RU2301191C1

RU2301191C1 - Hydraulic grapple

Info

Publication number: RU2301191C1
Application number: RU2005141001/11A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Иванович Щербунов (RU); Анатолий Иванович Щербунов; Геннадий Павлович Веснин (RU); Геннадий Павлович Веснин; Владимир Андреевич Мельников (RU); Владимир Андреевич Мельников
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Специальное конструкторское технологическое бюро" (ООО "СКТБ")
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2005-12-27
Publication date: 2007-06-20

Abstract

FIELD: handling equipment.

SUBSTANCE: hydraulic grapple has frame, suspension, jaws with lugs positioned on frame, jaw drive including two hydraulic cylinders and mechanism adapted for rotation of grapple around vertical axis and including shaft-gear and drive hydraulic cylinder rigidly fixed on frame. Grapple is additionally furnished with jaw closing-opening synchronization system consisting of two pairs of gears positioned on jaw lug axes and kinematically connected with lugs by means of cam half-couplings rigidly fixed on lugs. Shaft-gear of mechanism for rotating grapple around vertical axis cooperates with toothed sector pivotally secured on stem of drive hydraulic cylinder. Jaw drive hydraulic cylinders are located between jaws and their stems are pivotally fixed on brackets disposed in mid portion of jaw connecting beams. Lugs of each jaw are connected with one another in overlapped relation so as to define elliptic opening.

EFFECT: reduced loading of construction members, reduced sizes and weight of upper part of grapple, increased volumetric filling of grapple opening and reliable closing of jaws about round material having various diameters.

5 dwg

Description

Изобретение относится к подъемно-транспортному оборудованию, а именно к крановым грузозахватным устройствам, и может быть использовано при перегрузке круглого лесоматериала и т.п. длинномерных материалов.The invention relates to hoisting-and-transport equipment, namely to crane hoisting devices, and can be used for transshipment of round timber, etc. long materials.

Известно захватное устройство к грузоподъемным механизмам, включающее раму с шарнирно закрепленными на ней челюстями, управляемыми горизонтально расположенными силовыми цилиндрами, и механизм поворота, снабженный осью с шестерней, установленной с помощью подшипника во втулке рамы, при этом шестерня оси взаимодействует с рейкой, жестко закрепленной на корпусе силового цилиндра механизма поворота (см. а.с. SU №303275, МПК В66С 1/60).A gripping device for load-lifting mechanisms is known, including a frame with jaws articulated on it, controlled by horizontally located power cylinders, and a rotation mechanism provided with an axis with a gear mounted by means of a bearing in the sleeve of the frame, while the axis gear interacts with a rack fixed to the power cylinder housing of the rotation mechanism (see AS SU No. 303275, IPC V66C 1/60).

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является гидравлический грейфер, содержащий раму, челюсти, шарнирно закрепленные на ней, гидравлический привод челюстей, включающий два гидроцилиндра, расположенные по краям рамы над челюстями, и механизм разворота грейфера вокруг вертикальный оси с приводом от гидроцилиндра, включающий зубчатую рейку, находящуюся в зацеплении с шестерней серьги, установленной на раме, причем все гидроцилиндры включены в общую гидросистему, а каждый из каналов, соединяющий полости гидроцилиндра механизма поворота с распределителем, соединен еще со сливной магистралью через дроссель и редукционный клапан, обеспечивающие автоматическую регулировку нагрузки на механизм поворота от внешней нагрузки (см. а.с. SU №612891, МКИ² В66С 3/16).The closest technical solution to the claimed one is a hydraulic grab containing a frame, jaws articulated on it, a hydraulic jaw drive comprising two hydraulic cylinders located at the edges of the frame above the jaws, and a grapple rotation mechanism around a vertical axis with a hydraulic cylinder drive including a gear rack meshed with the gear of the earring mounted on the frame, and all hydraulic cylinders are included in the common hydraulic system, and each of the channels connecting the cavity of the hydraulic cylinder of the fur the lowering of the rotation with the distributor, it is also connected to the drain line through the throttle and pressure reducing valve, which provide automatic adjustment of the load on the rotation mechanism from external load (see AS SU No. 612891, MKI ² V66C 3/16).

Недостатками известных технических решений являются отсутствие стабильности заполнения зева грейфера круглым лесоматериалом и повышенная нагрузка на раму и челюсти, обусловленные отсутствием синхронности в работе гидроцилиндров привода челюстей при их смыкании (размыкании).The disadvantages of the known technical solutions are the lack of stability in filling the pharynx of the grab with round timber and the increased load on the frame and jaws due to the lack of synchronism in the operation of the hydraulic cylinders of the jaws when they are closed (open).

Кроме того, расположение гидроцилиндров привода челюстей по краям над челюстями увеличивает габариты и массу верхней части грейфера, а наличие прямоугольного участка в верхней части зева грейфера препятствует наиболее полному заполнению зева грейфера длинномерным круглым материалом.In addition, the location of the jaw drive hydraulic cylinders along the edges above the jaws increases the dimensions and mass of the upper part of the grab, and the presence of a rectangular section in the upper part of the grab pharynx prevents the grab pharynx from filling up with a long circular material.

Техническим результатом заявленного технического решения является снижение нагрузки на элементы конструкции, уменьшение габаритов и массы верхней части грейфера, повышение объемного заполнения зева грейфера, надежность обжатия в челюстях различного по диаметру круглого материала.The technical result of the claimed technical solution is to reduce the load on the structural elements, reduce the size and mass of the upper part of the grab, increase the volumetric filling of the throat of the grab, the reliability of compression in the jaws of a different diameter round material.

Технический результат достигается тем, что гидравлический грейфер содержит раму, подвеску, челюсти с клыками, установленными на раме, привод челюстей, включающий два гидроцилиндра и механизм поворота грейфера вокруг вертикальной оси, включающий вал-шестерню и гидроцилиндр привода, жестко закрепленный на раме, при этом грейфер дополнительно снабжен системой синхронизации закрытия-открытия челюстей, состоящей из двух пар шестерен, установленных на осях клыков челюстей и кинематически связанных с клыками кулачковыми полумуфтами, жестко закрепленными на клыках, а вал-шестерня механизма поворота грейфера вокруг вертикальной оси взаимодействует с зубчатым сектором, шарнирно закрепленным на штоке гидроцилиндра привода, при этом гидроцилиндры привода челюстей размещены между челюстями с шарнирным закреплением их штоков на кронштейнах, размещенных в средней части балок, соединяющих челюсти, причем клыки каждой челюсти смыкаются с перекрытием, образуя эллипсовидный зев.The technical result is achieved by the fact that the hydraulic grab contains a frame, suspension, jaws with fangs mounted on the frame, a jaw drive comprising two hydraulic cylinders and a grab rotation mechanism around a vertical axis, including a pinion shaft and a drive hydraulic cylinder rigidly fixed to the frame, while the grab is additionally equipped with a synchronization system for closing and opening the jaws, consisting of two pairs of gears mounted on the axes of the fangs of the jaws and kinematically connected with the fangs by the cam coupling halves mounted on fangs, and the pinion shaft of the mechanism for turning the grab around the vertical axis interacts with a gear sector pivotally mounted on the rod of the actuator hydraulic cylinder, while the jaw drive cylinders are placed between the jaws with a pivotally mounted rod on the brackets located in the middle of the beams connecting the jaws and the fangs of each jaw are closed with the overlap, forming an ellipsoidal pharynx.

Снабжение грейфера системой синхронизации открытия-закрытия челюстей обеспечивает одновременный ввод в работу челюстей грейфера, способствующий равномерному распределению нагрузки на элементы конструкции и, соответственно, снижению нагрузки на них.Providing the grab with a synchronization system for opening and closing the jaws ensures the simultaneous commissioning of the jaws of the grab, which contributes to an even distribution of the load on the structural elements and, accordingly, to reduce the load on them.

Размещение гидроцилиндров привода между челюстями сохраняет длину грейфера равной расстоянию между клыками челюстей, уменьшая габариты грейфера по длине.Placing the drive hydraulic cylinders between the jaws keeps the length of the grab equal to the distance between the fangs of the jaws, reducing the dimensions of the grab along the length.

Выполнение клыков челюстей смыкающимися с перекрытием с образованием эллипсовидного зева повышает объемное заполнение зева длинномерным круглым в сечении материалом при надежном его обжатии.The execution of the fangs of the jaws closing with the overlap with the formation of an ellipsoidal pharynx increases the volumetric filling of the pharynx with a long round material in the cross section with reliable compression.

Фиг.1 - Общий вид грейфера.Figure 1 - General view of the grab.

Фиг.2 - Вид сбоку на фиг.1.Figure 2 - Side view of figure 1.

Фиг.3 - Разрез по А-А на фиг.1. Механизм поворота грейфера вокруг вертикальной оси.Figure 3 is a section along aa in figure 1. The mechanism of rotation of the grab around a vertical axis.

Фиг.4 - Разрез по Б-Б на фиг.1. Подвеска грейфера.Figure 4 is a section along BB in figure 1. Grab pendant.

Фиг.5 - Разрез по В-В на фиг.1. Установка шестерен и кулачковых полумуфт системы синхронизации открытия-закрытия челюстей.Figure 5 is a section along BB in figure 1. Installation of gears and cam half-couplings of the jaw opening-closing synchronization system.

Гидравлический грейфер содержит раму, состоящую из верхней 1 и нижней 2 балок, соединенных боковыми стенками. Верхняя балка 1 выполнена коробчатого сечения и является опорой для размещения подвески 3 для навешивания грейфера на крюк крана (фиг.2, 4). Грейфер содержит также механизм поворота грейфера вокруг вертикальной оси, состоящий из вала-шестерни 4 (фиг.3, 4), установленного вертикально, соосно оси грейфера, и зубчатого сектора 5, взаимодействующего с валом-шестерней 4, при этом зубчатый сектор 5 шарнирно закреплен на штоке гидроцилиндра 6 привода, жестко установленного на верхней балке 1 рамы. Нижняя балка 2 рамы двутаврового сечения снабжена ребрами 7 и проушинами 8 (фиг.1) для шарнирной установки соответственно челюстей 9, 10 и гидроцилиндров 11 привода челюстей. Челюсти 9, 10 - сварные, причем каждая челюсть состоит из двух клыков, изготовленных сваркой из листовой стали в виде крутоизогнутой коробчатой балки переменного сечения. В основании клыков вварена втулка для шарнирного соединения с рамой. Расстояние между клыками челюстей различное для обеспечения смыкания их с частичным перекрытием с образованием эллипсовидного зева. Челюсти 9, 10 между собой связаны двумя трубчатыми балками 13 (фиг.1). В средней части балок установлены кронштейны 14 для шарнирного закрепления в них штоков гидроцилиндров 11 привода челюстей. Грейфер снабжен системой синхронизации закрытия-открытия челюстей (фиг.5), состоящей из двух пар шестерен 15, установленных на осях 16 клыков челюстей и кинематически связанных кулачковыми полумуфтами с клыками. Каждый кулачок 17 полумуфты жестко закреплен на клыке, например, сваркой и выполнен с пазами, диаметрально расположенными в двух взаимно перпендикулярных направлениях. На каждой шестерне 15 синхронизатора выполнены выступы, взаимодействующие с пазами кулачков 17.The hydraulic grab contains a frame consisting of upper 1 and lower 2 beams connected by side walls. The upper beam 1 is box-shaped and is a support for placing the suspension 3 for hanging the grab on the crane hook (Fig.2, 4). The grab also contains a mechanism for turning the grab about a vertical axis, consisting of a gear shaft 4 (Figs. 3, 4) mounted vertically coaxially to the grab axis and a gear sector 5 interacting with the gear shaft 4, while the gear sector 5 is pivotally fixed on the rod of the hydraulic cylinder 6 of the drive rigidly mounted on the upper beam 1 of the frame. The lower beam 2 of the I-beam frame is provided with ribs 7 and eyes 8 (Fig. 1) for articulating installation of the jaws 9, 10 and the hydraulic cylinders 11 of the jaw drive, respectively. The jaws 9, 10 are welded, and each jaw consists of two fangs made by welding from sheet steel in the form of a curved box-shaped beam of variable cross section. A sleeve is welded into the base of the fangs for articulation with the frame. The distance between the fangs of the jaws is different to ensure their closure with partial overlap with the formation of an ellipsoidal pharynx. The jaw 9, 10 are interconnected by two tubular beams 13 (figure 1). In the middle part of the beams, brackets 14 are installed for articulating the rods of the hydraulic cylinders 11 of the jaw drive. The grab is equipped with a synchronization system for closing and opening the jaws (Fig. 5), consisting of two pairs of gears 15 mounted on the axes 16 of the fangs of the jaws and kinematically connected by cam coupling halves with fangs. Each cam 17 of the coupling half is rigidly fixed to the canine, for example, by welding and is made with grooves diametrically located in two mutually perpendicular directions. On each gear 15 of the synchronizer there are protrusions interacting with the grooves of the cams 17.

Грейфер работает следующим образом.The grab works as follows.

Грейфер навешивается на крюк крана с помощью подвески 3 и управляется непосредственно с пульта управления из кабины оператора крана. Оператор крана включает гидросистему и в ней развивается рабочее давление 15 мПа (150 кг/см²). Грейфер перемещают и ориентируют относительно штабеля лесоматериала. Включая гидроцилиндры 11 привода, челюсти раскрывают и опускают на лесоматериал и при закрывании челюстей грейфер заполняют лесоматериалом и перемещают к месту выгрузки (в зону погрузки подвижного состава). Затем при подаче рабочей жидкости в гидроцилиндр 6 механизма поворота грейфера вокруг вертикальной оси зубчатый сектор 5 при взаимодействии с валом-шестерней 4 поворачивает грейфер, ориентируя лесоматериал вдоль погрузочной площадки, полувагона или платформы. Опустив с помощью грузовой тележки крана грейфер с грузом, включают гидроцилиндры 11, при этом челюсти размыкаются и происходит выгрузка лесоматериалов.The grab is hung on the crane hook using the suspension 3 and is controlled directly from the control panel from the crane operator's cab. The crane operator turns on the hydraulic system and a working pressure of 15 MPa (150 kg / cm ² ) develops in it. The grab is moved and oriented relative to the stack of timber. Including hydraulic cylinders 11 of the drive, the jaws are opened and lowered onto the timber, and when closing the jaws, the grab is filled with timber and moved to the place of unloading (in the loading area of the rolling stock). Then, when the working fluid is supplied to the hydraulic cylinder 6 of the mechanism for turning the grab around the vertical axis, the gear sector 5, when interacting with the pinion shaft 4, turns the grab, orienting the timber along the loading platform, gondola or platform. By lowering the grab with the load with the help of the crane truck, the hydraulic cylinders 11 are turned on, while the jaws open and the timber is unloaded.

Грейфер, обеспечивающий стабильность и полноту заполнения длинномерным круглым материалом при сниженной его массе и габаритах верхней части, найдет промышленное применение.A grab that provides stability and completeness of filling with a long round material with a reduced mass and dimensions of the upper part will find industrial application.

Claims

A hydraulic grab containing a frame, a suspension, jaws with fangs mounted on the frame, a jaw drive comprising two hydraulic cylinders, and a grab rotation mechanism around a vertical axis, including a pinion shaft and a drive hydraulic cylinder rigidly fixed to the frame, characterized in that the grab is additionally equipped with a synchronization system for closing and opening the jaws, consisting of two pairs of gears mounted on the axes of the fangs of the jaws and kinematically connected with the fangs with cam halves rigidly fixed to the fangs, and the al-gear of the mechanism for turning the grab around the vertical axis interacts with the gear sector pivotally mounted on the rod of the hydraulic cylinder of the drive, while the hydraulic cylinders of the jaw drive are placed between the jaws with the articulation of their rods on the brackets located in the middle of the beams connecting the jaws, and the fangs of each jaw close to the overlap, forming an ellipsoidal pharynx.