ГРЕЙФЕР Российский патент 1997 года по МПК E02F3/413 

Изобретение относится к землеройной технике и может быть использовано для очистки облицованных каналов и лотков, кюветов дорог, для разработки и зачистки траншей, для выполнения погрузочно-разгрузочных и подгребающих работ.

Известен грейфер, включающий смыкающиеся ковши, соединенные с силовым цилиндром шарнирно-рычажным механизмом, выполненный с равносторонним параллелограммом [1]
Недостатком такого грейфера является большая высота и сложность конструкции, а также значительное снижение усилий на нижних горизонтальных режущих кромках в конце смыкания челюстей при складывании посредством силового цилиндра параллелограмного шарнирно-рычажного механизма привода челюстей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является грейфер, включающий раму с гидроцилиндром управления и челюсти, соединенные между собой шарнирным пространственным многоугольником, состоящим из шатунов, одни верхние концы которых соединены между собой и размещены на штоке гидроцилиндра управления, из кривошипов, одни концы которых соединены с корпусом гидроцилиндра, а другие верхние с серединами шатунов, равными двум длинам кривошипов, из рычагов, одними концами соединенные с нижними концами шатунов, а другими посредством тяг с кривошипами [2]
Однако работа такого грейфера недостаточно эффективна из-за обусловленного косинусоидальным изменением значительного снижения усилий на режущих кромках при смыкании челюстей вследствие силового воздействия цилиндров управления по диагонали шарнирного многоугольника. Кроме этого, конструкция устройства недостаточно компактна из-за большой высоты рамы грейфера с двумя гидроцилиндрами.

Сущность изобретения заключается в том, что грейфер снабжен двумя стержнями, каждый из которых шарнирно связан одним концом с верхним концом шатуна, а другим концом с кривошипом, размещенным на противоположной стороне рамы, и с образованием с соответствующим кривошипом одноименных сторон симметричных параллелограммов, консольно закрепленными на шатунах в их нижней части кронштейнами, между свободными концами которых и свободными концами кривошипов шарнирно закреплены штоки и корпуса гидроцилиндров управления, установленными с возможностью перемещения вдоль продольной оси рамы ползуном и толкателями, одни концы которых шарнирно закреплены на ползуне, а другие на кривошипах. Кроме этого, грейфер снабжен стойкой, закрепленной в нижней части рамы, и поперечной пластиной, закрепленной на нижнем конце стойки и размещенной внутри челюстей в их сомкнутом положении.

Существенное отличие предлагаемого технического решения заключается в том, что в новой совокупности признаков, когда грейфер снабжен двумя стержнями, каждый из которых шарнирно связан одним концом с верхним концом шатуна, а другим концом с кривошипом, размещенным на противоположной стороне рамы, и с образованием с соответствующим кривошипом одноименных сторон симметричных параллелограмов, возникает новый технический эффект сохранение свойства прямолинейного перемещения рычагов и связанных с ними челюстей с возможностью передачи усилий по стержням на кривошипы, размещенные соответственно на противоположных сторонах рамы. Реакции в шарнирах стержней с кривошипами вращают последние во встречном направлении, что увеличивает усилия при смыкании челюстей. При снабжении консольно закрепленными на шатунах в их нижней части кронштейнами, между свободными концами которых и свободными концами кривошипов шарнирно закреплены штоки и корпуса гидроцилиндров управления, а также установленным с возможностью перемещения вдоль продольной оси рамы ползуном и толкателями, одни концы которых шарнирно закреплены на ползуне, а другие на кривошипах, возникает технический эффект увеличения угла воздействия усилия штока на кривошип, что также увеличивает усилия на режущих кромках челюстей при их смыкании.

При снабжении грейфера стойкой, закрепленной на нижней части рамы, и поперечной пластиной, закрепленной на нижнем конце стойки и размещенной внутри челюстей в их сомкнутом положении, возникает новый технический эффект якоря, обеспечивающего компенсацию неравномерности реакций грунта при резании челюстями в процессе движения их на смыкание. Это позволяет повысить надежность и соответственно эффективность работы грейфера.

В целом возникающие технические эффекты суммарно позволяют значительно повысить эффективность работы грейфера за счет большего соответствия сопротивления резанию грунта погонным усилиям на режущих кромках челюстей и улучшить компактность устройства за счет уменьшения высоты грейфера с изменением положения гидроцилиндров.

Таким образом, совокупность существенных признаков является необходимой и достаточной для повышения эффективности работы грейфера и компактности его конструкции, а положительный эффект достигается благодаря этой новой совокупности признаков.

На фиг. 1 показан грейфер, вид спереди; на фиг. 2 вид А стойка с поперечной пластиной внутри челюсти; на фиг. 3 вариант грейфера, вид спереди; на фиг. 4 вариант грейфера с общим шарниром верхних концов шатунов, вид спереди.

Грейфер (фиг. 1 3) содержит раму 1, челюсти 2 и 3, связанные между собой посредством пространственного шарнирного многоугольника. Последний включает шарнирные кривошипы 4 со стержнями-продолжениями 5, шатуны 6, верхние свободные концы 7 их продолжений соединены посредством стержней 8 с кривошипами противоположных сторон. Нижние концы кривошипов 4 соединены шарнирно с рамой, а верхние с равными им по длине шатунами 6. С стержнями - продолжениями 5 кривошипов соединены штоки цилиндров 9, корпуса которых посредством кронштейнов 10 соединены с нижними концами шатунов 6, с которыми связаны также рычаги 11. Свободные концы рычагов 11 тягами 12 связаны с кривошипами 4 посредством шарниров, смещенных относительно продольных осей кривошипов. Челюсти 2 и 3 шарнирно соединены с рычагами 11. Корпуса гидроцилиндров 13 раскрытия челюстей шарнирно связаны с рычагами 11. а штоки - с челюстями 2 и 3. К рычагам прикреплены очистители 14 и ограничители 15 поворота челюстей. К раме 1 в нижней части прикреплена стойка 16 с поперечной пластиной 17. Рама 1 имеет направляющие 18, в которых перемещается ползун 19, соединенный шарнирно посредством толкателей 20 с кривошипом 4. Рама несет нижнюю проушину 21, связанную общей осью с шарнирами соединения нижних концов кривошипов, и верхнюю 22 для навески на базовую машину в различных вариантах. Челюсти имеют опорные катки 23.

Вариант грейфера, показанный на фиг. 3 отличается тем, что тяги 12 расположены на другую сторону шатунов 6 и работают при смыкании челюстей на сжатие.

В варианте грейфера (фиг. 4) шатуны 6 выполнены по длине равным двум длинам кривошипов 4. Верхние концы шатунов соединены с ползуном 19, перемещающимся в направляющих рамы 1.

Грейфер работает следующим образом.

Посредством проушин 21 или 22 грейфер навешивают на стрелу базовой машины.

При воздействии штоков гидроцилиндров 9 на стержни-удлинители 5 кривошипов 4 связанные с ними шатуны 6 совершают сложное движение. При этом рычаги 11 совершают прямолинейно-поступательное встречное движение вместе с прикрепленными к нему челюстями 2 и 3, обеспечивая постоянный угол резания. Штоки гидроцилиндров 13 упирают челюстями в ограничители 15 и удерживают их от проворачивания. При втягивании штоков происходит раскрытие челюстей, а неподвижные относительно челюстей очистители 14 выталкивают материал (грунт) и очищают челюсти.

Раздвигают челюсти втягиванием штоков гидроцилиндров 9. Свободный поворот рамы 1 в сторону левой и правой челюсти вокруг шарнирного соединения кривошипов 4 ограничен посредством толкателей 20, связывающих симметричные точки кривошипов (или шарниром стержней 8 с кривошипами) с ползуном 19.

При опускании грейфера с раздвинутыми челюстями на разрабатываемый грунт или очищаемые от грунта поверхности стойка 16 с поперечной пластиной 17 внедряются в слой этого грунта и при смыкании челюстей оказывают сопротивление смещению рамы 1 в сторону челюсти с большим усилием взаимодействия с грунтом за счет значительных реакций сдвига грунта поперечной пластиной в ту же сторону.

Так как реакции от сдвига грунта суммируются с усилиями резания той челюсти, для которой они в данный момент имеют меньшее значение, то автоматически обеспечивается значительная компенсация неравномерности реакций взаимодействия левой и правой челюстей с грунтом.

Использование: в различных областях техники для погрузочно-разгрузочных работ. Сущность изобретения: грейфер включает раму, гидроцилиндры управления, челюсти и установленные симметрично продольной оси рамы звенья в виде двух шатунов, шарнирно связанных нижними концами с верхними концами рычагов, двух кривошипов, нижние концы которых шарнирно связаны с рамой, и двух тяг, нижние концы которых шарнирно связаны со свободными концами рычагов, а верхние концы - с кривошипами. Последние шарнирно связаны с шатунами в точке, разделяющей шатун на две равные части, каждая часть которого равна части кривошипа между его шарниром на раме и шарниром между кривошипом и шатуном. Челюсти связаны с рычагами с возможностью их совместного перемещения по прямой, перпендикулярной продольной оси рамы. Грейфер снабжен двумя стержнями, каждый из которых шарнирно связан одним концом с верхним концом шатуна, а другим концом - с кривошипом, размещенным на противоположной стороне рамы с образованием с соответствующим кривошипом одноименных сторон симметричных паралеллограмов, консольно закрепленными на шатунах в их нижней части кронштейнами, между свободными концами которых и свободными концами кривошипов шарнирно закреплены штоки и корпуса гидроцилиндров управления, установленными с возможностью перемещения вдоль продольной оси рамы ползуном и толкателями, одни концы которых шарнирно закреплены на ползуне, а другие - на кривошипах. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Грейфер, включающий раму, гидроцилиндры управления, челюсти, установленные симметрично продольной оси рамы звенья в виде двух шатунов, шарнирно связанных нижними концами с верхними концами рычагов, двух кривошипов, нижние концы которых шарнирно связаны с рамой, и двух тяг, нижние концы которых шарнирно связаны со свободными концами рычагов, а верхние концы с кривошипами, при этом кривошипы шарнирно связаны с шатунами в точке, разделяющей шатун на две равные части, каждая часть которого равна части кривошипа между его шарниром на раме и шарниром между кривошипом и шатуном, причем челюсти связаны с рычагами с возможностью их совместного перемещения по прямой, перпендикулярной продольной оси рамы, отличающийся тем, что грайфер снабжен двумя стержнями, каждый из которых шарнирно связан одним концом с верхним концом шатуна, а другим концом с кривошипом, размещенным на противоположной стороне рамы, и с образованием с соответствующим кривошипом одноименных сторон симметричных параллелограммов, консольно закрепленными на шатунах в их нижней части кронштейнами, между свободными концами которых и свободными концами кривошипов шарнирно закреплены штоки и корпуса гидроцилиндров управления, установленным с возможностью перемещения вдоль продольной оси рамы ползуном и толкателями, одни концы которых шарнирно закреплены на ползуне, а другие на кривошипах. 2. Грейфер по п.1, отличающийся тем, что он снабжен стойкой, закрепленной в нижней части рамы, и поперечной пластиной, закрепленной на нижнем конце стойки и размещенной внутри челюстей в их сомкнутом положении.