Grapa electro-hidraulică este o componentă centrală de acționare în operațiunile moderne de manipulare a materialelor în vrac, utilizată pe scară largă în terminalele portuare, uzinele metalurgice, centralele termice, instalațiile de incinerare a deșeurilor și proiectele de fundație de construcții. În comparație cu graburile mecanice tradiționale, graburile electro-hidraulice oferă avantaje semnificative-cum ar fi forța mare de închidere, eficiență operațională superioară, control precis și zgomot de impact redus-făcându-le alegerea preferată pentru sarcinile de manipulare cu tonaj-înalt, cu frecvență înaltă-.
În ceea ce privește arhitectura sistemului electro-hidraulic, un dispozitiv electro-hidraulic complet integrează patru module tehnice cheie: sistemul structural portant-sarcină, sistemul de alimentare hidraulică, sistemul de control electric și sistemul de lubrifiere/întreținere, aceste subsisteme funcționând în strânsă coordonare. O înțelegere aprofundată a rolurilor funcționale, a caracteristicilor de încărcare și a modurilor de defectare ale fiecărei componente este esențială nu numai pentru selectarea și punerea în funcțiune a echipamentelor, dar servește și ca fundație tehnică pentru dezvoltarea programelor de inspecție solide și a strategiilor de întreținere preventivă. Acest articol prezintă o analiză sistematică, ierarhică a componentelor cheie, folosind o structură tipică de captare ca model.
Prezentare generală structurală (sus-jos)
Strat superior (suspensie și conexiune): traversă superioară, dispozitiv anti-desprindere, conector-în priză, punct de lubrifiere K
Stratul mijlociu (putere și control): unitate hidraulică, cilindru de ridicare, carcasă, deflector de curgere, punct de lubrifiere
Strat inferior (acționare și lagăr{0}}sarcină): traversă inferioară, carcase de prindere (inclusiv buze), deflector de flux (secțiune de prelungire), puncte de lubrifiere G și H
Cadrul structural și sistemul portant{0}}sarcină
Cochilia
Cochilia luicupă electro-hidraulicăservește drept cadru principal de suport-pentru întregul grab. De obicei, este fabricat din oțel de înaltă-rezistență, aliaje reduse-, rezistent la uzură- (cum ar fi clasele NM400 sau Hardox 450) utilizând procese CNC de tăiere și sudare. Structura cupei de prindere folosește, în general, o combinație de grinzi cu secțiune cu-și plăci curbate, echilibrând nevoia de rigiditate la încovoiere și la torsiune cu optimizarea greutății.
Shell-ul îndeplinește trei funcții de bază:
Portant: Distribuie uniform forța de ridicare (transmisă de la traversa superioară) și forțele de reacție generate în timpul apucării celor două carcase cupe;
Baza de montare: oferă un spațiu de montare sigur și o barieră de protecție pentru componente de precizie, cum ar fi unitatea hidraulică, cilindri și ansambluri de supape;
Rezistența la uzură: zonele carcasei care intră în contact direct cu materialul sunt de obicei întărite cu un strat sudat rezistent la uzură-sau prevăzute cu căptușeli de uzură înlocuibile.
Fisurile structurale sau deformarea permanentă a carcasei pot duce direct la dezalinierea cilindrului, griparea bolțurilor sau chiar ruperea conductelor hidraulice. În consecință, sudurile învelișului-în special punctele de legătură dintre traversă și carcasă-trebuie desemnate ca zone critice de inspecție în timpul verificărilor echipamentelor.
Traversa de Sus
Situat în partea de sus aprindere electric-hidraulic, traversa superioară servește drept punct de conectare principal-la purtător de sarcină pentru cârligul macaralei sau chinga de cablu de sârmă. De obicei, este construit dintr-o componentă de oțel forjată sau o grilă cutie sudată din placă groasă; dispune de un ureche de ridicare principală centrală și suporturi pentru balamale anti-rotație pe ambele părți.
Designul traversei superioare se concentrează pe egalizarea sarcinii-conversia forței de ridicare a unui singur-punct a macaralei în forțe de tracțiune simetrice care acționează pe ambele părți ale carcasei de prindere. Acest lucru previne încărcarea excentrică care ar putea cauza înclinarea apucătorului sau închiderea imperfectă a carcasei. În plus, traversa superioară servește adesea ca platformă de montare pentru mecanismul de rotație (cum ar fi un reductor de rotire acționat de un motor hidraulic), permițând grabului să se rotească în spațiu pentru o aliniere precisă cu grămezi de material sau puncte de descărcare.
Traversa inferioară
Traversa inferioară a găleții electrice hidraulice este situată în partea de jos a apucătorului și servește ca punct de pivotare fix care conectează carcasele găleții din stânga și din dreapta (fălci). În mod obișnuit, folosește un design-pentru întreaga lungime; capetele sunt fixate rigid de carcasă prin intermediul unor blocuri de rulmenți, în timp ce secțiunea centrală acționează ca suport de balama în jurul căruia se rotesc carcasele cupei.
Traversa inferior este supusă unor condiții unice de încărcare: în timpul procesului de apucare,apuca găleatacarcasele generează momente imense de deschidere în jurul traversei, supunând-o simultan la tensiuni de încovoiere, forfecare și tensiuni de compresiune de contact pe suprafața știftului.
În consecință, componenta este, în general, fabricată din oțel structural aliat (cum ar fi 42CrMo) supus călirii și călirii, precum și călirii suprafeței, cu secțiunea articulației care necesită o duritate care depășește HRC 55. Bucșele din aliaj de cupru autolubrifiante sunt de obicei montate, sau se aplică lubrifierea cu grăsime și coeficientul de ungere, pentru a reduce impactul de frigere.
Placă de scurgere
Plăcile de scurgere sunt instalate pe părțile interioare ale carcasei sau de-a lungul suprafețelor interioare curbate ale carcaselor electro-hidraulice; geometria lor este conturată pe baza unghiului de repaus al materialului și a caracteristicilor de curgere.
Funcțiile lor principale includ:
Ghidarea traseului de umplere a materialului: asigurați-vă că materialul umple uniform cavitatea electrică-hidraulică de prindere în timpul procesului de închidere pentru a preveni încărcarea dezechilibrată;
Reducerea retenției de material în timpul descărcării: Facilitează alunecarea lină a materialului din exteriorapucapentru a minimiza aderența și acumularea;
Protejarea structurii de bază: Servind ca componente de uzură sacrificială, plăcile de scurgere rezistă la impactul abraziv direct, oferind un cost de înlocuire mult mai mic decât cel al întregii carcase.
În aplicațiile practice, plăcile de scurgere utilizează adesea turnarea bimetalic compozit (combinând fonta cu conținut ridicat de-crom cu un suport de oțel cu conținut scăzut de-carbon) sau tehnologia de căptușeală ceramică pentru a rezista impactului pe termen lung-al materialelor foarte abrazive (cum ar fi minereul de fier și cocs).
Sisteme hidraulice de putere și de acționare
(Unitate hidraulica)
Unitatea hidraulica aapucător hidraulic electricservește ca sursă de energie și miez pentru conversia puterii; este de obicei găzduit într-un compartiment din carcasă ca un ansamblu modular integrat. O unitate hidraulică completă cuprinde următoarele sub-componente principale:
| Componente | Descriere |
|---|---|
| Motor electric | Se conectează la o sursă de alimentare externă AC (380V/440V) sau DC pentru a acționa pompa hidraulică, servind drept singurul port de intrare al grabului. |
| Pompa hidraulica | De obicei, pompele cu angrenaje sau pompele cu piston, ele convertesc energia electrică în energie hidraulică, cu o presiune nominală de funcționare cuprinsă de obicei între 20 și 35 MPa. |
| Rezervor de ulei hidraulic | Stochează lichidul hidraulic, servind și la disiparea căldurii, lasă impuritățile să se depună și separă bulele de aer. |
| Ansamblu supapă de control | Integrează o supapă de control direcțională, o supapă de siguranță, o supapă de reținere și o supapă de accelerație pentru a controla direcția de extindere și retragere și viteza cilindrului hidraulic, precum și presiunea maximă a sistemului. |
| Filtra | O configurație dublă de-configurație, care include atât filtrarea pe conducta de retur-, cât și pe linia de aspirație-, asigură curățenia fluidelor de NAS Clasa 9 sau mai bună. |
Capacitatea de disipare a căldurii a unei unități hidraulice este un indicator cheie al performanței sale operaționale continue. În condiții de-înaltă frecvență de prindere, sistemul generează căldură semnificativă; dacă creșterea temperaturii depășește limitele admise (de obicei, mai mică sau egală cu 80 de grade), scăderea rezultată a vâscozității fluidului hidraulic duce la o scurgere internă crescută și o îmbătrânire accelerată a etanșării. În consecință, unitățile hidraulice pentru benzi hidraulice electrice de ultimă generație sunt echipate cu schimbătoare de căldură răcite cu aer-sau cu apă-și, acolo unde este necesar, cu comutatoare de temperatură pentru a declanșa alarme automate în caz de supraîncălzire.
Cilindru de ridicare
Cilindrul de ridicare este un actuator care convertește energia hidraulică în energie mecanică liniară alternativă; are de obicei un design cu tijă cu dublă-acțiune, cu un singur-piston-. Fiecareapuca găleataeste echipat in general cu doi cilindri (sau mai multi cilindri, in functie de capacitatea cupei) dispusi simetric pe ambele laturi ale carcasei pentru a asigura o forta de inchidere echilibrata.
Parametrii tehnici cheie ai cilindrului includ:
Diametrele alezajului și ale tijei: Acestea determină forța de ieșire și de tracțiune; specificațiile de proiectare trebuie să fie potrivite cu densitatea materialului și rezistența de prindere.
Cursa de lucru: Aceasta determină deschiderea maximă a carcasei cupei electrice hidraulice și trebuie să se adapteze distribuției dimensiunii particulelor materialului.
Presiunea nominală: Aceasta corespunde presiunii de ieșire a pompei hidraulice, de obicei variind de la 25 la 31,5 MPa.
Acțiunea de închidere (prindere) se realizează prin extinderea cilindrului-în care tija pistonului este supusă unor sarcini de stabilitate la compresiune-în timp ce acțiunea de deschidere (descărcare) se realizează prin retragerea cilindrului. În special, suprafața tijei pistonului este supusă cromării dure și șlefuirii (cu o grosime de acoperire mai mare sau egală cu 20 μm) pentru a rezista la uzura abrazivă cauzată de praful și resturile de pe amplasament. Lagărele sferice sunt instalate la capetele articulate ale cilindrului pentru a se potrivi dezalinierea unghiulară în timpulapucaoperare.
Componente de ghidare, conectare și auxiliare
Buze
Buza este atașată de muchia tăietoare a fiecărei cochilii de prindere; este componenta critică care contactează prima dată grămada de material în timpul procesului de apucare, efectuând acțiunile de tăiere și penetrare. Designul buzei determină în mod direct capacitatea de penetrare a grapei hidraulice electrice și factorul de umplere.
Buzele sunt fabricate în mod obișnuit din oțel turnat-foarte rezistent la uzură sau au o suprapunere dur-. Profilele lor în secțiune transversală sunt optimizate în funcție de caracteristicile materialului: o formă ascuțită de pană este utilizată pentru materialele noduloase (cum ar fi minereul) pentru a minimiza rezistența la penetrare, în timp ce un profil de margine rotunjit este utilizat pentru materiale pulverulente sau coezive (cum ar fi argilă sau șlam de cărbune) pentru a preveni așchierea marginilor.
Buza este fixată de corpul carcasei principal prin șuruburi sau sudură și poate fi înlocuită independent; este piesa de uzură care necesită cea mai frecventă înlocuire de-a lungul duratei de viață a grabului.
Dispozitiv anti-detașare (atenuarea tensiunii)
Dispozitivul anti-de detașare al găleții de apucare este o componentă esențială aapuca găleatasistemul de protecție a siguranței lui; forma sa specifică variază în funcție de locație:
La punctele de conectare a suspensiei: Ia forma unui zăvor de siguranță sau a unui cablu secundar de siguranță pentru a preveni căderea apucătorului din cauza decuplării accidentale a cârligului;
La conexiunile la conductele hidraulice: constă în lanțuri anti-bici sau bucle de sârmă de siguranță pentru furtunuri de-înaltă presiune, pentru a preveni rănirea din cauza fitingurilor zburătoare în cazul unei explozii a furtunului;
La îmbinările cu șuruburi critice: utilizează șaibe de blocare, știfturi sau aranjamente de blocare cu piulițe duble-pentru a rezista slăbirii filetului cauzate de încărcarea ciclică.
Deși acest dispozitiv nu participă direct la operațiunea de apucare, fiabilitatea sa este vitală atât pentru siguranța echipamentului, cât și a personalului; prin urmare, acesta trebuie inclus în lista de verificare obligatorie înainte de{0}}pornire.
Componente de siguranță și control
Dispozitiv de eliberare a tensiunii
Dispozitivul de eliberare a tensiunii servește ca linie finală de apărare pentru protecția la suprasarcină electrică hidraulică; este în esență un mecanism hidraulic de amortizare sau de limitare mecanică. În timpul operațiunilor de apucare, dacăapucaObuzele lovesc accidental obiecte mari și dure din grămada de material (cum ar fi bulgări înghețate, pietre sau obiecte metalice străine), rezistența la apucare crește brusc și instantaneu, determinând creșterea presiunii din sistem peste valoarea setată a supapei de siguranță.
În astfel de cazuri, dispozitivul de eliberare a tensiunii funcționează prin următoarele căi:
Calea hidraulică: un acumulator de amortizare integrat sau un ansamblu supapă de siguranță se deschide instantaneu pentru a evacua presiunea de vârf în rezervorul hidraulic, absorbind astfel energia de impact;
Calea mecanică: Dacă se utilizează un sistem mecanic de eliberare a tensiunii, arcuri de compresie sau tampoane din cauciuc sunt încorporate în sistemul de suspensie pentru a absorbi deplasarea instantanee la suprasarcină prin deformare elastică.
Acest dispozitiv previne eficient defecțiunile catastrofale, cum ar fi îndoirea tijei pistonului cilindrului, forfecarea bolțurilor carcasei și ruperea conductelor hidraulice. Este esențial să rețineți că dispozitivul de eliberare a tensiunii este o componentă-critică de siguranță; ar trebui inclus în teste funcționale periodice (cum ar fi simularea răspunsurilor la declanșare în condiții de supraîncărcare) pentru a se asigura că rămâne într-o stare de încredere, gata-de operare-.
