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      開啟電動液壓抓斗創(chuàng)新發(fā)展之先河

      2022-07-18 12:53:34供稿上海佩納沙士吉打機械有限公司
      起重運輸機械 2022年12期
      關鍵詞:散貨起重機電動

      供稿/上海佩納沙士吉打機械有限公司 楊 智

      采編/鄒鐵漢 張韋微

      電動液壓抓斗通常是指由固定在抓斗上的電驅(qū)動液壓系統(tǒng)控制斗瓣開閉的抓斗(JB/T 13481—2018《起重機用抓斗》),是一種傳統(tǒng)抓斗產(chǎn)品,應用領域非常廣泛,適合于抓取形狀不規(guī)則的輕型或中型散貨物料(如生活垃圾、工業(yè)及醫(yī)療垃圾、輕型廢鋼、大型碎石等),也適合于抓取粉狀和顆粒狀散貨物料(如化肥、糧食、煤炭、焦炭、礦砂、黃沙、垃圾焚燒灰渣、碎石等)。這種專業(yè)工具的應用,不僅極大地減輕了勞動工人的勞動強度、提高了工作效率,且能代替人工進入惡劣、危險的作業(yè)環(huán)境進行工作,為自動化作業(yè)系統(tǒng)提供了可能。

      20世紀90年代,國內(nèi)相關行業(yè)較少使用電動液壓抓斗,一方面,當時人工較便宜,機器設備的應用不夠廣泛,行業(yè)需求相對較少,少量的使用大多是作為高端設備引進;另一方面,國內(nèi)缺乏該類產(chǎn)品的制造商,引進的產(chǎn)品價格高,后期維保周期與成本也是用戶頭疼的事情。這些一度限制了電動液壓抓斗的應用,但也成為相關企業(yè)的進入與發(fā)展提供了良好的機遇。

      上海佩納沙士吉打機械有限公司(原名上海起帆·斯凱特·佩納機械有限公司)于1995年成立,當年是看好中國國內(nèi)抓斗行業(yè)的巨大市場前景而成立的一家中德合資企業(yè),目標就是引進國外先進的抓斗產(chǎn)品,抓住國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展機遇,專注發(fā)展各類抓斗產(chǎn)品。在引進技術(shù)的支撐下,開創(chuàng)了電動液壓抓斗在國內(nèi)市場推廣應用的先河,不僅實現(xiàn)了電動液壓抓斗本地化的生產(chǎn)制造,更是廣泛適應國內(nèi)市場的應用環(huán)境,不斷創(chuàng)新設計,取得了長足的發(fā)展與技術(shù)進步。

      一、立足國際行業(yè)先進技術(shù),創(chuàng)建國內(nèi)產(chǎn)品體系

      1999年3月,依托引進技術(shù)率先完成國內(nèi)制造的第一臺MMGL2500-4電動液壓多瓣垃圾抓斗并交付客戶使用,標志著國內(nèi)電動液壓抓斗本地化設計制造的開始。

      2004年5月,國內(nèi)制造的第一臺大型MMRG電動液壓矩形抓斗交付客戶使用,經(jīng)過20多年的迭代發(fā)展,電動液壓抓斗已由最初單一產(chǎn)品發(fā)展為系列產(chǎn)品并廣泛應用于相關領域,引領了國內(nèi)同行業(yè)的發(fā)展。常見的系列與主要參數(shù)有

      (1)MMGL-4電動液壓多瓣抓斗

      圖1 國內(nèi)制造的第一臺MMGL2500-4電動液壓多瓣垃圾抓斗

      圖2 MMGL-4電動液壓多瓣抓斗

      適合于抓取形狀不規(guī)則的輕型散貨及中型散貨(如生活垃圾、工業(yè)及醫(yī)療垃圾、輕型廢鋼、大型碎石等),已被廣泛應用于垃圾焚燒電廠、港口、鋼廠等場合作業(yè),可配合行車、門機等各類型的起重機。

      抓斗斗容:0.33m3~20.0 m3

      電機功率:8.5 kW~55 kW

      (2)MZGL-3電動液壓雙瓣抓斗

      圖3 MZGL-3電動液壓雙瓣抓斗

      主要適合于抓取粉狀和顆粒狀散貨物料(如化肥,糧食,煤炭,焦炭,礦砂,黃沙,垃圾焚燒灰渣、碎石等散貨物料),已被廣泛應用于船舶、垃圾焚燒廠等場合作業(yè),可配合船吊、行車、門機等各類型的起重機。

      抓斗斗容:1.0 m3~20.0 m3

      電機功率:8.5 kW~55 kW

      (3)MMRG-3電動液壓矩形多瓣抓斗

      抓取塊狀,顆粒狀和形狀不規(guī)則的散貨物料(如焦炭,生鐵塊,廢鋼,礦石等)。特別適用在列車車廂裝卸作業(yè)。被廣泛應用于鐵路、碼頭、鋼廠等場所使用,可配合行車門機等各類型的起重機。

      圖4 MMRG-3電動液壓矩形多瓣抓斗

      抓斗斗容:2.0 m3~4.0 m3

      電機功率:28 kW~45 kW

      (4)MHG電動液壓木材抓斗

      適合抓取各類成捆圓木,廣泛應用于港口、林場,木材加工原材料堆場等場所使用,可配合門機、行車等各類型的起重機。

      抓斗截面積:0.4m2~2.0 m2

      電機功率:2.2 kW~22 kW

      圖5 MHG電動液壓木材抓斗

      二、堅持改進與技術(shù)創(chuàng)新,產(chǎn)品為用戶帶來更高效益

      引進技術(shù)、系列發(fā)展只是電動液壓抓斗發(fā)展的初步成果,20多年來,公司立足引進吸收,不斷創(chuàng)新改進,針對國內(nèi)市場的實際情況與使用需求,廣泛采用二維、三維專業(yè)設計軟件進行產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā),運用有限元等應力分析軟件,優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。針對引進技術(shù)本地化過程中遇到的新情況,通過不間斷的改進創(chuàng)新,創(chuàng)新諸多解決方案,新設計更加適用于國內(nèi)市場。

      (1)開放式疊加多邊形結(jié)構(gòu)設計和液壓管路的合理布局,獲得國家發(fā)明專利(專利號:ZL 201310531385.X)。

      圖6 有限元分析

      電動液壓抓斗液壓系統(tǒng)的油箱的常規(guī)結(jié)構(gòu)是圓柱形,面對國內(nèi)復雜工況,散熱效果欠佳,公司巧妙的在上部采用開放式結(jié)構(gòu),提高電機的通風性能,下部采用六邊形油箱結(jié)構(gòu),增大油箱散熱面積,有效地降低液壓系統(tǒng)的溫度,增設的檢修孔有利于及時判斷故障原因,更方便維修及保養(yǎng),如圖7所示。通過受熱分析,相同型號在一樣的工況下可降低液壓系統(tǒng)溫度約8℃。

      圖7 開放式疊加多邊形結(jié)構(gòu)設計

      圖8 改進前后液壓系統(tǒng)溫度對比

      (2)改進液壓系統(tǒng)(解決抓斗工作中油溫過高)獲得國家實用新型專利(專利號:ZL 201520246284.2)。

      鑒于國內(nèi)垃圾投料工藝需要較高的開閉頻率進行改進設計,電機選擇S6工作制替換S3工作制來滿足現(xiàn)場工況。采用先進的負載反饋控制系統(tǒng),只通過兩只電磁閥控制抓斗開閉動作,無需系統(tǒng)泄壓,故障率低。

      圖9 改進的液壓系統(tǒng)

      圖10 恒功率變量斜軸柱塞泵

      (3)油泵升級 選用恒功率變量斜軸柱塞泵,油泵的容積效率高、響應快,內(nèi)泄量小減少了系統(tǒng)發(fā)熱,軸向柱塞變量泵容積效率可達到98%,額定工作壓力達350 bar,使用壽命更長。

      (4)設計自動潤滑系統(tǒng),獲得實用新型專利(專利號:ZL 2011 2 0535733.7)

      設計銷軸自潤滑系統(tǒng),可根據(jù)現(xiàn)場使用情況設定自動加油的間隔時間與加油量,能保證各潤滑點無遺漏定量潤滑,有效減輕人工維護量,延長抓斗使用壽命。

      圖11 自動潤滑系統(tǒng)

      (5)其他各類主要改進均取得比較顯著的效果,不完全統(tǒng)計如表1所示。

      表1 其他各類主要改進效果

      改進后的電動液壓抓斗,有效延長了抓斗的連續(xù)工作時間,減少停機損失,提高作業(yè)效率。抓斗使用壽命提高約100%,維護、維修成本據(jù)不完全統(tǒng)計下降約65%。

      持續(xù)的創(chuàng)新與改進,使公司的產(chǎn)品越來越適應國內(nèi)復雜的現(xiàn)場狀況,大大提升國內(nèi)散裝物料的抓取技術(shù)水平,某些技術(shù)處于領先水平,推動了抓斗行業(yè)相關企業(yè)的技術(shù)進步與共同發(fā)展。

      圖12 改進后維保成本對比圖

      三、主動參與制定規(guī)范,推動行業(yè)發(fā)展

      在掌握相關技術(shù)的前提下,公司歷年來制定、執(zhí)行并備案的抓斗產(chǎn)品企業(yè)標準有6項,同時,發(fā)揮行業(yè)引領作用,積極配合主機廠制定產(chǎn)品規(guī)范,推動抓斗產(chǎn)品的行業(yè)發(fā)展,積極參與國家、行業(yè)等標準制定工作,目前已經(jīng)完成國家、行業(yè)標準3項,團體標準1項。分別為:

      1、參編的行業(yè)標準CJ/T 432—2013《生活垃圾焚燒廠垃圾抓斗起重機技術(shù)要求》由中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部于2013年5月24日發(fā)布,2013年10月1日實施;

      2、參編的國家標準GB/T 35975—2018《起重吊具分類》于2018年2月6日發(fā)布,2018年9月1日開始實施;

      3、負責起草的的機械行業(yè)標準JB/T 13481—2018《起重機用抓斗》于2018年4月30日發(fā)布,2018年12月1日開始實施。

      4、負責起草的上海市起重運輸機械行業(yè)協(xié)會團體標準T/CCTASH 001—2021《散貨機械抓斗的大修與報廢條件》于2021年12月01日發(fā)布并實施。

      四、不斷開創(chuàng)新型電動液壓類抓斗產(chǎn)品

      改進提升性能,創(chuàng)新帶來發(fā)展。公司不滿足引進已有產(chǎn)品,積極開發(fā)一些新型電動液壓類抓斗,充分滿足了市場化的多元化需求。

      (1)新型MTGL-3電動液壓雙瓣抓斗

      新一代電動液壓四液壓缸渣吊抓斗,相比傳統(tǒng)雙液壓缸設計,克服了以住抓取力不足,工作效率低下等問題,且整體高度更低,適用范圍更大,受力結(jié)構(gòu)更好,滿斗率接近 100%。

      抓斗斗容:0.5 m3~12.5 m3

      電機功率:4 kW~55 kW

      圖13 新型MTGL-3電動液壓雙瓣抓斗

      (2)MZG/W電動液壓雙顎瓣水下疏浚抓斗

      這是一種專用于航道水下淤泥、黏土、鐵板沙清理的疏浚工具,通常應用于疏浚船上。如圖14所示為配合起重能力≥200t吊機使用、理論最大斗容56 m3、最大工作水深40 m的電動液壓雙顎瓣水下疏浚抓斗。根據(jù)疏浚船上起重機噸位的不同,可設計、制造各種容積的電動液壓雙顎瓣水下疏浚抓斗。

      圖14 電動液壓雙顎瓣水下疏浚抓斗

      (3)新式電動液壓雙瓣滲濾液垃圾抓斗

      圖15 新式電動液壓雙瓣滲濾液垃圾抓斗

      這種新式電動液壓雙瓣滲濾液垃圾抓斗,主要抓取物料是生活垃圾、生物質(zhì),用于焚燒環(huán)保、造紙廠等場所。

      抓斗斗容:5.0~12m3

      (4)電動液壓抓斗智能監(jiān)測系統(tǒng)

      實現(xiàn)電動液壓抓斗工作時的壓力、溫度等相關參數(shù)采集,監(jiān)測抓斗運行狀態(tài)以及遠程故障提示,能生動形象地表述抓斗監(jiān)測點的實時數(shù)據(jù)、歷史報警、歷史數(shù)據(jù),有助于分析抓斗運行情況,分析故障,提前維護保養(yǎng)。更主要的是能夠為遠程監(jiān)測與無人值守提供終端數(shù)據(jù)支持。

      電動液壓抓斗在國內(nèi)的發(fā)展已經(jīng)歷時20多年,各種相近的產(chǎn)品與應用這里無法一一詳述,上海佩納沙士吉打機械有限公司自引進“PEINER”的專有技術(shù)以來,一直專注于各類抓斗的設計研發(fā)與生產(chǎn)制造,在不斷的消化、吸收、創(chuàng)新過程中,注重知識產(chǎn)權(quán)保護,也開創(chuàng)了自己的品牌,公司現(xiàn)有注冊商標2個,已累計申請各項專利112件,其中,涉及電動液壓抓斗的授權(quán)發(fā)明專利5件,實用新型專利若干件,還取得著作權(quán)2項,是國內(nèi)主要的抓斗專業(yè)制造企業(yè),未來公司仍將專注抓斗這個細分領域,不斷開發(fā)新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝等,全力推動行業(yè)技術(shù)進步和科技發(fā)展,持續(xù)為抓斗行業(yè)的更大發(fā)展貢獻力量,與行業(yè)同仁共同發(fā)展。

      圖16 電動液壓抓斗智能監(jiān)測系統(tǒng)基本構(gòu)想

      圖17 電動液壓抓斗智能監(jiān)測系統(tǒng)展示效果

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