Эти машины широко применяется на складах сыпучих материалов, в портах, железно-дорожном транспорте, литейных в качестве грузозахватного сосуда кранов — кабельных, поворотных, портальных, мостовых и т. д.
На основе экспериментальных исследований разработаны таблицы, дающие возможность почти для всех видов сыпучих материалов определить необходимый вес грейфера, средний вес захватываемого за один прием материала и общую нагрузку на кран.
Существующие многочисленные конструкции которые могут быть разделены на 4 группы:
В зависимости от назначения грейфер может иметь до 8 челюстей. Их внешний вид отличается с учетом предназначения. Различают такие захваты:
Одноканатными принято называть такие машины, у которых оба рабочих движения (подъем или спуск, закрывание или раскрытие) осуществляются одним тяговым органом, преимущественно канатом. Одноканатные по конструкции могут быть автоматическими (с колоколом) или с ручным управлением при раскрытии.
В настоящее время одноканатные автоматические (с колоколом) в виду сложности конструкции не применяются.
На рис. 1 изображен одноканатный грейфер Гинстальмоста. Грейферы состоит из челюстей а, средней траверсы б, верхней траверсы в и траверсы для челюстей е.
Траверса б направляется штангой. В траверсе г установлены защелки. Грейфер подвешивается к крюку крана посредством специальной траверсы д. Для плавного раскрывания служит масляный тормоз е, связанный с траверсой в и челюстями а. В закрытом положении - траверса г сомкнута с траверсой б (рис. 2, В). Если потянуть за канат к, то рычаги М и N примут положение, показанное пунктиром. Скошенные опорные поверхности защелок р под действием собственного веса соскальзывают с траверсы г, последняя опускается, и грейфер раскрывается. При опускании его на материал траверса крюка д, а вместе с ней и траверса б опускаются до тех пор, пока последняя не достигнет положения а (рис. 2, Б). Защелки переходят из положения I в положение II, и рычаг N под влиянием собственного веса падает в промежуток между обеими защелками, принимая прежнее положение (рис. 2, А); траверса г смыкается с траверсой б, и при дальнейшем подъеме крюка грейфер закрывается.
Скорость раскрывания и закрывания челюстей регулируется масляным тормозом (рис. 3), который представляет цилиндр с полостями А и В, соединенными между собой вентилем, регулирующим пропуск масла. При открывании масло из А переходит в В через вентиль L, регулируемый помощью установочного винта. Пружина R (рис. 2, В) удерживает рычаг в его положении и только усилием каната к она может быть сжата и защелки р разомкнуты.
Одноканатные целесообразно применять там, где одно и то же перегрузочное устройство должно быть использовано для перегрузки как сыпучих материалов, так и штучных грузов. Это имеет место в литейных, на строительных площадках, в шлаковых канавах при очистке паровозов и т. д.
У двухканатных операции подъема выполняются одной группой канатов, называемых подъемными, или удерживающими, а раскрытие и закрытие осуществляется другой группой канатов, называемых замыкающими. Обычные подвешены к грузоподъемному устройству на 4 ветвях ( 2 ветви замыкающего и 2 ветви подъемного каната); встречаются подвешенные на трех ветвях (2 ветви подъемного и одна замыкающего каната). Из двухканатных наибольшее распространение получил грейферы тира Демаг (рис. 4).
Грейфер состоит из следующих элементов
Основные недостатки машины типа Демаг — невыгодное положение центра тяжести, большие габаритные размеры и сложность монтажа.
Каждая группа канатов навивается на два отдельных барабана лебедки. Для раскрытия необходимо затормозить барабан подъема, а барабан замыкания вращать в сторону сматывания каната; в силу этого средняя траверса (подвижная) под влиянием собственного веса опускается, и челюсти раскрываются. При замыкании барабан замыкания вращается в обратную сторону, канаты же подъема неподвижны. Подъем производится при одновременной работе обеих групп канатов. Двухканатный находит широкое применение при непрерывной перегрузке массовых грузов. Недостаток, общий для всех двухканатных, требующих специальной двухбарабанной лебедки, оправдывается рентабельностью работы этих грейферов, являющихся по конструкции более простыми, чем одноканатные, и более надежными в работе.
У моторных закрытие и раскрытие челюстей осуществляется тяговым органом (цепью или канатом), приводимым в движение электромотором, установленным на раме.
Вследствие указанных недостатков моторный особо широкого распространения не получил. Емкость моторных не превышает 3 м3.
Специальные грейферы имеют особые формы челюстей в зависимости от условий работы. Многочелюстной грейфер «Полип» для перегрузки кускового материала (рис. 13) состоит из шести челюстей и головки. Связь головки с челюстями осуществлена тягами и замыкающим канатом. Независимость движения каждой челюсти достигается наличием ролика в каждой челюсти, непосредственно связанной с головкой. Равномерное распределение усилий в челюстях достигается тем, что замыкающий канат последовательно огибает ролики головки и челюстей и проходит через уравнительные ролики. Ролики головки расположены в виде звездочки. Внешнее движение челюстей ограничено кольцами. Ролики челюстей защищены обоймами. Механизм весь сварной, тяги состоят из уголков.
Другие конструкции грейфера характеризуются обтекаемой формой челюстей для уменьшения трения зачерпываемого материала о стенки. Это ведет к понижению замыкающего усилия и при определенной нагрузке крана дает возможность увеличить полезную емкость. Центр тяжести делают ниже для увеличения устойчивости в раскрытом состоянии, увеличивают так же раскрытие челюстей и длину хода режущих кромок.
Челюсти тщательно отделывают (грунтовка перед окраской). Уменьшают собственный вес челюстей, элементов полиспаста и траверс путем применения особых прокатных профилей (ребер, коробчатых сечений). Применяют специальные легкие сплавы; оси и валы термически обрабатывают; втулки изготовляют из высококачественных бронз и чугунных сплавов твердостью 500 по Бринелю.
Для уменьшения износа тросов полиспаста отношение диаметра ролика к диаметру каната принимают равным 30-40, а при цепях диаметр ролика берется больше 20 толщин цепного железа. Для определения рациональной конструкции служит ряд параметров, составляющих характеристику грейфера.
Наиболее существенным параметром является усилие зарывания, определяемое помощью кривой зачерпывания. С достаточной для практической целей точностью усилие зарывания может быть определено путем вычисления отношения между натяжением замыкающего каната и горизонтальным усилием на кромках челюстей. Это отношение называется передаточным числом. Для удовлетворительной работы передаточное число его должно лежать в пределах:
| Перегрузка угля, песка и легко воспламеняющихся материалов | 0,9—0,4 |
| Перегрузка дробленого камня и кускового материала | 1,2—0,7 |
| Легкие экскавационные работы | 1,3—1,0 |
| Тяжелые экскавационные работы | 1,5—1,2 |
| Перегрузка тяжелой руды | 2,0—1,3 |
Чтобы сравнить два грейфера и выбрать наилучший, необходимо сопоставить их характеристики. Это делается так: вычисляется передаточное число для различных положений замыкания и строится кривая зачерпывания (замыкания челюстей). Для построения кривой зачерпывания рекомендуется следующее: начиная от нуля (наибольшее раскрытие челюстей), умножают передаточное число на расстояния, пройденные вершинами кромок челюстей от нуля до этой точки. Полученные величины дадут глубины погружения челюстей в материал в различные моменты. По этим ординатам строится кривая зачерпывания. Она дает возможность судить о степени наполнения грейфера.
