5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Гидравлические грейферы: устройство, принцип работы, виды, технические характеристики

Содержание

Гидравлический грейфер — разновидности и устройство

В различных отраслях промышленности, где требуется выполнение таких действия как захват груза, его перемещение и дальнейшая погрузка невозможно обойтись без такого оборудования навесного типа как грейферный захват. Данное оборудование наиболее часто используется в строительных и других подобных сферах. Необходимо применение грейфера и деревообрабатывающей и лесозаготовительной отрасли. Рассмотрим наиболее важные характеристики данного навесного оборудования, его рабочие и эксплуатационные качества в данной статье.

Устройство гидравлического грейфера

Гидравлический грейфер прежде всего относится к приводному типу оборудования. на сегодняшний день наиболее распространенными видами грейферного оборудования являются грейферы просто гидравлические и грейферы которые являются электрогидравлическими.

Гидравлические грейферы являются навесным оборудованием, гидравлический насос которых не располагается в корпусе грейфера. Работают они посредством установленных в них гидравлических цилиндров, которые в свою очередь соединяются за счет специальных шланговых систем с самим гидравлическим насосом. Гидронасос устанавливается в технике, на которую и подвешен грейферный захват. Посредством работы гидравлического насоса грейфер выполняется свою непосредственную функцию, а именно он выполняет захватные действия за счет смыкающихся и размыкающихся челюстей. Вся установка выполнена из сверхпрочной стали и имеет высокие показатели работы и долговечности.

Второй тип грейферов приводного типа это грейфер электрогидравлического вида. Он кардинально отличается от первого типа за счет того, что гидравлический насос установлен непосредственно в его корпусе, что дает значительное преимущество перед вышеназванным типом грейферного захвата. Электрогидравлические типы грейферов так же имеют подразделения по типам на такие: захваты с горизонтальным, вертикальным и наклонным типом цилиндра.

Преимущество такого типа гидравлических грейферов является достаточно явным. Во-первых, у данного типа грейферной установки коэффициент полезного действия является намного более высоким, нежели у установок первого типа грейферов. К тому же временной интервал проведения работ значительно сокращается, если говорить точно, то сокращение времени цикла работ происходит порядка на тридцать процентов.

Характеристики гидравлических грейферов

Стоит отметить, что современные модели грейферных гидравлических захватов, которые прошли через определенные виды модификаций, имеют в оснащении такой элемент, как роторная установка, которая позволяет грейферу совершать оборот вокруг себя на триста шестьдесят градусов. Такое свойство увеличивает полезность и производительность данного оборудования.

Использование такого типа грейферных установок становится повсеместным и необходимым в таких отраслях, как металлургическая промышленность, строительство крупномасштабных объектов, в машиностроении. Грейферные установки могут быть подразделены именно по назначению на копающие грейферы, на грейферы захватного действия, и грейферы специального назначения, которыми, как правило, производят копание особого вида траншей.

Наиболее распространенными являются, конечно, гидравлические грейферы, работа которых состоит в захватывающем действии, поскольку такое действие, как правило, требуется производить на множестве объектах и при выполнении большого числа работ. На сегодняшний день число моделей грейферов является достаточно высоким, поэтому выбор той или иной модели стоит делать исходя из таких параметров как рабочие характеристики и непосредственно само назначения грейферов.

Обзор гидравлических грейферов и их видов

Новые технологии постоянно внедряются в современное машиностроение. Таким образом, всё большей популярностью пользуются гидравлические грейферы, которые имеют широкий модельный ряд, а также более лучшие эксплуатационные характеристики, нежели канатные грейферы.

Грейфер гидравлический

Гидравлическая система – это лишь способ управления грейфером и обеспечение его необходимой мощностью. Сами по себе гидравлические грейферы могут иметь разнообразную конструкцию, что и определяет их назначение. Приведем основные виды:

  • Гидравлический грейфер с двумя прямоугольными либо круглыми ковшами предназначен для проведения землеройных работ. Конечно, можно обойтись и более дешевым, и классическим канатным вариантом, однако именно гидравлика поможет работать с грунтами повышенной плотности.
  • Многочелюстные грейферы могут иметь разную конструкцию и количество челюстей, однако все они предназначены для работы с ломом, строительным и бытовым мусором.
  • Грейферы с решетчатыми ковшами используют для погрузки и разгрузки свеклы, картошки и другой сельскохозяйственной продукции.
  • Грейферы для леса предназначены для поднятия бревен, а в отдельных случаях могут использоваться и для работы с различными трубами.

Устройство

Устройство таких грейферов предельно простое: от 2 челюстей, гидроцилиндры со шлангами, корпус, а также вращатель с креплением к стреле экскаватора.

Принцип работы

Работает это всё также довольно просто. Грейфер опускается в раскрытом положении на груз, который необходимо поднять, будь то земля, лом или мусор. Далее гидравлическая система смыкает челюсти. Теперь необходимо просто выгрузить содержимое.

Особенности эксплуатации

Особенности эксплуатации гидравлических грейферов следующие:

  1. Гидравлическая система довольно надежна и не требует частого обслуживания;
  2. Способна работать в температурном диапазоне от -40 до +40, что позволяет эксплуатировать данную технику в любых погодных условиях;
  3. Благодаря гидравлической системе, можно создавать необходимое усилие для врезания в грунт. Это позволяет осуществлять работу вне зависимости от массы инструмента. В итоге можно использовать не только меньший инструмент, но и более легкий экскаватор, чем в случае с канатными грейферами.
Читать еще:  Буровая установка УПА-80: технические характеристики, назначение, конструкция, модификация

Фото гидравлического грейфера

1 — верхняя балка; 3 — подвеска; 7 — рамы двутаврового сечения; 9 и 10 — челюсти; 11 — гидроцилиндры.

Грейферы гидравлические бывают двух видов: стандартные и электрогидравлические.

Гидравлическая система также бывает нескольких типов: с горизонтальными либо вертикальными цилиндрами. В основном это зависит от типа самого грейфера, так как горизонтальные цилиндры можно встретить только на двухчелюстном грейфере для земельных работ.

Гидравлические

Гидравлические грейферы используют гидравлическую систему экскаватора, к которому подключаются. Это позволяет прилично сэкономить при наличии подходящей техники. Управление происходит стандартными рабочими органами машины.

Электрогидравлические

В электрогидравлических грейферах гидравлический насос устанавливается непосредственно в корпус самого инструмента, а в движение приводится благодаря электроприводу. Его достаточно подключить к силовому кабелю и можно начинать работу.

Электрогидравлические грейферы обладают следующими преимущества в сравнении с гидравлическими:

    • КПД значительно больше, так как гидронасос в действие приводит электродвигатель, а не дизель. Разница в КПД этих двигателей более чем в два раза в пользу электрического;
  • Такой тип грейферов имеет меньший цикл работ.

Единственным недостатком является то, что грейфер в сборе весит гораздо больше, нежели просто гидравлический, из-за чего может потребоваться использование экскаватора с большей грузоподъемностью при одинаковом объеме инструмента.
Видео обзор электрогидравлических грейферов:

Технические характеристики

Для сравнения опишем технические характеристики некоторых моделей грейферов.

Грейферы: описание, назначение и разновидности

Грейфер — приспособление, предназначенное для извлечения и погрузки навалочных (сыпучих, пылевидных, кусковых) и штучных грузов. Говоря о грейферах, выделяют два основных типа, принципиально отличных по назначению. К первому типу относят грейферные ковши, основная цель которых — копание грунта. Ко второму — грейферные захваты, предназначенные для осуществления погрузочно-разгрузочных работ.

Грейферами оснащаются грузоподъемные механизмы и копательная техника, такая как, подъемные краны и экскаваторы, на крюк или стрелу которых навешивается грейферный механизм, расширяя область их применимости. Конструктивная особенность грейферного ковша, состоящего из пары смыкающихся челюстей, позволяет работать «в глубину» без расширения границ копаемой области. Это нашло широкое применение в рытье (чистке) колодцев и бурении скважин.

Грейферные механизмы применяются также при подводной добыче строительных материалов и полезных ископаемых. Водные суда, оборудованные краном с грейферным ковшом, используются для добычи песка, гравия, руды со дна рек, озер, морей и океанов.

Иное назначение имеет погрузочный грейфер, конкретная конструкция которого зависит от типа перемещаемого груза. Для погрузки сыпучих материалов захватывающие элементы грейфера исполняются в виде лопастей, имеющих (в сомкнутом виде) ковшеобразную форму. Челюсти для захвата леса, труб и других продолговатых предметов цилиндрической формы, имеют клещевидную форму. Щупальцеобразный захват идеально подходит для взятия плотных крупнокусковых грузов (металлолома, крупного бытового мусора и др.).

Управление грейферным устройством заключается в выполнении двух действий: перемещение самого устройства и манипуляция его челюстями. В зависимости от кинематики управления выделяют два вида грейферов: канатные и приводные (моторные).

Канатные грейферы

Канатный грейфер приводится в движение одним или несколькими приводными барабанами с намотанными на них управляющими тросами. Лебедки, в состав которых входят эти барабаны, размещаются на подъемном механизме, на крюк которого подвешивается грейфер. По числу управляющих канатов различают одноканатные и многоканатные грейферы. Последние, в свою очередь, подразделяются на двух-, трех- и четырехканатные.

Качество копания канатного грейфера, напрямую зависит от его массы и скорости смыкания челюстей, которая, в свою очередь, зависит от скорости вращения приводного барабана. Слишком быстрое вращение приводит к неэффективному захвату по причине того, что челюсти ковша не успевают углубиться в копаемый материал. Это проблема всех облегченных канатных грейферов – слишком малый вес не обеспечивает достаточной прижимной силы, что особенно критично при разработке плотного грунта.

Одноканатный грейфер

Управление данным типом грейферов осуществляется при помощи единственного каната, ответственного как за подъем, так и за замыкание челюстей. Главное преимущество заключается в том, что использовать его могут подъемные устройства, обладающие всего одной лебедкой. Одноканатный грейфер не требует сложной установки – его достаточно подвесить на крюк за прикрепленную к нему скобу и — он готов к работе. Указанные достоинства объясняют его популярность: он прост в эксплуатации и незаменим при проведении работ, требующих частой смены копательных насадок.

Общий принцип работы классического одноканатного грейфера заключается в следующем. Каждая челюсть ковша шарнирно соединена с нижней и верхней траверсами (опорными основаниями). Сближение траверс друг с другом приводит к смыканию челюстей, а удаление — к размыканию. Нижняя траверса грейфера является подвижной, следовательно, для сближения ее с верхней, предусмотрен специальный запорный механизм, состоящий из подвижной головки, напрямую или через полиспаст соединенную с подъемной лебедкой, и зацепного элемента (например, крюка), крепящегося к нижнему основанию. Поднимание головки, сцепленной с нижней траверсой посредством образуемого замка, приводит к сведению верхней и нижней опорных частей грейферного ковша и, как следствие, замыканию челюстей. Раскрытие челюстей осуществляется под действием собственного веса, при условии открытого запорного устройства.

Читать еще:  Автогрейдеры TG 200 и СДМ-25: технические характеристики, цена, сравнительный анализ

Полный цикл работы одноканатного грейфера состоит из следующих этапов:

  • Опускание. Лебедка подъемного механизма работает на спуск. Грейфер с полностью раскрытыми челюстями опускается на рабочую поверхность до упора. Зачастую ковш не просто опускают, а практически «бросают», что приводит к более глубокому внедрению челюстей в материал. Такая техника позволяет эффективнее загребать плотные породы.
  • Захват. Замочный механизм защелкивается, и лебедка начинает работать на подъем, что приводит к постепенному смыканию челюстей и захвату материала.
  • Подъем. Когда челюсти полностью смыкаются, барабан подъемной лебедки продолжает наматывать трос, что приводит к отрыву грейферного ковша от поверхности и его дальнейшему подъему на необходимую высоту.
  • Выгрузка. Перемещенный на место выгрузки ковш опускается на поверхность, что приводит к открыванию замка. Дальнейший подъем ковша приводит к его распахиванию — груз высыпается, и полностью раскрытый ковш готов к следующей загрузке.

Основной недостаток, присущий одноканатному грейферу, — раскрытие замка происходит после полного опускания ковша в момент его контакта с поверхностью. Это снижает эффективность выполняемой работы. Избежать этого помогает специальный разгрузочный тросик, который принудительно снимает блокировку замка независимо от того, на какой высоте находится ковш. Данное техническое решение значительно ускоряет процедуру разгрузки, однако приводит к очень громкому удару головки о верхнюю траверсу в момент раскрытия захвата.

Для предотвращения раскачивания грейферного захвата используют стабилизирующие тросы.

Двухканатный грейфер

Для манипуляции данными видами грейферов используют два независимых барабанных привода. Первый отвечает за вертикальное перемещение ковша, второй — за работу челюстей. Использование двухканатной системы снижает износ тросов, что повышает надежность эксплуатации всей конструкции.

Цикл работы двухканатного грейфера несколько отличается от одноканатного:

  • Опускание. В момент снижения поддерживающий трос движется на спуск, а трос, управляющий смыканием челюстей, ослаблен. Челюсти находятся в полностью открытом состоянии.
  • Захват. После соприкосновения челюстей с рабочей поверхностью поддерживающий трос останавливается, а челюстно-управляющий — начинает движение вверх, обеспечивая сбор материала смыканием челюстей.
  • Подъем. В момент полного схлопывания челюстей управляющий трос не останавливается — происходит подъем ковша. Для снижения нагрузки на манипулирующий челюстями трос подключается второй, поддерживающий. Таким образом, нагрузка между ними распределяется поровну. Основные проблемы заключается в их синхронизации: барабанные приводы не всегда имеют одинаковую скорость вращения, а уловить момент включения поддерживающего барабана вручную, является искусством. С этой целью применяются разного рода синхронизационные устройства, автоматизирующие процесс подъема.
  • Выгрузка. Открытие висящего на определенной высоте ковша производится ослаблением челюстно-манипуляторного троса, барабан которого раскручивается до полного раскрывания челюстных зажимов. После выгрузки грейферный захват готов к новому циклу работы.

Трехканатные и четырехканатные грейферы

С принципиальной точки зрения, функционирование трех- и четырехканатных захватов не отличается от двухканатных. Разница лишь в количестве дополнительных тросов. В трехканатном — один канат поддерживает, а два — управляют челюстями, причем синхронно. В четырехканатном — одна пара канатов — поддерживающая, вторая — управляющая. Использование конструкций с дополнительными тросами позволяет повысить грузоподъемность и мощность грейферных захватов.

Приведенные схемы грейферов носят упрощенных характер. Для усиления эффективности эксплуатационных характеристик грейфера их базовая конструкция дополняется полезными механизмами. Так, интеграция полиспаста — системы из подвижных и неподвижных блоков с огибающим их тросом — дает выигрыш в силовых и скоростных характеристиках применяемого захвата.

Приводные грейферы

Управление челюстями данного вида механизмов реализуется посредством отдельного привода, который передает силовое усилие с электрического или дизельного мотора на исполнительные элементы. С целью подчеркнуть существование отдельного двигателя, ответственного за управление приводом, приводные грейферы часто называют моторными.

Двигатель, усилие с которого передается на челюсти посредством привода, может являться частью конструкции грейфера или размещаться за ее пределами, на подъемно-погрузочном механизме. В последнем случает, в зависимости от привода, к управляющему механизму грейфера должны дополнительно подводиться шланги или кабели.

По типу привода выделяются следующие типы грейферных захватов:

В электромеханическом приводном грейфере рабочее усилие, вырабатываемое электрическим двигателем, передается на челюстные захваты при помощи зубчатого, редукторного, ременного, винтового или другого передаточного механизма. Простые, но надежные, захваты оснащаются электрической талью — электромотором с полиспастом, подвижный блок которого в сочетании с шарнирной системой челюстей координирует работу последних.

Гидравлические грейферы оснащаются гидроцилиндрами и системой подводящих шлангов. Насосное оборудование, служащее для нагнетания жидкости в цилиндры, не является частью конструкции гидравлического типа. Это следует четко понимать. Если насос установлен непосредственно в грейфере с системой цилиндров, то привод такого механизма будет называться электрогидравлическим.

Устройство пневматического грейфера, по сути, не отличаются от гидравлического, за исключением того, что вместо жидкости используется сжатый воздух, нагнетаемый воздушным насосом (компрессором).

В основе функционирования электромагнитного грейфера лежит явление возникновения магнитного поля под действием электрического тока. Напряжение, приложенное к катушкам возбуждения, заставляет подвижный магнитопровод сблизиться с корпусом и сомкнуть челюсти. Образуемый от двух катушек магнитный поток порождает единое магнитное поле, отвечающее за притяжение ферромагнитных материалов к электромагниту. Кроме того, возникающий магнитный эффект усиливает «хватательные» характеристики захвата — мелкая металлическая стружка и другие мелкокусковые предметы, являющиеся ферромагнетиками, не высыпаются из ковша при его перемещении, что повышает объем удерживаемого груза. Опорожнение ковша производится прекращением подачи напряжения на катушки магнитопроводов. Челюсти под действием собственного веса размыкаются — и груз вываливается.

Читать еще:  Гусеничный экскаватор Komatsu PC55MR. Технические характеристики и расход топлива

Классификации грейферов по типу челюстей

Как было упомянуто выше, захватывающие элементы грейфера называются челюстями. Их количество варьируется от двух до восьми. Форма челюстей во многом определяет, с какими грузами способен работать захват. Ковшеобразные грейферы нередко используются для проведения копательных работ и добыче ископаемых. С целью улучшения черпающих характеристик режущие кромки ковша дополняются заостренными зубьями. Клещеобразные захваты удобны для погрузки круглого леса, трубных изделий и других цилиндрических объектов продолговатой формы. Вильчатые грейферы находят свое применение как оборудование сельскохозяйственного предназначения. Они незаменимы для высокопроизводительной погрузки сена, соломы, силоса и прочих волокнистых материалов, как в рулонном, так и рассыпном виде.

Сыпучие, мелкокусковые и склонные к высыпанию (вытеканию) грузы перегружаются при помощи закрытого или полузакрытого грейферного ковша. Остальные типы грузов обрабатываются открытыми грейферами, лопасти которых при смыкании не образуют сплошной поверхности.

Отдельно стоит заострить внимание на траектории движения челюстного захвата. У копательных устройств челюсти смыкаются по «роющей » траектории, позволяя тем самым глубже внедряться в разрабатываемый грунт. Лопасти, двигающиеся по подгребающей траектории, наоборот, не должны врезаться в материал. Их основная задача — сгребать сыпучие и мелкокусковые грузы, послойно лежащие на поверхности. Отсюда и назначение у них совсем иное — погрузочное.

При проведении работ в ограниченном пространстве, например, при рытье колодца или скважины, важен такой параметр как максимальный размах челюстей грейфера. Чем меньше общая ширина размаха, тем лучше. В идеале: ширина размаха должна совпадать с шириной копания. На сегодняшний день, существуют грейферные модели с неизменяемой шириной размаха, обеспечиваемой благодаря кинематической схеме движения челюстей по фиксированным направляющим.

При копании и погрузке неоднородных по твердости пород предусмотрены грейферы с независимым смыканием челюстей. Классический вариант, когда конструкция привода предполагает одновременное равномерное закрывание всех челюстей, терпит в данном случае неудачу. Если одна из челюстей во время смыкания встречает на своем пути сопротивление и останавливается, то это блокирует работу остальных. Независимое (поочередное) челюстное схождение решает возникающую проблему. Это реализуется путем интеграции пружинных механизмов в тягу каждой челюсти, приводящих к перераспределению усилий на элементы грейфера с целью более плотного обхватывания груза.

Встречаются грейферные захваты, имеющие индивидуальный привод каждой челюсти. Отдельное исполнительное устройство на каждую «клешню» позволяет в существенной мере повысить ее мощность. Более того, это решает проблему неравномерного смыкания, описанную выше.

Вращение грейфера вокруг своей оси осуществляется за счет роторной установки. Оснащение подъемно-погрузочного механизма ротатором позволяет захватывать грузы из любого положения, что особенно актуально при подъеме контейнеров и емкостей, имеющих строго определенные места захвата.

Вопрос №19 — Какой принцип работы грейфера?

Семён Жадов из транспортного колледжа спрашивает:

Можно ли считать, что грейфер дублирует работу экскаватора, или у грейфера принцип работы другой?

Ответ эксперта:

Грейфер относится к универсальным грузозахватным механизмам. Принцип работы грейфера, основанный на простоте устройства, неприхотливости в использовании, долговечности и относительной дешевизне, дал толчок распространению канатных грузоподъёмных навесных механизмов. Далее список расширился.

Канатные грейферы

Канаты и барабанные лебёдки позволяют производить механическое усилие без жёсткой кинематической связи между элементами захвата при смыкании и размыкании челюстей. Управление одноканатным грейфером доступно крановщику из кабины. Оборудование пригодно к перегрузке сыпучих материалов и штучных грузов. Смена грузозахватной навески проводится без потери времени снятием скобы с крюка стационарных и мобильных кранов. Монтируется на экскаватор, погрузчик.

Принцип работы грейфера одноканатного:

  • Опускается с раскрытым зевом, внедряется в груз.
  • Груз захватывается, челюсти смыкаются.
  • Подъём, перемещение до точки разгрузки.
  • Открытие челюстей происходит при контакте с поверхностью – ослабление натяжения каната открывает замыкающую защёлку.
  • При подъёме следует опорожнение ковша, готовность к следующему циклу.

Существуют ускоренные варианты разгрузки:

  • Саморазгрузка — на заданной высоте подвесной колокол автоматически открывает замок-защёлку лопастей ковша.
  • Выгрузка на произвольной высоте – управление стопором ведётся с земли или из кабины (отключающим блокировку тросовым устройством натяжного действия).

Многоканатные грузозахваты эффективнее в использовании за счёт оперативности управления. С интеграцией полиспаста улучшаются силовые характеристики при подгребании, заглублении челюстей при копке рыхлых грунтов.

Видовые различия грейферов

Управление челюстями и передача усилия на исполнительный элемент осуществляется приводным двигателем, базирующимся на грузозахвате или вне его пределов. Передаточные механизмы координируют работу шарнирных захватов.

Разновидности по типу привода:

  • Гидравлический.
  • Электромеханический.
  • Пневматический.
  • Электромагнитный.

Оснащение приводами расширяет сферу деятельности. Независимое смыкание захватов устраняет проблему препятствий плотному охвату груза. Противодействие одной лапе компенсируется независимым движением других. Гидравлика позволяет врезаться в неподатливые породы в добывающей промышленности.

По типу челюстей

Количество захватывающих элементов грейфера доходит до восьми. Вид груза диктует степень открытости ковша: открытый, полуоткрытый, закрытый. Форма определяет область применения:

  • Ковшеобразные – черпание, заглубление.
  • Клещеобразные – операции с трубами, лесом.
  • Вильчатые – волокнистые материалы россыпью, рулонами.
  • Лапчатые – металлообработка.

Характеристики основных параметров:

  • Грузоподъёмность.
  • Собственная масса.
  • Тип груза.
  • Тип привода.
  • Количество челюстей.

Выходит, что сфера использования грейферов много шире, чем экскаваторов. В отдельных случаях для ускорения и удешевления ведения работ ковш меняют на грейфер.

Видео: Одноканатный грейфер с автоматической защелкой принцып работы

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector