CC BY
24
УДК 621.8; 622.6
ГРЕЙФЕРЫ: НАЗНАЧЕНИЕ, ОСНОВНЫЕ ВИДЫ И КОНСТРУКТИВНЫЕ
ОСОБЕННОСТИ
М.С. Григорьев
В статье рассказывается о грейферах - устройствах, предназначенных для проведения строительных, горнодобывающих работ и погрузочно-разгрузочных работ. Рассматриваются их основные виды, конструкции и особенности действия.
Ключевые слова: грейфер, оборудование, конструкция, особенности, эксплуатация, горная промышленность.
Горнодобывающая промышленность, как и другие деятельности человека в настоящее время имеют высокую степень механизации и автоматизации, в основном, это грузовые автомашины, подъемные механизмы, краны, тельферы, грейферы. С чем связана необходимость в классификации и анализе каждого оборудования для применения в тех или иных целях.
Грейфер является навесным приспособлением для экскаваторов или подъемных кранов при осуществлении самых разных строительных манипуляций. При помощи грейферов проводится погрузка, разгрузка, копание грунтов (песка, гравия, щебня, угля, строительного мусора и земли). Грейфер - это многочелюстной (два и более) ковш, все операции при работе с которым осуществляются при помощи канатов или специальных механизмов.
Грейферы бывают двух типов, которые значительно отличаются друг от друга по назначению и конструкции. Первый тип - это ковши, при помощи которых можно копать грунт. Второй тип - это грейферы, осуществляющие погрузочно-разгрузочные работы.
Каждый тип грейферов крепится по-разному. Все зависит от системы управления. Если экскаватор имеет механическую систему управления, крепление осуществляется специальными канатами. Если у грейфера гидравлическая система навесного оборудования, он крепится к рукоятке. Если же грейфер используется на глубине 5 м и больше, строители используют телескопические стрелы.
Грейферы используют и для грузоподъемной, и для копательной техники (подъемный кран, экскаватор). К крюку или стреле крепят специальный многочелюстной ковш (расширение - в зависимости от применения). Грейферный ковш в основном состоит из двух лопастей, которыми можно углублять в почву или породу достаточно глубоко. Это позволяет рыть колодцы, бурить скважины. В основном, классификация грейферов производится по кинематике управления - это в основном канатные и приводные (они же - моторные).
Канатные грейферы бывают в основном одноканатными или двухканатными, но встречаются трехканатные или четырехканатные.
Самыми распространенным являются одноканатные грейферы, так как они очень просты в использовании, и установка ковша не занимает слишком много времени. Однако, у такой конструкции имеется недостаток - замок ковша может раскрываться только при полном выпуске каната, то есть тогда, когда грейфер касается поверхности. Проблема решается применением дополнительного разгрузочного троса, с помощью которого можно снимать блокировку ковша на любой высоте. Еще один недостаток - относительно быстрый износ каната, но этот недостаток почти полностью нивелируется простотой конструкции устройства, что облегчает замену и ремонт.
Двухканатные грейферы этих двух недостатков в основном лишены, так как второй канат выполняет функцию разгрузочного троса, к тому же снимает часть нагрузки на общую канатную систему. Помимо этого, двухканатные грейферы
244
Системный анализ, управление и обработка информации
мощнее, они могут выполнять больший объем работ, хотя подготовка их к действию и проведение погрузочно-разгрузочных работ требуют более квалифицированного подхода.
Принципиальной разницы между двухканатными и многоканатными грейферами не существует, разница тут только в надежности управления. Основные виды многоканатных грейферов - трехканатные и четырехканатные. Они сложнее в эксплуатации, потому используются только на крупных промышленных объектах. Преимущество их заключается в основном в гораздо большем объеме выполняемых работ.
Приводные грейферы своей конструкцией отличается от конструкции канатных грейферов тем, что работа ковшовых челюстей обеспечивается встроенным в ковш приводом (двигателем) - пневматическим, гидравлическими или электрическим.
Электромеханический приводной грейфер работает посредством электрического двигателя, который передает усилие на захваты с помощью передаточного механизма. В захваты вмонтирована электрическая таль - электромотор с полиспастом, блок у которого осуществляет координацию работы челюстных лопастей.
У гидравлических грейферов имеются гидроцилиндры и система шлангов. Насос устанавливается прямо в грейфере.
Пневматический грейфер работает посредством сжатого воздуха, который нагнетается компрессором по системе специальных воздушных шлангов.
Электромагнитные грейферы начинают работать при подаче на привод электричества и возникновения в системе магнитного поля. Магнитный провод сближается с корпусом посредством напряжения, приложенного к катушкам. Две катушки образуют магнитный поток, и появляется магнитное поле. Благодаря магнитному эффекту у грейфера усиливаются «хватательные» действия. Такой грейфер зарекомендовал себя при погрузке металлической стружки, мелких металлических деталей. При этом детали не выпадают из ковша. От груза ковш освобождается при отключении катушек магнитных проводов, размыкая челюсти.
Также следует упомянуть о том, что грейферы бывают многочелюстные (три, четыре и более челюстей ковша) и закрытые (или полузакрытые). Закры тые грейферы используются при работе с мелкодисперсными субстанциями, которые при перемещении могут распыляться в воздухе. Если грейфер используется при погрузке сыпучего материала, грейфер имеет форму ковша с лопастями. А если грейфер используется на лесозаготовительных работах, при погрузке груза в форме цилиндра, то грейфер - в виде клеща. При погрузке крупного груза, грейфер имеет форму щупальцев.
Сегодня все области горной промышленности и строительства используют грейферное оборудование. Помимо этого, грейферы применяют на лесозаготовительных работах, в металлообрабатывающей промышленности, при копке котлованов, колодцев.
На водных судах, которые используются во время добычи полезных ископаемых, обязательно имеется кран, оборудованный грейфером. При его помощи добывается песок, гравий, руда со дна водоема.
Управляется грейфер перемещением каната или стрелы, на которых грейфер закреплен, и воздействием на челюсти ковша с помощью специальных приводов, описанных выше (канатных или моторных).
При применении грейферов разной модификации в несколько раз увеличивается производительность, и экономится время и количество людей, которые принимают участие в процессе работы грейфера. Достаточно оператора, который непосредственно управляет грейфером и человека, который контролирует работу.
Таким образом, моделей грейферов достаточно много. Каждая модель адаптирована для тех или иных погрузо-разгрузочных работ. Одни использую тся на предприятиях, а другие - при погрузке сыпучих, твердых и крупногабаритных грузов.
Список литературы
1. Пестриков С.А., Иванов Н.К., Шаякбаров И.Э. Внедрение инновационных решений в сфере транспортных услуг // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. Вып. 5. С. 157-164.
2. Черемушкина М.С., Соловьёв В.А. Построение системы диагностики конвейерного транспорта // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2010. Вып. 3. Ч. 3. С. 202-207.
3. Егоров И.В., Жабин А.Б., Поляков А.В. Определение рациональных параметров гидротранспорта твердых полезных ископаемых в системе гидроподъема с подводной станцией // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 9. С. 89-97.
4. Витчук П.В., Курдюбов Н.Н., Коломиец К.С. Повышение грузоподъемности кранов в условиях чрезвычайных ситуаций с учетом поврежденности металлоконструкций // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 153-163.
5. Кузнецов Ю.А., Тарасов Е.С., Смикалин Н.С. Применение и конструкции подъемно-транспортных машин при строительстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 7. С. 80-84.
6. Григорьев М.С. Применение сортировочных машин в горнодобывающей отрасли. Особенности конструкции и расчет // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 336-340.
Григорьев Максим Сергеевич, студент, tutowserg@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
GRAPPERS. PURPOSE, MAIN TYPES AND DESIGN FEATURES
M.S. Grigoryev
The article tells about grabs - devices designed for construction, mining and handling operations. Their main types, designs and features of action are considered.
Key words: grab, equipment, design, features, operation, mining.
Grigoryev Maksim Sergeevich, student, tutowserg@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
