ЗАХВАТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРУЗОВ Российский патент 1997 года по МПК B66C1/66 

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к захватным устройствам для грузов.

Известно захватное устройство для грузов, имеющих штыри с фигурной головкой (а.с. СССР N 867844, кл. B 66 C 1/66, 1979 г), содержащее полый цилиндр с радиальными отверстиями, шариковые захватные элементы, установленные в отверстиях, охватывающую цилиндр кольцевую обойму, установленную на уровне отверстий и закрепленную на цилиндре с возможностью ограниченного продольного перемещения, причем нижний конец обоймы выполнен с внутренней расточкой, сердечник, смонтированный в цилиндре с возможностью продольного перемещения и перекрытия указанных отверстий в верхнем положении обоймы, при этом в нижнем конце сердечника выполнена выемка, форма которой соответствует профилю фигурной головки штыря груза.

Недостатками данного устройства являются необходимость для работы устройства наличия электроэнергии; ограниченность функциональных возможностей устройства.

Наиболее близким по технической сущности является захватное устройство для грузов, содержащее основной полый цилиндр с выступами в верхней и нижней части, соосную ему основную кольцевую обойму, имеющую на внутренней поверхности кольцевую расточку и охватывающую нижнюю часть основного полого цилиндра с возможностью их взаимной фиксации посредством шариков, установленных в каналах, выполненных в стенке основного полого цилиндра суживающихся в направлении основной вертикальной оси в форме усеченного конуса, установленный внутри основного полого цилиндра соосно ему дополнительный полый цилиндр с выступом на поверхности, взаимодействующим с верхним выступом основного полого цилиндра, охватывающую основной полый цилиндр дополнительную кольцевую обойму, выполненную с фланцем, взаимодействующим с выступом основного полого цилиндра, механизм взаимной фиксации основной и дополнительной кольцевых обойм и элемент для навешивания на крюк (см. а.с. СССР N 2009100, кл. B 66 C 1/66, 1990 г).

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности по захвату и транспортировке любого груза, например, не имеющих рымов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения захвата и транспортировки любого груза.

Поставленная цель достигается тем, что в захватном устройстве для грузов на наружной поверхности дополнительного полого цилиндра выполнена кольцевая канавка, взаимодействующая с упомянутыми установленными в канавках стенки основного полого цилиндра шариками с возможностью взаимной фиксации основного и дополнительного полых цилиндров и основной кольцевой обоймы, причем механизм взаимной фиксации основной и дополнительной кольцевых обойм выполнен в виде кольцевой канавки на наружной боковой поверхности основной кольцевой обоймы и подпружиненных шариков, размещенных в стенке дополнительной кольцевой обоймы и взаимодействующих с кольцевой канавкой наружной поверхности основной кольцевой обоймы, а захватное устройство снабжено верхней и нижней рамами, связанными одна с другой посредством по меньшей мере двух фиксаторов и жестко установленными на наружных боковых поверхностях соответственно в нем на наружной поверхности дополнительного полого цилиндра верхняя дополнительной кольцевой обоймы, нижняя дополнительного полого цилиндра, причем элемент навешивания на крюк установлен в верхней части дополнительной кольцевой обоймы.

Кроме того, фиксатор выполнен механическим.

Далее на внутренней поверхности нижней рамы выполнены конусообразные направляющие под рымы захватываемого груза, а фиксатор выполнен в виде шарнирно соединенной с верхней рамой тяги и шарнирного соединенного с ней штыря, расположенного в выполненных в нижней раме соосных отверстиях с возможностью взаимодействия с рымом захватываемого груза.

Согласно изобретению фиксатор может быть выполнен в виде двуплечего рычага, одним плечом шарнирно установленного на одной из рам, а другим плечом соединенного с другой рамой.

Кроме того, соединение другого плеча двуплечего рычага с другой рамой может быть выполнено в виде прорези на упомянутой раме и штыря на упомянутом рычаге, взаимодействующего с упомянутой прорезью.

Вышеуказанное соединение другого плеча двуплечего рычага с другой рамой может быть выполнено и в виде шарнирно связанного с упомянутыми плечом и рамой промежуточного элемента.

В предложенном изобретении верхняя и нижняя рамы могут быть выполнены с возможностью контактирования между собой своими боковыми поверхностями, а фиксатор выполнен в виде конусообразного канала в одной из рам в зоне ее упомянутой контактирующей боковой поверхности, расположенного наклонно вершиной вниз к вертикальной оси устройства, и прорези в другой раме, а также шарика, размещенного в упомянутом канале и взаимодействующего с упомянутой прорезью.

Кроме того, фиксатор в устройстве может содержать палец, пружину, одним концом жестко закрепленную на верхней раме, а другим шарнирно соединенную с упомянутым пальцем стойку, выполненные в нижней раме направляющий канал и сообщающуюся с ним фигурную выемку, причем стойка расположена в направляющем канале, палец в фигурной выемке, а пружина расположена между упомянутыми рамами с охватом упомянутой стойки.

На фиг. 1 показан общий вид устройства с вариантом исполнения фиксирующего механизма в виде кинематического узла, выполненного на основе тяги и штыря; на фиг. 2,3 вариант исполнения фиксирующего механизма в виде кинематического узла, выполненного на основе двуплечего рычага; на фиг.4 7 - варианты исполнения фиксирующего механизма, на базе захватных элементов; на фиг. 8 вариант исполнения фиксирующего механизма на основе стержневого узла.

Захватное устройство для грузов содержит основной полый цилиндр 1. В нижней части основного полого цилиндра 1, в его стенках, выполнены конусообразные каналы 2, расположенные наклонно относительно горизонтальной оси и направленные своими вершинами вниз и суживающиеся в направлении основной вертикальной оси захватного устройства, в которых расположены захватные элементы 3, выполненные в виде шариков, предназначенные для взаимной фиксации основного полого цилиндра 1 и дополнительного полого цилиндра 4, расположенного внутри последнего.

Основной полый цилиндр 1 имеет упорный фланец 5, опорный торец 6 и уступ 7 на его наружной боковой поверхности. На наружной поверхности основного полого цилиндра 1 размещена соосно с ним и охватывая его основная кольцевая обойма 8 с внутренней кольцевой прорезью 9 и наружной кольцевой выемкой 10.

Основная кольцевая обойма 8 предназначена для запирания в рабочем положении захватных элементов 3 и обеспечения их хода в нерабочем положении, т.к. когда кольцевая прорезь 9 совпадает с конусообразными каналами 2.

Основной полый цилиндр 1 снабжен дополнительной кольцевой обоймой 11 с упорным фланцем 12, предназначенным для взаимодействия с упорным фланцем 5 основного полого цилиндра 1, и опорным фланцем 13.

В стенках дополнительной кольцевой обоймы 11, например, в ее опорном фланце 13, выполнены равнорасположенные по окружности резьбовые глухие отверстия 14 со стенками 15, в которых выполнены сквозные конусообразные каналы 16 с выходными отверстиями 17 диаметром меньшим диаметра шариков 18, выполняющих роль захватных элементов и расположенных в конусообразных каналах 16.

В резьбовые отверстия 14 ввернуты пробки 19, каждая из которых имеет фланец и глухое отверстие 20, в котором расположена пружина 21, упирающаяся одним концом в шарик 18, а другим в стенку глухого отверстия 20.

Между фланцами пробок 19 и дополнительной кольцевой обоймой 11 могут быть расположены шайбы 22 различной толщины для регулирования усилия затяжки пружины 21.

Сверху к дополнительной кольцевой обойме 11 прикреплена любом известным способом, например с помощью болтов 23, крышка 24 с закрепленной на ней любым известным способом, например с помощью замкового соединения и штифта, серьга 25, выполняющая функцию элемента навешивания на крюк грузоподъемного механизма.

На наружной поверхности дополнительной кольцевой обоймы 11 с упором в ее опорный фланец 13 закреплена любым известным способом, например, с помощью болтов 26 верхняя рама 27, а нижняя рама 28 закреплена любым известным способом, например с помощью болтов 29, на наружной боковой поверхности дополнительного полого цилиндра 4.

Формы верхней рамы 27 и нижней рамы 28 могут быть самыми различными, например прямоугольными, круглыми и т.д. в зависимости от формы грузов.

Конструкции верхней рамы 27 и нижней рамы 28 могут быть выполнены как цельными, сборными, сварными и т.д. так в их возможном сочетании.

На наружной боковой поверхности дополнительного полого цилиндра 4 имеется кольцевая выемка 30 под шарики 3, при этом опорное кольцо 31 закреплено на дополнительном полом цилиндре 4, например, с помощью винтов 32 и предназначено для опоры основного полого цилиндра 1 и основной кольцевой обоймы 8 в нижнем положении. В верхней части дополнительного полого цилиндра 4, например, с помощью резьбового соединения установлен фланец 33, предназначенный для упора основного полого цилиндра 1 в верхнем положении и сопряжения с дополнительной кольцевой обоймой 11 по ее внутренней поверхности.

Основной полый цилиндр 1 и дополнительный полый цилиндр 4, основной полый цилиндр 1 и дополнительная кольцевая обойма 11, дополнительная кольцевая обойма 11 и дополнительный полый цилиндр 4, основной полый цилиндр 1 и основная кольцевая обойма 8, основная кольцевая обойма 8 и дополнительный полый цилиндр 4 расположены относительно друг друга с возможностью продольного ограниченного перемещения.

Взаимное положение верхней рамы 27 и нижней рамы 28 относительно друг друга, а также захват груза, осуществляются посредством по меньшей мере двух фиксирующих механизмов, каждый из которых может быть выполнен в нескольких вариантах.

В первом варианте исполнения фиксирующий механизм выполнен в виде кинематического узла.

Кинематический узел фиксирующего механизма (фиг. 1) может включать в себя шарнирно соединенные между собой тягу 34, в свою очередь шарнирно соединенную с верхней рамой 27, и штырь 35, расположенный в соосных отверстиях 36 и 37 в нижней раме 28. При этом на внутренней поверхности нижней рамы 28 выполнены конусообразные поверхности 38, предназначенные для самоориентации захватного устройства относительно рымов 39 груза.

Кроме того, кинематический узел фиксирующего механизма (фиг. 2 и 3) может быть выполнен в виде двуплечего рычага 40 посредством шарнира 41, установленного одним плечом на одной из рам 27 или 28.

Другое же плечо рычага 40 соединено с соответствующей рамой 28 или 27 посредством (фиг. 2) либо фигурной прорези 42, выполненной в нижней раме 28 и штыря 43 рычага 40, либо (фиг. 3) дополнительного элемента в виде тяги 44, шарнирно соединенной с двуплечим рычагом 40 и верхней рамой 27 посредством шарниров 45 и 46.

Во втором варианте исполнения (фиг.4 7) фиксирующий механизм выполнен в виде захватных элементов, которые представляют собой шарики 47, расположенные в конусообразных каналах 48, выполненных в одной из рам 27 или 28, контактирующих между собой по их боковым поверхностям. Каналы 48 выполнены наклонно относительно горизонтальной оси захватного устройства и направлены вершинами вниз в сторону груза. При этом в другой раме соответственно 28 или 27 со стороны каналов 48 выполнены прорези 49, позволяющие ограниченно перемещаться шарикам 47 в каналах 48.

При контакте верхней 27 и нижней 28 рам соответственно по их внутренней и наружной боковым поверхностям и при выполнении конусообразных каналов 48 в нижней раме 28 на внутренней поверхности верхней рамы 27 выполняются либо прорези 49, либо устанавливается ограничитель 50 любым известным способом, например, с помощью винтов 51 (фиг. 4).

При контакте верхней 27 и нижней 28 рам соответственно по их наружной и внутренней боковым поверхностям и при выполнении конусообразных каналов 48 в нижней раме 28, а прорези 49 на наружной поверхности верхней рамы 27 в нижней раме 28 выполняется дополнительная прорезь 52 (фиг. 5).

В третьем варианте исполнения (фиг. 8) фиксирующий механизм выполнен в виде стержневого узла, представляющего собой совокупность стойки 53 и пружины 54, расположенной между рамами 27 и 28, охватывая стойку 53.

Стойка 53 одним концом жестко закреплена на верхней раме 27, например, посредством съемного фланца 55. На другом конце стойки 53 посредством шарнира 56 установлен палец 57, при этом стойка 53 с пальцем 57 расположены в выполненных в нижней раме 28 и сообщающихся между собой канале 58 и фигурной выемке 59.

Работает устройство следующим образом.

Захватное устройство с помощью серьги 25 навешивается на крюк грузоподъемного механизма подъемно-транспортного оборудования.

В исходном положении упорный фланец 5 основного полого цилиндра 1 упирается во фланец 33 дополнительного полого цилиндра 4. При этом шарики 3 упираются в наружную поверхность дополнительного полого цилиндра 4, расположенную над кольцевой выемкой 30 дополнительного полого цилиндра 4, а основания основная кольцевая обойма 8 упирается сверху в шарики 3.

Упорный фланец 12 дополнительной кольцевой обоймы 11 упирается в упорный фланец 5 основного полого цилиндра 1. Основная кольцевая обойма 8 и дополнительная кольцевая обойма 11 не сцеплены между собой.

Элементы фиксирующего механизма по всем из трех вариантов его исполнения, а именно штырь 35, двуплечий рычаг 40, шарики 47 и палец 57, обеспечивающие взятие груза, находятся в положении его сцепления.

С помощью грузоподъемного механизма подъемно-транспортного оборудования захватное устройство предварительно ориентируется относительно груза.

Затем захватное устройство опускается на груз до упора.

При выполнении фиксирующего механизма в виде кинематического узла на основе тяги 34 и штыря 35 (фиг. 1) нижняя рама 28 опирается конусообразными поверхностями в рымы 39 груза.

При выполнении фиксирующего механизма в виде кинематического узла на основе двуплечего рычага 40 (фиг. 2) нижняя рама 28 опирается нижней поверхностью и плечом рычага 40, связанным с нижней рамой 28, на груз. При этом рычаг 40 при опускании захватного устройства под его тяжестью поворачивается относительно оси 41 до упора плеча, связанного с нижней рамой 28, в груз.

При выполнении фиксирующего механизма в виде кинематического узла на основе двуплечего рычага 40 и дополнительного элемента в виде тяги 44 (фиг. 3), а также при выполнении фиксирующего механизма на базе захватных элементов в виде шариков 47 (фиг.4 7) нижняя рама 28 опирается своей нижней поверхностью в груз.

При дальнейшем опускании дополнительной кольцевой обоймы 11 со связанной с ней верхней рамой 27, взаимодействующей с соответствующими элементами фиксирующего механизма, а именно штырем 35, двуплечим рычагом 40, шариками 47 и пальцем 57 и с основным полым цилиндром 1 до положения совпадения конусообразных каналов 2 основного полого цилиндра 1 с кольцевой выемкой 30 дополнительного полого цилиндра 4.

Основная кольцевая обойма 8 под действием собственного веса опускается до упора в опорное кольцо 31 дополнительного полого цилиндра 4, запирая шарики 3 в кольцевой выемке 30 дополнительного полого цилиндра 4 и каналах 2 основного полого цилиндра 1.

В этом положении элементы фиксирующего механизма, а именно штырь 35 (фиг. 1) находится в отверстиях 36 и 37 нижней рамы 28, запирая рымы 39 груза; рычаг 40 (фиг. 2) находится в положении зацепления с грузом; рычаг 40 с дополнительным элементом в виде тяги 44 не сцеплен с грузом; шарики 47 (фиг. 4 7) находятся в положении готовом для зацепления с грузом; палец 57 (фиг. 8) находится в положении готовом для зацепления с грузом.

В этом положении груз готово к транспортированию и его можно поднимать и транспортировать.

После транспортирования и установки груза на место складирования дополнительная кольцевая обойма 11 вместе с верхней рамой 27 и штырем 35 (фиг. 1), осью 41 (фиг. 2), тягой 44 (фиг. 3), шариками 47 (фиг. 4 -7) и стойками 53 с пальцами 57 (фиг. 8) опускается до положения упора основной кольцевой обоймы 8 в нижнюю раму 28 или во фланец 33 дополнительного полого цилиндра 4 и совпадения положения шариков 18 с наружной кольцевой выемкой 10 основной кольцевой обоймы 8. В этом положении основная и дополнительные кольцевые обоймы 8 и 11 находятся в сцепленном состоянии.

Для снятия грузозахвата с груза необходимо поднять грузозахват вверх за серьгу 25 до упора основной кольцевой обоймы 8 в уступ 7 основного полого цилиндра 1 с последующим поднятием его до упора во фланец 33 дополнительного полого цилиндра 4 и выходом шариков 3 при этом из кольцевой выемки 30 дополнительного полого цилиндра 4. При дальнейшем поднятии захватного устройства дополнительная кольцевая обойма 11 отцепляется от основной кольцевой обоймы 8 за счет того, что сила сцепления шариков 18 с основной кольцевой обоймой 8 меньше, чем сила тяжести основной кольцевой обоймы 8, основного полого цилиндра 1 с шариками 3 и дополнительного полого цилиндра 4 с нижней рамой 28.

При этом основная кольцевая обойма 8 падает (опускается) до упора в шарики 3, занимая свое исходное положение. Вместе с дополнительной кольцевой обоймой 11 поднимается и закрепленная на ней верхняя рама 27, взаимодействуя с соответствующим элементом фиксирующего механизма, а именно с закрепленным на ней с помощью тяги 34, штырем 35 (фиг. 1); с закрепленным рычагом 40 (фиг. 2) или тягой 44 и рычагом 40 (фиг. 3); с расположенными в ней шариками (фиг. 6, 7); с пальцем 57 посредством стержня 53 и пружины 54 (фиг. 8).

При дальнейшем поднятии дополнительной кольцевой обоймы 11 с элементами фиксирующего механизма 34, 35, 40, 44, 47, 53, 53 и 57 до положения упора упорного фланца 12 в упорный фланец 5 основного полого цилиндра 1 происходит отцепление захватного устройства от груза и установка элементов фиксирующего механизма 35 (фиг. 1), 40 (фиг. 2), 47 (фиг. 4, 5, 6, 7) и 57 (фиг. 8) в исходное положение, а элементом 40 (фиг. 3) происходит защемление груза.

Возможна и иная последовательность работы захватного устройства, при котором описанное исходное положение захватного устройства является рабочим, а рабочее исходным.

Это достигается за счет введения дополнительного элемента в виде тяги 44 (фиг. 3), изменения кинематики движения элементов фиксирующего механизма, зависимой от расположения мест крепления двуплечего рычага 40 и дополнительного элемента в виде тяги 44 на верхней и нижней рамах 27 и 28 и измененной по всем трем вариантам исполнения конструкции как самих верхней и нижней рам 27 и 28, так и элементов фиксирующего механизма, а именно: штыря 35, двуплечего рычага 40, шариков 47 и пальца 57.

Такая последовательность работы захватного устройства изображена, например, на фиг. 3.

Данное захватное устройство позволяет обеспечить захват и транспортирование любого груза, как имеющего более одного уступообразного продольного держателя, так и не имеющих их вообще.

Использование: для захвата и транспортировки любого груза. Сущность изобретения: захватное устройство содержит основной полый цилиндр 1 с выступами в верхней и нижней части, основную кольцевую обойму 8 с внутренней кольцевой прорезью 9 и наружной кольцевой выемкой 10, дополнительный полый цилиндр 4, выполненный с выступом в верхней части для взаимодействия с выступом цилиндра 1 и установленный внутри последнего соосно с ним, дополнительную кольцевую обойму 11, выполненную с упорным фланцем 12 для взаимодействия с упорным фланцем 5 цилиндра. Основная кольцевая обойма 8 установлена соосно с цилиндром 1, охватывает его нижнюю часть и взаимофиксируется относительно него посредством захватных элементов, выполненных в виде шариков 3 и расположенных в выполненных в цилиндре 1, конусообразных каналах 2, суживающихся в направлении основной вертикальной оси захватного устройства. ДКО 11 охватывает цилиндр 1, установлена с возможностью фиксации с основной кольцевой обоймой посредством фиксирующего элемента. На наружной поверхности дополнительного полого цилиндра 4 выполнена кольцевая выемка 30, обеспечивающая взаимофиксацию дополнительного полого цилиндра 4, цилиндр 1 и основной кольцевой обоймы 8, которая имеет на наружной боковой поверхности выемку 10, обеспечивающую взаимофиксацию основной кольцевой обоймы 8 и обоймы 11. Захватное устройство может быть снабжено взаимосвязанными друг с другом посредством по меньшей мере двух фиксаторов, верхней и нижней рамами 27 и 28, установленными на наружных боковых поверхностях соответственно. Элемент навешивания на крюк установлен в верхней части обоймы 11. 7 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Захватное устройство для грузов, содержащее основной полый цилиндр с выступами в верхней и нижней частях, соосную с ним основную кольцевую обойму, имеющую на внутренней поверхности кольцевую расточку и охватывающую нижнюю часть основного полого цилиндра с возможностью их взаимной фиксации посредством шариков, установленных в каналах, выполненных в стенке основного полого цилиндра, сужающихся в направлении его вертикальной оси в форме усеченного конуса, установленный внутри основного полого цилиндра соосно с ним дополнительный полый цилиндр с выступом на поверхности, взаимодействующим с верхним выступом основного полого цилиндра, охватывающую основной полый цилиндр дополнительную кольцевую обойму, выполненную с фланцем, взаимодействующим с выступом основного полого цилиндра, механизм взаимной фиксации основной и дополнительной кольцевых обойм и элемент для навешивания на крюк, отличающееся тем, что на наружной боковой поверхности дополнительного полого цилиндра выполнена кольцевая канавка, взаимодействующая с упомянутыми установленными в каналах стенки основного полого цилиндра шариками с возможностью взаимной фиксации основного и дополнительного полых цилиндров и основной кольцевой обоймы, причем механизм взаимной фиксации основной и дополнительной кольцевых обойм выполнен в виде кольцевой канавки на наружной боковой поверхности основной кольцевой обоймы и подпружиненных шариков, размещенных в стенке дополнительной кольцевой обоймы и взаимодействующих с кольцевой канавкой на наружной поверхности основной кольцевой обоймы, а захватное устройство снабжено верхней и нижней рамами, связанными одна с другой посредством по меньшей мере двух фиксаторов и жестко установленными на наружных боковых поверхностях соответственно верхняя дополнительной кольцевой обоймы, нижняя дополнительного полого цилиндра, причем элемент навешивания на крюк установлен в верхней части дополнительной кольцевой обоймы. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксатор выполнен механическим. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что на внутренней поверхности нижней рамы выполнены конусообразные направляющие под рамы захватываемого груза, а фиксатор выполнен в виде шарнирно соединенной с верхней рамой тяги и шарнирно соединенного с ней штыря, расположенного в выполненных в нижней раме соосных отверстиях с возможностью взаимодействия с рамой захватываемого груза. 4. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что фиксатор выполнен в виде двуплечего рычага, одним плечом шарнирно установленного на одной из рам, а другим плечом соединенного с другой рамой. 5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что соединение другого плеча двуплечего рычага с другой рамой выполнено в виде прорези на упомянутой раме и штыря на упомянутом рычаге, размещенного в упомянутой прорези. 6. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что соединение другого плеча двуплечего рычага с другой рамой выполнено в виде шарнирно связанного с упомянутыми плечом и рамой промежуточного элемента. 7. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что верхняя и нижняя рамы выполнены с возможностью контактирования между собой своими боковыми поверхностями, а фиксатор выполнен в виде конусообразного канала в одной из рам в зоне ее упомянутой контактирующей боковой поверхности, расположенного наклонно вершиной вниз к вертикальной оси устройства, и прорези в другой раме, а также шарика, размещенного в упомянутом канале и взаимодействующего с другой рамой в зоне упомянутой прорези. 8. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что фиксатор содержит палец, пружину и одним концом жестко закрепленную на верхней раме, а другим - шарнирно соединенную с упомянутым пальцем стойку, выполненные в нижней раме направляющий канал и сообщающуюся с ним фигурную выемку, причем стойка расположена в направляющем канале, палец в фигурной выемке, а пружина расположена между упомянутыми рамами с охватом упомянутой стойки.