Андрей Смирнов
Время чтения: ~16 мин.
Просмотров: 0

Виды грейферов, их характеристика

Одноканатные грейферы

Одноканатными принято называть такие машины, у которых оба рабочих движения (подъем или спуск, закрывание или раскрытие) осуществляются одним тяговым органом, преимущественно канатом. Одноканатные по конструкции могут быть автоматическими (с колоколом) или с ручным управлением при раскрытии.

В настоящее время одноканатные автоматические (с колоколом) в виду сложности конструкции не применяются.

На рис. 1 изображен одноканатный грейфер Гинстальмоста. Грейферы состоит из челюстей а, средней траверсы б, верхней траверсы в и траверсы для челюстей е.

Траверса б направляется штангой. В траверсе г установлены защелки. Грейфер подвешивается к крюку крана посредством специальной траверсы д. Для плавного раскрывания служит масляный тормоз е, связанный с траверсой в и челюстями а. В закрытом положении — траверса г сомкнута с траверсой б (рис. 2, В). Если потянуть за канат к, то рычаги М и N примут положение, показанное пунктиром. Скошенные опорные поверхности защелок р под действием собственного веса соскальзывают с траверсы г, последняя опускается, и грейфер раскрывается. При опускании его на материал траверса крюка д, а вместе с ней и траверса б опускаются до тех пор, пока последняя не достигнет положения а (рис. 2, Б). Защелки переходят из положения I в положение II, и рычаг N под влиянием собственного веса падает в промежуток между обеими защелками, принимая прежнее положение (рис. 2, А); траверса г смыкается с траверсой б, и при дальнейшем подъеме крюка грейфер закрывается.

Скорость раскрывания и закрывания челюстей регулируется масляным тормозом (рис. 3), который представляет цилиндр с полостями А и В, соединенными между собой вентилем, регулирующим пропуск масла. При открывании масло из А переходит в В через вентиль L, регулируемый помощью установочного винта. Пружина R (рис. 2, В) удерживает рычаг в его положении и только усилием каната к она может быть сжата и защелки р разомкнуты.

Одноканатные целесообразно применять там, где одно и то же перегрузочное устройство должно быть использовано для перегрузки как сыпучих материалов, так и штучных грузов. Это имеет место в литейных, на строительных площадках, в шлаковых канавах при очистке паровозов и т. д.

Особенности приводных грейферов

Исполнительные механизмы в данном случае работают за счет тяги от электрического или дизельного двигателя. То есть это моторные агрегаты, которые соединяются с несущей их транспортной техникой. В случае с подъемно-погрузочным оборудованием к черпаку также подводятся шланги с кабелями. Наиболее распространены модели с электромеханическим приводом, в которых исполнительный механизм представляет собой винтовую, ременную или редукторную передачу.

Особенно популярен в этом семействе грейфер-экскаватор с так называемым успокоителем. Это оттяжной механизм, манипуляция которым дает возможность безопасно выполнять операции захвата и подъема без риска перегрузки. Для компенсирующей нагрузки на стреле подвода ковша используется группа огибающих блоков. Реже непосредственно в конструкции грейфера применяют фрикционные регулирующие системы, которые отвечают за открывание его лопастей.

Экскаваторы

Канатные грейферы

На механических тросовых экскаваторах применяют как двухчелюстные грейферы, так и грейферы с большим количеством челюстей — число и форма челюстей зависят от вида перегружаемого материала. Однако принципиальная схема их работы не отличается от схемы двухчелюстного грейфера.

Описание

Для грейфера, используемого на механическом экскаваторе используют решётчатую стрелу драглайна. Для экскаваторов выпускают грейферы трёх типов: лёгкого, среднего и тяжёлого класса. При этом масса применяемого грейфера должна быть тем больше, чем плотнее грунт. Однако, чем тяжелее грейфер, тем меньше грунта он может поднять при данной устойчивости оборудования, что сказывается на его производительности.

Устройство

Чтобы предотвратить закручивание канатов и значительное раскачивание грейфера при повороте платформы, используют оттяжное приспособление, называемое успокоителем. Успокоитель действует на ковш оттяжным канатом. Постоянное, независимое от положения грейфера натяжение каната создаётся весом перемещающегося внутри стрелы по направляющим груза, к которому крепят канат, огибающий блоки. На некоторых экскаваторах используют фрикционный механизм открывания днища ковша, на барабане которого крепят канат.

Достоинства и недостатки

Недостаток канатного грейфера — невозможность разрабатывать плотные грунты: нагрузки от массы грейфера не хватает, чтобы врезаться в грунт.

Гидравлические грейферы

На экскаваторах с гидравлическим приводом устанавливают специальные жёстко подвешенные грейферы, которые крепят на рукояти обратной лопаты вместо ковша.

Достоинства и недостатки

Основное достоинство — возможность создавать необходимое давление при врезании на грунт и вне зависимости от своей массы осуществлять разработку плотных грунтов.

ОБЪЕМ ГРЕЙФЕРА

Следующим важным критерием при выборе грейфера является его объем. Необходимо учитывать, что если превышен допустимый объем грейфера для определенной грузоподъемности спецтехники, то это может повлечь за собой опрокидывание экскаватора, а также раннее изнашивание узлов и деталей навесного оборудования. Напротив, если выбран грейфер меньшего объема, чем нужно, то это приведет к снижению производительности спецтехники.

Кроме того, важно не забывать, что габариты грейфера не должны превосходить размеры емкости, в которые будет осуществляться погрузка. Например, при погрузке-разгрузке вагонов важно, чтобы навесное оборудование поместилось в полувагон и не нанесло повреждения составу

Тогда как в морских и речных портах для погрузки судов часто используют грейферы большого объема от 4,0 до 9,0 куб.м, поскольку здесь конструкция грейфера не ограничена габаритами.

Также следует обратить внимание на насыпную плотность перегружаемого материала (соотношение массы зернистых материалов, порошкообразных материалов ко всему занимаемому объему, включая при этом воздушное пространство между частицами)

Пример подбора грейфера по объему

Имеется перегружатель с эксплуатационной массой 37000 кг, его грузоподъемность на максимальном вылете составляет 5600 кг.

Выясняем, с каким материалом будет работать спецтехника, допустим, это уголь. Определяем, под какую группу груза попадает материал – например, плотность до 1200 кг/куб. м.

Далее в зависимости от веса спецтехники подбирается грейфер определенной массы. В данном случае, для перегружателя весом 37000 кг оптимальная масса грейфера 2600 кг.

Исходя из этих данных, можно рассчитать объем грейфера по формуле:

Vгр = (Gмаш-mгр)/ρмат

Vгр = (5600-2600)/1200=2,5куб.м

Следовательно, для выполнения продуктивной работы на заданной весовой категории перегружателя необхо-димо установить грейфер погрузочный двухчелюстной объемом 2,5 куб.м.

Примеры использования оборудования с грейфером для устройства «стен в грунте»

Двухканатный грейфер приводится в действие механическим способом при помощи подъёмного и закрывающего канатов. За счёт многократной запасовки через блоки возможно увеличение закрывающего усилия грейфера.

Механический грейфер для устройства «стен в грунте»

Двухканатный грейфер приводится в действие механическим способом при помощи подъёмного и закрывающего канатов. За счёт многократной запасовки через блоки возможно увеличение закрывающего усилия грейфера.

Шатунная система с гидроприводом открывает и закрывает челюсти грейфера. Гидравлическое питание грейфера осуществляется через шланги от базовой машины.

Гидравлический грейфер для устройства «стен в грунте»

Шатунная система с гидроприводом открывает и закрывает челюсти грейфера. Гидравлическое питание грейфера осуществляется через шланги от базовой машины.

Чаще всего используются грейферы с челюстями шириной от 0,4 до 1,5 м. Ширина захвата составляет от 2,8 до 3,6 м.

Размеры грейфера

Чаще всего используются грейферы с челюстями шириной от 0,4 до 1,5 м. Ширина захвата составляет от 2,8 до 3,6 м.

Если позволяет структура основной рамы, возможна замена челюстей грейфера. Благодаря этому можно получать траншеи разной ширины.

Челюсти грейфера

Если позволяет структура основной рамы, возможна замена челюстей грейфера. Благодаря этому можно получать траншеи разной ширины.

В свежую траншею дополнительно могут помещаться предварительно изготовленные бетонные элементы, стальные профили или гидроизоляционный материал. В данном случае речь идет о комбинированной технологии.

Предварительно изготовленные элементы

В свежую траншею дополнительно могут помещаться предварительно изготовленные бетонные элементы, стальные профили или гидроизоляционный материал. В данном случае речь идет о комбинированной технологии.

После отрывки траншеи устанавливается арматурный каркас. После этого траншея заполняется снизу вверх свежей бетонной смесью и откачивается стабилизирующая жидкость

Бетонирование по двухэтапной технологии

После отрывки траншеи устанавливается арматурный каркас. После этого траншея заполняется снизу вверх свежей бетонной смесью и откачивается стабилизирующая жидкость

Форшахту устраивают до отрывки траншеи с обеих сторон стены. Она направляет грейфер, выравнивает отклонения уровня суспензии и обеспечивает устойчивость стен траншеи.

Форшахта, направляющая грейфер

Форшахту устраивают до отрывки траншеи с обеих сторон стены. Она направляет грейфер, выравнивает отклонения уровня суспензии и обеспечивает устойчивость стен траншеи.

Классификация

В зависимости от устройства грузоподъемного механизма грейферные краны имеют разную конструкцию:

  1. Канатные грейферные установки. Раскрытие и закрытие ковша происходит с помощью замыкающих и поддерживающих канатов. Различают одноканатные, двухканатные и четырехканатные грейферные краны. Более целесообразным считается использование четырехканатных агрегатов, которые имеют парное сцепление обоих видов строп. Такое устройство позволяет создать максимальное закрытие ковша, за счет специальных систем полиспаста. Они предназначены для транспортировки грузов объемом от 0,4 до 16 м3.
  2. Моторные грейферные краны. Грузозахватный орган состоит из нескольких частей и приводится в действие с помощью кранового электрического привода. Приспособление передает сигнал на барабан и систему полиспаста, обеспечивающих открывание и закрывание ковша. Такой образец наиболее ремонтопригоден.
  3. Гидравлический кран. Работа машины обеспечивается гидравлической аппаратурой— гидроцилиндрами и гидростанцией. Они могут применяться для влажных грузов, имеющих высокую плотность.

Современный вид грузозахватного органа также приобрел ряд модификации для удобства работы с различными материалами:

  1. Для сыпучего сырья грузоподъемное оборудование представляет собой двухчелюстной объемный ковш.
  2. Для транспортировки круглых лесоматериалов применяются захваты-клещи. Их может быть два или четыре. Удлиненное тяговое устройство предназначено выполнения для влажной и термической обработки древесины.
  3. Многочелюстные грейферы для металла. В зависимости от объема выполняемых работ может быть 4-8 челюстей разного вида. Обладают высокой грузоподъемностью. Такая модификация часто дополнена электромагнитным устройством для эффективной транспортировки металлических конструкций. Грузоподъемный электромагнит представлен литым корпусом из стали с высоким показателем магнитной проницаемости. С корпусом крана магнит соединен сваркой или болтами.
  4. Грейферные краны с уменьшенной высотой. Их применение целесообразно для эксплуатации в условиях ограниченного пространства, например в промышленном цехе. Их конструкция облегчена за счет отсутствия траверс. При этом такие агрегаты обладают небольшой массой, зачерпывающей способностью в среднем до 0,6 м3.
  5. Грейферы для крановых установок. Они отличаются компактными размерами, небольшой массой и многофункциональностью. Существуют различные конфигурации и формы приспособлений, как для работы с металлом и деревом, так и для песка.

Грейферные краны предназначены для работы с тяжелыми грузами. Их основная особенность в строении грузозахватного органа, который представляет из себя объемный ковш для подъема и переноса сыпучих материалов. Модификации грейферных кранов различны, в зависимости от выполняемого объема и типов работ

Производители обращают внимание на многофункциональность технологических процессов, выполняемых с помощью таких грузоподъемных машин. Поэтому заводы-производители готовы изготавливать комплектующие для грейферных кранов по заданным техническим условиям

Высокая производительность и эффективность этого оборудования определяет его популярность на промышленных производствах.

ВИД СПЕЦТЕХНИКИ

Грейферы используются на различных моделях экскаваторов, перегружателей и погрузчиков как российского (RM-TEREX, ТВЭКС, Эксмаш и др.), так и зарубежного (Fuchs, Atlas, Liebherr, Komatsu и др.) производства.

Многие компании за неимением перегружателей, устанавливают грейферы на экскаваторы, однако в этом случае необходимо детально изучить возможности этой установки.

Если на перегружатель грейфер монтируется без дополнительных доработок, то на экскаватор необходима установка гидроразводки. Для работы грейфера на экскаваторе требуется четырехходовая гидроразводка (линия на вращение и на сжатие-разжатие челюстей). Данную гидроразводку можно без проблем установить на любой экскаватор.

Но необходимо учесть, что данная доработка экскаватора не заменит перегружатель в полной форме, так как в последнем предусмотрены еще дополнительные функции, которые облегчают перевалку материала: подъем кабины, геометрические и конструктивные параметры рабочего оборудования перегружателя.

Поэтому, если организация планирует заниматься только перевалкой, то необходимо рассматривать именно перегружатель, поскольку с ним можно добиться максимальных результатов в работе с погрузкой-разгрузкой материала.

Мостовой

Мостовой грейферный кран оснащен специальной балкой, по которой перемещается узел с установленными на нем механизмами грейферной лебедки. Коробчатая балка может быть одиночной, встречаются установки с двойной направляющей. На концах балки имеются ходовые тележки, которые передвигаются по направляющим рельсам. Мостовой кран оснащается грузоподъемными лебедками, оснащенными электромагнитными гидравлическими тормозами, обеспечивающими быструю остановку.

Магнитно-грейферный кран отличается установкой 2 грузозахватных приспособлений — с электромагнитами и стандартного ковша. Узлы монтируются на общей или отдельных тележках. На магнитной секции устанавливаются катушки возбуждения, которые создают поле при подаче электрического напряжения. Техника применяется при перемещении ферромагнитных материалов и стандартных насыпных грузов, а также стального металлолома.

Рабочее место оператора оснащается отдельным регулируемым сиденьем с установкой джойстиков на подлокотниках. Дистанционный пульт управления позволяет производить манипуляции из кабины или находясь на удалении от грейферного крана.

Для повышения безопасности грейфер оснащается:

  • концевым переключателем, автоматически отключающим механизм подъема;
  • звуковой сигнализацией;
  • концевыми контактными переключателями, ограничивающими ход тележки;
  • встроенными термическими переключателями, обеспечивающими защиту электрических двигателей;
  • контактными ограничителями хода;
  • системой подсветки рабочей зоны.

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.

Технические характеристики грейферного крана

Схема механизмов тележки грейферного крана: электродвигатель , соединенный зубчатой муфтой с редуктором , барабан с левой и правой нарезками для каната и тормоз Грейферные мостовые краны востребованы и незаменимы как оборудование, с помощью которого проводятся работы на площадках открытого типа. Но они также часто используемы и в работах, которые выполняются в тяжелых температурных условиях на металлургических цехах.

Основные параметры:

  • Высота подъема: 24 метра;
  • Скорость подъема —  48 метров в минуту;
  • Скорость перемещения грейфера составляет 48 метров в минуту;
  • Скорость перемещения крана достигает 96 метров в минуту.

Часто многие производители совмещают в грузоподъемном оборудовании узлы и механизмы соответственно с индивидуальными запросами заказчика. Это дает возможность варьировать определенные параметры устройств.

Перегрузка щебня моторным многочелюстным грейфером

Электропривод механизма  мостового грейферного крана питается трехфазным стандартным  переменным напряжением в 380В с частотой 50Гц. Сеть переменного напряжения имеет свойства источника напряжения.

В промышленной сети иногда могут случаться сильные скачки напряжения, поэтому важно обеспечить работоспособность установки при возможных колебаниях напряжения, а также обеспечить защиту от коротких замыканий.

Для этого используется автоматический выключатель, который пособен обеспечить защиту двигателя от возможного короткого замыкания, как со стороны нагрузки, так и со стороны питающей сети.

Управление краном осуществляется непосредственно оператором-крановщиком, поэтому управление достаточно простое , оно позволяет легко управлять торможением и разгоном  крана, а еще осуществлять фиксированный режим работы на заданной скорости перемещения.

Виды

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;

Электрогидравлические грейферы управляются дистанционно, что позволяет увеличить точность проводимых работ;

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:

Устройство

Грузозахватный орган грейферного крана представляет собой челюсти, предназначенные для зачерпывания. В процессе работы челюсти размыкаются и смыкаются. Устройство челюстей грейфера представляет собой две вертикальные стенки и днище, образующие обособленную емкость, в которой происходит подъем и перенос материала. Челюсти имеют шарнирное присоединение с несущей тяговой траверсой, что позволяет управлять ими с помощью поддерживающего и замыкающего канатов. Грейферные лебедки обеспечивают натяжение канатов и их регулирование их скоростей.

Грейферные краны устроены также, как мостовые. Рабочий механизм закреплен на подвижной металлической конструкции. При поперечном разрезе она представляет собой П-образную балку, поэтому ее принято называть мост, или подкрановая балка. Тележки, перемещаемые по рельсам или поясам подкрановой балки, предназначены для подъема и перевозки грузов вдоль пролета. Для обеспечения движения тележки снабжены специальными ходовыми колесами-роликами. Диаметр и частота вращения каждого ролика различны, пропорционально максимальному и минимальному радиусу.

Назначение

Грейферные краны, благодаря специфическому устройству грузозахватного приспособления, предназначены для транспортировки труднозачерпываемых типов груза. Зачерпывающая способность грейфера устанавливается на стадии проектирования и испытания машины. Фактическая зачерпывающая способность, то есть масса груза, связана с несколькими параметрами:

  • насыпная плотность материала;
  • ширина челюстей и расстояние между режущими кромками;
  • податливость груза внедрению грейфера;
  • коэффициент уплотнения материала.

Для определения зачерпывающей способности грейфера используются данные ГОСТ 24599-87 Грейферы канатные для навалочных грузов. В стандарте также определены основные транспортируемые материалы:

  • песок сухой тяжелый;
  • свинцовый и железорудный концентрат;
  • уголь;
  • гипс кусковый;
  • глинозем;
  • зерно пшеницы;
  • каменноугольный кокс;
  • порошкообразный апатит.

Свойства сырья, такие как плотность, твердость, величина фракций или кусков влияют на производительность крана, поскольку имеют разное сопротивление, требующее корректировки усилий и способов управления зачерпыванием. Например, при сильном натяжении поддерживающих канатов невозможно перемещение верхней траверсы. Вследствие этого машина зачерпывает небольшой объем материала.

Основные критерии выбора грейферного погрузчика:

Предельный вес груза, с которым предполагается работа

Важно, чтобы этот параметр соотносился и с возможностями шасси, на котором смонтирован погрузчик.

Вылет стрелы грейферного захвата. Он определяет оптимальную зону работы агрегата, дальность перемещения захвата с грузом, а также устойчивость машины во время работы.

Конструкция самого шасси

При больших колёсах устойчивость грейферного погрузчика возрастает. Экскаваторы в этом смысле имеют преимущества перед тракторами, поскольку в них грейферное захватное устройство монтируется со стороны, противоположной отвалу. Таким образом, последний является своеобразным противовесом.

Предельно допустимые температуры, при которых предполагается эксплуатация. При внешних температурных показателях ниже -30 градусов гидропривод агрегата теряет свою работоспособность, поэтому следует остановиться на вариантах с механическим приводом грейфера.

Размер ковша погрузчика. Данный параметр особенно важен, если машину предполагается использовать преимущественно на дорожно-строительных работах.

Грейферные погрузчики – весьма универсальные механизмы, способные прийти на помощь тогда, когда другая погрузочная техника будет неуместной. Выбрать же подходящую для приобретения или аренды модель не так сложно – достаточно лишь придерживаться приведенных выше рекомендаций.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации