Applicazione e vantaggi del motore variabile a pistone assiale A6VM nelle attrezzature delle miniere di carbone

Nelle moderne operazioni di estrazione del carbone, i motori a pistoni assiali idraulici sono componenti di potenza di base e le loro prestazioni determinano direttamente l'efficienza di lavoro e l'affidabilità dei macchinari di mining di carbone. I motori variabili a pistone assiale della serie A6VM sono diventati la soluzione di guida preferita per l'attrezzatura di mining di carbone di fascia alta in patria e all'estero a causa della loro eccellente densità di potenza, intervallo di regolamentazione ad ampio velocità e durata eccezionale. Questo articolo analizzerà in modo completo le caratteristiche tecniche dei motori della serie A6VM, esplorerà profondamente i loro scenari di applicazione in attrezzature di mining a carbone chiave come macchine per il mining di carbone, macchine a tunneling e trasportatori di raschietti, spiegano sistematicamente i loro vantaggi per il risparmio energetico rispetto ai motori tradizionali e forniscono raccomandazioni scientifiche di selezione e manutenzione. Infine, attende con impazienza le prospettive di sviluppo di questa tecnologia nella costruzione di miniere intelligenti.

Introduzione: requisiti fondamentali dei sistemi idraulici per le attrezzature di miniera di carbone

Come componente importante della struttura energetica globale, l'efficienza mineraria e la sicurezza del carbone sono sempre state al centro del settore. Con la crescente profondità dell'estrazione del carbone e l'ambiente operativo sempre più complesso, sono stati posti requisiti più elevati su macchinari e attrezzature per il mining di carbone: produzione ad alta potenza, regolazione precisa della velocità, alta affidabilità e risparmio energetico e protezione ambientale sono diventati i quattro indicatori fondamentali delle moderne attrezzature di mining a carbone. In questo contesto, il sistema di trasmissione idraulica è diventato il metodo di trasmissione di potenza preferito per vari tipi di macchinari di mining a carbone a causa dei suoi vantaggi come alta densità di potenza, layout flessibile e forte resistenza all'impatto.

Come attuatore chiave del sistema idraulico, le prestazioni del motore a pistone assiale idraulico influiscono direttamente sulle prestazioni dell'intera macchina. I motori quantitativi tradizionali spesso affrontano problemi come l'intervallo di regolazione a velocità stretta, la bassa efficienza e la frequente manutenzione in condizioni di lavoro dure nelle miniere di carbone, che limitano seriamente le prestazioni complete dell'attrezzatura. I motori variabili a pistone assiale della serie A6VM risolvono perfettamente questi punti deboli attraverso la progettazione innovativa dell'asse elicoidale e la tecnologia di controllo avanzata, fornendo soluzioni di alimentazione efficienti e affidabili per le attrezzature di mine di carbone.

Questo articolo introdurrà i principi tecnici e le caratteristiche del prodotto dei motori della serie A6VM, analizzerà in dettaglio le loro applicazioni tipiche in vari tipi di attrezzature di mining di carbone, dimostreranno i loro vantaggi per il risparmio energetico attraverso dati comparativi e fornirà una guida pratica di selezione e manutenzione. Infine, non vedrà l'ora di essere le loro prospettive di sviluppo nelle miniere intelligenti, fornendo un riferimento completo per i produttori, utenti e tecnici delle apparecchiature di mining di carbone.

Analisi della tecnologia motoria a pistone assiale della serie A6VM Rexroth

Panoramica delle serie di prodotti e parametri di base

Linea di prodotto a motore variabile ad alta pressione progettata per condizioni di carico pesante, coprendo un intervallo di specifiche da 28 a 1000, che può soddisfare le esigenze delle apparecchiature di mining a carbone di diversi livelli di potenza. Questa serie adotta un concetto di progettazione modulare e può essere divisa in due categorie in base alla pressione nominale: la pressione nominale dei motori con specifiche da 28 a 200 è 400 bar e la pressione di picco può raggiungere 450 bar; Mentre la pressione nominale dei prodotti con specifiche da 250 a 1000 è di 350 bar e la pressione di picco è di 400 bar. Questo design ad alta pressione consente alla serie A6VM di produrre una coppia maggiore allo stesso volume, che è particolarmente adatto per applicazioni per macchinari di mining di carbone con spazio limitato ma elevati requisiti di potenza.

L'intervallo di spostamento è un altro vantaggio significativo della serie A6VM, le sue caratteristiche variabili in coda consentono di regolare continuamente lo spostamento all'interno dell'intervallo da VG MAX a VG min (= 0). Prendendo il modello A6VM140 come esempio, lo spostamento massimo può raggiungere 171,8 cm³ e lo spostamento minimo può essere regolato a 0. Questo ampio intervallo di regolazione consente a un singolo motore di adattarsi alle esigenze di varie condizioni operative delle apparecchiature di mining a carbone, semplificando notevolmente la progettazione del sistema di trasmissione. In termini di caratteristiche di velocità, l'intervallo di velocità nominale di questa serie di motori in condizioni di VG Max è di 2500-4450 giri / min (a seconda delle diverse specifiche) e la velocità massima può raggiungere 8400 giri / min al minimo spostamento, dimostrando eccellenti prestazioni ad alta velocità.

Struttura centrale e principio di lavoro

La serie A6VM adotta un gruppo di rotore dello stantuffo conico assiale con un design dell'asse inclinato. Questa struttura ha una maggiore densità di potenza e una durata più lunga rispetto al tradizionale design piastra inclinato. I suoi componenti di base includono corpo cilindro, stantuffo, piastra di valvola, asse inclinata e meccanismo variabile, ecc. Tutte le coppie di attrito sono ottimizzate e dotate di sistemi di cuscinetti di alta qualità per garantire prestazioni stabili nell'ambiente duro delle miniere di carbone.

Principio di lavoro, quando l'olio ad alta pressione entra nella cavità dello stantuffo attraverso la piastra di distribuzione, spinge lo stantuffo a muoversi assialmente. A causa della certa inclinazione dell'asse inclinato, il movimento lineare dello stantuffo viene convertito nel movimento rotazionale dell'albero principale. Regolando l'inclinazione dell'asse inclinato, lo spostamento del motore può essere modificato per ottenere una regolazione in modo coerente della velocità di uscita e della coppia. L'esclusiva progettazione di meccanismi variabili della serie A6VM lo fa rispondere rapidamente e ha una precisione di controllo elevata e può corrispondere alle mutevoli requisiti di carico delle attrezzature di miniera di carbone in tempo reale.

Vale la pena ricordare che il motore A6VM adotta un design di rotazione bidirezionale, che può facilmente raggiungere la commutazione in avanti e inversa. Questa funzione è particolarmente importante nelle apparecchiature di mining a carbone che richiedono frequenti invertiti (come la testa di taglio di una roadheader). Allo stesso tempo, la progettazione simmetrica della sua struttura interna garantisce la coerenza delle prestazioni in condizioni di lavoro in avanti e inversa, evitando il problema della degradazione delle prestazioni inversa causata dalla progettazione unidirezionale dei motori tradizionali.

Evidenzia caratteristiche e vantaggi tecnici

Serie A6VM I motori a pistoni assiali idraulici hanno molti vantaggi tecnici nelle applicazioni di miniera di carbone:

L'elevata densità di potenza è una delle caratteristiche più notevoli della serie A6VM. Ottimizzando il percorso del flusso idraulico e utilizzando materiali ad alta resistenza, questa serie di motori raggiunge un'uscita di coppia estremamente elevata in dimensioni compatte. Prendendo il modello A6VM200 come esempio, può produrre fino a 1550 Nm di coppia alla pressione nominale e pesa solo 78 kg. Questo eccellente rapporto potenza-peso lo rende una scelta ideale per le attrezzature di mining a carbone con spazio limitato.

L'ampia gamma di controllo consente all'A6VM di soddisfare i doppi requisiti di alta velocità e alta coppia di attrezzature di mining a carbone. Nelle operazioni di estrazione del carbone, le attrezzature spesso devono passare frequentemente tra condizioni a bassa velocità e ad alta torque (come il taglio del carbone duro) e le condizioni ad alta velocità e a bassa torreque (come un rapido spostamento). I motori tradizionali a spostamento fisso devono utilizzare cambi complessi per raggiungere questo requisito, mentre il motore a spostamento variabile A6VM può raggiungere questo requisito semplicemente regolando lo spostamento, semplificando notevolmente il sistema di trasmissione e migliorando l'affidabilità.

Eccellenti caratteristiche di partenza e basso momento di inerzia consentono alla serie A6VM di funzionare bene nelle frequenti condizioni di partenza delle apparecchiature di mining a carbone. I macchinari per il mining a carbone spesso devono iniziare istantaneamente e resistere a carichi improvvisi. I motori tradizionali sono soggetti a problemi come la difficoltà nell'avvio o l'impatto eccessivo. A6VM riduce significativamente la coppia di attrito iniziale ottimizzando la struttura e il sistema di cuscinetti dello stantuffo. Allo stesso tempo, ha un piccolo momento di inerzia e una velocità di risposta rapida, garantendo l'avvio regolare dell'attrezzatura in condizioni di carico pesante.

Il design robusto e resistente rende l'A6VM particolarmente adatto al duro ambiente delle miniere di carbone. Il suo alloggio è realizzato in ghisa ad alta resistenza, le coppie di attrito chiave sono appositamente trattate e il sistema di cuscinetti è rinforzato per resistere alla polvere, all'umidità e alle vibrazioni nell'ambiente della miniera di carbone. Le applicazioni pratiche hanno dimostrato che, con una manutenzione adeguata, la durata del motore A6VM nelle attrezzature della miniera di carbone può raggiungere 1,5-2 volte quella dei motori tradizionali, riducendo notevolmente i tempi di inattività delle attrezzature e la manutenzione.

Tabella: confronto dei parametri tecnici di alcuni modelli di serie Rexroth A6VM

Analisi delle applicazioni tipiche di A6VM nelle attrezzature per le miniere di carbone

Sistema di trasmissione della macchina per il mining a carbone

Come attrezzatura principale della moderna faccia mineraria completamente meccanizzata, le prestazioni della miniera di miniera di carbone influiscono direttamente sull'efficienza di produzione e sulla sicurezza delle miniere di carbone. Con la sua produzione di coppia elevata e la capacità di regolazione della velocità precisa, il motore a pistone assiale idraulico della serie A6VM è diventata la scelta di azionamento ideale per la trazione e il taglio delle parti della macchina di mining di carbone di fascia alta.

Nel sistema di trazione di Shearer, il motore A6VM viene generalmente utilizzato insieme a un riduttore per guidare il Shearer per muoversi lungo la faccia di lavoro. La complessità delle condizioni geologiche della miniera di carbone richiede che il sistema di trazione sia in grado di regolare la velocità e la coppia in tempo reale in base alle variazioni di carico. Le caratteristiche variabili Stepless di A6VM consentono al Shearer di ridurre automaticamente la velocità e aumentare la coppia in condizioni di carbone duro e aumentare la velocità e la produttività in condizioni di carbone morbido. I dati dell'applicazione effettivi mostrano che il sistema di trazione Shearer che utilizza il motore A6VM è più efficiente del 15% -20% rispetto alla tradizionale soluzione motoria quantitativa, in particolare nel volto di lavoro in cui lo spessore della cucitura del carbone varia notevolmente, il suo vantaggio adattivo è più evidente.

L'unità di sezione di taglio ha requisiti più rigorosi sul motore, che devono resistere a forti carichi di impatto e frequenti rotazione in avanti e inversa. Il design ad alta densità di potenza della serie A6VM gli consente di fornire una coppia sufficiente per guidare il tamburo in uno spazio limitato. Il suo robusto sistema di cuscinetti e il gruppo di stanturi ottimizzati possono assorbire efficacemente le vibrazioni e l'impatto durante il processo di taglio. Un test comparativo in una grande miniera di carbone ha mostrato che la sezione di taglio della macchina di estrazione del carbone utilizzando il motore A6VM160 ha funzionato continuamente per 800 ore senza guasti in condizioni di carbone dure, mentre motori concorrenti simili hanno richiesto una manutenzione ogni 500 ore in media.

Applicazione delle parti chiave della macchina noiosa del tunnel

Le strade di carbone Mine Road affrontano condizioni di lavoro più complesse e devono soddisfare i doppi requisiti di rottura efficiente della roccia e posizionamento preciso. I motori della serie A6VM hanno prestazioni eccellenti nella testa di taglio, nel meccanismo di carico e nel meccanismo di viaggio della roadheader.

L'unità di taglio è la funzione core della macchina noiosa del tunnel, che richiede al motore di fornire un'uscita di coppia alta e stabile. I modelli A6VM107 e A6VM140 vengono spesso utilizzati per il taglio delle macchine noiose di tunnel di medie dimensioni. La loro vasta gamma di regolazione della velocità consente agli operatori di regolare la velocità di taglio in tempo reale in base alla durezza della formazione di roccia, che non solo protegge i denti di taglio ma migliora anche l'efficienza del filmato. Soprattutto quando si incontrano guasti o rocce rigide, il motore può ridurre automaticamente la velocità e aumentare la coppia per evitare il sovraccarico e l'arresto dell'attrezzatura. I dati dell'applicazione di un progetto di tunneling del carbone mostrano che la noiosa macchina del tunnel che utilizza il motore A6VM ha un tasso di guasto inferiore del 40% e un aumento del 25% delle riprese mensili rispetto alla tradizionale soluzione di trasmissione elettrica.

Nel meccanismo di viaggio della roadheader, la stabilità a bassa velocità e le precise caratteristiche di controllo del motore A6VM sono completamente utilizzate. Le condizioni dei tunnel della miniera di carbone sono complesse, che richiedono alla testata di essere in grado di eseguire un posizionamento preciso a livello millimetro. L'A6VM può ottenere un funzionamento stabile a bassa velocità di 0,1R/min attraverso un sistema di controllo a circuito chiuso, soddisfacendo completamente i requisiti di posizionamento precisi. Allo stesso tempo, le sue caratteristiche di risposta rapida consentono agli operatori di regolare la posizione della roadheader in modo tempestivo per garantire la qualità della formazione della carreggiata.

Trasportatore di raschietto e sistema di supporto idraulico

Il trasportatore di scraper è un'attrezzatura chiave per il trasporto di carbone nella faccia di lavoro della miniera di carbone e il suo sistema di guida deve funzionare continuamente ad alto carico. I motori della serie A6VM si comportano bene nella testa e nella coda di trasportatori di raschietti pesanti, in particolare grandi modelli di spostamento come A6VM200 e A6VM250, che possono fornire una coppia di partenza sufficiente per superare la resistenza dell'avvio a pieno carico.

Rispetto alle tradizionali unità motorie, i trasportatori di raschietti che utilizzano motori a pistoni assiali idraulici A6VM hanno tre vantaggi principali: in primo luogo, le prestazioni di protezione da sovraccarico sono buone. Quando la catena del trasportatore è bloccata, l'aumento della pressione nel sistema idraulico ridurrà automaticamente la velocità del motore per evitare danni alle attrezzature; In secondo luogo, la distribuzione dell'alimentazione è flessibile. Quando vengono guidati più motori, la potenza di ciascun punto di trasmissione può essere automaticamente bilanciata; In terzo luogo, la caratteristica del soft start riduce in modo significativo l'impatto della catena e estende la durata dell'attrezzatura. La pratica dell'applicazione in una miniera con una capacità di decine di milioni di tonnellate mostra che la durata della catena del trasportatore di raschietto guidato idraulico è superiore al 30% più lunga di quella dell'unità elettrica e il costo di manutenzione annuale è ridotto di circa 150.000 yuan.

Nel sistema di supporto idraulico, il motore A6VM viene utilizzato principalmente per la funzione di movimento rapido del telaio. Le moderne facce minerarie completamente meccanizzate richiedono che il supporto possa muoversi rapidamente con la macchina per il mining del carbone. I motori quantitativi tradizionali sono difficili da bilanciare la velocità di spinta e l'accuratezza del posizionamento. Il motore variabile A6VM può ottenere una combinazione perfetta di movimento del telaio ad alta velocità e posizionamento preciso attraverso la regolazione dello spostamento, migliorando significativamente l'efficienza di avanzamento del volto di lavoro. I dati di monitoraggio mostrano che il sistema di supporto che utilizza il motore A6VM ha una velocità di spostamento del telaio più alta del 20% rispetto alla soluzione tradizionale e che l'accuratezza del posizionamento può raggiungere ± 10 mm, che soddisfa completamente i requisiti della superficie di lavoro automatizzata.

Altre applicazioni di apparecchiature ausiliarie della miniera di carbone

Oltre alle apparecchiature core di cui sopra, i motori a pistoni assiali idraulici A6VM sono ampiamente utilizzati in vari tipi di attrezzature ausiliarie della miniera di carbone. Per le piattaforme di perforazione delle miniere di carbone, i modelli di piccoli e medi spostamenti come A6VM55 e A6VM80 forniscono energia rotazionale ideale. Le loro prestazioni ad alta velocità soddisfano i requisiti di perforazione di diverse formazioni rocciose, mentre il controllo variabile consente la regolazione automatica dei parametri durante il processo di perforazione.

Il gruppo di pompaggio di trasmissione idraulica del sistema di drenaggio della miniera di carbone utilizza spesso anche il motore A6VM come fonte di alimentazione. Le condizioni idrologiche nelle miniere di carbone sono complesse, il volume di scarico varia notevolmente e i tradizionali set di pompe a velocità fissa sono inefficienti. La pompa a motore variabile A6VM può regolare la velocità della pompa in tempo reale in base alle variazioni del livello dell'acqua, mantenere la migliore efficienza di lavoro e ottenere un significativo effetto di risparmio energetico. Il caso di ristrutturazione di una stazione di pompaggio delle acque centrali della miniera di carbone ha mostrato che dopo aver adottato il sistema variabile idraulico, il risparmio annuo di elettricità ha raggiunto 450.000 kWh e il periodo di rimborso degli investimenti è stato inferiore a 2 anni.

Inoltre, i motori A6VM sono anche utilizzati nei dispositivi passeggeri sopraelementari della miniera di carbone, frantoi, stazioni di carico e altre attrezzature e la loro affidabilità e adattabilità sono state ampiamente riconosciute dagli utenti delle miniere di carbone. Con il miglioramento dell'automazione e dell'intelligenza delle miniere di carbone, le precise caratteristiche di controllo dei motori della serie A6VM svolgeranno un ruolo maggiore e forniranno soluzioni di potenza di alta qualità per la costruzione di mine intelligenti.

Tabella: configurazioni tipiche dell'applicazione della serie A6VM in diverse attrezzature per la miniera di carbone

Vantaggi per il risparmio energetico e analisi tecnica ed economica del motore variabile A6VM

Confronto del consumo di energia con motori tradizionali di spostamento fisso

Come settore che consuma ad alta energia, il miglioramento dell'efficienza energetica delle attrezzature nell'estrazione del carbone è direttamente correlata ai costi di produzione e alle emissioni di carbonio. RexRoth A6VM Series Assial Piston Motors utilizzano una tecnologia variabile avanzata per ottenere significativi effetti di risparmio energetico rispetto ai tradizionali motori a spostamento fisso, che si riflettono principalmente nei seguenti aspetti:

Il carico di regolamentazione adattiva è il meccanismo di risparmio energetico di base di A6VM. Le condizioni di carico delle apparecchiature di mining a carbone variano notevolmente. L'efficienza dei tradizionali motori a spostamento fisso diminuisce bruscamente a carichi parziali. Tuttavia, A6VM può regolare lo spostamento per mantenere il motore funzionante nell'intervallo ad alta efficienza. Prendendo il sistema di trazione della macchina di miniera di carbone come esempio, quando il carico diminuisce, l'A6VM aumenta automaticamente lo spostamento e riduce la velocità per mantenere la pressione di lavoro nell'area ad alta efficienza, mentre il motore a velocità fissa fa diminuire la pressione e la diminuzione dell'efficienza. I dati misurati effettivi mostrano che in condizioni di lavoro tipiche, l'efficienza media del sistema variabile A6VM è superiore del 18% -25% a quella del sistema quantitativo e il risparmio annuale di elettricità può raggiungere decine di migliaia di kWh.

Nessuna perdita di overflow è un altro importante punto di risparmio energetico. L'attrezzatura per miniera di carbone richiede spesso diverse combinazioni di velocità e coppia. Il sistema tradizionale regola il flusso attraverso la limitazione della valvola proporzionale, che fa sì che l'olio ad alta pressione traborga attraverso la valvola di overflow, con conseguente spreco di energia. L'A6VM adotta il principio di regolazione della velocità volumetrica e regola la velocità modificando lo spostamento del motore. Il flusso del sistema è accuratamente abbinato alla domanda di carico e le perdite di limitazione e di overflow vengono sostanzialmente eliminate. Il caso di modifica di un trasportatore di raschietto di miniera di carbone mostra che dopo aver adottato il sistema variabile A6VM, la temperatura dell'olio idraulico è ridotta di una media di 15-20 ℃ e il consumo di energia del sistema di raffreddamento è ridotto del 40%, il che dimostra pienamente il suo effetto di risparmio energetico.

La funzione di corrispondenza di potenza consente al sistema A6VM di regolare dinamicamente la potenza di uscita in base alle condizioni di lavoro effettive. I requisiti di alimentazione delle attrezzature di estrazione del carbone variano notevolmente nelle diverse fasi di lavoro. Ad esempio, una roadheader richiede un'alta potenza durante il taglio, ma solo a bassa potenza durante il posizionamento. Il sistema A6VM monitora le variazioni di carico attraverso i sensori e regola lo spostamento del motore e la pressione del sistema in tempo reale per evitare gli sprechi di energia causati da "un grande cavallo che tira un piccolo carrello". Le statistiche mostrano che questa corrispondenza di energia intelligente può ridurre il consumo di energia dell'intera macchina del 20%-30%. Sullo sfondo dell'aumento dei prezzi dell'energia, questo vantaggio ha un valore economico significativo.

Confronto completo con i sistemi di trasmissione elettrica

I motori a pistoni assiali idraulici mostrano vantaggi unici in condizioni di lavoro speciali nelle miniere di carbone:

Capacità di sovraccarico, il motore A6VM ha un vantaggio naturale. La capacità di sovraccarico del motore elettrico di solito non è più di 1,5 volte il valore nominale e la durata è breve, mentre il motore idraulico può facilmente resistere a 2-2,5 volte il sovraccarico istantaneo, che è cruciale per le apparecchiature di mining a carbone che portano carichi di impatto. Ad esempio, quando la macchina di estrazione del carbone incontra una ganga del carbone duro, il sistema A6VM può aumentare automaticamente la pressione e la coppia per evitare l'arresto delle apparecchiature, mentre il motore elettrico può innescare un arresto protettivo, influenzando l'efficienza di produzione.

La sicurezza a prova di esplosione è la considerazione principale per le attrezzature per la miniera di carbone. Il sistema idraulico è intrinsecamente sicuro, senza rischio di scintille elettriche ed è particolarmente adatto per ambienti di miniera di gas alto. Il motore A6VM adotta un design completamente chiuso con un livello di protezione fino a IP67, che soddisfa completamente le esigenze di polvere e acqua del duro ambiente delle miniere di carbone. Al contrario, i motori a prova di esplosione sono di dimensioni elevate, costi e complessi da mantenere e non hanno vantaggi in alcune condizioni di lavoro.

Flessibilità del sistema, unità idraulica ha un valore insostituibile. Il sistema A6VM trasmette l'alimentazione attraverso le condutture, ha un layout flessibile ed è facile da ottenere la sincronizzazione e la distribuzione di energia a punti multi-drive, che è particolarmente adatto per apparecchiature come i trasportatori di raschiatori a lunga distanza. Tuttavia, l'unità elettrica richiede un motore indipendente e un sistema di controllo per ciascun punto di trasmissione, che richiede grandi investimenti e controllo complesso. Un test comparativo di una grande miniera di carbone ha mostrato che su una superficie di lavoro superiore a 300 metri, il costo totale di proprietà di un trasportatore di raschietto a guida idraulica è inferiore del 15% -20% a quello di un'unità elettrica.

Analisi dei costi del ciclo di vita

Dal punto di vista operativo a lungo termine, il sistema motorio a pistone assiale idraulico A6VM ha un'efficienza economica superiore, che si riflette principalmente nei seguenti aspetti:

Investimento iniziale, il costo dei sistemi idraulici di fascia alta è paragonabile a quello delle unità motori a prova di esplosione, ma considerando che i sistemi idraulici possono semplificare i componenti di trasmissione meccanica (come riduttori, frizioni, ecc.), Il costo complessivo è spesso più competitivo. Soprattutto per le attrezzature ad alta potenza, il vantaggio di densità di potenza dei sistemi idraulici li rende più preziosi nell'ambiente della miniera di carbone sotterranea limitata dallo spazio.

I costi energetici operativi sono una parte importante dei costi del ciclo di vita. Come accennato in precedenza, il sistema variabile A6VM può risparmiare energia del 15% -25% rispetto ai sistemi idraulici tradizionali e al 10% -15% di energia rispetto alle unità motorie a velocità fissa. Assumendo una faccia di mining di carbone di medie dimensioni che consuma 2 milioni di kWh di elettricità all'anno come esempio, l'uso del sistema A6VM può risparmiare da 200.000 a 500.000 kWh di elettricità all'anno, equivalente a una fattura elettrica da circa 100.000 a 250.000 yuan (calcolata a 0,5 yuan per kWh), con benefici economici significativi.

Costi di manutenzione, la serie A6VM ha ridotto significativamente la frequenza e i costi di manutenzione grazie al suo design robusto e alla lunga vita. Le statistiche mostrano che nelle stesse condizioni operative, l'intervallo di revisione del motore A6VM è 1,5-2 volte quello dei motori ordinari e il consumo di pezzi di ricambio è ridotto di oltre il 30%. Inoltre, la progettazione modulare del sistema idraulico rende la manutenzione in loco più conveniente e riduce i tempi di inattività delle attrezzature.

I benefici economici indiretti apportati dal miglioramento dell'efficienza della produzione sono ancora più considerevoli. La risposta rapida e il controllo preciso del sistema A6VM consentono alle apparecchiature di estrazione del carbone di funzionare a parametri ottimali, migliorando l'efficienza mineraria e il tasso di recupero delle risorse. Casi di applicazione multipli hanno dimostrato che l'efficienza delle macchine per il mining del carbone utilizzando il sistema idraulico A6VM è aumentata del 10%-15%e il filmato mensile delle macchine a tunneling è aumentata del 20%-25%. Questi benefici nascosti spesso superano di gran lunga i benefici diretti di risparmio energetico.

Tabella: confronto dei costi del ciclo di vita completo del sistema idraulico A6VM e delle tecnologie alternative (prendendo come esempio le miniere di carbone)

Nota: i dati nella tabella sono la media del settore e i valori specifici variano a seconda delle condizioni della miniera e della configurazione delle apparecchiature

Guida alla selezione e alla manutenzione del motore A6VM

Metodi di selezione scientifica e parametri chiave

La corretta selezione è il prerequisito per garantire che il motore del pistone assiale idraulico si svolga in modo ottimale nelle apparecchiature di mining di carbone. Ci sono molti modelli nella serie A6VM, che devono essere scientificamente selezionati in base alle condizioni specifiche dell'applicazione, principalmente considerando i seguenti parametri:

La selezione dello spostamento è un lavoro di base e deve essere calcolato in base alla coppia massima e alla pressione di lavoro richieste dall'attrezzatura. La formula è: spostamento VG = (2π × T)/(ΔP × ηm), dove T è la coppia di carico (nm), ΔP è la differenza di pressione di lavoro (bar) e ηm è l'efficienza meccanica (di solito 0,9-0,95). L'attrezzatura da mining a carbone spesso affronta carichi improvvisi e si consiglia di lasciare un margine di coppia del 10%-15%. Ad esempio, la coppia di carico massima di una determinata testa di taglio di roadheader è di 950 nm e la pressione di lavoro del sistema è di 350 bar. Si calcola che Vg≈ (2 × 3,14 × 950)/(350 × 0,93) ≈183cm³, quindi è più appropriato scegliere il modello A6VM200 (VG MAX = 216,5 cm³).

La gamma di velocità deve soddisfare sia i requisiti di velocità minima che massima dell'apparecchiatura. La serie A6VM può raggiungere la velocità massima al minimo spostamento e fornisce una coppia massima ma la velocità più bassa al massimo spostamento. Quando si seleziona un modello, è necessario verificare se la velocità del motore a VG MAX soddisfa i requisiti a bassa velocità dell'apparecchiatura e se la velocità di VG MIN soddisfa i requisiti ad alta velocità. È particolarmente importante notare che le attrezzature di mining a carbone funzionano a lungo tempo a bassa velocità e ad alta torque. È necessario garantire che la curva di efficienza del modello selezionato in questa condizione sia relativamente piatta per evitare il surriscaldamento causato da un forte calo di efficienza.

La modalità di controllo dipende dal grado di automazione dell'apparecchiatura. A6VM offre una varietà di opzioni di controllo: il tipo HD è un controllo proporzionale idraulico, adatto alla maggior parte delle apparecchiature di mining a carbone; Il tipo di EP è il controllo proporzionale elettrico, che è facile da collegare al sistema di automazione; Il tipo EZ ha un interruttore neutro, adatto a occasioni in cui è richiesto un controllo di posizione preciso. Per le moderne attrezzature di mining intelligente, si consiglia di scegliere il tipo EP o EZ per facilitare il monitoraggio remoto e la regolazione intelligente. Ad esempio, un progetto di mining a carbone intelligente utilizza il motore A6VM200EP2D/63W2, che è collegato al sistema di controllo attraverso il bus CAN per ottenere l'ottimizzazione automatica dei parametri di taglio.

L'interfaccia di installazione e il modulo di estensione dell'albero devono corrispondere alla struttura meccanica dell'apparecchiatura. La serie A6VM offre una varietà di opzioni di estensione della flangia e dell'albero, tra cui ISO, standard SAE e interfacce personalizzate speciali. L'attrezzatura da mining a carbone è spesso esposta a vibrazioni forti. Si consiglia di utilizzare le interfacce della flangia SAE con una migliore rigidità e utilizzarle con supporti che assorbono gli shock. Il modulo di estensione dell'albero deve considerare i requisiti di trasmissione della coppia. Si consiglia di utilizzare alberi di spline per grandi occasioni di coppia e alberi a chiave piatta per coppie piccole e medie.

Punti chiave di configurazione del sistema e precauzioni

Il motore a pistone assiale idraulico A6VM è inseparabile dalla ragionevole configurazione del sistema. Nelle domande di miniera di carbone, dovrebbe essere prestata particolare attenzione ai seguenti punti:

La pulizia dell'olio è un fattore chiave che colpisce la vita di A6VM. Le miniere di carbone sono polverose, quindi il sistema idraulico deve essere dotato di filtri ad alta precisione. Si consiglia di impostare un filtro da 10μM con β≥75 nell'ingresso dell'olio e un filtro da 20 μM con β≥75 nel ritorno dell'olio. L'esperienza pratica mostra che la contaminazione dell'olio provoca oltre il 70% dei guasti motori A6VM, quindi deve essere preso sul serio. Per gli ambienti sotterranei della miniera di carbone ad alta polvere, prendi in considerazione l'aggiunta di un sistema di filtrazione offline per filtrare regolarmente l'olio nel serbatoio.

La linea di scarico dell'olio è spesso trascurata ma è cruciale. A6VM richiede che la pressione posteriore dello scarico dell'olio di alloggiamento non superi 0,5 bar e che il tubo di scarico dell'olio torni direttamente al serbatoio dell'olio e sia inserito al di sotto del livello dell'olio. A causa delle limitazioni di spazio, le attrezzature di mining a carbone utilizzano spesso più motori per condividere una linea di scarico dell'olio, che può facilmente portare a danni eccessivi di back pressione e guarnizione dell'olio. Si consiglia di impostare un tubo di scarico dell'olio separato per ciascun motore A6VM o utilizzare un tubo comune con un diametro sufficientemente grande (almeno lo stesso diametro della porta di scarico dell'olio del motore). Il caso di miglioramento di una macchina per tunneling mineraria mostra che dopo aver ottimizzato la linea di scarico dell'olio, la durata del portatore del motore A6VM è stata estesa di 3 volte.

Il sistema di raffreddamento deve essere calcolato e determinato in base alla generazione di calore effettiva. L'efficienza totale di A6VM può raggiungere oltre il 90% quando si lavora nella zona ad alta efficienza, ma l'efficienza può scendere a circa l'80% in condizioni a bassa velocità e ad alta torque e il 10% -20% della potenza verrà convertito in calore. La temperatura ambiente sotterranea nelle miniere di carbone è elevata e le condizioni di dissipazione del calore sono scarse, quindi deve essere configurato un dispositivo di raffreddamento della capacità sufficiente. Si consiglia di installare un sensore di temperatura dell'olio per il monitoraggio in tempo reale. Quando la temperatura dell'olio supera i 65 ° C, dovrebbe essere emesso un allarme e quando supera i 70 ° C, la macchina deve essere chiusa per l'ispezione. L'esperienza pratica mostra che un buon controllo della temperatura può estendere l'intervallo di manutenzione dei motori A6VM del 30%-50%.

Le misure anti-vibrazione sono particolarmente importanti per le apparecchiature di mining di carbone. Sebbene l'A6VM abbia un design robusto e durevole, una forte vibrazione a lungo termine influenzerà comunque la sua vita. Si consiglia di utilizzare supporti per l'assorbimento degli shock durante l'installazione e tutti i tubi di collegamento devono utilizzare transizioni flessibili per evitare connessioni rigide. Soprattutto per parti di vibrazioni ad alta frequenza come la parte di taglio della macchina per il mining del carbone, è possibile considerare l'aggiunta di un accumulatore idraulico per assorbire le pulsazioni di pressione. I dati di monitoraggio di una miniera di carbone hanno mostrato che le perfette misure anti-vibrazioni hanno ridotto il tasso di fallimento del motore A6VM in un forte ambiente di vibrazione del 60%.

Best practice di manutenzione

La manutenzione scientifica può massimizzare la durata della durata del motore a pistone assiale idraulico A6VM. I punti di manutenzione nell'ambiente di miniera di carbone includono:

Gli articoli di ispezione giornaliera dovrebbero includere: livello dell'olio, temperatura dell'olio, qualità dell'olio; temperatura dell'alloggiamento del motore (non dovrebbe superare 80 ℃); rumore o vibrazione anormale; perdita ad ogni connessione. Si consiglia di adottare il metodo in quattro fasi di "Look, Ascolta, tocco e misura": guarda il colore e la schiuma dell'olio; Ascolta se il suono di corsa è uniforme; Toccare la temperatura dell'alloggiamento per vedere se è anormale; e misurare se la pressione e il flusso del sistema sono normali. È meglio condurre una rapida ispezione delle attrezzature per la miniera di carbone ogni turno e registrare i parametri chiave per facilitare la scoperta dei primi segni di fallimento.

di manutenzione regolare dovrebbe essere determinato in base alle condizioni di lavoro effettive. Si consiglia generalmente di sostituire il filtro dell'olio di ritorno ogni 500 ore di lavoro; Prendi campioni per testare la contaminazione dell'olio e il contenuto di umidità ogni 2000 ore; e condurre un'ispezione completa dell'usura interna del motore ogni 4000 ore. L'ambiente sotterraneo delle miniere di carbone è duro e il ciclo di manutenzione può essere appropriatamente ridotto. Durante la manutenzione, è necessario prestare particolare attenzione all'usura di coppie di attrito chiave come pioli, piastre di distribuzione e cuscinetti e parti che superano il valore consentito devono essere sostituite in tempo. L'esperienza di manutenzione di una grande miniera di carbone mostra che insistere sulla manutenzione preventiva può estendere l'intervallo di revisione del motore A6VM a più di 10.000 ore.

La diagnosi dei guasti richiede un pensiero sistematico. I guasti comuni di A6VM includono: difficoltà nell'avvio (possibilmente a causa dell'eccessiva viscosità dell'olio o dell'assunzione d'aria del sistema); coppia di uscita insufficiente (probabilmente a causa dell'eccessiva perdita interna o della pressione di controllo insufficiente); rumore anormale (probabilmente a causa di danni al cuscinetto o inceppamento dello stantuffo). Durante la diagnosi, dovrebbe essere condotta un'analisi completa di parametri multipli come pressione, flusso e temperatura per evitare il giudizio errata. Ad esempio, le possibili ragioni per una temperatura motoria eccessiva includono: viscosità dell'olio improprio, raffreddamento insufficiente, perdita interna eccessiva, funzionamento di sovraccarico, ecc., Che devono essere controllati uno per uno. Si raccomanda che le imprese di mining di carbone siano dotate di apparecchiature di test idrauliche di base, come manometri, misuratori di flusso, termometri a infrarossi, ecc. Per migliorare l'efficienza della diagnosi di guasti.

La gestione dei pezzi di ricambio è fondamentale per ridurre i tempi di inattività. Le miniere di carbone hanno elevati requisiti per la continuità della produzione. Si consiglia di immagazzinare i seguenti pezzi di ricambio a. I pezzi di ricambio devono essere conservati in un ambiente pulito e asciutto e la precisione dimensionale e la qualità della superficie devono essere controllate prima dell'installazione. Promemoria speciale: gli accessori di diversi modelli di A6VM non possono essere miscelati. Anche le parti con un aspetto simile possono avere lievi differenze. L'uso forzato porterà a un fallimento precoce. La lezione di una miniera di carbone mostra che l'uso di accessori non originali riduce la durata media del motore A6VM del 40%.

Tabella: ciclo di manutenzione consigliato per motori A6VM in ambienti di miniera di carbone

Nota: il ciclo di manutenzione nella tabella è una raccomandazione generale e deve essere regolato in base alle condizioni di lavoro e alle apparecchiature del produttore di attrezzature.

Le prospettive di sviluppo della tecnologia A6VM sotto la tendenza del mining intelligente

Integrazione e applicazione della tecnologia digitale

Con l'avanzamento accelerato della costruzione di miniere intelligenti, i motori a pistoni assiali idraulici si stanno trasformando da semplici elementi di potenza a attuatori intelligenti. La serie A6VM offre una piattaforma ideale per l'aggiornamento digitale delle apparecchiature di mining a carbone integrando sensori e interfacce di comunicazione. La nuova generazione di motori EPR A6VM ha sensori di pressione, temperatura e velocità integrati, che possono monitorare lo stato di lavoro in tempo reale e trasmettere i dati al sistema di controllo attraverso l'interfaccia CAN Bus o IO-Link. Questa funzione di monitoraggio intelligente consente ai gestori delle attrezzature di comprendere a distanza lo stato di salute del motore, realizzare la manutenzione predittiva ed evitare interruzioni di produzione causate da fallimenti improvvisi.

La tecnologia gemella digitale nel sistema A6VM è ampia. Costruendo un modello virtuale del motore e sincronizzando i dati operativi del motore fisico in tempo reale, le prestazioni in varie condizioni di lavoro possono essere simulate e previste nello spazio digitale. Le compagnie di mining di carbone possono utilizzare questa tecnologia per ottimizzare i parametri operativi delle apparecchiature, simulare le migliori strategie di taglio in diverse condizioni geologiche e persino prevedere la vita rimanente dei componenti chiave. Ad esempio, una miniera di prova ha collegato il modello gemello digitale del motore A6VM200 al sistema di controllo centrale della miniera e ha raggiunto con successo una regolazione adattativa della potenza di taglio, riducendo il consumo di energia per tonnellata di carbone del 12%.

Il controllo automatico è il requisito principale delle miniere intelligenti. La combinazione della serie A6VM e della tecnologia proporzionale elettroidraulica fornisce attuatori precisi per le apparecchiature di mining di carbone. Programmando e controllando lo spostamento del motore e la direzione di rotazione, è possibile realizzare funzioni avanzate come la regolazione automatica dell'altezza della macchina di estrazione del carbone e il posizionamento automatico della macchina a tunneling. In particolare, l'interruttore di posizione neutro (NLS) dotato del motore EZ A6VM può rilevare accuratamente la posizione dell'asse inclinato e fornire segnali di feedback per il controllo a circuito chiuso. La pratica ha dimostrato che l'accuratezza del controllo dell'altezza del tamburo della macchina di estrazione del carbone utilizzando il controllo intelligente A6VM può raggiungere ± 2 cm, superando di gran lunga il livello di funzionamento manuale.

Continua Innovazione della tecnologia di risparmio energetico

In base all'obiettivo del "doppio carbonio", i requisiti di riduzione del consumo e di riduzione del consumo per le attrezzature di mining di carbone sono in costante aumento e l'innovazione della serie A6VM nell'efficienza energetica continuerà ad approfondire:

Il sistema di alimentazione ibrido fornisce una nuova idea per il risparmio energetico per le attrezzature idrauliche della miniera di carbone. La combinazione del motore A6VM con lo stoccaggio di energia del volano o il supercondensatore può fornire energia ausiliaria quando il carico cambia improvvisamente, riducendo la domanda di potenza di picco della pompa principale. Questo sistema è particolarmente adatto per apparecchiature con ampie fluttuazioni di carico come le macchine a tunneling. Può ridurre la potenza installata del 15% -20% e migliorare la velocità di risposta dinamica. Un certo modello di macchina per tunneling ibrido utilizza un motore A6VM140 e un dispositivo di accumulo di energia volano da 50 kJ, che riduce la potenza del picco di taglio del 25% e l'efficienza di recupero dell'energia raggiunge il 35%.

Il sistema di controllo della pompa a velocità variabile è un'altra importante direzione di sviluppo. Il tradizionale sistema di pompa variabile a pressione costante ha ancora una perdita di limitazione sotto carico parziale, mentre il sistema a velocità variabile che utilizza un motore a frequenza variabile per guidare la pompa e il motore A6VM può ottenere una corrispondenza di flusso più accurato. Questo sistema controlla il flusso regolando la velocità della pompa anziché la limitazione, che può teoricamente eliminare tutte le perdite di limitazione. I dati sui test sul campo mostrano che il sistema di controllo della pompa a velocità variabile consente di risparmiare un sistema di energia del 10% -15% rispetto al tradizionale sistema sensibile al carico e al 30% -40% di energia rispetto al sistema di pompe a spostamento fisso, che rappresenta la direzione futura della tecnologia di trasmissione idraulica.

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La tecnologia di recupero energetico ha un valore speciale nelle apparecchiature di mining a carbone. Quando il motore A6VM funziona come una pompa, può convertire l'energia potenziale gravitazionale dell'attrezzatura quando viene frenata o abbassata in energia idraulica per lo stoccaggio e l'utilizzo. Ad esempio, quando la macchina di estrazione del carbone viene rimorchiata o il supporto idraulico viene ridotto, è possibile recuperare un po 'di energia. Il sistema avanzato di recupero di energia utilizza il motore A6VM in combinazione con l'accumulatore e l'efficienza di recupero può raggiungere oltre il 60%. Le statistiche di una certa miniera di test mostrano che dopo l'applicazione completa di varie tecnologie di risparmio energetico, il consumo totale di energia delle apparecchiature per il viso di lavoro è stato ridotto del 25%-30%, risparmiando più di un milione di yuan in bollette di elettricità ogni anno.

Progressi nei materiali e nei processi di produzione

Il motore a pistone assiale idraulico A6VM è inseparabile dall'innovazione dei materiali e della tecnologia di produzione:

I materiali della coppia di attrito hanno una durata motoria significativamente estesa. La nuova scarpa da scorrimento di materiale composito e la piastra di distributore rivestita migliorano la resistenza all'usura di A6VM nell'elevato ambiente di polvere delle miniere di carbone di oltre il 50%. In particolare, le coppie di attrito chiave che utilizzano il rivestimento di carbonio a forma di diamante (DLC) hanno un coefficiente di attrito a partire da 0,05-0,08, il che riduce notevolmente la coppia di avvio e le perdite meccaniche. Un test comparativo in una miniera di carbone ha mostrato che il motore A6VM che utilizzava nuovi materiali ha ridotto l'aumento di temperatura di 10-15 ° C nelle stesse condizioni operative e ha esteso la vita prevista di 8.000 ore di lavoro.

La tecnologia dei cuscinetti ha aumentato la capacità di carico di A6VM. La nuova generazione di cuscinetti ceramici ibridi (anelli in acciaio con sfere in ceramica) hanno un'eccellente resistenza alla corrosione nell'ambiente umido delle miniere di carbone, consentendo velocità più elevate e intervalli di lubrificazione più lunghi. Il gruppo di cuscinetti precaricato ottimizzato per carichi di shock può assorbire efficacemente l'energia di vibrazione durante le operazioni di taglio e proteggere la struttura interna del motore. Le applicazioni pratiche mostrano che il tasso di fallimento del motore A6VM utilizzando il nuovo cuscinetto in condizioni di carico pesante è ridotto di oltre il 40%.

La tecnologia di produzione additiva offre nuove possibilità per il design ottimizzato di A6VM. La stampa 3D può produrre canali di flusso complessi e strutture leggere che sono difficili da ottenere con i processi tradizionali, migliorando ulteriormente la densità di potenza e l'efficienza. Le aziende cinesi hanno iniziato a sperimentare l'uso della tecnologia selettiva di fusione laser (SLM) per produrre determinati componenti chiave di A6VM, come cilindri con forme ottimizzate dei canali a olio. I dati di test mostrano che questo progetto aumenta l'efficienza volumetrica del motore del 2%-3%, il che può portare notevoli benefici per il risparmio energetico nel funzionamento a lungo termine.

Ruolo nella costruzione di miniere verdi

La trasformazione verde dell'industria mineraria del carbone ha creato un nuovo spazio applicativo per la tecnologia A6VM:

Il sistema idraulico completamente elettrico è la tendenza futura delle apparecchiature di estrazione del carbone. La combinazione del motore A6VM con cilindro elettrico, valvola di controllo elettrico e altri componenti può creare un sistema "idraulico verde" completamente privo di perdite. Questo sistema utilizza olio idraulico biodegradabile, che non inquinerà l'ambiente minerario anche se perde. Al momento, le aziende cinesi stanno sviluppando una versione migliorata di A6VM specificamente per i sistemi idraulici elettrici, utilizzando materiali di tenuta speciali e trattamento superficiale per garantire la compatibilità con oli ecologici.

La tecnologia del controllo del rumore rende A6VM più adatto alle miniere moderne con requisiti elevati per l'ambiente di lavoro. Ottimizzando il numero di stanchi e i tempi della distribuzione del flusso, il livello di rumore della nuova generazione A6VM è di 3-5db inferiore a quello dei prodotti tradizionali. In combinazione con marmitte esterni e staffe che assorbono gli shock, l'ambiente audio sotterraneo può essere ulteriormente migliorato. I dati misurati mostrano che il livello di pressione sonora del sistema A6VM con una serie completa di misure di riduzione del rumore non supera i 75 dB a 1 metro, il che migliora notevolmente le condizioni di lavoro dei minatori.

Il design di lunga durata riduce la generazione di rifiuti e è conforme al concetto di economia circolare. Il design modulare della serie A6VM rende riciclabile oltre il 90% dei materiali e le parti di usura dei tasti possono essere sostituite singolarmente senza demolire l'intera macchina. Rexroth ha anche istituito un sistema di rigenerazione completo. Dopo la riparazione professionale, le prestazioni dei vecchi motori possono essere ripristinati a oltre il 95% di quelli nuovi, mentre il costo è solo del 60% -70% di nuovi. La pratica di un gruppo minerario mostra che l'uso di motori A6VM rigenerati risparmia il 30% dei costi di approvvigionamento all'anno e riduce 50 tonnellate di rifiuti idraulici.

Dato che la costruzione di miniere verdi intelligenti viene ulteriormente promossa, i motori a pistoni assiali idraulici della serie A6VM continueranno a innovare, fornendo un forte potere soddisfacendo le esigenze diversificate dell'industria mineraria del carbone per elevata efficienza, risparmio energetico, controllo intelligente e amichevole ambientale, diventando un componente core indispensabile nella modernizzazione delle attrezzature di mining di carbone. Le compagnie minerarie a carbone dovrebbero prestare molta attenzione a queste tendenze di sviluppo tecnologico e aggiornare le attrezzature in modo tempestivo per mantenere la competitività del mercato e raggiungere obiettivi di sviluppo sostenibile.