Квик-каплер (quick coupler) - технические преимущества за счет революционной идеи

История устройств, которые во всем мире принято называть квик-каплерами (quick coupler, быстросъемный механизм, быстросъемное устройство БСУ), началась примерно 40 лет назад в Европе, а точнее в Швеции. В России их называют как быстросменитель, быстросъем (БСУ), быстросъемный механизм, быстросъемные соединения, гидрозамок. Именно шведы впервые задумались  о том, как превратить экскаватор из простой землеройной машины в универсальное устройство. Швеция - это лесная страна и зачастую приходилось выполнять различного рода работы в глубоком лесу – валить лес, корчевать пни, копать котлованы, прокладывать дороги, что требовало завозить  и использовать различную технику и навесное оборудование. Ковш экскаватора приходилось  использовать не только как землеройный инструмент, но и корчевать им пни, валить лес, ровнять дороги и т.п. И только в крайних случаях, выбивая пальцы на рукояти и на рычаге ковша, менять навесное оборудование. Несомненно, такой способ организации работы был крайне трудоемок, приводил к порче ковша и занимал значительное время при смене оборудования. Шведам пришла идея создать универсальное быстросменное устройство, которое позволило бы быстро и с минимальными усилиями менять на экскаваторе ковш, рыхлитель, грейфер и.т.д.

Первооткрывателем быстросменных систем или быстросъемов принято считать шведскую компанию Akerman, которая первой выпустила на рынок свой механический быстросменитель. Чуть позже стала производить квик-каплеры и компания Bofors (Швеция), которые тоже были механическими. Остальные компании также прошли свой уникальный путь развития и совершенствовали свои быстросменные системы. Как видно из таблицы, подавляющая часть компаний ограничилась лишь созданием механических и гидравлических квик-каплеров или быстросменителей (quick coupler). И пока только пять компаний решили создать полновтоматическую быстросменную систему. 

Первые быстросменные системы состояли из двух основных компонентов – это быстросменитель, который крепили пальцами к посадочным местам рукояти и рычагу экскаватораи адаптер (ответная часть) который устанавливался на навесное оборудование, как например ковш, грейфер, гидромолот и.т.д. 

Смена оборудования значительно облегчилась, но несмотря на это экскаваторщику нужно было и при такой технологии выполнять ряд операций для смены одного оборудования на другое:

• выставить рукоять с ковшом в надежное стабильное положение
• покинуть кабину экскаватора и с помощью специального ключа открыть затвор квик-каплера
• разъединив быстросменитель (квик-каплер) и ковш,  вернуться в кабину
• отложить ковш в безопасное положение
• повернуть экскаватор к следующему оборудованию, например к грейферу и надежно его зацепить
• повторно покинуь кабину экскаватора и специальным ключем закрыть замок быстросменителя (квик-каплера) надежно соединив быстросменитель с грейфером
• после этого соединить 4 гидравлических РВД грейфера с гидросистемой экскаватора
• вернувшись в кабину экскаватора, приступить к работе.

Механические квик-каплеры несомненно сократили время смены навесного оборудования и облегчили труд операторов, но указанные выше операции были ещё достаточно сложны, трудоемки и опасны, и особенно если навесное оборудование менялось на крупнотонажнымх экскаваторах. Кроме этого, если экскаваторщику нужно было менять навесное оборудование более 4-х раз в день, процесс смены отнимал значительную часть рабочего времени. 

На сегодняшний день быстросменители (квик-каплеры) делятся на три основные  группы:  

• механические
• гидравлические (полуавтоматические)
• полноавтоматичские

С появлением на рынке первых  механических быстросменителей, время на смену одного навесного оборудования на другое значительно сократилось. Экскаваторщики стали чаще менять и использовать оборудование по назначению, а также появилась возможность использования оборудование на экскаваторах различных производителей.

В 80-х годах стали появляться первые гидравлические быстросменные системы - квик-каплеры с гидрозамками. Весь процесс смены оборудования был ещё раз облегчен. Механические затворы квик-каплеров были заменены гидравлическими. Работу по замыканию и отмыканию квик-каплера стала выполнять теперь гидравлика экскаватора.

В самом быстросменителе появился так называемый гидрозамок, это гидравлический цилиндр с запирающими клапанами приводящий в движение затвор квик-каплера при навешивании и снятие навесного оборудования. Теперь стало гораздо проще менять различное оборудование на экскаваторе, особенно если менялся только ковш на ковш, либо ковш на рыхлитель, то есть при смене негидравлического оборудования оператору не приходилось покидать кабину экскаватора. Но когда требовалось навесить гидравлическое навесное оборудование, будь то гидроножницы, гидромолот, виброплита, грейфер и.т.д. экскаваторщику опять таки приходилось покидать кабину экскаватора и соединять гидравлику экскаватора с гидравликой оборудования. Проще говоря, соединять и разъединять РВД в ручную.

В начале 90-х годов появился первый полноавтоматический быстросменитель, который как и самый первый механический был придуман в Швеции, это система OilQuick. Принцип работы этой системы был достаточно прост. На гидроцилиндре быстросменителя (квик-каплера) был установлен гидромост с максимальным количеством БРС (быстроразъемных соединений), а на адаптерах гидронавесного оборудования, как например грейферах, ответная часть этих БРС. Теперь при смене гидронавесного оборудования,  не только само оборудование автоматически крепилось к быстросменителю и замыкалось гидрозамком, но и соответственное количество БРС соединялись и разъединялись с гидросистемой машины в автоматическом режиме.

За последние годы рынок квик-каплеров существенно изменился и вырос. Существуют ряд быстросменных систем и компаний которые регионально более или менее распространенны:

По возможности использования навесного оборудования в прямом или обратном режиме работы (прямая и обратная лопата), все быстросменные системы делятся на две основные группы:

I. Симметричные быстросменные системы

Дают возможность использовать навесное оборудования (ковши) как в обратном (обратная лопата), так и в прямом режиме работы (прямая лопата):

• OilQuick
• Lehnhoff SW01-SW08 (класс экскаваторов от 0.5 – 12т)
• Miller
• Liebherr
• Daemo
• SMP S-System
• Mantovanibenne QPU-System
• Martin

II. Асимметричные быстросменные системы

Дают возможность использовать навесное оборудования (ковши) только в режиме работы - обратная лопата.

• Lehnhoff SW10-SW100 (класс экскаваторов от 12.0 – 120т)
• CAT (Verachtert)
• Wimmer
• SMP (Akerman/Bofors/Volvo) 
• Mantovanibenne QC-System
• Arden

Все быстросменные системы можно классифицировать не только по своим функциональным возможностям, но и по своей универсальности. Указанные выше основные мировые быстросменные системы делятся на:

• адаптерные -  это системы не зависящие от посадочных мест навесного оборудования экскаваторов, они позволяют использовать любое навесное оборудование на экскаваторах не зависимо от производителя
• посадочные – это системы, к быстросменителям (квик-каплерам) которых можно условно зацепить только то навесное оборудование, которое по своим посадочным местам подходит к этому быстросменителю (квик-каплеру), что значительно влияет на универсальность их применения.

Что это означает?

Адаптерные быстросменные системы состоят принципиально из двух компонентов: самого быстросменителя (квик-каплера), монтируемого пальцами (аналогично ковшу) на рукоять и опорный рычаг экскаватора, и адаптера устанавливаемого  на навесное оборудование. Чтобы использовать имеющиеся в наличии оригинальные ковши различных производителей экскаваторов, эти ковши переоснащаются определенным адаптером, а при заказе новых ковшей клиент уже получает ковш с оптимально интегрированным адаптером.

Посадочные  быстросменные системы по их устройству принципиально все сходны – быстросменители (квик-каплеры) состоят из переднего жесткого и заднего подвижного захвата (в виде крюка) с определенный посадочным диаметром под пальцы ковшей. Посадочные диаметры пальцев в определенных классах экскаваторов, могут быть различными у различных производителей экскаваторов. Например если рассматривать класс экскаваторов от 13 – 20т, то диаметры пальцев ковшей различных производителей экскаваторов могут быть от 5мм до 80мм с шагом диаметра в 5мм. Это значит, заказывая квик-каплер под определенный диаметр пальцев, клиент может захватывать им только то оборудование (ковши, гидромолоты и.т.д.) которое по диаметру посадочных пальцев строго соответствуют этому квик-каплеру. А такое соответствие на практике будет означать, что клиент сможет использовать (захватывать) только например ковши от Hitachi, Komatsu и Kobelco, но не сможет использовать оборудование Liebherr, Terex или CAT.

Производители посадочных быстросменных систем стараются привлечь клиентов тем, что принципиально возможно крепление и использования оригинальных ковшей без их переоснащения, хотя и это во многом зависит от геометрии верхней части ковша (геометрия верхнего профиля ковша должна подходить под геометрию быстросменителя).

В итоге получается, если оригинальные ковши производителей экскаваторов не подходят по параметрам зацепки к быстросменителю, то и эти ковши нужно будет переоснастить под один размер быстросменителя. Только тогда можно будет использовать навесное оборудование всеми экскаваторами имеющими один и тот же тип быстросменителя (квик-каплера).

Несомненно, самыми удобными можно смело назвать полноавтоматические быстросменные системы (автоматические квик-каплеры), они особенно удобные и эффективные при работе в тяжелых климатических условиях, при смене навесного оборудования более чем 3-4 раза в день, на строительных объектах где работает ряд экскаваторов различнейших производителей и у них есть возможность использовать быстро и эффективно всю гамму имеющегося в наличии навесного оборудования и особенно на крупных экскаваторах, где процесс смены оборудования очень трудоемкий и занимает много времени.

Тот, кто работал на экскаваторах, знает, что при смене гидронавесного оборудования необходимо в ручном режиме выставить верное давление и гидропоток масла. Ошибка при настройке этих параметров может вывести из строя как навесное оборудование, так и сам экскаватор. Компания OilQuick изобрела уникальную автоматического систему опознавания навесного оборудования, при его смене через быстросменитель (квик-каплер). Таким образом электроника экскаватора автоматически распознает что за оборудование крепится оператором экскаватора и в автоматическом режиме устанавливается нужное давление и гидропоток масла под определенное гидронавесное оборудование.  Это система называется ToolControl и предлагается как дополнительная опция, чтобы ещё раз улучшить эффективность работы всей системы и снизить вероятность ошибок при работе оператора.

Оператор полностью занят выполнением своих работ, а полноавтоматическая быстросменная система OilQuick с автоматическим опознаванием оборудования ToolControl гарантирует надежность быстрой смены навесного оборудования и обеспечивает высокую эффективность выполнения строительных работ.

В настоящее время, быстросменные системы весьма широко распространены в строительной индустрии (особенно в Европе). Они значительно повышают эффективность использования строительной техники.

Статья о квик-каплерах в журнале СДМ