания нижней траверсы позволяет снизить энергозатраты на перегрузку одной тонны груза на 15%, увеличить коэффициент заполнения грейфера на 6% и повысить производительность стрелового крана на перегрузке песчано-гравийной смеси на 16%.
Источники информации
1. Авторское свидетельство № 990634 СССР, МКИ В66С 3/14. Виброгрейфер. Латынцев Н.Ф. - № 3288860/29-11, заявл. 18.05.81., опубл. 23.01.83. Бюл. № 3.
2. Авторское свидетельство № 1516450 СССР, МКИ В66С 3/16. Грейфер. Никишов Ю.Г., Чайников А.Г. - № 4217898/31-11, заявл. 27.03.87., опубл. 23.10.89. Бюл. № 39.