Рисунок 1. Зачерпывание грейфером песка

Производительность кранов манипуляторов можно повысить путем использования грейферов большей вместимости, однако это приведет к установке более дорогого гидропривода, который способен создать большее усилие, прикладываемое к челюстям. Применение грейфера большей вместимости приведет к увеличению площади контакта зачерпываемого материала с челюстями грейфера и для зачерпывания понадобится большее усилие создаваемое гидроцилиндрами. Уменьшение давления зачерпываемого материала на внутреннюю поверхность челюсти позволило бы использовать грейферы большей вместимости при таких же характеристиках гидропривода. Это позволит повысить производительность кранов манипуляторов [2, с. 102].

На базе ФГБОУ ВО «СибАДИ» разработана конструкция грейфера, позволяющая решить данную проблему. Конструкция грейфера получила название «грейфер сферический» за форму несущей конструкции. Конструкция грейфера представлена на рисунках 2, 3 [3, с. 5].

Рисунок 2. Вид сверху «грейфера сферического»

Рисунок 3. Вид в разрезе «грейфера сферического»

Грейфер имеет несущую конструкцию 1, которая имеет окна 2 для уменьшения металлоемкости и пазы 3 дугообразной формы, по которым перемещаются пальцы 4 цилиндрической формы. С одной стороны к пальцам 4 закреплены челюсти эллипсоидной формы 5 с возможностью перекрытия друг друга боковыми поверхностями при зачерпывании. С другой стороны к пальцам 4 крепятся шаровые шарниры 6 прикрепленные к штокам гидроцилиндров 7. Гидроцилиндры 7 закреплены на внутренней части несущей конструкции 1 через шаровые шарниры 8. Внутри несущей конструкции 1 расположены элементы гидропривода 9 соединенные с гидроцилиндрами 7. Грейфер имеет проушину 10 для закрепления на рукояти машины и для снятия с него элементов гидропривода, для ремонта и осмотра имеет болты 11 [3. с. 5].

Машинист управляет грейфером посредством гидропривода 9 расположенного внутри несущей конструкции 1. Для закрытия грейфера рабочая жидкость подается в поршневые полости гидроцилиндров 7, для открытия грейфера в штоковые полости гидроцилиндров 7. При открытии грейфера челюсти эллипсоидной формы 5 перекрывают друг друга боковыми поверхностями [3, с. 5].

В новой конструкции грейфера челюсти вращаются не только в вертикальной плоскости, как в существующих конструкциях, но и горизонтальной. Изменение траектории движения челюсти приводит к уменьшению площади ее контакта с сыпучим материалом. Основное воздействие при зачерпывании сыпучий материал оказывает на боковые кромки челюстей, а внутренняя поверхность вступает в контакт с материалом по касательной, материал скользит по внутренней поверхности челюсти, оказывая на нее минимальное давление. В итоге уменьшается требуемое усилие создаваемое гидроцилиндрами гидропривода на челюсть при зачерпывании сыпучего материала. Снижение требуемого усилия гидроцилиндров на челюсти позволяет применять грейферы большей вместимости при прежних характеристиках гидропривода. В свою очередь применение грейферов большей вместимости позволит увеличить объем зачерпываемого материала, что приведет к увеличению производительности кранов манипуляторов. На «грейфер сферический» получен патент Российской Федерации на изобретение.