一种液压抓钢机电吸盘系统的设计

　　0 引 言

　　液压抓钢机是液压挖掘机的一种特种机型，广泛应用于港口、码头和废钢转运中心等行业。液压抓钢机的电吸盘有外接动力线和发电机发电两种，而发电机发电又有液压驱动发电机和发动机皮带驱动发电机两种。由于外接动力线受场地限制和发动机皮带驱动发电对发电机的安装位置有要求等，故在本设计中采用液压驱动直流发电机，不仅直接输出直流电，避免了整流环节，而且布置灵活、结构紧凑。

　　1 新型电吸盘系统的工作原理

　　新型电吸盘系统的工作原理如图1所示。

　　本系统利用发动机提供动力来带动齿轮泵运转，齿轮泵输出的油液进入液压马达，并且通过控制阀和溢流阀来控制进入液压马达[1]的流量，然后液压马达驱动直流发电机发电，发电机输出的电流经过整流柜的调节后供给起重电磁铁。为了避免整流环节和降低故障点[2]，发电机采用11 kW、1 450 r/min的直流发电机；控制柜为电吸盘系统的控制装置，它不仅起到调节电压的作用，还对起重电磁铁起到保护作用，使整个电吸盘系统工作时更加稳定。

　　系统的工作过程为：首先电磁阀6通过司机室手柄接通得电，电磁阀换向至左位与先导泵10连接，控制阀3通过液控先导端换向至右位；随后齿轮泵2开始从油箱1吸油，控制阀打开，液压油通过油管流向液压马达5；当流向马达的液压油流量达到一定值时，发电机7达到额定转速，这时流量阀4打开进行分流，所分流的液压油通过油管回到油箱1；当流向马达的液压油流量不够、发动机转速低于额定转速时，流量阀关闭停止分流；最后液压马达驱动直流发电机发电，直流发电机输出电流经过控制柜8调节，输出220 V电压，供给起重电磁铁9，起重电磁铁获得动力后电吸盘系统开始工作。

　　2 新型电吸盘系统的主要工作参数

　　以JY400G型二节臂式为例，介绍新型电吸盘系统参数的设计过程。

　　2.1 电吸盘系统工作循环

　　电吸盘系统的工作循环为：

　　废钢料的吸紧-吸盘提升及回转-卸载-返回

　　2.2 技术参数

　　最大吊举能力：6 500 kg；最远抓重能力：900 kg；齿轮泵排量：30 mL/r；发动机工作转速：1 700 r/min～2 100 r/min。

　　2.3 电吸盘系统设计

　　2.3.1电吸盘选型（见图2）

　　从整机平衡设计角度出发，所需电磁铁的相关参数见表1。

　　特点：通电持续率高，工作时间长，工作效率高。控制方式与电压电流特性曲线见图3。

　　2.3.2 电吸盘所需功率

　　由表1可知，电磁铁在热态下所消耗的功率为8 kW，在冷态下所消耗的功率为4.8 kW，由于电吸盘工作状态为反复短时工作制，电磁铁在通电、断电循环交替的状态下工作，所以电磁铁所需的功率介于4.8 kW～8 kW之间，为了增大安全系数，我们设定电磁盘所需的功率为8 kW。