开启电动液压抓斗创新发展之先河

2022-07-18供稿上海佩纳沙士吉打机械有限公司

起重运输机械 2022年12期

供稿/上海佩纳沙士吉打机械有限公司杨智

采编/邹铁汉张韦微

电动液压抓斗通常是指由固定在抓斗上的电驱动液压系统控制斗瓣开闭的抓斗（JB/T 13481—2018《起重机用抓斗》），是一种传统抓斗产品，应用领域非常广泛，适合于抓取形状不规则的轻型或中型散货物料（如生活垃圾、工业及医疗垃圾、轻型废钢、大型碎石等），也适合于抓取粉状和颗粒状散货物料（如化肥、粮食、煤炭、焦炭、矿砂、黄沙、垃圾焚烧灰渣、碎石等）。这种专业工具的应用，不仅极大地减轻了劳动工人的劳动强度、提高了工作效率，且能代替人工进入恶劣、危险的作业环境进行工作，为自动化作业系统提供了可能。

20世纪90年代，国内相关行业较少使用电动液压抓斗，一方面，当时人工较便宜，机器设备的应用不够广泛，行业需求相对较少，少量的使用大多是作为高端设备引进；另一方面，国内缺乏该类产品的制造商，引进的产品价格高，后期维保周期与成本也是用户头疼的事情。这些一度限制了电动液压抓斗的应用，但也成为相关企业的进入与发展提供了良好的机遇。

上海佩纳沙士吉打机械有限公司（原名上海起帆·斯凯特·佩纳机械有限公司）于1995年成立，当年是看好中国国内抓斗行业的巨大市场前景而成立的一家中德合资企业，目标就是引进国外先进的抓斗产品，抓住国内经济发展机遇，专注发展各类抓斗产品。在引进技术的支撑下，开创了电动液压抓斗在国内市场推广应用的先河，不仅实现了电动液压抓斗本地化的生产制造，更是广泛适应国内市场的应用环境，不断创新设计，取得了长足的发展与技术进步。

一、立足国际行业先进技术，创建国内产品体系

1999年3月，依托引进技术率先完成国内制造的第一台MMGL2500-4电动液压多瓣垃圾抓斗并交付客户使用，标志着国内电动液压抓斗本地化设计制造的开始。

2004年5月，国内制造的第一台大型MMRG电动液压矩形抓斗交付客户使用，经过20多年的迭代发展，电动液压抓斗已由最初单一产品发展为系列产品并广泛应用于相关领域，引领了国内同行业的发展。常见的系列与主要参数有

（1）MMGL-4电动液压多瓣抓斗

图1 国内制造的第一台MMGL2500-4电动液压多瓣垃圾抓斗

图2 MMGL-4电动液压多瓣抓斗

适合于抓取形状不规则的轻型散货及中型散货（如生活垃圾、工业及医疗垃圾、轻型废钢、大型碎石等），已被广泛应用于垃圾焚烧电厂、港口、钢厂等场合作业，可配合行车、门机等各类型的起重机。

抓斗斗容：0.33m3～20.0 m3

电机功率：8.5 kW～55 kW

（2）MZGL-3电动液压双瓣抓斗

图3 MZGL-3电动液压双瓣抓斗

主要适合于抓取粉状和颗粒状散货物料（如化肥，粮食，煤炭，焦炭，矿砂，黄沙，垃圾焚烧灰渣、碎石等散货物料），已被广泛应用于船舶、垃圾焚烧厂等场合作业，可配合船吊、行车、门机等各类型的起重机。

抓斗斗容：1.0 m3～20.0 m3

电机功率：8.5 kW～55 kW

（3）MMRG-3电动液压矩形多瓣抓斗

抓取块状，颗粒状和形状不规则的散货物料（如焦炭，生铁块，废钢，矿石等）。特别适用在列车车厢装卸作业。被广泛应用于铁路、码头、钢厂等场所使用，可配合行车门机等各类型的起重机。

图4 MMRG-3电动液压矩形多瓣抓斗

抓斗斗容：2.0 m3～4.0 m3

电机功率：28 kW～45 kW

（4）MHG电动液压木材抓斗

适合抓取各类成捆圆木，广泛应用于港口、林场，木材加工原材料堆场等场所使用，可配合门机、行车等各类型的起重机。

抓斗截面积：0.4m2～2.0 m2

电机功率：2.2 kW～22 kW

图5 MHG电动液压木材抓斗

二、坚持改进与技术创新，产品为用户带来更高效益

引进技术、系列发展只是电动液压抓斗发展的初步成果，20多年来，公司立足引进吸收，不断创新改进，针对国内市场的实际情况与使用需求，广泛采用二维、三维专业设计软件进行产品创新开发，运用有限元等应力分析软件，优化产品结构。针对引进技术本地化过程中遇到的新情况，通过不间断的改进创新，创新诸多解决方案，新设计更加适用于国内市场。

（1）开放式叠加多边形结构设计和液压管路的合理布局，获得国家发明专利（专利号：ZL 201310531385.X）。

图6 有限元分析

电动液压抓斗液压系统的油箱的常规结构是圆柱形，面对国内复杂工况，散热效果欠佳，公司巧妙的在上部采用开放式结构，提高电机的通风性能，下部采用六边形油箱结构，增大油箱散热面积，有效地降低液压系统的温度，增设的检修孔有利于及时判断故障原因，更方便维修及保养，如图7所示。通过受热分析，相同型号在一样的工况下可降低液压系统温度约8℃。

图7 开放式叠加多边形结构设计

图8 改进前后液压系统温度对比

（2）改进液压系统（解决抓斗工作中油温过高）获得国家实用新型专利（专利号：ZL 201520246284.2）。

鉴于国内垃圾投料工艺需要较高的开闭频率进行改进设计，电机选择S6工作制替换S3工作制来满足现场工况。采用先进的负载反馈控制系统，只通过两只电磁阀控制抓斗开闭动作，无需系统泄压，故障率低。

图9 改进的液压系统

图10 恒功率变量斜轴柱塞泵

（3）油泵升级选用恒功率变量斜轴柱塞泵，油泵的容积效率高、响应快，内泄量小减少了系统发热，轴向柱塞变量泵容积效率可达到98%，额定工作压力达350 bar，使用寿命更长。

（4）设计自动润滑系统，获得实用新型专利（专利号：ZL 2011 2 0535733.7）

设计销轴自润滑系统，可根据现场使用情况设定自动加油的间隔时间与加油量，能保证各润滑点无遗漏定量润滑，有效减轻人工维护量，延长抓斗使用寿命。

图11 自动润滑系统

（5）其他各类主要改进均取得比较显著的效果，不完全统计如表1所示。

表1 其他各类主要改进效果

改进后的电动液压抓斗，有效延长了抓斗的连续工作时间，减少停机损失，提高作业效率。抓斗使用寿命提高约100%，维护、维修成本据不完全统计下降约65%。

持续的创新与改进，使公司的产品越来越适应国内复杂的现场状况，大大提升国内散装物料的抓取技术水平，某些技术处于领先水平，推动了抓斗行业相关企业的技术进步与共同发展。

图12 改进后维保成本对比图

三、主动参与制定规范，推动行业发展

在掌握相关技术的前提下，公司历年来制定、执行并备案的抓斗产品企业标准有6项，同时，发挥行业引领作用，积极配合主机厂制定产品规范，推动抓斗产品的行业发展，积极参与国家、行业等标准制定工作，目前已经完成国家、行业标准3项，团体标准1项。分别为：

1、参编的行业标准CJ/T 432—2013《生活垃圾焚烧厂垃圾抓斗起重机技术要求》由中华人民共和国住房和城乡建设部于2013年5月24日发布，2013年10月1日实施；

2、参编的国家标准GB/T 35975—2018《起重吊具分类》于2018年2月6日发布，2018年9月1日开始实施；

3、负责起草的的机械行业标准JB/T 13481—2018《起重机用抓斗》于2018年4月30日发布，2018年12月1日开始实施。

4、负责起草的上海市起重运输机械行业协会团体标准T/CCTASH 001—2021《散货机械抓斗的大修与报废条件》于2021年12月01日发布并实施。

四、不断开创新型电动液压类抓斗产品

改进提升性能，创新带来发展。公司不满足引进已有产品，积极开发一些新型电动液压类抓斗，充分满足了市场化的多元化需求。

（1）新型MTGL-3电动液压双瓣抓斗

新一代电动液压四液压缸渣吊抓斗，相比传统双液压缸设计，克服了以住抓取力不足，工作效率低下等问题，且整体高度更低，适用范围更大，受力结构更好，满斗率接近 100%。

抓斗斗容：0.5 m3～12.5 m3

电机功率：4 kW～55 kW

图13 新型MTGL-3电动液压双瓣抓斗

（2）MZG/W电动液压双颚瓣水下疏浚抓斗

这是一种专用于航道水下淤泥、黏土、铁板沙清理的疏浚工具，通常应用于疏浚船上。如图14所示为配合起重能力≥200t吊机使用、理论最大斗容56 m3、最大工作水深40 m的电动液压双颚瓣水下疏浚抓斗。根据疏浚船上起重机吨位的不同，可设计、制造各种容积的电动液压双颚瓣水下疏浚抓斗。

图14 电动液压双颚瓣水下疏浚抓斗

（3）新式电动液压双瓣渗滤液垃圾抓斗

图15 新式电动液压双瓣渗滤液垃圾抓斗

这种新式电动液压双瓣渗滤液垃圾抓斗，主要抓取物料是生活垃圾、生物质，用于焚烧环保、造纸厂等场所。

抓斗斗容：5.0～12m3

（4）电动液压抓斗智能监测系统

实现电动液压抓斗工作时的压力、温度等相关参数采集，监测抓斗运行状态以及远程故障提示，能生动形象地表述抓斗监测点的实时数据、历史报警、历史数据，有助于分析抓斗运行情况，分析故障，提前维护保养。更主要的是能够为远程监测与无人值守提供终端数据支持。

电动液压抓斗在国内的发展已经历时20多年，各种相近的产品与应用这里无法一一详述，上海佩纳沙士吉打机械有限公司自引进“PEINER”的专有技术以来，一直专注于各类抓斗的设计研发与生产制造，在不断的消化、吸收、创新过程中，注重知识产权保护，也开创了自己的品牌，公司现有注册商标2个，已累计申请各项专利112件，其中，涉及电动液压抓斗的授权发明专利5件，实用新型专利若干件，还取得著作权2项，是国内主要的抓斗专业制造企业，未来公司仍将专注抓斗这个细分领域，不断开发新产品、新技术、新工艺等，全力推动行业技术进步和科技发展，持续为抓斗行业的更大发展贡献力量，与行业同仁共同发展。