Com a melhoria contínua da mecanização agrícola, os catadores de algodão são os principais equipamentos para a colheita de algodão, e seu desempenho e confiabilidade afetam diretamente os benefícios da indústria de algodão. Este artigo explorará profundamente as soluções de aplicação inovadoras da série Rexroth A4VG Pistão axial de bombas fechadas no sistema hidráulico de catadores de algodão e analisará suas características técnicas, vantagens de configuração do sistema e efeitos reais de aplicação. A partir das características do ambiente de trabalho dos catadores de algodão, o artigo elaborará como a bomba de pistão axial hidráulico A4VG atende aos múltiplos requisitos dos catadores de algodão para alta pressão, fluxo grande, resposta rápida, economia de energia e proteção ambiental e introduzem suas soluções de configuração otimizadas no sistema de transmissão de viagem e o sistema de trabalho de algodão. Ao mesmo tempo, também exploraremos como a tecnologia de controle inteligente da bomba A4VG pode melhorar o nível de automação dos catadores de algodão, bem como os principais pontos de manutenção, para fornecer uma referência técnica abrangente para designers e engenheiros de manutenção de algodão.
Requisitos especiais e desafios do sistema hidráulico de seleção de algodão
Como importante colheita de dinheiro no mundo, a colheita mecanizada do algodão tornou -se uma tendência inevitável no desenvolvimento da agricultura moderna. Como a maior base de produção de algodão da China, a produção de Xinjiang atingiu 5 milhões de toneladas em 2019, e o método tradicional de seleção de algodão manual não pode mais atender às necessidades do plantio em larga escala. Como equipamento principal para a colheita de algodão, o sistema hidráulico do seletor de algodão enfrenta um ambiente de trabalho extremamente severo e requisitos de desempenho. Esses requisitos especiais representam desafios técnicos extremamente altos para a bomba de pistão axial hidráulico.
O ambiente de trabalho extremo é o principal desafio enfrentado pelo sistema hidráulico de catadores de algodão. A estação de colheita de algodão geralmente está concentrada em setembro e outubro, e o período da janela de colheita é de apenas um mês e meio. Quando o algodão estiver úmido devido à chuva, afetará diretamente a qualidade e o preço de venda do algodão. Essa pressão de tempo exige que os catadores de algodão trabalhem continuamente dia e noite, e qualquer falha mecânica causará enormes perdas econômicas. Ao mesmo tempo, os catadores de algodão trabalham em um ambiente empoeirado, e a temperatura de trabalho muda drasticamente (da baixa temperatura no início da manhã a alta temperatura ao meio -dia). Além disso, as condições exclusivas de clima seco e poeira em Xinjiang apresentam requisitos extremamente altos sobre o desempenho de vedação e dissipação de calor do sistema hidráulico.
As características da carga de trabalho dos catadores de algodão também apresentam um teste grave para o sistema hidráulico. Os catadores modernos de algodão geralmente pesam dezenas de toneladas e precisam começar com frequência, parar, girar e escalar ao trabalhar em campos de algodão. Essas condições de trabalho criam enormes cargas de impacto no sistema de unidade de viagem. O sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão enfrenta mudanças de carga mais complexas: densidade desigual de plantas de algodão, detritos duros ocasionais e movimento alternativo de alta velocidade dos dedos de colheita de algodão causará flutuações de pressão drásticas no sistema hidráulico. Os sistemas tradicionais de bomba de medição são ineficientes sob condições de carga variável, com severas perdas de energia e dificuldade em fornecer potência suave.
Do ponto de vista da arquitetura do sistema, o sistema hidráulico de um seletor de algodão geralmente precisa atender a vários requisitos funcionais ao mesmo tempo: o sistema de unidade de viagem requer regulação de velocidade de escada de ampla gama e controle preciso; O sistema de trabalho do seletor de algodão requer um suprimento de fluxo grande estável; e sistemas auxiliares, como direção e ventiladores, têm altos requisitos para a velocidade de resposta. Esse requisito de integração multifuncional torna o design do sistema hidráulico extremamente complexo, e a distribuição de energia e a correspondência de pressão entre os subsistemas se tornam problemas importantes.
A eficiência energética e a pressão ambiental também são fatores que devem ser considerados no design de catadores modernos de algodão. Com o aumento dos preços dos combustíveis e o aperto dos regulamentos de emissão, como reduzir a perda de energia dos sistemas hidráulicos e melhorar a eficiência geral se tornou o foco dos fabricantes de equipamentos. Estudos demonstraram que a taxa de utilização de energia dos sistemas de bombas quantitativas tradicionais em catadores de algodão geralmente é inferior a 40%, e a maior parte da energia é desperdiçada na forma de calor, o que não apenas aumenta o consumo de combustível, mas também faz com que a temperatura do sistema aumente e acelere o envelhecimento dos selos.
Em resposta a esses desafios, as bombas fechadas variáveis de pistão axial da Rexroth A4VG se tornaram uma escolha ideal para os sistemas hidráulicos de seleção de algodão, com sua alta pressão, fluxo grande, variável escassa, resposta rápida e alta eficiência e economia de energia. Esta série de bombas adota uma estrutura variável de pistão axial da placa swash, que é especialmente projetada para a transmissão hidrostática de circuito fechado. O fluxo é proporcional à velocidade e deslocamento da unidade e pode ser ajustado com excesso. Sua pressão máxima de trabalho pode atingir 40MPa, o pico de pressão é de 45MPa, a faixa de deslocamento cobre 28-250ml/R e a faixa de velocidade é de 2400-4250R/min, que pode atender totalmente aos requisitos de energia de várias condições de trabalho dos catadores de algodão.
Nos capítulos seguintes, analisaremos as características técnicas da bomba de pistão axial hidráulico A4VG em detalhes e explicará seu esquema de configuração otimizado no sistema de viagem e um sistema de trabalho para seleção de algodão, mostrando como essa tecnologia hidráulica avançada pode fornecer uma solução de energia confiável e eficiente para os pickers de algodão modernos.
Características técnicas da bomba variável de pistão axial A4VG
Como uma bomba de deslocamento variável de pistão axial da placa de alto desempenho, a série Rexroth A4VG representa o nível avançado de tecnologia de transmissão hidráulica para máquinas de construção hoje. Seu conceito de design exclusivo e um processo de fabricação requintada o tornam particularmente adequado para aplicações em condições de trabalho severas, como catadores de algodão. Uma profunda compreensão das características técnicas dessa bomba de pistão axial hidráulico é de grande importância para otimizar o design do sistema hidráulico de catadores de algodão.
O projeto estrutural inovador é a vantagem principal das bombas da série A4VG. A bomba adota um projeto de habitação integral com uma bomba de carga embutida, uma estrutura compacta e menos peças de vedação, o que não apenas reduz o peso, mas também melhora significativamente a relação potência / peso. O bloco de válvula integrado configurado na parte traseira do alojamento da bomba integra todos os módulos de função de controle necessários para o sistema fechado, incluindo a válvula de alívio de alta pressão, a válvula de mão única, a válvula de corte de pressão, o circuito de controle do ângulo da placa e o circuito de controle de pressão de reabastecimento de óleo. Esse design altamente integrado simplifica bastante o layout da tubulação do sistema, reduz os pontos de vazamento em potencial e melhora a confiabilidade do sistema. Vale a pena mencionar particularmente que o par de rolamento de placas de swash da bomba A4VG adota um grande design de rolamentos de rolos de ângulo de cone, que possui uma forte capacidade axial de carga e melhorou bastante a vida útil do serviço. Esse design de durabilidade é particularmente importante para equipamentos como catadores de algodão que precisam operar continuamente por um longo tempo.
A tecnologia avançada de controle variável permite que a bomba A4VG se adapte flexivelmente às várias condições de trabalho dos catadores de algodão. Esta série de bombas oferece uma variedade de opções de controle, incluindo variável hidráulica HD, servo manual de controle hidráulico HW, controle hidráulico de DA relacionado à velocidade, controle hidráulico da DG e EZ, controle elétrico EP. Em aplicações de seleção de algodão, o controle proporcional de EP é particularmente usado. Ele pode ajustar com precisão o deslocamento da bomba através de sinais elétricos para obter integração perfeita com o sistema de controle do veículo. O regulador de energia da bomba A4VG adota um mecanismo de ajuste hiperbólico com base no princípio do balanço de torque, que substitui o método tradicional de ajuste da mola e teoricamente elimina a perda de energia. Esse design não apenas melhora a eficiência da utilização de energia, mas também torna a resposta variável mais rápida e suave, o que é particularmente adequado para as frequentes alterações de velocidade do sistema de viagem de seleção de algodão.
Excelentes características de pressão e fluxo são outra característica notável da bomba A4VG. A pressão de trabalho nominal desta série de bombas pode atingir 40MPa, o pico de pressão pode atingir 45MPa e a faixa de deslocamento é de 28 ml/r a 250ml/r. A série A4VG40 atualizada aumentou o nível de pressão para um pico de pressão de 500 bar, com desempenho ainda mais poderoso. A ampla gama de parâmetros operacionais permite que os designers selecionem modelos de maneira flexível com base nos requisitos de energia de diferentes tipos de catadores de algodão. A taxa de fluxo da bomba A4VG é proporcional à velocidade e deslocamento de condução e pode ser ajustada com excesso. Quando o ângulo da placa swash é zero, a taxa de fluxo de saída também é zero. À medida que o ângulo da placa swash aumenta, a taxa de fluxo pode aumentar constantemente para o valor máximo. Esse recurso permite que o seletor de algodão alcance a mudança de velocidade de robalo da velocidade de operação estacionária para a máxima, melhorando bastante o conforto do operador e a eficiência do trabalho.
Vários mecanismos de proteção de segurança garantem a operação confiável da bomba A4VG sob as duras condições de trabalho do seletor de algodão. A bomba está equipada com duas válvulas de alívio no lado do óleo de alta pressão para proteger o sistema de transmissão hidrostático contra sobrecarga. Essas válvulas de alívio também funcionam como válvulas de reabastecimento de óleo para impedir que o sistema sugasse o ar. A válvula de corte de pressão embutida pode limitar a pressão máxima de trabalho do sistema. Quando a pressão atingir o valor definido, a válvula de corte alterará o ângulo da placa de swash para reduzir o deslocamento da bomba, limitando assim a pressão de continuar a subir. Vale ressaltar que a pressão definida da válvula de segurança geralmente é 30 bar mais alta que a da válvula de corte. Esse projeto diferenciado não apenas garante a economia de energia do sistema durante a operação normal, mas também fornece margem de proteção suficiente para choques de pressão. Para aplicações como catadores de algodão com mudanças drásticas de carga, essa proteção de pressão de vários níveis é crucial.
O desempenho otimizado do gerenciamento térmico permite que a bomba A4VG atenda às necessidades da operação contínua de longo prazo do seletor de algodão. A bomba auxiliar embutida da bomba não apenas fornece o reabastecimento de óleo necessário para o sistema fechado, mas também guia parte do óleo quente de volta ao tanque de óleo através da válvula de descarga para obter o resfriamento contínuo do sistema. A faixa de viscosidade de trabalho da bomba A4VG foi projetada para ser de 16-36 mm²/s (à temperatura operacional) e a faixa de viscosidade limitadora é de 5-1600 mm²/s. Ele pode se adaptar a várias condições de trabalho de -40 ℃ Startado a frio a 115 ℃ Alta temperatura. Ao usar a vedação do eixo de fluororberber, a temperatura do alojamento da bomba pode se adaptar à faixa de -25 ℃ a +115 ℃; Em ambientes de temperatura mais baixa, as vedações do eixo de borracha nitrila (adaptáveis a -40 ℃ a +90 ℃) podem ser selecionadas. Essa ampla adaptabilidade de temperatura permite que o seletor de algodão funcione de maneira confiável em um ambiente com uma grande diferença de temperatura entre dia e noite em Xinjiang.
O conceito de design modular oferece opções de configuração altamente flexíveis para o sistema hidráulico de seleção de algodão. A bomba A4VG pode ser facilmente conectada em série com a bomba auxiliar para diferentes mecanismos de trabalho para obter uma rápida resposta dos mecanismos de trabalho, incluindo o motor do êmbolo do MCR. Nas aplicações de seleção de algodão, a bomba variável de alta pressão da série A4 é frequentemente usada em conjunto com o motor variável da série A6 para formar um sistema de acionamento de viagem, que expande bastante a faixa de regulação da velocidade de viagem hidrostática; Enquanto o sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão pode usar a bomba variável de pressão média A10 com o motor quantitativo da série A2 para garantir a saída estável do sistema de coleta de algodão. Essa combinação modular permite que os designers do sistema selecionem a combinação mais adequada de componentes hidráulicos com base nos requisitos de diferentes funções, otimizando os custos gerais e garantindo o desempenho.
Tabela: Principais parâmetros técnicos do rexroth A4VG Axial Piston Variável Bomba
Categoria de parâmetro
Indicadores técnicos
Vantagens do aplicativo de seleção de algodão
Características de pressão
Pressão nominal 40MPa, pressão de pico 45MPA (série A4VG40 pode atingir 500bar)
Atender aos requisitos de operação de carga pesada dos catadores de algodão e lidar com cargas de impacto repentinas
Faixa de deslocamento
28-250ml/r
Adaptar -se às necessidades dos catadores de algodão de diferentes níveis de potência
Faixa de velocidade
2400-4250R/min
Diretamente combinado com o motor diesel, nenhum mecanismo de redução adicional necessário
Método de controle
HD Controle hidráulico, manual hidráulico HW, velocidade de velocidade DA/DG, controle eletrônico EZ/EP, etc.
Adaptação flexível a vários requisitos de controle, fácil de realizar automação
Pressão de carga
EP/EZ/HW/HD MODO 20BAR, DA/DG MODE 25BAR (quando n = 2000r/min)
Garanta a operação confiável de sistemas fechados e evite a cavitação
Temperatura operacional
-40 ℃ a +115 ℃ (dependendo do material de vedação)
Adaptando -se às condições climáticas extremas em Xinjiang
Essas características técnicas da bomba de pistão axial hidráulico A4VG tornam -a uma escolha ideal para resolver os difíceis desafios enfrentados pelos sistemas hidráulicos de seleção de algodão. Abaixo, exploraremos especificamente como transformar essas vantagens técnicas em soluções de alto desempenho em aplicações práticas de catadores de algodão.
Aplicação da bomba A4VG no sistema de unidade de viagem de algodão
O sistema de acionamento de viagem do seletor de algodão é a parte central de seu sistema hidráulico, que está diretamente relacionado à manobrabilidade, eficiência operacional e economia de combustível de toda a máquina. O sistema de transmissão hidrostática fechada (HST), composto pelo Rexroth A4VG Axial Piston Variable Bomb e o motor variável A6VM fornece uma solução de acionamento de viagem eficiente e confiável para os pickers de algodão modernos. Essa configuração avançada faz uso total das características de mudança de velocidade e potência da bomba de pistão axial hidráulico, combinando perfeitamente com as complexas condições de trabalho de viagem do seletor de algodão.
O princípio básico do sistema de transmissão hidrostático fechado forma a base da unidade de viagem de algodão. Nesse sistema, a bomba variável A4VG serve como fonte de energia, convertendo a energia mecânica do motor em energia hidráulica, acionando o motor variável A6VM para girar através da tubulação de alta pressão, e o motor converte a energia hidráulica em energia mecânica e finalmente leva os rodados através do dispositivo de redução. A vantagem central do sistema é que a velocidade da roda pode ser ajustada com excesso de alteração do ângulo da placa de swash (ou seja, deslocamento) da bomba A4VG, e a direção do fluxo do líquido pode ser alterada suavemente balançando a placa de swash na posição do meio, percebendo assim a troca para frente e para trás do picador de algodão. Esse método de transmissão elimina a caixa de câmbio mecânica tradicional, simplifica bastante a cadeia de transmissão e melhora a confiabilidade do sistema.
A configuração típica do sistema de viagem geralmente inclui uma ou duas bombas de deslocamento variável A4VG que acionam quatro motores de deslocamento variável A6VM. Na configuração multi-bombas, os eixos dianteiros e traseiros podem ser acionados de forma independente e cada bomba é responsável por dirigir dois motores em um eixo. Esse layout não apenas fornece melhor distribuição de tração, mas também atinge a direção suave pela função "diferencial eletrônico". O método de controle DA (relacionado à velocidade) ou EP (proporcional elétrico) da bomba A4VG é particularmente adequado para esta aplicação. O controle DA pode ajustar automaticamente o deslocamento da bomba de acordo com a velocidade do motor para garantir que o motor sempre funcione no melhor ponto de operação; Embora o controle de EP possa controlar com precisão a velocidade de viagem através de sinais elétricos, que é fácil de integrar ao sistema de controle automático do veículo.
A pressão do sistema e o projeto de fluxo são parâmetros -chave da solução de unidade de viagem. Considerando que o seletor de algodão possui um grande peso morto (geralmente de 20 a 30 toneladas) e precisa operar em campos de algodão macio, a pressão de trabalho do sistema geralmente é definida na faixa de 350-400 bar. A válvula de corte de pressão na bomba A4VG deve ser ajustada um pouco maior que a pressão de trabalho normal (geralmente 10-15% maior), de modo que, ao encontrar maior resistência, o sistema possa reduzir automaticamente o deslocamento para manter a pressão definida e evitar a paralisação do motor. O design do fluxo precisa ser calculado e determinado com base na velocidade máxima necessária e no deslocamento do motor. Geralmente, a demanda de fluxo do sistema de viagem de grandes catadores de algodão está entre 200-300L/min. O modelo de grande deslocamento da bomba A4VG 250ml/R pode atender aos requisitos de fluxo da maioria dos catadores de algodão.
A capacidade de lidar com cargas de choque é um indicador importante para avaliar a confiabilidade do sistema de viagens de um seletor de algodão. O terreno irregular dos campos de algodão e a grande massa do seletor de algodão gerarão cargas de choque graves durante a viagem. A válvula de alívio de alta pressão da bomba A4VG (geralmente definida 30 bar mais alta que a válvula de corte) pode absorver efetivamente esse choque de pressão e proteger o sistema contra danos. Ao mesmo tempo, a válvula de reabastecimento de óleo embutida na bomba garante que o sistema não seja sugado vazio durante as mudanças de direção repentina e mantenha um estado de trabalho estável. As aplicações práticas mostraram que o sistema de viagem equipado com a bomba A4VG tem um bom desempenho em condições de trabalho típicas, como iniciar uma inclinação de 5-7 ° e cruzar uma vala de cume de 30 cm de altura. A flutuação da pressão do sistema é controlada dentro de uma faixa segura e responde rapidamente.
A recuperação de energia e a otimização de eficiência são considerações importantes no design dos modernos sistemas de viagens de seleção de algodão. O sistema fechado composto pela bomba A4VG e o motor A6VM tem uma vantagem natural na recuperação de energia: ao descer ou desacelerar, a roda aciona a bomba para girar através do motor. Neste momento, o sistema pode alternar automaticamente para a "condição de trabalho da bomba" e converter a energia mecânica de volta em energia hidráulica para armazenamento. Para evitar o fenômeno "deslizando" (ou seja, o motor muda acidentalmente na condição de trabalho da bomba e faz com que o sistema perca o controle), o sistema está equipado com um bloco de válvula anti-deslizamento especial para garantir uma frenagem confiável no estado de estacionamento. Além disso, o ajuste variável da bomba A4VG é baseado no princípio do saldo do torque. Em teoria, não há perda de energia e a eficiência do sistema pode ser melhorada em 3-5% em comparação com o método tradicional de ajuste da mola.
O design do circuito de dissipação de calor e descarga é crucial para garantir que o sistema de viagem possa funcionar de maneira confiável por um longo tempo. Um problema potencial de sistemas hidráulicos fechados é que a circulação contínua de óleo quente faz com que a temperatura aumente gradualmente. A bomba de reabastecimento embutida da bomba A4VG não apenas reabastece o óleo fresco ao sistema, mas também leva parte do óleo quente de volta ao tanque para esfriar através da válvula de descarga. Em aplicações de seleção de algodão, o fluxo de descarga geralmente é definido para 10 a 15% do fluxo total do sistema. Com um radiador de óleo hidráulico dedicado, a temperatura do óleo pode ser controlada dentro da faixa ideal (60-80 ° C). Se a temperatura do alojamento do motor for considerada anormalmente alta (como o sensor queima no caso), geralmente é causada pelo bloqueio do tubo de drenagem de óleo ou pelo fluxo de descarga insuficiente. Verifique se o tubo de drenagem de óleo está desobstruído e verifique o valor da configuração da válvula de descarga no tempo.
A integração de controle inteligente é a mais recente direção de desenvolvimento para melhorar o desempenho dos sistemas de viagens de algodão. Ao conectar a bomba controlada eletronicamente A4VG EP ao controlador de veículos, uma variedade de funções avançadas pode ser realizada: ajuste automático de velocidade com base no GPS, otimizando automaticamente a velocidade direta de acordo com a densidade da planta de algodão; Controle de correspondência de energia da bomba do motor para garantir que o motor sempre opere na melhor zona econômica; Controle adaptativo de inclinação, aumentando automaticamente a distribuição de torque ao subir, etc. A válvula mais recente do cartucho de Hic de Rexroth também pode integrar a função de comunicação de Canbus, o que simplifica bastante a complexidade da fiação e o design, elimina o problema do lag de abertura do núcleo da válvula através do controle de loop fechado e melhora a precisão do controle. Essas funções inteligentes reduzem significativamente a intensidade operacional do operador e melhoram a qualidade e a eficiência da operação.
Tabela: Falhas e soluções comuns da bomba A4VG no sistema de viagem de algodão
Fenômeno de falha
Possíveis causas
Solução
Fraqueza e diminuição da velocidade de caminhada
A configuração da válvula de corte de pressão é muito baixa ou o núcleo da válvula está preso
Verifique e redefinir a pressão de corte; Limpe ou substitua o núcleo da válvula
A temperatura do sistema é muito alta
Fluxo insuficiente de descarga; A pressão de reabastecimento é muito baixa
Ajuste a abertura da válvula de descarga; Verifique a bomba de reabastecimento de óleo e a válvula de transbordamento
Grande choque de comutação
A placa swash é deslocada da posição zero; Há ar no circuito de óleo de controle
Recalibrar a posição zero; Ventiva e verifique a vedação do circuito de óleo de controle
Aumento anormal do ruído
O filtro de sucção de óleo está entupido; A viscosidade do óleo é imprópria
Substituir elemento de filtro; Verifique o tipo de óleo e a temperatura
Flutuações graves de pressão
A válvula de alívio de alta pressão é instável; Há ar no sistema
Verifique a mola da válvula de alívio e o núcleo da válvula; esgotar o sistema
A prática provou que o sistema de viagem de seleção de algodão usando a bomba variável de pistão axial A4VG tem vantagens significativas sobre a transmissão mecânica tradicional ou sistemas quantitativos de bomba: a mudança de velocidade de fuga permite que a velocidade de operação corresponda com precisão à densidade da planta de algodão, melhorando a qualidade da colheita; O recurso adaptativo de energia reduz o consumo de combustível em 15 a 20%; O número de componentes de transmissão é reduzido em mais de 50%, reduzindo os custos de manutenção. Essas vantagens tornam a bomba do pistão axial hidráulico A4VG a solução de transmissão de energia preferida para os catadores de algodão modernos e eficientes. No próximo capítulo, exploraremos a aplicação otimizada desta série de bombas no sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão.
Esquema de configuração da bomba A4VG no sistema de trabalho da máquina de seleção de algodão (cabeça de seleção de algodão)
O sistema de trabalho do seletor de algodão é principalmente responsável por dirigir a cabeça de seleção de algodão para realizar a operação real de colheita de algodão, e seu desempenho afeta diretamente a eficiência da colheita e a qualidade do algodão. Ao contrário do sistema de viagem, a demanda por energia hidráulica no sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão se concentra mais na saída estável e na resposta rápida, em vez de na regulação da velocidade de ampla alcance. A combinação da bomba de pistão axial A4VG e da bomba variável de pressão média A10VG fornece uma solução de energia otimizada para o sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão. Essa configuração fornece jogo completo à alta densidade de potência e às características de controle precisas da bomba de pistão axial hidráulico, garantindo que a cabeça de seleção de algodão funcione de forma de forma de forma de forma eficiente em várias condições de trabalho.
As características de carga do sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão determinam os princípios de seleção dos componentes hidráulicos. A cabeça de seleção de algodão é geralmente composta de várias peças de trabalho: eixos de seleção giratórios, discos de remoção de algodão alternados, transmissão de ventiladores e sistemas de lubrificação. Esses componentes juntos constituem um sistema de carga complexo, cujas características incluem: velocidade relativamente estável, mas grandes mudanças na demanda de torque (ao encontrar áreas densas de plantas de algodão); a existência de choques periódicos (quando os fusos de colheita encontram galhos de algodão mais espessos); e a necessidade de vários atuadores trabalharem juntos. Em vista dessas características, o sistema de trabalho geralmente adota a solução da bomba variável de pressão média A10VG combinada com o motor quantitativo A2FM, o que melhora a resistência ao impacto e otimiza a relação custo-benefício. Para seleiros de algodão grandes, a configuração da bomba A4VG em série com bomba de engrenagem de alta pressão pode ser selecionada para acionar diferentes mecanismos de trabalho, respectivamente, para obter uma distribuição precisa do fluxo.
As estratégias de regulação de pressão e fluxo são o núcleo do design do sistema de trabalho. O sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão geralmente opera na faixa de pressão de 250-300bar, que é menor que o nível de pressão do sistema de caminhada. Essa diferença de design decorre das características do mecanismo de trabalho: os fusos de colheita e os discos de remoção de algodão requerem um fluxo grande, em vez de pressão extremamente alta. A válvula de corte de pressão na bomba A4VG deve ser definida de acordo com o torque máximo de trabalho da cabeça de seleção de algodão, que geralmente é cerca de 10% maior que a pressão de trabalho normal. A demanda de fluxo depende do tamanho e velocidade da cabeça de seleção de algodão. Geralmente, cada linha de colheita de fusos requer um fluxo de cerca de 40-60L/min, e a demanda total de fluxo de um seletor de algodão de seis fileiras pode atingir 250-350L/min. Ao selecionar razoavelmente o deslocamento da bomba A4VG (como modelos de 125 ml/r ou 180 ml/r), pode -se garantir que o fluxo suficiente seja fornecido na velocidade econômica do motor para evitar perda desnecessária de energia.
Resistência a choque e proteção contra sobrecarga são as principais considerações de design para o sistema hidráulico da cabeça de seleção de algodão. Durante o processo de colheita de algodão, a cabeça de seleção de algodão encontrará inevitavelmente objetos rígidos (como cobertura residual, pedras ou galhos de algodão mais espessos). Essas cargas repentinas causarão choques de pressão no sistema hidráulico. A válvula de alívio de alta pressão (válvula de segurança) da bomba A4VG pode responder a esse impacto rapidamente e abrir a descarga quando a pressão exceder o valor definido para proteger o sistema contra danos. Vale ressaltar que a bomba variável da série A10VG atualizada possui uma resistência de choque particularmente aprimorada. Mesmo que encontre choques instantâneos causados pela interrupção do mecanismo de trabalho, ainda pode funcionar de forma estável, reduzindo bastante a taxa de falha mecânica. Além disso, o sistema também pode ser equipado com um acumulador como um tampão de energia auxiliar para mais flutuações de pressão suaves.
O controle colaborativo de vários mecanismos reflete a natureza avançada do sistema hidráulico de catadores modernos de algodão. Um seletor de algodão eficiente precisa coordenar com precisão vários parâmetros, como a velocidade do eixo, o traço do disco de remoção de algodão e o fluxo de ar transmitindo, e esses mecanismos são geralmente acionados pelo mesmo sistema hidráulico. A combinação da bomba A4VG e da válvula de cartucho HIC fornece uma solução ideal para isso: a válvula do cartucho pode ser combinada livremente com o núcleo da válvula, e o corpo da válvula também pode integrar a função de comunicação do CANBUS, que simplifica bastante a fiação e a complexidade do design. Através da tecnologia de controle de circuito fechado, o sistema elimina o problema do lag de abertura do núcleo da válvula, melhora bastante a precisão da abertura, evita a inição e, finalmente, alcança o controle preciso da extremidade da carga. Essa configuração permite que a cabeça de seleção de algodão ajuste automaticamente os parâmetros de trabalho de acordo com a condição da planta de algodão, melhorando a eficiência da colheita e reduzindo a taxa de impureza.
A distribuição de otimização de energia é um meio importante para melhorar a eficiência geral dos catadores de algodão. Ao acionar a cabeça de seleção de algodão, o sistema de bomba quantitativo tradicional ainda é produz a todo o fluxo, mesmo que a taxa de fluxo necessária diminua, e o excesso de fluxo retorna ao tanque de óleo através da válvula de transbordamento, resultando em desperdício de energia. A bomba variável A4VG pode ajustar automaticamente a taxa de fluxo de saída de acordo com as necessidades reais para obter "suprimento de óleo sob demanda". Quando alguns mecanismos de trabalho não precisam da vazão máxima temporariamente (por exemplo, o ventilador pode reduzir a velocidade quando a máquina girar), a bomba reduzirá automaticamente o deslocamento e reduzirá o consumo de energia. As medições reais mostram que esse sistema variável pode economizar energia de 20 a 30% em comparação com o sistema quantitativo tradicional. Para catadores de algodão que trabalham mais de dez horas por dia, isso significa uma economia considerável de combustível.
O projeto de gerenciamento térmico é crucial para garantir que a cabeça de seleção de algodão possa funcionar por um longo tempo. Ao contrário do sistema de viagem, os componentes hidráulicos do sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão geralmente concentram -se na frente da máquina, com espaço limitado e más condições de dissipação de calor. A bomba de reabastecimento de óleo embutida da bomba A4VG não apenas fornece o reabastecimento de óleo necessário para o sistema fechado, mas também leva parte do óleo quente de volta ao tanque de óleo para esfriar através da válvula de descarga. No sistema de cabeça de seleção de algodão, o fluxo de descarga geralmente é ajustado para 15 a 20% do fluxo total, o que é maior que a proporção do sistema de viagem para lidar com desafios de dissipação de calor mais graves. Ao mesmo tempo, a viscosidade do óleo do sistema deve ser mantida na faixa de trabalho ideal (16-36 mm²/s). No ambiente de alta temperatura em Xinjiang no verão, o óleo hidráulico com um grau de viscosidade um pouco mais alto (como ISO VG68) pode ser selecionado para manter boas propriedades de lubrificação e vedação.
O monitoramento inteligente e o diagnóstico de falhas são a tendência de desenvolvimento dos modernos sistemas de trabalho de seleção de algodão. Ao instalar sensores de pressão e temperatura na bomba A4VG e atuadores -chave, o status de trabalho do sistema pode ser monitorado em tempo real. Quando ocorre uma situação anormal (como uma queda repentina na pressão, pode indicar uma ruptura da tubulação e um aumento de temperatura pode indicar um bloqueio do elemento de filtro), o sistema alarmará automaticamente e solicitará a possível causa da falha. Esse monitoramento inteligente reduz bastante o risco de tempo de inatividade não planejado, o que é particularmente importante para os produtores de algodão que são pressionados pelo tempo durante a estação da colheita. As mais recentes bombas controladas eletronicamente também suportam funções de diagnóstico remoto, e o pessoal de serviço técnico pode analisar os parâmetros do sistema através da rede, fornecer orientação precisa de manutenção e reduzir o tempo de manuseio de falhas.
Os casos reais de aplicação provaram o excelente desempenho da bomba A4VG no sistema de cabeça de seleção de algodão. Depois de usar um seletor de algodão de seis linhas equipado com uma bomba A4VG180EP, uma grande fazenda em Xinjiang aumentou sua eficiência operacional em 25% em comparação com os modelos tradicionais, reduziu o consumo de combustível em 18% e melhorou significativamente a qualidade da colheita (a taxa de impureza foi reduzida em 2% dos pontos). Especialmente ao lidar com campos de algodão irregulares, o sistema variável pode se adaptar automaticamente às alterações de carga, manter uma velocidade estável do eixo e evitar a colheita incompleta ou os danos causados pelo algodão causados por flutuações de velocidade. Feedback do supervisor de equipamentos agrícolas: "Desde que mudou para o seletor de algodão acionado pela bomba de pistão axial hidráulico A4VG, não apenas a eficiência operacional melhorou, mas a chave é que, durante a estação tensa de colheita, a máquina quase não tem grandes falhas, o que nos comprou um tempo valioso".
O sistema de trabalho da cabeça de seleção de algodão é a parte central do seletor de algodão para desempenhar sua função de colheita, e seu desempenho afeta diretamente a qualidade e a eficiência da colheita do algodão. A bomba variável do pistão axial do Rexroth A4VG fornece uma solução de energia ideal para os seleiros de algodão modernos com sua excelente adaptabilidade de carga, controle preciso do fluxo e durabilidade confiável. No próximo capítulo, discutiremos os pontos de instalação, comissionamento e manutenção desse sistema para ajudar os usuários a dar um jogo completo às suas vantagens de desempenho.
Pontos de instalação, comissionamento e manutenção
Como o componente central do sistema hidráulico de seleção de algodão, a qualidade da instalação, a precisão do comissionamento e o nível de manutenção da bomba variável de pistão axial A4VG afetam diretamente o desempenho do sistema e a vida útil da bomba. A instalação e o comissionamento corretos podem dar um jogo completo às vantagens técnicas dessa bomba de pistão axial hidráulico, enquanto a manutenção científica pode garantir sua operação confiável em toda a temporada de operação de seleção de algodão. Esta seção introduzirá em detalhes os principais pontos da instalação, comissionamento e manutenção da bomba A4VG em aplicações de catadores de algodão, fornecendo orientação prática para os usuários.
As especificações e precauções de instalação são a base para garantir a operação de longo prazo e confiável da bomba A4VG. A instalação da bomba deve seguir os rigorosos princípios de alinhamento mecânico: o eixo de saída do motor principal e o eixo de transmissão da bomba hidráulica devem ser conectados por um acoplamento flexível, e os dois eixos devem ser instalados no mesmo nível, com um erro de coaxialidade não superior a 0,1 mm. O suporte de montagem deve ter rigidez suficiente para evitar deformação ou vibração durante a operação. É particularmente importante observar que a bomba hidráulica deve ser instalada abaixo do tanque de óleo, o diâmetro interno do tubo de entrada da bomba deve ser maior ou igual ao diâmetro interno da porta de sucção da bomba, e a pressão de sucção da porta de sucção deve ser maior ou igual a 0,8 barra de pressão (pode ser reduzida temporariamente para 0,5 barra de resfriado). Para equipamentos móveis, como catadores de algodão, atenção especial também deve ser dada ao layout do pipeline: a mangueira de alta pressão deve ter um raio de flexão suficiente e o comprimento livre para evitar alongamentos excessivos quando a máquina girar; O oleoduto deve estar longe de fontes de calor e peças móveis para evitar desgaste e superaquecimento.
A seleção de petróleo e o controle da poluição são a chave para a operação saudável de sistemas hidráulicos. A bomba A4VG possui requisitos rígidos sobre a viscosidade do petróleo. A faixa de viscosidade de trabalho ideal é de 16-36 mm²/s (à temperatura de trabalho) e a faixa de viscosidade limitadora é de 5-1600 mm²/s. A diferença de temperatura entre dia e noite em Xinjiang é grande. A temperatura do sistema pode chegar a 80 ℃ durante o dia no verão, e a temperatura pode cair abaixo de 0 ℃ após o desligamento à noite. Portanto, o óleo hidráulico anti-vestuário com um índice de viscosidade mais alto (como ISO VG68) deve ser selecionado. A limpeza do óleo é particularmente importante para as bombas de pistão axial. Recomenda -se atender aos padrões ISO 4406 18/16/13 ou superior. Em ambientes empoeirados, como catadores de algodão, deve -se prestar atenção especial à proteção do respiro do tanque de óleo e o bloqueio do filtro de sucção de óleo deve ser verificado regularmente. Ao reabastecer uma nova máquina pela primeira vez ou alterar o óleo após a revisão, o sistema deve ser lavado com antecedência para garantir que todos os tubos e componentes estejam limpos dentro.
O processo de depuração e as configurações de parâmetros determinam o desempenho de trabalho da bomba A4VG. Antes de depurar, verifique se o sistema foi preenchido corretamente com óleo e exausto. A bomba pode ser ativada brevemente várias vezes para ajudar a esgotar o ar. A depuração inclui principalmente as seguintes etapas -chave: ajuste de pressão de enchimento de óleo (20 bar para o modo EP/EZ/HW/HD, 25 bar para o modo DA/DG, medido em n = 2000r/min); Configuração da válvula de corte de pressão (dependendo dos requisitos do sistema, geralmente 10-15% maior que a pressão máxima de trabalho); Configuração da válvula de segurança (cerca de 30 bar mais alta que a válvula de corte). Para as bombas de EP controladas eletronicamente, também é necessário calibrar a relação entre a corrente de controle e o ângulo da placa swash para garantir que a corrente completa corresponda ao deslocamento máximo e da corrente zero corresponde a deslocamento zero (ou deslocamento mínimo). Durante o processo de depuração, a pressão do sistema, as mudanças de fluxo e temperatura devem ser monitoradas de perto, e a máquina deve ser interrompida e verificada imediatamente se for encontrada anormalidades. O sistema multi-bombas exclusivo dos catadores de algodão também precisa prestar atenção à correspondência de pressão entre as bombas para evitar a distribuição de carga irregular.
A inspeção diária e a manutenção preventiva podem reduzir significativamente a taxa de falha das bombas A4VG. As verificações a seguir devem ser realizadas antes de cada operação: se o nível de óleo está dentro da faixa normal; se o indicador diferencial de pressão dos alarmes dos elementos de filtro de sucção de óleo; se há vazamento nas juntas do tubo; se a temperatura da bomba e do alojamento do motor é anormal. Após cada 250 horas de trabalho ou uma estação operacional, o óleo hidráulico e o elemento de filtro devem ser substituídos e a contaminação do óleo deve ser verificada. Preste atenção especial à verificação da vedação do oleoduto de entrada da bomba de reabastecimento de óleo. A entrada aérea é uma causa comum de danos precoces à bomba de êmbolo. Para equipamentos de trabalho sazonais, como os catadores de algodão, o sistema hidráulico deve ser iniciado e operado regularmente na estação não operacional (pelo menos uma vez por mês) para impedir que os selos se deformem e falhem devido à estática de longo prazo.
O diagnóstico comum de falhas e os recursos de solução de problemas podem reduzir significativamente o tempo de inatividade. Problemas típicos que a bomba A4VG pode encontrar em aplicações de seleção de algodão incluem: pressão insuficiente do sistema (verifique a válvula de desligamento e as configurações da válvula de segurança e verifique se o pistão de controle está preso); ruído excessivo (verifique se a pressão de sucção é suficiente, se a viscosidade do óleo é apropriada e se o acoplamento está bem alinhado); e temperatura excessiva (verifique a configuração de fluxo de descarga, se o radiador está bloqueado e se o óleo é oxidado). O caso mostra que, durante o estágio de depuração, um seletor de algodão teve um problema com a temperatura da carcaça do motor sendo muito alta, fazendo com que o sensor se esgote. Após a inspeção, verificou -se que o diâmetro do tubo de drenagem de óleo era muito pequeno, resultando em pressão excessiva contra as costas. O problema foi resolvido após a substituição do tubo por um diâmetro maior. Ao encontrar falhas complexas, elas devem ser verificadas passo a passo, de acordo com o princípio de "de simples para complexo": verifique primeiro o elemento de óleo e filtro, verifique o sinal elétrico e, finalmente, desmonte e inspecione as peças mecânicas.
A substituição regular dos componentes -chave é uma medida eficaz para evitar falhas repentinas. Os rolamentos e selos da bomba A4VG são peças consumíveis. Recomenda -se substituí -los a cada 6.000 horas de trabalho ou 3 anos (o que ocorrer primeiro). As engrenagens e as placas laterais da bomba de reabastecimento de óleo também são o foco do desgaste. A folga final deve ser verificada regularmente e substituída quando exceder o valor permitido (geralmente 0,1-0,15 mm). Para equipamentos de alta intensidade, como os catadores de algodão, é recomendável desmontar e inspecionar o mecanismo variável da bomba após cada estação operacional, limpar o pistão de controle e o núcleo da válvula e impedir que o sedimento faça com que a aderência. Ao substituir as vedações, deve -se prestar atenção à compatibilidade do material: Fluororberber (FKM) é adequado para ambientes de -25 ℃ a +115 ℃, enquanto a borracha nitrila (NBR) pode ser usada para -40 ℃ a +90 ℃, mas possui baixa resistência à alta temperatura. A região de Xinjiang está fria no inverno. Se o seletor de algodão precisar trabalhar em um ambiente de baixa temperatura, um tipo de bomba com vedação NBR deve ser selecionado ou um kit de vedação de baixa temperatura deve ser solicitado especialmente.
Manutenção profissional e suporte técnico são essenciais para lidar com falhas complexas. Quando a bomba A4VG é severamente usada (como a placa de distribuição é tensa, a cabeça da bola de êmbolo cai, etc.) ou o desempenho é significativamente reduzido, um centro de reparo profissional realizará reparos profissionais. O centro de reparo possui equipamentos especiais e acessórios originais para garantir a qualidade do reparo. Vale a pena notar que existem certos riscos em desmontar a bomba de alta pressão sozinha, e reparos inadequados podem causar danos secundários. Os usuários de seleção de algodão podem estabelecer um contrato de manutenção preventiva com agentes locais, conduzir inspeções do sistema antes da estação operacional e receber suporte técnico prioritário durante a estação operacional. Com o desenvolvimento da tecnologia da Internet das Coisas, algumas novas bombas A4VG já suportam funções de diagnóstico remoto, e os especialistas podem analisar os parâmetros do sistema através da rede e fornecer orientação precisa de manutenção.
O treinamento do operador é um investimento suave para garantir a operação estável de longo prazo do sistema. Os motoristas de seleção de algodão e o pessoal de manutenção devem receber treinamento básico de conhecimento hidráulico, entender o princípio de trabalho e a composição do sistema da bomba A4VG e ser capaz de identificar sinais precoces de falha. O conteúdo do treinamento -chave inclui: características de som e vibração da operação normal; gama normal de leituras de instrumentos; Etapas de tratamento de emergência, etc. A prática provou que uma equipe de operação bem treinada pode reduzir mais de 30% das falhas do sistema hidráulico e tomar medidas corretas no estágio inicial do problema para impedir que pequenos problemas se transformem em grandes falhas.
Seguindo a instalação acima, os pontos de comissionamento e manutenção, os usuários de seleção de algodão podem dar um jogo completo às vantagens de desempenho da bomba variável de pistão axial Axroth A4VG, garantir a operação confiável do equipamento durante a estação de colheita de algodão e maximizar a eficiência operacional e os benefícios econômicos.
Análise de benefícios econômicos e tendências futuras de desenvolvimento
A aplicação da bomba variável de pistão axial A4VG em catadores de algodão não apenas traz a melhoria do desempenho técnico, mas também produz benefícios econômicos significativos. Ao mesmo tempo, com o desenvolvimento de mecanização e inteligência agrícola, a tecnologia de bomba de pistão axial hidráulica também está em constante evolução, fornecendo mais possibilidades para a futura atualização de catadores de algodão.
O retorno da análise de investimento é o principal indicador econômico para avaliar as soluções do sistema hidráulico. Embora o custo inicial de compra da bomba de deslocamento variável de pistão axial A4VG seja maior que o de um sistema de bomba de deslocamento fixo tradicional, o custo total de propriedade (TCO) é menor quando os vários benefícios que ele traz são levados em consideração. Os dados reais de aplicação mostram que os catadores de algodão que usam a bomba A4VG podem atingir 15-25% de economia de combustível em comparação com os sistemas tradicionais, principalmente devido ao recurso "suprimento de combustível sob demanda" da bomba de deslocamento variável que evita as perdas de limitação e transbordamento. Tomando um seletor de algodão de seis linhas como exemplo, cada temporada operacional (cerca de 45 dias) pode economizar 30.000 a 50.000 yuan nos custos de combustível. Ao mesmo tempo, o sistema de transmissão continuamente variável reduz os componentes de transmissão mecânica, reduz os custos de manutenção em cerca de 30%e reduz as perdas de tempo de inatividade causadas por falhas na caixa de câmbio. Mais importante, a alta confiabilidade da bomba A4VG garante a disponibilidade do equipamento durante a estação de colheita apertada e evita a deterioração da qualidade do algodão causada pelo tempo de inatividade (o preço do algodão úmido pode ser reduzido em 10-15%). Cálculos abrangentes mostram que os catadores de algodão que usam a bomba A4VG geralmente podem recuperar o investimento inicial adicional dentro de 1-2 estações operacionais.
A qualidade de colheita aprimorada também não deve ser ignorada. O controle preciso do fluxo da bomba A4VG mantém a velocidade do algodão estável e pode manter um efeito de colheita consistente, mesmo quando a densidade das plantas de algodão mudar. A prática mostrou que, em comparação com os sistemas tradicionais, o seletor de algodão acionado por uma bomba variável pode reduzir o teor de lixo em 1-2 pontos percentuais e aumentar a taxa de colheita em 3-5%. Para um campo de algodão com um rendimento de 350 kg por MU, isso significa um adicional de 17,5 kg de algodão por MU, que, a 7 yuan por kg, aumenta a renda em cerca de 122 yuan por mu. Uma fazenda grande ou de tamanho médio geralmente possui mais de 5.000 MU de campos de algodão, e isso por si só pode aumentar a renda em mais de 600.000 yuan. Além disso, a redução do conteúdo de lixo também reduz o custo dos processos de limpeza subsequentes e melhora a competitividade do mercado do algodão.
O aumento do valor residual do equipamento é um benefício oculto do investimento de longo prazo. Os catadores de algodão equipados com sistemas hidráulicos avançados são mais populares no mercado de segunda mão, e sua taxa de retenção de valor é 10-15% maior que a dos modelos tradicionais. Isso ocorre principalmente porque a bomba A4VG tem uma vida útil de design de mais de 10.000 horas, e os componentes hidráulicos principais podem permanecer em boas condições, mesmo após várias temporadas de operação. Os sistemas tradicionais de transmissão mecânica geralmente requerem revisão da caixa e da embreagem após o mesmo período de uso, o que aumenta as preocupações dos compradores de segunda mão. Portanto, embora o investimento inicial seja maior, o custo real de um seletor de algodão com uma bomba A4VG pode ser menor ao longo de todo o seu ciclo de vida.
Inteligência e controle eletrônico são as principais direções para o desenvolvimento futuro da bomba A4VG. Com o avanço da agricultura 4.0, os catadores de algodão estão se movendo para direção autônoma e ajuste inteligente. As mais recentes bombas EZ e EP controladas eletronicamente de Rexroth fornecem uma plataforma ideal para essa tendência, que pode ser perfeitamente integrada ao controlador do veículo através do barramento CAN ou sinais analógicos. Os futuros catadores inteligentes de algodão podem realizar as seguintes funções: Detecção em tempo real da densidade das plantas de algodão com base na visão da máquina, ajuste automático da velocidade de avanço e velocidade da cabeça de colheita de algodão; Geração de mapas de rendimento baseada em GPS para otimizar o plano de plantio para o próximo ano; Monitoramento remoto e manutenção preditiva e aviso prévio antes que ocorra uma falha. A interface de controle digital da bomba A4VG fornece suporte básico para essas funções inteligentes, transformando o seletor de algodão de uma ferramenta de colheita simples em um nó de dados para a agricultura inteligente.
A alta pressão e o peso leve continuarão a se aprofundar. A série A4VG40 recém -desenvolvida aumentou o nível de pressão para 500 bar, que é 11% maior que a geração anterior de produtos. Maior pressão do sistema significa que o tamanho e o peso dos componentes podem ser reduzidos com a mesma potência, o que é especialmente importante para os catadores de algodão que precisam equilibrar a qualidade do trabalho e a passabilidade. No futuro, com o avanço da tecnologia do material e da tecnologia de vedação, espera -se que a pressão de trabalho da bomba A4VG seja melhorada, enquanto o peso pode ser reduzido ao otimizar o canal de fluxo interno e usar materiais de liga leve. Essa tendência leve de alta pressão permitirá que os catadores de algodão reduzam a compactação do solo, mantendo sua capacidade operacional, o que é particularmente adequado para o modelo de lavoura de conservação promovido em Xinjiang.
A recuperação de energia e a energia híbrida são as instruções de ponta para melhorar a eficiência energética. Quando os catadores tradicionais de algodão desaceleram e freios, a energia cinética é convertida em energia térmica através do atrito e desperdiçada. Os sistemas futuros podem integrar dispositivos de recuperação de energia mais avançados. Quando o seletor de algodão desce ladeira abaixo ou desacelera, a energia cinética é convertida em energia hidráulica armazenada no acumulador através do grupo de bomba motor hidráulica e liberada novamente ao acelerar ou escalar. Um desenvolvimento adicional é o sistema híbrido hidráulico, que combina de maneira inteligente o motor a diesel, o acumulador hidráulico e o motor elétrico para selecionar automaticamente a fonte de energia ideal de acordo com as condições de trabalho. Como uma plataforma de bomba variável madura, a bomba A4VG é facilmente integrada a esses novos sistemas de energia para fornecer uma solução de energia mais ecológica para os catadores de algodão.
As tecnologias de monitoramento de condições e manutenção preditiva melhorarão significativamente a disponibilidade do equipamento. Ao integrar os sensores de vibração, temperatura e pressão na bomba A4VG, combinados com a análise de big data e algoritmos de inteligência artificial, o estado de saúde da bomba pode ser avaliado em tempo real e a vida útil restante pode ser prevista. Essa tecnologia é particularmente adequada para equipamentos sazonais, como catadores de algodão. Os usuários podem organizar com precisão a manutenção preventiva na entressafra para evitar tempo de inatividade inesperado em momentos críticos de colheita. Os produtos da Smart Pump atualmente em desenvolvimento terão essas funções de monitoramento incorporadas e carregam dados na plataforma em nuvem por meio de comunicação sem fio, tornando -o conveniente para usuários e fabricantes de equipamentos rastrearem remotamente o status do equipamento.
O design modular e padronizado reduzirá os custos de complexidade e manutenção do sistema. No futuro, a bomba A4VG pode adotar um design mais modular, padronizando componentes como grupos de válvulas de controle e bombas de reabastecimento de óleo, que os usuários podem combinar com flexibilidade de acordo com suas necessidades. Esse design torna a manutenção no local mais conveniente, pois apenas o módulo com defeito precisa ser substituído em vez de todo o grupo da bomba, reduzindo bastante o tempo de manutenção e reduzindo o inventário de peças de reposição. Ao mesmo tempo, interfaces padronizadas facilitam o intercâmbio de componentes de diferentes fabricantes e melhoram a flexibilidade da cadeia de suprimentos. Para usuários de seleção de algodão, isso significa tempo de inatividade mais curto e custos de manutenção mais baixos.
A adaptabilidade ambiental se tornará uma consideração importante. À medida que os regulamentos ambientais se tornam cada vez mais rigorosos, o desempenho ambiental dos sistemas hidráulicos recebeu mais atenção. As bombas futuras A4VG melhorarão ainda mais o desempenho de vedação e reduzirão os riscos de vazamento; otimizar os caminhos de fluxo interno para reduzir as perdas de energia; e adaptar -se a mídias ambientalmente amigáveis, como o óleo hidráulico biodegradável. Para catadores de algodão que operam em áreas ecologicamente frágeis, como Xinjiang, os sistemas hidráulicos ecológicos podem reduzir a poluição potencial ao solo e nas culturas e melhorar a imagem de mercado dos produtos agrícolas.
A aplicação da bomba variável de pistão axial A4VG em catadores de algodão provou suas vantagens técnicas e econômicas, e as tendências futuras de desenvolvimento fortalecerão ainda mais essa posição. Com o desenvolvimento da mecanização agrícola, a inteligência e a proteção ambiental, os sistemas hidráulicos de alto desempenho se tornarão a configuração padrão de seleiros avançados de algodão, fornecendo suporte técnico sólido para o desenvolvimento de alta qualidade da indústria de algodão. Para fabricantes e usuários de seleção de algodão, o entendimento e a adoção antecipados dessas tecnologias avançadas obterão uma vantagem na feroz concorrência do mercado.
Este artigo discute de forma abrangente as principais aplicações e vantagens técnicas da bomba variável de pistão axial A4VSO no setor de forjamento. Como um produto de referência no campo das bombas de pistão axial hidráulico, a série A4VSO se tornou o elemento de potência central do sistema hidráulico de equipamentos de forjamento moderno, com seu excelente desempenho de alta pressão, controle variável flexível e design de longa vida. O artigo analisa detalhadamente o princípio de trabalho, as características técnicas, os pontos de seleção e os casos de aplicação específicos da bomba A4VSO no processo de forjamento e fornecem consultoria profissional sobre instalação e manutenção e previsões sobre tendências futuras de desenvolvimento de tecnologia, fornecendo uma referência técnica abrangente para forjamento de fabricantes e usuários finais.
1. Requisitos especiais de forjamento da indústria para poder hidráulico
Como um meio importante de formação de metais, a tecnologia de forjamento tem uma posição insubstituível nos campos da fabricação de automóveis, aeroespacial, equipamentos militares etc. Com o desenvolvimento da indústria 4.0 e fabricação inteligente, equipamentos de forjamento modernos apresentaram requisitos mais altos para sistemas hidráulicos: alta pressão e grande fluxo, controle preciso, otimização de eficiência de energia e estabilidade confiável. Esses requisitos técnicos rigorosos dificultam os sistemas de bombas quantitativos tradicionais, e a tecnologia da bomba de pistão de deslocamento variável se tornou a melhor solução com suas vantagens únicas.
tornou -se a fonte de energia preferida para sistemas hidráulicos na indústria de forjamento, com seu design avançado da bomba de deslocamento variável de pistão axial da placa swash. Esta série de bombas pode não apenas substituir completamente os produtos importados das mesmas especificações, mas também tem um excelente desempenho em parâmetros de intercambiabilidade, confiabilidade e desempenho. Sua pressão de trabalho nominal é de até 350bar (35MPa) e o pico de pressão pode atingir 400 bar (40MPa), o que é particularmente adequado para cenários de aplicação de alta pressão e alto fluxo, como forjamentos de prensas e máquinas de estampagem.
Este artigo introduzirá sistematicamente as características técnicas da bomba de deslocamento variável do pistão axial A4VSO, analisará profundamente suas soluções de aplicação específicas em equipamentos de forjamento e fornecerá sugestões de seleção e manutenção profissional para ajudar os leitores a entender completamente essa solução eficiente de energia hidráulica.
2.Características técnicas da bomba variável de pistão axial A4VSO
2.1 Estrutura básica e princípio de trabalho
A série A4VSO é uma bomba de deslocamento variável de pistão axial do tipo placa swash, projetada para acionamento hidráulico de alta eficiência de circuito aberto. Seu principal princípio de trabalho é baseado na placa de swash que conduz vários êmbolos e cilindros dispostos axialmente para girar juntos, e o movimento alternativo dos êmbolos em relação ao corpo do cilindro realiza a sucção e descarga de óleo.
À medida que a placa girada gira com a montagem do êmbolo:
1.Processo de sucção de óleo: o espaço formado pelo êmbolo e o cilindro aumenta, formando uma pressão negativa para sugar no óleo
2.Processo de descarga de óleo: o espaço formado pelo êmbolo e o corpo do cilindro é reduzido e o óleo é espremido em óleo de alta pressão para saída
3.Controle variável: o deslocamento da bomba pode ser ajustado com excesso, alterando a inclinação da placa swash para obter controle preciso do fluxo
Esse princípio de trabalho único fornece vantagens significativas da bomba A4VSO, como estrutura compacta, tamanho pequeno de radial, pequena inércia e alta eficiência volumétrica, e é particularmente adequada para os requisitos de aplicação dos sistemas de alta pressão.
2.2 Parâmetros técnicos -chave e vantagens de desempenho
As bombas de pistão axial hidráulico da série A4VSO fornecem uma variedade de especificações de deslocamento de 40 a 1000 ml/rec, entre as quais deslocamentos de tamanho médio, como 180, 250 e 355, são particularmente adequados para forjar aplicações de equipamentos. Seus principais recursos de desempenho incluem:
·Desempenho de alta pressão: pressão de trabalho nominal 350bar, pressão de pico de até 420bar, atendendo às condições de trabalho extremas de forjamento prensas
·Controle variável eficiente: fornece controle de tensão constante DR/DRG, controle de energia constante hiperbólica LR, controle proporcional elétrico EO2 e outras formas variáveis
·Projeto de vida longa: rolamentos completos de rolos completos de alta precisão de grau de aviação e par de fricção de placas de lavagem de sapatos especialmente otimizada prolonga significativamente a vida útil
·Operação de baixo ruído: Projeto de placa de válvula otimizado e processo de fabricação de precisão garante que o ruído de operação seja menor que o padrão da indústria
·Alta densidade de potência: excelente proporção de potência/peso, redução do equipamento de ocupação do espaço
·Adaptabilidade média: Oil mineral ou o óleo hidráulico resistente à água HFC Glycol pode ser usado para atender às necessidades de diferentes condições de trabalho
Tabela: A4VSO Series Principais Especificações de Deslocamento e Parâmetros de Desempenho
Especificação (ML/R)
Velocidade máxima (rpm)
Taxa de fluxo máximo (L/min)
Potência máxima (kW)
Torque máximo (nm)
125
1800
225
131
696
180
1800
324
189
1002
250
1500
375
219
1391
355
1500
532
310
1976
2.3 Tecnologia avançada de controle variável
As bombas de pistão axial hidráulico da série A4VSO fornecem uma variedade de modos de controle variável, que podem ser selecionados com flexibilidade de acordo com diferentes requisitos de processo de forjamento:
1.Controle de pressão constante de DR/DRG: Quando a pressão do sistema atinge o valor definido, a bomba reduz automaticamente o deslocamento para manter a pressão constante, o que é particularmente adequado para processos de forjamento que requerem pressão estável.
2.LR Controle de energia constante hiperbólica: ajuste automaticamente o deslocamento de acordo com a carga, para que a bomba sempre funcione na curva de energia ideal, melhorando a eficiência energética
3.EO2 Controle proporcional elétrico: controle preciso do deslocamento através de sinais elétricos, integração perfeita com o sistema PLC, adequado para linhas de forjamento inteligentes com alto grau de automação
4.HD Controle de pressão hidráulica: ajusta automaticamente de acordo com as mudanças na pressão do sistema para manter a melhor correspondência entre pressão e fluxo
Essas tecnologias avançadas de controle variável permitem que a bomba A4VSO corresponda com precisão os requisitos de energia de cada estágio do processo de forjamento, evitando o desperdício de energia e reduzindo significativamente os custos operacionais do sistema.
2.4 Design para adaptabilidade a ambientes especiais
Com o objetivo do ambiente severo de forjamentos de oficinas, como alta temperatura e alta poeira, a bomba A4VSO é projetada especialmente com uma variedade de recursos de adaptabilidade:
·Versão de mídia resistente à chama: o tipo F2 é otimizado para a mídia de glicol de água HFC, nenhuma descarga externa é necessária, simplificando o design do sistema
·Seal fortalecido: vedação fortalecida do eixo PTFE e design de rolamentos especiais para estender a adaptabilidade média e a vida útil
·Adaptabilidade de alta temperatura: placa de válvula otimizada e design de pares de atrito garante operação estável em ambiente de alta temperatura
·Tolerância à poluição: Embora o nível de limpeza do óleo seja necessário para o NAS9, a tolerância à contaminação acidental é melhorada através do projeto especial.
Esses recursos permitem que a bomba de pistão axial hidráulico A4VSO trabalhe de maneira confiável em vários ambientes de produção de forjamento e reduza o tempo de inatividade não planejado.
3. Aplicação típica de A4VSO em equipamentos de forjamento
Existem muitos tipos de equipamentos de forjamento com diferentes requisitos de processo. A bomba variável do pistão axial A4VSO tornou -se uma fonte de energia ideal para vários sistemas hidráulicos de máquinas de forjamento devido às suas características flexíveis e variáveis e alta pressão e desempenho de grande fluxo. O seguinte analisa vários cenários de aplicação típicos.
3.1 Forjamento do sistema hidráulico de imprensa
As prensas de forjamento requerem pressão instantânea extremamente alta e controle preciso do movimento. As bombas A4VSO geralmente são configuradas das seguintes maneiras de tais equipamentos:
·Seleção da bomba principal: especificações A4VSO250 ou A4VSO355, controle de pressão constante de DR, fornecendo uma fonte de óleo de alta pressão estável
·Projeto do sistema: Várias bombas são conectadas em paralelo para atender à alta demanda instantânea de fluxo através da assistência de acumuladores
·Controle de pressão: a pressão de trabalho geralmente é definida na faixa de 280-320bar, ajustada de acordo com o processo de forjamento específico
·Projeto de economia de energia: Usando o controle de controle constante de energia ou controle sensível à carga reduz automaticamente o deslocamento quando o golpe de marcha lenta cai rapidamente
Uma grande empresa de forjamento usa uma imprensa de forjamento de 8.000 toneladas, acionada por um grupo de bomba A4VSO355DR, que economiza 35% de energia em comparação com o sistema de bomba de deslocamento fixo original e melhora a precisão e a repetibilidade de forjamento.
3.2 Unidade de energia hidráulica para estampar a linha de produção
A linha de produção de estampagem do painel automotivo possui requisitos especiais para o sistema hidráulico: traço interno rápido, estampagem de precisão de baixa velocidade e alta repetibilidade. As vantagens do A4VSO em tais aplicações incluem:
·Resposta rápida: A placa de swash tem um curto tempo de ajuste para atender aos requisitos de ciclos de estampagem de alta velocidade
·Controle preciso do fluxo: o controle proporcional elétrico EO2 atinge a coordenação perfeita com a válvula servo
·Integração do sistema: a estrutura do eixo passno é fácil de combinar com a bomba de engrenagem para fornecer pressão e fluxo diferenciados para diferentes funções
·Pressão estável: boas características de corte de pressão para evitar flutuações de pressão no momento da estampagem
As linhas de imprensa modernas geralmente usam a bomba A4VSO180EO2 em combinação com um sistema de controle de servo para atingir a precisão do controle de posição em nível de milímetro, economizando mais de 25% de energia em comparação aos sistemas tradicionais.
3.3 FORGING MULTI-ESTAÇÃO Pressione o sistema hidráulico
As impressoras de forjamento de várias estacionamentos precisam fornecer energia a vários atuadores ao mesmo tempo, e as cargas de cada estação variam bastante. Recursos de aplicação típicos das bombas A4VSO em tais equipamentos:
·Combinação de Multi-Bump: 3-4 A4VSO125 ou A4VSO180 Grupos de bombas são usados para servir a diferentes estações de trabalho
·Controle independente: Cada bomba pode ser definida com diferentes valores de corte de pressão para corresponder com precisão às necessidades de cada estação
·Distribuição de fluxo: Equilibre automaticamente a carga de cada bomba através do controle de energia constante de LR para otimizar o consumo total de energia
·Design redundante: um backup e uma configuração de backup garantem a produção contínua, e o desempenho do sistema permanece consistente durante a troca
Após uma máquina de forjamento multi-estação de anel de mancal adotou quatro unidades da bomba A4VSO125LR, a taxa de utilização do equipamento aumentou de 85% para 93% e a taxa de falha diminuiu 40%.
3.4 Aplicação de equipamentos especiais de forjamento
Além dos equipamentos de forjamento convencionais, as bombas de pistão axial hidráulico A4VSO também são amplamente utilizadas em vários equipamentos especiais de forjamento:
·Sistema hidráulico de forjamento isotérmico: a pressão estável precisa ser mantida por um longo tempo. O controle de DR da A4VSO garante que a flutuação da pressão seja menor que ± 2bar.
·Forjamento de forjamento em pó: a suavidade da ação é extremamente alta e o baixo ruído e as características de fluxo suave de A4VSO são uma combinação perfeita
·Equipamento multidirecional de forjamento: vários cilindros hidráulicos trabalham juntos, e a resposta rápida do A4VSO garante a precisão da sincronização dos movimentos
·Martelo de forjamento de alta velocidade: a demanda instantânea de fluxo é grande e o A4VSO está equipado com um acumulador de grande capacidade para fornecer pico de fluxo
Essas aplicações especiais demonstram totalmente a adaptabilidade técnica e a confiabilidade do desempenho da bomba A4VSO, consolidando sua posição central no setor de forjamento.
Tabela: Configuração típica do A4VSO em diferentes equipamentos de forjamento
Tipo de dispositivo
Especificações recomendadas
Método de controle
Principais benefícios
Configurações de pressão típicas
Forjando prensa
A4VSO355
Dr/drg
Estabilidade de alta tensão, vida longa
300-350BAR
Linha de produção de estampagem
A4VSO180
EO2
Resposta rápida e controle preciso
250-300BAR
Imprensa de forjamento multi-estação
A4VSO125
Lr
Adaptação de energia, alta eficiência energética
200-280BAR
Equipamento especial de forjamento
personalizado
Várias combinações
Adaptação profissional aos requisitos de processo especial
Personalizado por processo
4.
A seleção correta e o design do sistema são a chave para garantir o melhor desempenho da bomba de deslocamento variável do pistão axial A4VSO no equipamento de forjamento. Esta seção fornece orientação de seleção profissional e sugestões técnicas.
4.1 Princípios de seleção de especificação de deslocamento
Os seguintes fatores devem ser considerados ao selecionar a especificação de deslocamento da bomba A4VSO:
Requisitos de fluxo: Calcule os requisitos máximos de fluxo com base no tamanho do cilindro hidráulico e na velocidade de operação e selecione uma bomba que possa atender aos requisitos entre 1500 e 1800 rpm.
oFórmula de cálculo: q = (a × v) / 600 (l / min)
oOnde A é a área efetiva do cilindro hidráulico (cm²), v é a velocidade de trabalho (mm/s)
Requisitos de pressão: Confirme a pressão máxima de trabalho e a pressão de pico do equipamento para garantir que ele não exceda os limites classificados de 350 bar e pico de 400 bar da bomba.
Combinação de energia: verifique se a energia do motor da unidade é suficiente para evitar sobrecarga
oFórmula de cálculo de potência: p = (p × q) / (600 × η) (kW)
oOnde p é pressão (bar), q é a taxa de fluxo (l/min) e η é eficiência geral (geralmente 0,85-0,9)
Considerações no sistema de trabalho: Para um trabalho contínuo de alta carga, escolha um tamanho maior e, para um trabalho intermitente, escolha de acordo com as necessidades reais.
Para a maioria dos equipamentos de forjamento, A4VSO125 a A4VSO355 são especificações comuns, entre as quais A4VSO250 é considerada a "especificação universal" que equilibra os fatores de fluxo, pressão e custo.
4.2 Diretrizes para selecionar métodos de controle variável
O A4VSO fornece uma variedade de métodos de controle variável, cada um com suas próprias características, a seleção deve ser combinada com os requisitos do processo de forjamento:
1.DR/DRG Controle de pressão constante:
oCenários aplicáveis: processos de forjamento e manutenção de pressão que requerem pressão estável
oVantagens: pressão estável, bom efeito de economia de energia
oNota: Quando várias bombas são conectadas em paralelo, o valor de corte de pressão deve ser definido com precisão
2.LR Controle de energia constante hiperbólica:
oCenários aplicáveis: ocasiões em que a carga muda bastante, mas a energia total precisa ser limitada
oVantagens: adaptar -se automaticamente à carga e proteger a fonte de energia
oNota: Não é adequado para cenários que exigem controle de pressão preciso
3.EO2 Controle proporcional elétrico:
oCenários aplicáveis: sistemas com alta automação e precisam ser integrados ao PLC
oVantagens: controle preciso, pode realizar estratégias de controle complexas
oNota: Precisa corresponder ao sistema de controle eletrônico, o custo é relativamente alto
4.Controle combinado:
oCombinação comum: DRG+LR realiza tensão constante e potência constante de proteção dupla
oCenários aplicáveis: equipamentos -chave com altos requisitos para segurança do sistema
Para a maioria das aplicações de forjamento, o controle de DR pode atender às necessidades básicas; Recomenda-se o equipamento sofisticado para usar o controle EO2 para obter um gerenciamento de energia mais inteligente.
4.3 Pontos -chave no design do sistema hidráulico
Ao projetar um sistema hidráulico para forjar equipamentos em torno de uma bomba A4VSO, atenção especial deve ser dada aos seguintes aspectos:
Projeto de circuito de óleo:
·Quando a transmissão é usada, várias bombas podem ser conectadas em série para fornecer fontes de petróleo independentes para diferentes funções
·O diâmetro do oleoduto de entrada de óleo é suficiente para garantir que a pressão da entrada de óleo não seja inferior a 0,2bar
·A linha de drenagem do óleo é levada de volta ao tanque de óleo separadamente para evitar a pressão traseira que afeta o selo da carcaça da bomba
Seleção de componente auxiliar:
·Selecione um filtro de entrada de óleo com uma precisão de filtragem de βₓ≥75 para garantir que o nível de limpeza do óleo seja NAS9
·Recomenda-se usar filtros de alta pressão com βₓ≥200 e uma pressão nominal 20% maior que a pressão máxima do sistema.
·A capacidade do acumulador é calculada com base na demanda instantânea do fluxo, geralmente de 20 a 30% do fluxo da bomba principal.
Proteção de segurança:
·O sistema está equipado com uma válvula de segurança e a configuração de pressão é 5-10% maior que a pressão de corte da bomba.
·Alarme de monitoramento de temperatura, aviso quando a temperatura do óleo excede 65 ℃, proteção de desligamento a 80 ℃
·Monitoramento on -line do nível e contaminação do petróleo, manutenção preventiva
Design de economia de energia:
·O sistema multi-bombas usa uma combinação de bombas de especificações diferentes para atender aos requisitos de fluxo de diferentes condições de trabalho
·Considere combinar unidade de frequência variável com bomba de deslocamento variável para reduzir ainda mais o consumo de energia
·Para recuperar a energia potencial descendente da imprensa de forjamento, a tecnologia de ajuste secundário pode ser usada
4.4 Considerações especiais para sistemas de fluido hidráulico resistentes ao fogo
O equipamento de forjamento em ambientes de alta temperatura ou inflamável geralmente requer o uso de óleos hidráulicos resistentes ao fogo, como o HFC Water Glycol. No momento, os seguintes pontos devem ser observados ao selecionar a bomba A4VSO:
·Escolha Bombas F ou F2 especialmente projetadas para se adaptar às características de mídia HFC
·O modelo F2 não requer descarga de rolamento externo, simplificando o design do sistema
·A pressão de trabalho precisa ser reduzida em cerca de 10% e a velocidade em 15 a 20%.
·O tanque de combustível foi projetado com volume 30% maior para aumentar a dissipação de calor
·Selos e mangueiras devem ser compatíveis com mídia de glicol de água
Uma bomba A4VSO selecionada corretamente pode alcançar desempenho e vida semelhante ao óleo mineral no meio HFC, fornecendo energia hidráulica segura e confiável para oficinas de forjamento de alta temperatura.
5. Instalação, comissionamento e manutenção
A instalação correta, o comissionamento padronizado e a manutenção científica são a chave para garantir a operação estável a longo prazo da bomba variável do pistão axial A4VSO no equipamento de forjamento. Esta seção fornece orientação técnica profissional.
5.1 Especificações e precauções de instalação
Instalação mecânica:
·Adote o acoplamento elástico para garantir o desvio axial ·O eixo da bomba não está sujeito a força radial e o suporte de montagem tem rigidez suficiente·Para bombas de tração passada, a carga adicional nas bombas subsequentes não excede o valor permitido.·O diâmetro do tubo de entrada de óleo é suficiente e a taxa de fluxo não excede 1,2m/s·A porta de drenagem de óleo é levada de volta ao tanque de óleo separadamente e a encosta crescente do oleoduto é 5 ° para evitar o bloqueio de ar·A pressão de vergonha de vazamento de óleo não deve exceder 0,15MPa, caso contrário, afetará a sensibilidade do mecanismo da variável servo.·O cabo da válvula solenóide proporcional é bem protegido e mantido longe da linha de energia.·O sinal de controle corresponde à tensão da fonte de alimentação e a polaridade está correta·Fundamento confiável para evitar interferência eletromagnética·Confirme se a direção da rotação está correta (geralmente no sentido horário quando visto da extremidade do eixo)·O nível de óleo no tanque é suficiente e o tipo de óleo está correto·O oleoduto de entrada de óleo é preenchido com óleo e o ar está esgotado.1.Solte o parafuso de ajuste de pressão para colocar a bomba a pressão mínima.2.Inicie o motor, verifique a direção e qualquer ruído anormal3.Corra continuamente por 10 minutos e verifique se a temperatura da concha deve aumentar uniformemente1.Bomba de controle de DR: aperte gradualmente o parafuso de ajuste de pressão no valor de configuração necessário§As prensas de forjamento geralmente são definidas em 280-320 bar2.LR Bomba de controle: defina a pressão máxima primeiro e depois ajuste a curva de energia3.Bomba de controle EO2: Pressão máxima e características de fluxo definidas via controlador1.Verifique se a velocidade de cada ação atende aos requisitos de projeto2.O sistema multi-bomba precisa equilibrar a contribuição do fluxo de cada bomba3.Verifique o tempo de resposta do mecanismo variável e a estabilidade1.Teste a função de corte de pressão para confirmar que a bomba pode alterar a pressão no tempo em que a pressão do conjunto é atingida2.Verifique se a pressão de abertura da válvula de segurança é normal (5-10% maior que a pressão de corte da bomba)3.Simular condições de falha para verificar a eficácia dos dispositivos de proteção·Nível de óleo, temperatura do óleo e qualidade do óleo·Ruído de operação da bomba e níveis de vibração·Verificação de vazamento externo·Filtrar indicação de pressão diferencial·A cada 500 horas: verifique o alinhamento do acoplamento e aperte os parafusos de montagem·A cada 1000 horas: substitua o filtro de entrada de óleo e pegue amostras para testar a contaminação por óleo·A cada 2000 horas: verifique a flexibilidade do mecanismo variável e teste o desempenho do controle·A cada 4000 horas: substitua o filtro de alta pressão e verifique completamente o status técnico da bomba·Mantenha a limpeza do óleo no nível NAS9 e verifique regularmente a contaminação·Controle a temperatura do óleo na faixa ideal de 30-65 ℃·Monitore o teor de umidade (·Não misture óleos de marcas diferentes e limpe completamente o sistema ao trocar de óleo·Causas possíveis: mecanismo variável preso, falha da válvula de controle, desgaste interno da bomba·Tratamento: Verifique o circuito de óleo de controle, teste o mecanismo variável e meça a eficiência volumétrica da bomba.·Causas possíveis: cavitação, dano por rolamento, peças internas soltas·Tratamento: Verifique as condições de entrada do óleo, meça a vibração da habitação e desmonte e inspecione, se necessário.·Causas possíveis: alteração do limite da placa swash, desvio do sinal de controle, desgaste da bomba·Tratamento: Verifique o sinal de controle, teste de deslocamento máximo, medir o vazamento do sistema·Causas possíveis: vazamento interno excessivo, viscosidade inadequada de óleo, resfriamento insuficiente·Ação: Verifique a eficiência volumétrica, verifique as especificações do petróleo, avalie as condições de dissipação de calor·Possíveis causas: pressão de controle insuficiente, pistão variável preso, falha da válvula de controle·Tratamento: verifique o circuito de óleo de controle, limpe o mecanismo variável e teste a resposta da válvula1.Escorra o óleo antigo na bomba e injete novo óleo contendo inibidor da ferrugem2.Crie manualmente o rolamento por vários ciclos para formar um filme de óleo na superfície do par de rolamentos e fricção.3.A superfície usinada exposta é revestida com óleo anti-rust e a porta de óleo é selada com um plugue de parafuso4.O mecanismo variável é colocado na posição intermediária para liberar o estresse da mola5.Armazene em um ambiente seco e verifique o status à prova de ferrugem regularmente·O sistema de bomba de medição ajusta a pressão através da válvula de transbordamento, e uma grande quantidade de energia é desperdiçada na forma de energia térmica·A bomba de deslocamento variável ajusta a saída de acordo com a demanda de carga, normalmente economizando 30 a 50% de energia·Após a transformação, uma máquina de imprensa de forjamento de 2.000 toneladas alcançou uma economia de energia de 42%, economizando cerca de 180.000 kWh de eletricidade por ano.·O controle variável da pressão da bomba é mais preciso e a consistência do tamanho de forjamento é aprimorada·Ajuste de fluxo de frequência para atender às necessidades de diferentes estágios de processo·Reduzir o choque hidráulico e melhorar a confiabilidade do sistema·Investimento inicial: 20-30% maior para sistemas de bomba variáveis·Custo operacional: 40-60% menor que o sistema de bomba variável·Período de retorno: geralmente 1-2 anos·A temperatura variável do óleo da bomba é menor e a vida útil do óleo é estendida·Reduza as condições de transbordamento e reduza o desgaste dos componentes·O sistema é mais simples e tem menos pontos de falha·As bombas principais foram substituídas por duas bombas A4VSO355LR com controle de energia constante·Aumente o suprimento auxiliar de óleo do acumulador para atender ao fluxo instantâneo de forjamento rápidooConsumo de energia reduzido em 38%oA temperatura do óleo caiu de 72 ° C para 58 ° CoPrecisão de forjamento aprimorada, taxa reduzida de sucata em 25%oPeríodo de retorno: 14 meses·Quatro bombas A4VSO125DR são usadas para controlar diferentes estações de trabalho.·Defina com precisão o valor de corte de pressão de cada bomba para formar um gradiente de pressão·Efeito após a atualização:·A bomba A4VSO250F2 é selecionada para se adaptar ao meio de glicol de água HFC·Otimize o layout do pipeline para reduzir a perda de pressão·Desempenho após transformação:·Custo de compra da unidade da bomba·Custo de transformação do sistema·Custos de instalação e comissionamento·Consumo de energia (60-70%)·Custos de manutenção·Substituição de fluido e filtro·Perda de tempo·Valor residual do equipamento quando é aposentado·Desconto de troca·Custo inicial: 15-25%·Custos de energia: 60-70%·Custo de manutenção: 10-15%·Valor residual: 2-5%·Investimento de renovação: 280.000 yuan·Tempo de operação anual: 6000 horas·Potência original do sistema: 110kW·Economia estimada de energia: 35%·Preço de eletricidade: 0,8 yuan/kwh·Economia anual de eletricidade: 110kW × 35%× 6000h = 231.000 kWh·Economia anual de eletricidade: 231.000 × 0,8 = 184.800 yuan·Redução de custos de manutenção: cerca de 20.000 yuan/ano·Redução de resíduos: cerca de 30.000 yuan/ano·Renda anual total: cerca de 235.000 yuan·Período de retorno simples: 28/23,5≈1,2 anos·Considerando o valor temporal do dinheiro: cerca de 1,5 anos·Monitoramento de condições: sensores integrados de pressão, temperatura e vibração para monitorar o estado de saúde da bomba em tempo real·Manutenção preditiva: preveja a vida restante do serviço com base na análise de big data e otimize os planos de manutenção·Controle adaptativo: otimiza automaticamente o ponto de operação de acordo com os parâmetros do processo e as alterações de carga·Diagnóstico remoto: análise e orientação remota de falhas através da Internet industrial·Novo par de fricção Material: Reduza o vazamento interno e aumente a eficiência volumétrica para mais de 98%·Algoritmo de controle otimizado: correspondência de carga mais precisa, reduzindo o trabalho desperdiçado·Sistema de energia híbrida: combinado com o acionamento de frequência variável para obter regulamentação secundária·Tecnologia de recuperação de energia: usando a energia potencial descendente da máquina de forjamento para gerar eletricidade·Materiais de alta resistência e leve: Aumente a densidade de potência e reduza o volume e o peso·Tecnologia de tratamento de superfície: como o revestimento DLC, prolongando a vida útil dos pares de fricção -chave·Material composto Aplicação: substitua algumas peças de metal, reduza o ruído e o custo·Fabricação aditiva: moldagem integrada de canais de fluxo complexos para otimizar o desempenho hidráulico·Adaptação de óleo hidráulico biodegradável: design otimizado para se adaptar à mídia ambientalmente amigável·Tecnologia de controle de vazamento: o padrão para vazamento externo zero·Supressão de ruído: reduza o ruído em outro 3-5dB por meio de otimização estrutural·Design reciclável: melhorar a taxa de recuperação do material e desmontagem com conveniência·Padronização da interface: simplifica a integração do sistema e reduz os requisitos de personalização·Design modular: atender às diversas necessidades combinando módulos padrão·Configuração do software: o ajuste da função é alcançado através da configuração de parâmetros em vez de alterações de hardware·Plataforma unificada global: especificações técnicas de produtos consistentes em diferentes regiões1.Alta pressão e alta eficiência: a série A4VSO tem uma pressão nominal de 350 bar e um pico de pressão de 400 bar, e uma variedade de métodos de controle variável para corresponder perfeitamente aos requisitos do processo de forjamento.2.Economia significativa de energia: comparada aos sistemas de bombas quantitativas tradicionais, a economia de energia típica é de 30 a 50%e o período de retorno do investimento é curto3.Confiável e durável: rolamentos de grau de aviação e design de pares de fricção otimizado garante uma vida longa em ambientes de forjamento severo4.Adaptação flexível: o deslocamento varia de 40 a 1000ml/r, vários modos de controle para atender às necessidades de diferentes equipamentos de forjamento5.Previsão inteligente: possuindo a base técnica para o desenvolvimento inteligente e em rede para atender às necessidades de futuras fábricas inteligentes·Prioridade é dada à solução de bomba variável A4VSO, especialmente a especificação 125-355ml/R·Selecione o método de controle de acordo com as características do processo. O controle elétrico EO2 é recomendado para processos complexos.·Design razoável do sistema hidráulico para dar um jogo completo às vantagens da bomba de deslocamento variável·Avaliando a economia de converter um sistema de bomba de deslocamento fixo em uma bomba de deslocamento variável A4VSO·Priorize a transformação de alto consumo de energia e equipamento de alta taxa de carga·Considere a renovação em fases para reduzir o risco de investimento·Manter estritamente o nível NAS9 de limpeza de óleo·Monitoramento regular do status da bomba e manutenção preventiva·Estabelecer um arquivo completo de operação e manutenção·Mercado de ponta: as bombas variáveis inteligentes e em rede se tornarão padrão·Mercado de ponta: acelerando a transição de bombas de deslocamento fixo para bombas de deslocamento variável·Campos emergentes: como forjamento de precisão, forjamento isotérmico etc., que têm demanda crescente por bombas de alto desempenho1.Será dada prioridade para avaliar a solução de bomba variável A4VSO, especialmente os produtos de especificação 180-355ml/R2.Escolha um integrador de sistema experiente para garantir a otimização do projeto3.Invista no treinamento de manutenção do operador para tirar o máximo proveito do seu equipamento4.Estabelecer relacionamento de cooperação técnica de longo prazo e rastrear a inovação de produtos
Nas modernas operações de mineração de carvão, os motores de pistão axial hidráulicos são componentes de energia central, e seu desempenho determina diretamente a eficiência de trabalho e a confiabilidade das máquinas de mineração de carvão. Os motores variáveis de pistão axial da série A6VM tornaram-se a solução de acionamento preferido para equipamentos de mineração de carvão de ponta em casa e no exterior devido à sua excelente densidade de potência, ampla faixa de regulação de velocidade e excelente durabilidade. Este artigo analisará de maneira abrangente as características técnicas dos motores da série A6VM, explorará profundamente seus cenários de aplicação em principais equipamentos de mineração de carvão, como máquinas de mineração de carvão, máquinas de tunelamento e transportadores de raspadores, explicam sistematicamente suas vantagens de economia de energia em comparação com motores tradicionais e fornecerão recomendações científicas de seleção e manutenção. Finalmente, espera as perspectivas de desenvolvimento dessa tecnologia na construção de minas inteligentes.
Introdução: Requisitos principais dos sistemas hidráulicos para equipamentos de mina de carvão
Como um componente importante da estrutura energética global, a eficiência de mineração e a segurança da carvão sempre foram o foco da indústria. Com a crescente profundidade da mineração de carvão e o ambiente operacional cada vez mais complexo, requisitos mais altos são colocados em máquinas e equipamentos de mineração de carvão - alta potência, regulação precisa da velocidade, alta confiabilidade e economia de energia e proteção ambiental tornaram -se os quatro indicadores principais dos modernos equipamentos de mineração de carvão. Nesse contexto, o sistema de transmissão hidráulica tornou -se o método de transmissão de energia preferido para vários tipos de máquinas de mineração de carvão devido a suas vantagens, como alta densidade de potência, layout flexível e forte resistência ao impacto.
Como atuador -chave do sistema hidráulico, o desempenho do motor do pistão axial hidráulico afeta diretamente o desempenho de toda a máquina. Os motores quantitativos tradicionais geralmente enfrentam problemas, como faixa de regulação de velocidade estreita, baixa eficiência e manutenção frequente em condições de trabalho duras em minas de carvão, o que restringe seriamente o desempenho completo do equipamento. Os motores variáveis de pistão axial da série A6VM resolvem perfeitamente esses pontos problemáticos por meio de design inovador de eixos helicoidais e tecnologia de controle avançado, fornecendo soluções de energia eficientes e confiáveis para equipamentos de mina de carvão.
Este artigo introduzirá os princípios técnicos e as características do produto dos motores da série A6VM, analisará em detalhes suas aplicações típicas em vários tipos de equipamentos de mineração de carvão, demonstraram suas vantagens de economia de energia por meio de dados comparativos e fornecerão um guia prático de seleção e manutenção. Por fim, aguardará suas perspectivas de desenvolvimento em minas inteligentes, fornecendo uma referência abrangente para fabricantes, usuários e técnicos de equipamentos de mineração de carvão.
Rexroth A6VM Series Pistão Axial Variável Motor Technology Análise
Visão geral da série de produtos e parâmetros básicos
Linha de produto do motor variável de alta pressão projetada para condições de serviço pesado, cobrindo uma faixa de especificação de 28 a 1000, que pode atender às necessidades de equipamentos de mineração de carvão de diferentes níveis de potência. Esta série adota um conceito de design modular e pode ser dividido em duas categorias de acordo com a pressão nominal: a pressão nominal de motores com especificações de 28 a 200 é de 400 bar, e o pico de pressão pode atingir 450bar; enquanto a pressão nominal de produtos com especificações de 250 a 1000 é de 350 bar e a pressão de pico é de 400 bar. Esse design de alta pressão permite que a série A6VM emite maior torque no mesmo volume, o que é particularmente adequado para aplicações de máquinas de mineração de carvão com espaço limitado, mas requisitos de alta energia.
A faixa de deslocamento é outra vantagem significativa da série A6VM, suas características variáveis de escapados permitem que o deslocamento seja ajustado continuamente dentro da faixa de VG max a VG min (= 0). Tomando o modelo A6VM140 como exemplo, o deslocamento máximo pode atingir 171,8cm³ e o deslocamento mínimo pode ser ajustado para 0. Essa ampla faixa de ajuste permite que um único motor se adapte às necessidades de várias condições operacionais de equipamento de mineração de carvão, simplificando bastante o design do sistema de transmissão. Em termos de características de velocidade, a faixa de velocidade nominal desta série de motores sob condições VG MAX é de 2500-4450rpm (dependendo de diferentes especificações), e a velocidade máxima pode atingir 8400rpm em deslocamento mínimo, demonstrando excelente desempenho de alta velocidade.
Estrutura central e princípio de trabalho
A série A6VM adota um grupo de rotor de êmbolo cônico axial com um design de eixo inclinado. Essa estrutura tem maior densidade de potência e vida útil mais longa do que o design tradicional de placas inclinadas. Seus componentes principais incluem o corpo do cilindro, o êmbolo, a placa da válvula, o eixo inclinado e o mecanismo variável, etc. Todos os pares de atrito são otimizados e equipados com sistemas de rolamentos de alta qualidade para garantir o desempenho estável no ambiente severo das minas de carvão.
Princípio de trabalho, quando o óleo de alta pressão entra na cavidade do êmbolo através da placa de distribuição, ele empurra o êmbolo a se mover axialmente. Devido à inclinação certa do eixo inclinado, o movimento linear do êmbolo é convertido no movimento rotacional do eixo principal. Ajustando a inclinação do eixo inclinado, o deslocamento do motor pode ser alterado para obter ajuste de ponta da velocidade e torque de saída. O design exclusivo do mecanismo variável da série A6VM faz com que ele responda rapidamente e tenha alta precisão de controle, e pode corresponder às mudanças nos requisitos de carga do equipamento de mina de carvão em tempo real.
Vale ressaltar que o motor A6VM adota um projeto de rotação bidirecional, que pode facilmente obter comutação avançada e reversa. Esse recurso é particularmente importante no equipamento de mineração de carvão que requer reversão frequente (como a cabeça de corte de um RoadHeader). Ao mesmo tempo, o design simétrico de sua estrutura interna garante a consistência do desempenho em condições de trabalho avançadas e reversas, evitando o problema da degradação do desempenho reverso causada pelo design unidirecional dos motores tradicionais.
Destacar recursos e vantagens técnicas
Motores de pistão axial hidráulico da série A6VM têm muitas vantagens técnicas em aplicações de minas de carvão:
A alta densidade de potência é um dos recursos mais notáveis da série A6VM. Ao otimizar o caminho do fluxo hidráulico e usar materiais de alta resistência, esta série de motores atinge a saída de torque extremamente alta em tamanho compacto. Tomando o modelo A6VM200 como exemplo, ele pode produzir até 1550 nm de torque à pressão nominal e pesa apenas 78 kg. Essa excelente relação potência / peso o torna uma escolha ideal para equipamentos de mineração de carvão com espaço limitado.
A ampla faixa de controle permite que o A6VM atenda aos requisitos duplos de alta velocidade e alto torque de equipamentos de mineração de carvão. Nas operações de mineração de carvão, o equipamento geralmente precisa alternar frequentemente entre condições de baixa e alta torque (como corte de carvão duro) e condições de alta velocidade e baixa torque (como mudança rápida). Os motores tradicionais de deslocamento fixo precisam usar caixas de câmbio complexas para atingir esse requisito, enquanto o motor de deslocamento variável A6VM pode atingir esse requisito simplesmente ajustando o deslocamento, simplificando bastante o sistema de transmissão e melhorando a confiabilidade.
Excelentes características de partida e baixo momento de inércia permitem que a série A6VM tenha um bom desempenho nas frequentes condições de partida da mineração de carvão. As máquinas de mineração de carvão geralmente precisam começar instantaneamente e suportar cargas repentinas. Os motores tradicionais são propensos a problemas, como dificuldade em iniciar ou impacto excessivo. O A6VM reduz significativamente o torque de atrito inicial, otimizando a estrutura do êmbolo e o sistema de mancais. Ao mesmo tempo, tem um pequeno momento de inércia e uma velocidade de resposta rápida, garantindo a partida suave do equipamento em condições de carga pesada.
O design robusto e durável torna o A6VM particularmente adequado para o ambiente severo das minas de carvão. Seu alojamento é feito de ferro fundido de alta resistência, os principais pares de atrito são especialmente tratados e o sistema de rolamentos é reforçado para resistir à poeira, umidade e vibração no ambiente da mina de carvão. As aplicações práticas mostraram que, com a manutenção adequada, a vida útil do motor A6VM em equipamentos de mina de carvão pode atingir 1,5-2 vezes a dos motores tradicionais, reduzindo bastante os custos de inatividade do equipamento e manutenção.
Tabela: Comparação de parâmetros técnicos de alguns modelos de série Rexroth A6VM
modelo
Deslocamento VG max (cm³)
Pressão nominal (bar)
Pressão de pico (barra)
Velocidade nominal (RPM)
Torque (nm)
Peso (kg)
A6VM55
85.2
400
450
3900
610
36
A6VM107
115.6
400
450
3550
828
46
A6VM160
171.8
350
400
3100
1230
62
A6VM200
216.5
350
400
2900
1550
78
Análise de aplicações típicas de A6VM em equipamentos de mina de carvão
Sistema de acionamento de máquina de mineração de carvão
Como o equipamento central da face de mineração moderna totalmente mecanizada, o desempenho da máquina de mineração de carvão afeta diretamente a eficiência da produção e a segurança das minas de carvão. Com sua saída de alto torque e capacidade de regulação de velocidade precisa, o motor de pistão axial hidráulico da série A6VM tornou-se a escolha ideal de acionamento para a tração e o corte de partes da máquina de mineração de carvão de ponta.
No sistema de tração do Shearer, o motor A6VM é geralmente usado em conjunto com um redutor para acionar o tosquiador para se mover ao longo da face de trabalho. A complexidade das condições geológicas da mina de carvão exige que o sistema de tração seja capaz de ajustar a velocidade e o torque em tempo real, de acordo com as mudanças de carga. As características variáveis de escassas do A6VM permitem que o tosquiador reduza automaticamente a velocidade e aumente o torque em condições de carvão duras e aumente a velocidade e a produtividade em condições de carvão moles. Os dados reais do aplicativo mostram que o sistema de tração do cisalhador usando o motor A6VM é 15% -20% mais eficiente que a solução motora quantitativa tradicional, especialmente na face de trabalho em que a espessura da costura de carvão varia bastante, sua vantagem adaptativa é mais óbvia.
A unidade da seção de corte possui requisitos mais rigorosos no motor, que precisam suportar fortes cargas de impacto e rotação frequente para a frente e reversa. O design de alta densidade de potência da série A6VM permite fornecer torque suficiente para acionar o tambor de corte em um espaço limitado. Seu sistema robusto de rolamentos e o grupo de êmbolo otimizado podem absorver efetivamente a vibração e o impacto durante o processo de corte. Um teste comparativo em uma grande mina de carvão mostrou que a seção de corte da máquina de mineração de carvão usando o motor A6VM160 trabalhava continuamente por 800 horas sem falha sob condições duras de carvão, enquanto motores concorrentes semelhantes exigiam manutenção a cada 500 horas em média.
Aplicação de partes -chave da máquina de perfuração de túnel
O Coal Mine RoadHeaders enfrenta condições de trabalho mais complexas e precisam atender aos requisitos duplos de quebra de rocha eficientes e posicionamento preciso. Os motores da série A6VM têm excelente desempenho na cabeça de corte, mecanismo de carregamento e mecanismo de viagem do RoadHeader.
A tração da cabeça de corte é a função principal da máquina de perfuração do túnel, que exige que o motor forneça uma saída de alto torque contínuo e estável. Os modelos A6VM107 e A6VM140 são frequentemente usados para a unidade de corte de máquinas de perfuração de túnel de tamanho médio. Sua ampla faixa de regulação de velocidade permite que os operadores ajustem a velocidade de corte em tempo real, de acordo com a dureza da formação de rochas, o que não apenas protege os dentes de corte, mas também melhora a eficiência da filmagem. Especialmente ao encontrar falhas ou rochas duras, o motor pode reduzir automaticamente a velocidade e aumentar o torque para evitar a sobrecarga e o desligamento do equipamento. Os dados de aplicação de um projeto de tunelamento de carvão mostram que a máquina de perfuração de túnel usando o motor A6VM tem uma taxa de falha 40% menor e um aumento de 25% nas imagens mensais do que a solução tradicional de acionamento elétrico.
No mecanismo de viagem do RoadHeader, a estabilidade de baixa velocidade e as características precisas de controle do motor A6VM são totalmente utilizadas. As condições dos túneis de mina de carvão são complexos, exigindo que o RoadHeader possa executar o posicionamento preciso no nível de milímetro. O A6VM pode obter uma operação estável de velocidade ultra baixa de 0,1r/min através de um sistema de controle de circuito fechado, atendendo totalmente aos requisitos de posicionamento preciso. Ao mesmo tempo, suas características rápidas de resposta permitem que os operadores ajustem a posição do RoadHeader em tempo hábil para garantir a qualidade da estrada.
Sistema de suporte de raspador e suporte hidráulico
O transportador de raspador é um equipamento -chave para o transporte de carvão na face de trabalho de mina de carvão, e seu sistema de acionamento precisa operar continuamente em alta carga. Os motores da série A6VM têm um bom desempenho no acionamento de cabeça e cauda de transportadores de raspador pesado, especialmente modelos de deslocamento grandes, como A6VM200 e A6VM250, que podem fornecer torque de partida suficiente para superar a resistência da partida de carga total.
Comparados com as unidades motoras tradicionais, os transportadores de raspador usando motores de pistão axial hidráulico A6VM têm três vantagens principais: primeiro, o desempenho da proteção contra sobrecarga é bom. Quando a cadeia do transportador estiver presa, o aumento da pressão no sistema hidráulico reduzirá automaticamente a velocidade do motor para evitar danos aos equipamentos; Segundo, a distribuição de energia é flexível. Quando vários motores são acionados, a potência de cada ponto de acionamento pode ser equilibrada automaticamente; Terceiro, o recurso Soft Start reduz significativamente o impacto da cadeia e estende a vida útil do equipamento. A prática de aplicação em uma mina com uma capacidade de dezenas de milhões de toneladas mostra que a vida útil do transportador de raspador acionada hidraulicamente é superior a 30% maior que a do acionamento elétrico, e o custo anual de manutenção é reduzido em cerca de 150.000 yuans.
No sistema de suporte hidráulico, o motor A6VM é usado principalmente para a função de movimento do quadro rápido. As faces modernas de mineração totalmente mecanizadas exigem que o suporte possa se mover rapidamente com a máquina de mineração de carvão. Os motores quantitativos tradicionais são difíceis de equilibrar a velocidade de empurração e a precisão do posicionamento. O motor variável A6VM pode atingir uma combinação perfeita de movimento da estrutura de alta velocidade e posicionamento preciso através do ajuste de deslocamento, melhorando significativamente a eficiência do avanço da face do trabalho. Os dados de monitoramento mostram que o sistema de suporte usando o motor A6VM possui uma velocidade de movimento de quadros 20% maior que a solução tradicional, e a precisão do posicionamento pode atingir ± 10 mm, o que atende totalmente aos requisitos da superfície de trabalho automatizada.
Outras aplicações de equipamentos auxiliares de mina de carvão
Além do equipamento principal acima, os motores de pistão axial hidráulicos da série A6VM também são amplamente utilizados em vários tipos de equipamentos auxiliares de mina de carvão. Para plataformas de perfuração de minas de carvão, pequenos e médios modelos de deslocamento, como A6VM55 e A6VM80, fornecem energia de rotação ideal. Seu desempenho de alta velocidade atende aos requisitos de perfuração de diferentes formações rochosas, enquanto o controle variável permite o ajuste automático de parâmetros durante o processo de perfuração.
O grupo de bomba de acionamento hidráulico do sistema de drenagem de mina de carvão também costuma usar o motor A6VM como fonte de energia. As condições hidrológicas nas minas de carvão são complexas, o volume de descarga varia bastante e os conjuntos de bombas de velocidade fixa tradicionais são ineficientes. A bomba acionada por motor variável A6VM pode ajustar a velocidade da bomba em tempo real de acordo com as mudanças no nível da água, manter a melhor eficiência de trabalho e obter um efeito significativo de economia de energia. O caso de renovação de uma estação de bombeamento de água central de mina de carvão mostrou que, após a adoção do sistema de variáveis hidráulicas, a economia anual de eletricidade atingiu 450.000 kWh e o período de retorno de investimento foi inferior a 2 anos.
Além disso, os motores A6VM também são usados em dispositivos de passageiros de mina de carvão, trituradores, estações de carregamento e outros equipamentos, e sua confiabilidade e adaptabilidade têm sido amplamente reconhecidas pelos usuários de minas de carvão. Com a melhoria da automação e inteligência de minas de carvão, as características precisas de controle dos motores da série A6VM desempenharão um papel maior e fornecerão soluções de energia de alta qualidade para a construção inteligente de minas.
Tabela: Configurações típicas de aplicação da série A6VM em diferentes equipamentos de mina de carvão
Tipos de equipamentos de mineração de carvão
Modelo A6VM recomendado
Principais benefícios
Efeitos típicos de aplicação
Parte de corte da máquina de mineração de carvão
A6VM160, A6VM200
Alta densidade de torque, resistência ao choque
A eficiência de corte aumentou 20% e a taxa de falha reduzida em 35%
Mecanismo de viagem à máquina chata de túnel
A6VM107, A6VM140
Estabilidade de baixa velocidade, controle preciso
Precisão do posicionamento ± 5 mm, a eficiência das filmagens aumentou 25%
Unidade transportadora de raspador
A6VM200, A6VM250
Início suave, proteção contra sobrecarga
A vida útil da cadeia é prolongada em 30%e o custo anual de manutenção é reduzido em 150.000
Sistema de movimentação de suporte hidráulico
A6VM80, A6VM107
Resposta rápida, controle de velocidade variável
A velocidade de movimento do rack é aumentada em 20%e a precisão do posicionamento é de ± 10mm
Rigação de perfuração de mineração
A6VM55, A6VM80
Ajuste variável de alta velocidade
A eficiência da perfuração aumentou 30% e a vida útil prolongada
Vantagens de economia de energia e análise técnica e econômica do motor variável A6VM
Comparação de consumo de energia com motores de deslocamento fixo tradicionais
Como uma indústria de consumo de alta energia, a melhoria da eficiência energética do equipamento na mineração de carvão está diretamente relacionada aos custos de produção e emissões de carbono. Rexroth A6VM Series Hydraulic Axial Piston Motors Use a tecnologia variável avançada para obter efeitos significativos de economia de energia em comparação com os motores de deslocamento fixo tradicionais, que são refletidos principalmente nos seguintes aspectos:
A regulação adaptativa da carga é o mecanismo central de economia de energia do A6VM. As condições de carga do equipamento de mineração de carvão variam muito. A eficiência dos motores de deslocamento fixo tradicionais cai acentuadamente em cargas parciais. No entanto, o A6VM pode ajustar o deslocamento para manter o motor operando na faixa de alta eficiência. Tomar o sistema de tração da máquina de mineração de carvão como exemplo, quando a carga diminui, o A6VM aumenta automaticamente o deslocamento e reduz a velocidade para manter a pressão de trabalho na área de alta eficiência, enquanto o motor de velocidade fixa faz com que a pressão caia e a eficiência diminua. Os dados medidos reais mostram que, em condições de trabalho típicas, a eficiência média do sistema variável A6VM é 18% -25% maior que o do sistema quantitativo, e a economia anual de eletricidade pode atingir dezenas de milhares de kWh.
Nenhuma perda de transbordamento é outro ponto importante de economia de energia. O equipamento de mina de carvão geralmente requer diferentes combinações de velocidade e torque. O sistema tradicional ajusta o fluxo através da aceleração da válvula proporcional, o que faz com que o óleo de alta pressão transborde através da válvula de transbordamento, resultando em desperdício de energia. O A6VM adota o princípio da regulação da velocidade volumétrica e ajusta a velocidade alterando o deslocamento do motor. O fluxo do sistema é correspondido com precisão com a demanda de carga e as perdas de aceleração e transbordamento são basicamente eliminadas. O caso de modificação de um transportador de raspador de mina de carvão mostra que, após a adoção do sistema variável A6VM, a temperatura do óleo hidráulico é reduzida em uma média de 15-20 ℃, e o consumo de energia do sistema de resfriamento é reduzido em 40%, o que prova totalmente seu efeito de economia de energia.
A função de correspondência de energia permite o sistema A6VM para ajustar dinamicamente a potência de saída de acordo com as condições reais de trabalho. Os requisitos de energia do equipamento de mineração de carvão variam muito em diferentes estágios de trabalho. Por exemplo, um RoadHeader requer alta potência ao cortar, mas apenas baixa potência ao posicionar. O sistema A6VM monitora as mudanças de carga através de sensores e ajusta o deslocamento do motor e a pressão do sistema em tempo real para evitar o desperdício de energia causado por "um grande cavalo puxando um carrinho pequeno". As estatísticas mostram que essa correspondência inteligente de energia pode reduzir o consumo de energia de toda a máquina em 20%a 30%. No contexto do aumento dos preços da energia, essa vantagem tem um valor econômico significativo.
Comparação abrangente com sistemas de acionamento elétrico
Os motores de pistão axial hidráulicos mostram vantagens únicas sob condições de trabalho especiais em minas de carvão:
Capacidade de sobrecarga, o motor A6VM tem uma vantagem natural. A capacidade de sobrecarga do motor elétrico geralmente não é superior a 1,5 vezes o valor nominal, e a duração é curta, enquanto o motor hidráulico pode suportar facilmente 2-2,5 vezes a sobrecarga instantânea, o que é crucial para o equipamento de mineração de carvão que possui cargas de impacto. Por exemplo, quando a máquina de mineração de carvão encontra gangue de carvão duro, o sistema A6VM pode aumentar automaticamente a pressão e o torque para evitar o desligamento do equipamento, enquanto o motor elétrico pode desencadear um desligamento protetor, afetando a eficiência da produção.
A segurança à prova de explosão é a principal consideração do equipamento de mina de carvão. O sistema hidráulico é inerentemente seguro, sem risco de faíscas elétricas, e é particularmente adequado para ambientes de mina de alto gás. O motor A6VM adota um projeto totalmente fechado com um nível de proteção de até IP67, que atende totalmente aos requisitos de poeira e água do ambiente severo das minas de carvão. Por outro lado, os motores à prova de explosão são grandes em tamanho, alto custo e complexos de manter, e não têm vantagens sob algumas condições de trabalho.
Flexibilidade do sistema, o acionamento hidráulico tem valor insubstituível. O sistema A6VM transmite energia através de pipelines, possui um layout flexível e é fácil de obter sincronização de pontos múltiplos e distribuição de energia, o que é particularmente adequado para equipamentos como transportadores de longa distância. No entanto, a unidade elétrica requer um sistema motor e controle independente para cada ponto de acionamento, o que requer grande investimento e controle complexo. Um teste comparativo de uma grande mina de carvão mostrou que, em uma superfície de trabalho acima de 300 metros, o custo total de propriedade de um transportador de raspador acionado hidraulicamente é 15% -20% menor que o de um acionamento elétrico.
Análise de custo do ciclo de vida
De uma perspectiva operacional de longo prazo, o sistema motor de pistão axial hidráulico A6VM tem eficiência econômica superior, que se reflete principalmente nos seguintes aspectos:
Investimento inicial, o custo dos sistemas hidráulicos de ponta é comparável ao dos acionamentos motores à prova de explosão, mas considerando que os sistemas hidráulicos podem simplificar os componentes de transmissão mecânica (como redutores, embreagens etc.), o custo total geralmente é mais competitivo. Especialmente para equipamentos de alta potência, a vantagem de densidade de energia dos sistemas hidráulicos os torna mais valiosos no ambiente de minas de carvão subterrâneo com restrição de espaço.
Os custos operacionais de energia são uma parte importante dos custos do ciclo de vida. Como mencionado anteriormente, o sistema variável A6VM pode economizar energia de 15% a 25% em comparação com os sistemas hidráulicos tradicionais e a energia de 10% a 15% em comparação com as unidades motoras de velocidade fixa. Tomando uma face de mineração de carvão de tamanho médio que consome 2 milhões de kWh de eletricidade por ano como exemplo, o uso do sistema A6VM pode economizar de 200.000 a 500.000 kWh de eletricidade por ano, equivalente a uma conta de eletricidade de cerca de 100.000 a 250.000 yuan (calculada em 0,5 yuan por kWh), com benefícios econômicos significativos.
Custos de manutenção, a série A6VM reduziu significativamente a frequência e os custos de manutenção, graças ao seu design robusto e longa vida útil. As estatísticas mostram que, nas mesmas condições operacionais, o intervalo de revisão do motor A6VM é de 1,5-2 vezes o dos motores comuns, e o consumo de peças de reposição é reduzido em mais de 30%. Além disso, o design modular do sistema hidráulico torna a manutenção no local mais conveniente e reduz o tempo de inatividade do equipamento.
Os benefícios econômicos indiretos trazidos pela melhoria da eficiência da produção são ainda mais consideráveis. A resposta rápida e o controle preciso do sistema A6VM permitem que o equipamento de mineração de carvão opere em parâmetros ideais, melhorando a eficiência da mineração e a taxa de recuperação de recursos. Vários casos de aplicação mostraram que a eficiência das máquinas de mineração de carvão usando o sistema hidráulico A6VM aumentou 10%a 15%, e as filmagens mensais das máquinas de tunelamento aumentaram 20%a 25%. Esses benefícios ocultos geralmente excedem em muito os benefícios diretos de economia de energia.
Tabela: Comparação dos custos completos do ciclo de vida do sistema hidráulico A6VM e tecnologias alternativas (tomando uma máquina de mineração de carvão como exemplo)
Itens de custo
Sistema hidráulico A6VM
Sistema hidráulico quantitativo tradicional
Sistema de acionamento de motor à prova de explosão
Observação
Custo inicial de investimento (dez mil yuan)
120-150
100-130
130-160
Contém um sistema completo de controle de acionamento
Custo anual de consumo de energia (10.000 yuan)
45-55
55-70
50-65
Calculado com base em 6000 horas de operação por ano
Custo de manutenção anual (10.000 yuan)
8-12
12-18
10-15
Incluindo custos de mão -de -obra e peças de reposição
Ciclo de revisão (horas)
8000-10000
5000-6000
6000-8000
Hora de primeiro revisar
Taxa de utilização de equipamentos (%)
85-90
75-85
80-88
Considere o tempo de falha e reparo
Custo total em 5 anos (10.000 yuan)
290-370
350-450
320-410
Investimento inicial + 5 anos de operação e taxa de manutenção
Nota: Os dados da tabela são a média da indústria e os valores específicos variam dependendo das condições da mina e da configuração do equipamento
Guia de seleção e manutenção de motor A6VM
Métodos de seleção científica e parâmetros -chave
A seleção correta é o pré -requisito para garantir que o motor do pistão axial hidráulico tenha um desempenho ideal em equipamentos de mineração de carvão. Existem muitos modelos na série A6VM, que precisam ser selecionados cientificamente de acordo com condições específicas de aplicação, considerando principalmente os seguintes parâmetros:
A seleção de deslocamento é um trabalho básico e precisa ser calculado com base no torque máximo e na pressão de trabalho exigida pelo equipamento. A fórmula é: deslocamento vg = (2π × t)/(Δp × ηm), onde t é o torque de carga (nm), Δp é a diferença de pressão de trabalho (barra) e ηm é a eficiência mecânica (geralmente 0,9-0,95). O equipamento de mineração de carvão geralmente enfrenta cargas repentinas e é recomendável deixar uma margem de torque de 10%a 15%. Por exemplo, o torque máximo de carga de uma certa cabeça de corte no RoadHeader é de 950 nm e a pressão de trabalho do sistema é de 350 bar. Calcula -se que VG teve (3 × 3,14 × 950)/(350 × 0,93) ≈183cm³, por isso é mais apropriado escolher o modelo A6VM200 (VG max = 216,5cm³).
A faixa de velocidade deve atender aos requisitos de velocidade mínima e máxima do equipamento. A série A6VM pode atingir a velocidade mais alta no deslocamento mínimo e fornece torque máximo, mas a velocidade mais baixa no deslocamento máximo. Ao selecionar um modelo, é necessário verificar se a velocidade do motor no VG Max atende aos requisitos de baixa velocidade do equipamento e se a velocidade no VG Min atende aos requisitos de alta velocidade. É particularmente importante observar que o equipamento de mineração de carvão funciona em condições de baixa e alta torque por um longo tempo. É necessário garantir que a curva de eficiência do modelo selecionada sob essa condição seja relativamente plana para evitar superaquecimento causado por uma queda acentuada na eficiência.
O modo de controle depende do grau de automação do equipamento. O A6VM fornece uma variedade de opções de controle: o tipo HD é controle proporcional hidráulico, adequado para a maioria dos equipamentos de mineração de carvão; O tipo de EP é o controle proporcional elétrico, fácil de conectar ao sistema de automação; O tipo EZ possui uma chave neutra, adequada para ocasiões em que é necessário controle preciso da posição. Para o equipamento de mineração inteligente moderno, é recomendável escolher o tipo EP ou EZ para facilitar o monitoramento remoto e o ajuste inteligente. Por exemplo, um projeto de máquina de mineração de carvão inteligente usa o motor A6VM200EP2D/63W2, que é conectado ao sistema de controle através do barramento CAN para obter otimização automática dos parâmetros de corte.
A interface de instalação e o formulário de extensão do eixo devem corresponder à estrutura mecânica do equipamento. A série A6VM fornece uma variedade de opções de extensão de flange e eixo, incluindo padrões ISO, SAE e interfaces personalizadas especiais. O equipamento de mineração de carvão é frequentemente exposto a vibrações fortes. Recomenda-se usar interfaces de flange SAE com melhor rigidez e usá-las com suportes de absorção de choques. O formulário de extensão do eixo precisa considerar os requisitos de transmissão de torque. Recomenda -se usar eixos de spline para ocasiões de torque grandes e eixos de chave plana para torques pequenos e médios.
Configuração do sistema Pontos e precauções
O motor de pistão axial hidráulico A6VM é inseparável a partir da configuração razoável do sistema. Em aplicações de minas de carvão, atenção especial deve ser dada aos seguintes pontos:
A limpeza do óleo é um fator -chave que afeta a vida útil do A6VM. As minas de carvão são empoeiradas, portanto o sistema hidráulico deve estar equipado com filtros de alta precisão. Recomenda -se definir um filtro de 10μm com β≥75 na entrada de óleo e um filtro de 20μm com β≥75 no retorno do óleo. A experiência prática mostra que a contaminação por petróleo causa mais de 70% das falhas motoras de A6VM, por isso deve ser levado a sério. Para ambientes subterrâneos de mina de carvão de alta poeira, considere adicionar um sistema de filtragem offline para filtrar regularmente o óleo no tanque.
A linha de drenagem de óleo geralmente é esquecida, mas é crucial. O A6VM exige que a pressão traseira do dreno do óleo da caixa não exceda 0,5 bar e o tubo de drenagem de óleo retorne diretamente ao tanque de óleo e seja inserido abaixo do nível do óleo. Devido a limitações de espaço, o equipamento de mineração de carvão geralmente usa vários motores para compartilhar uma linha de drenagem de óleo, o que pode levar facilmente a pressão excessiva nas costas e danos causados pelo selo de óleo. Recomenda -se configurar um tubo de drenagem de óleo separado para cada motor A6VM ou usar um tubo comum com um diâmetro grande o suficiente (pelo menos o mesmo diâmetro que a porta de drenagem do óleo do motor). O caso de melhoria de uma máquina de tunelamento de mineração mostra que, depois de otimizar a linha de drenagem de óleo, a vida útil do motor A6VM foi estendida por 3 vezes.
O sistema de refrigeração precisa ser calculado e determinado com base na geração de calor real. A eficiência total do A6VM pode atingir mais de 90% ao trabalhar na zona de alta eficiência, mas a eficiência pode cair para cerca de 80% em condições de baixa velocidade e alta torque e 10% a 20% da energia será convertida em calor. A temperatura ambiente subterrânea nas minas de carvão é alta e as condições de dissipação de calor são ruins; portanto, um mais frio de capacidade suficiente deve ser configurado. Recomenda-se instalar um sensor de temperatura do óleo para o monitoramento em tempo real. Quando a temperatura do óleo exceder 65 ° C, um alarme deve ser emitido e, quando exceder 70 ° C, a máquina deve ser desligada para inspeção. A experiência prática mostra que um bom controle de temperatura pode estender o intervalo de manutenção dos motores A6VM em 30%a 50%.
As medidas anti-vibração são particularmente importantes para equipamentos de mineração de carvão. Embora o A6VM tenha um design robusto e durável, a forte vibração a longo prazo ainda afetará sua vida. Recomenda-se usar suportes de absorção de choque durante a instalação, e todos os tubos de conexão devem usar transições de mangueira flexíveis para evitar conexões rígidas. Especialmente para peças de vibração de alta frequência, como a parte de corte da máquina de mineração de carvão, é possível considerar a adição de um acumulador hidráulico para absorver pulsações de pressão. O monitoramento dos dados de uma mina de carvão mostrou que medidas perfeitas de antivibração reduziram a taxa de falha do motor A6VM em um ambiente de vibração forte em 60%.
Melhores práticas de manutenção
A manutenção científica pode maximizar a vida útil do motor de pistão axial hidráulico A6VM. Os pontos de manutenção no ambiente da mina de carvão incluem:
Os itens de inspeção diária devem incluir: nível de óleo, temperatura do óleo, qualidade do óleo; Temperatura da moradia do motor (não deve exceder 80 ℃); ruído ou vibração anormal; vazamento em cada conexão. Recomenda-se adotar o método de quatro etapas de "Look, ouvir, toque e medir": observe a cor e a espuma do óleo; Ouça se o som em execução é uniforme; Toque na temperatura da caixa para ver se é anormal; e medir se a pressão e o fluxo do sistema são normais. É melhor realizar uma rápida inspeção de equipamentos de mina de carvão a cada turno e registro parâmetros -chave para facilitar a descoberta de sinais iniciais de falha.
de manutenção regular deve ser determinada de acordo com as condições reais de trabalho. Geralmente é recomendável substituir o filtro de óleo de retorno a cada 500 horas de trabalho; Pegue amostras para testar o teor de contaminação e umidade de óleo a cada 2000 horas; e realizar uma inspeção abrangente do desgaste interno do motor a cada 4000 horas. O ambiente subterrâneo das minas de carvão é duro e o ciclo de manutenção pode ser apropriadamente reduzido. Durante a manutenção, deve -se prestar atenção especial ao desgaste de pares de atrito das chaves, como êmbolo, placas de distribuição e rolamentos e peças que excedem o valor permitido devem ser substituídos no tempo. A experiência de manutenção de uma grande mina de carvão mostra que insistir na manutenção preventiva pode estender o intervalo de revisão do motor A6VM para mais de 10.000 horas.
O diagnóstico de falhas requer pensamento sistemático. As falhas comuns do A6VM incluem: dificuldade em iniciar (possivelmente devido à viscosidade excessiva do petróleo ou ingestão de ar do sistema); torque de saída insuficiente (possivelmente devido a vazamento interno excessivo ou pressão de controle insuficiente); Ruído anormal (possivelmente devido a danos causados por danos ou pluneiro). Durante o diagnóstico, uma análise abrangente de múltiplos parâmetros como pressão, fluxo e temperatura deve ser conduzida para evitar erros de julgamento. Por exemplo, possíveis razões para a temperatura do motor excessivo incluem: viscosidade inadequada de óleo, resfriamento insuficiente, vazamento interno excessivo, operação de sobrecarga, etc., que precisam ser verificados um por um. Recomenda -se que as empresas de mineração de carvão sejam equipadas com equipamentos básicos de teste hidráulico, como manômetros de pressão, medidores de fluxo, termômetros infravermelhos, etc., para melhorar a eficiência do diagnóstico de falhas.
O gerenciamento de peças de reposição é crucial para reduzir o tempo de inatividade. As minas de carvão têm altos requisitos para a continuidade da produção. Recomenda -se armazenar as seguintes peças de reposição de chave A6VM: conjunto de vedação do eixo, conjunto de sapatos de êmbolo, placa de distribuidor, kit de rolamentos. As peças de reposição devem ser armazenadas em um ambiente limpo e seco, e a precisão dimensional e a qualidade da superfície devem ser verificadas antes da instalação. Lembrete especial: os acessórios de diferentes modelos de A6VM não podem ser misturados. Mesmo peças com aparência semelhante podem ter pequenas diferenças. O uso forçado levará à falha precoce. A lição de uma mina de carvão mostra que o uso de acessórios não originais diminui a vida útil média do motor A6VM em 40%.
Tabela: Ciclo de manutenção recomendado para motores A6VM em ambientes de minas de carvão
Projeto de manutenção
Inspeção diária
500H Manutenção
2000H Manutenção
4000H Manutenção
Observação
Verificação do nível do óleo
✓
✓
✓
✓
Conduzido em cada transferência de turno
Monitoramento da temperatura do óleo
✓
✓
✓
✓
Registra temperaturas operacionais máximas e mínimas
Inspeção/substituição do filtro
-
✓
✓
✓
Encurre o ciclo de reposição quando a poluição for grave
Detecção de contaminação por óleo
-
-
✓
✓
NAS Nível 9 ou abaixo é considerado qualificado
Verificação de vazamento externo
✓
✓
✓
✓
Incluindo vedações de eixo, interfaces, etc.
Detecção de ruído e vibração
✓
✓
✓
✓
Estabelecer um valor de linha de base para comparar mudanças
Inspeção de aperto do parafuso de chave
-
✓
✓
✓
Re-apertar de acordo com os requisitos de torque
Inspeção de desgaste interno
-
-
-
✓
Verifique o desgaste de êmbolo, placa da válvula, etc.
Medição de depuração do rolamento
-
-
-
✓
Se o valor exceder o valor permitido, ele precisará ser substituído
Teste de função da válvula de controle
-
✓
✓
✓
Garantir que a resposta do mecanismo variável seja sensível e preciso
NOTA: O ciclo de manutenção da tabela é uma recomendação geral e deve ser ajustado de acordo com as condições reais das condições de trabalho e as recomendações do fabricante do equipamento.
As perspectivas de desenvolvimento da tecnologia A6VM sob a tendência da mineração inteligente
Integração e aplicação da tecnologia digital
Com o avanço acelerado da construção inteligente de minas, os motores de pistão axial hidráulicos estão se transformando de elementos de poder simples para atuadores inteligentes. A série A6VM fornece uma plataforma ideal para a atualização digital de equipamentos de mineração de carvão, integrando sensores e interfaces de comunicação. A nova geração de motores EPR A6VM possui sensores de pressão, temperatura e velocidade internos, que podem monitorar o status de trabalho em tempo real e transmitir dados para o sistema de controle através da interface CAN ou IO-Link. Essa função de monitoramento inteligente permite que os gerentes de equipamentos compreendam remotamente o estado de saúde do motor, realizem manutenção preditiva e evitem interrupções de produção causadas por falhas repentinas.
A tecnologia gêmea digital no sistema A6VM é ampla. Ao construir um modelo virtual do motor e sincronizar os dados operacionais do motor físico em tempo real, o desempenho em várias condições de trabalho pode ser simulado e previsto no espaço digital. As empresas de mineração de carvão podem usar essa tecnologia para otimizar os parâmetros operacionais do equipamento, simular as melhores estratégias de corte sob diferentes condições geológicas e até prever a vida útil restante dos principais componentes. Por exemplo, uma mina de teste conectou o modelo gêmeo digital do motor A6VM200 ao sistema de controle central da mina e alcançou com sucesso o ajuste adaptativo da potência de corte, reduzindo o consumo de energia por tonelada de carvão em 12%.
O controle automático é o principal requisito de minas inteligentes. A combinação da série A6VM e da tecnologia proporcional eletro-hidráulica fornece atuadores precisos para equipamentos de mineração de carvão. Ao programar e controlar a direção do deslocamento e rotação do motor, podem ser realizadas funções avançadas, como ajuste automático de altura da máquina de mineração de carvão e o posicionamento automático da máquina de tunelamento. Em particular, o interruptor da posição neutra (NLS) equipado com o motor A6VM EZ pode detectar com precisão a posição do eixo inclinado e fornecer sinais de feedback para o controle de circuito fechado. A prática mostrou que a precisão do controle de altura do tambor da máquina de mineração de carvão usando o controle inteligente A6VM pode atingir ± 2cm, excedendo em muito o nível de operação manual.
Inovação contínua da tecnologia de economia de energia
De acordo com a meta de "carbono duplo", os requisitos de economia de energia e redução de consumo para equipamentos de mineração de carvão estão aumentando constantemente, e a inovação da série A6VM em eficiência energética continuará a se aprofundar:
O sistema de energia híbrido fornece uma nova idéia de economia de energia para equipamentos hidráulicos de mina de carvão. A combinação do motor A6VM com armazenamento de energia do volante ou supercapacitor pode fornecer energia auxiliar quando a carga muda repentinamente, reduzindo a demanda de energia de pico da bomba principal. Este sistema é particularmente adequado para equipamentos com grandes flutuações de carga, como máquinas de tunelamento. Pode reduzir a energia instalada em 15% a 20% e melhorar a velocidade de resposta dinâmica. Um certo modelo de máquina de tunelamento híbrido usa um motor A6VM140 e um dispositivo de armazenamento de energia do volante de 50kj, o que reduz a potência do pico de corte em 25% e a eficiência da recuperação de energia atinge 35%.
O sistema de controle da bomba de velocidade variável é outra direção importante de desenvolvimento. O sistema de bomba variável de pressão constante tradicional ainda tem perda de limitação sob carga parcial, enquanto o sistema de velocidade variável que usa um motor de frequência variável para acionar a bomba e o motor A6VM pode obter uma correspondência de fluxo mais precisa. Este sistema controla o fluxo ajustando a velocidade da bomba em vez de acelerar, o que pode teoricamente eliminar todas as perdas de aceleração. Os dados do teste de campo mostram que o sistema de controle da bomba de velocidade variável economiza energia de 10% a 15% em comparação com o sistema tradicional sensível à carga e 30% a 40% de energia em comparação com o sistema de bomba de deslocamento fixo, representando a direção futura da tecnologia de transmissão hidráulica.
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A tecnologia de recuperação de energia tem valor especial em equipamentos de mineração de carvão. Quando o motor A6VM funciona como uma bomba, ele pode converter a energia potencial gravitacional do equipamento quando está travada ou abaixada em energia hidráulica para armazenamento e utilização. Por exemplo, quando a máquina de mineração de carvão é rebocada ou o suporte hidráulico é reduzido, alguma energia pode ser recuperada. O sistema avançado de recuperação de energia usa o motor A6VM em combinação com o acumulador, e a eficiência da recuperação pode atingir mais de 60%. As estatísticas de uma determinada mina de teste mostram que, após a aplicação abrangente de várias tecnologias de economia de energia, o consumo total de energia do equipamento de face de trabalho foi reduzido em 25%a 30%, economizando mais de um milhão de yuans em contas de eletricidade anualmente.
Avanços em materiais e processos de fabricação
O motor de pistão axial hidráulico A6VM é inseparável da inovação de materiais e tecnologia de fabricação:
Os materiais dos pares de fricção têm uma vida útil significativamente prolongada. O novo sapato deslizante de material composto e a placa distribuidor revestido melhoram a resistência ao desgaste de A6VM no ambiente de alto pó das minas de carvão em mais de 50%. Em particular, os pares de fricção-chave usando o revestimento de carbono do tipo diamante (DLC) têm um coeficiente de atrito tão baixo quanto 0,05-0,08, o que reduz bastante o torque inicial e as perdas mecânicas. Um teste comparativo em uma mina de carvão mostrou que o motor A6VM usando novos materiais reduziu o aumento da temperatura em 10 a 15 ° C nas mesmas condições operacionais e prolongou sua vida útil esperada em 8.000 horas de trabalho.
A tecnologia de rolamentos aumentou a capacidade de carga do A6VM. A nova geração de rolamentos de cerâmica híbrida (anéis de aço com bolas de cerâmica) apresentam excelente resistência à corrosão no ambiente úmido das minas de carvão, permitindo velocidades mais altas e intervalos de lubrificação mais longos. O grupo de rolamentos pré -carregado otimizado para cargas de choque pode efetivamente absorver a energia de vibração durante as operações de corte e proteger a estrutura interna do motor. As aplicações práticas mostram que a taxa de falha do motor A6VM usando o novo rolamento em condições de carga pesada é reduzida em mais de 40%.
A tecnologia de fabricação aditiva fornece novas possibilidades para o design otimizado do A6VM. A impressão 3D pode fabricar canais de fluxo complexos e estruturas leves que são difíceis de alcançar com os processos tradicionais, melhorando ainda mais a densidade e a eficiência de potência. As empresas chinesas começaram a experimentar o uso da tecnologia seletiva de fusão a laser (SLM) para fabricar certos componentes -chave do A6VM, como cilindros com formas otimizadas de canais de óleo. Os dados de teste mostram que esse design aumenta a eficiência volumétrica do motor em 2%a 3%, o que pode trazer consideráveis benefícios de economia de energia na operação de longo prazo.
Papel na construção de minas verdes
A transformação verde da indústria de mineração de carvão criou um novo espaço de aplicativo para a tecnologia A6VM:
O sistema hidráulico de acionamento totalmente elétrico é a tendência futura de equipamentos de mineração de carvão. A combinação do motor A6VM com cilindro elétrico, válvula de controle elétrico e outros componentes pode construir um sistema "hidráulico verde" completamente livre de vazamentos. Este sistema usa óleo hidráulico biodegradável, que não poluirá o ambiente da minas, mesmo que vaze. Atualmente, as empresas chinesas estão desenvolvendo uma versão aprimorada do A6VM especificamente para sistemas hidráulicos elétricos, usando materiais especiais de vedação e tratamento de superfície para garantir a compatibilidade com óleos ecológicos.
A tecnologia de controle de ruído torna o A6VM mais adequado para minas modernas com altos requisitos para o ambiente de trabalho. Ao otimizar o número de pisões e o momento da distribuição de fluxo, o nível de ruído da nova geração A6VM é 3-5dB menor que o dos produtos tradicionais. Combinados com silenciadores externos e suportes de absorção de choques, o ambiente de som subterrâneo pode ser melhorado. Os dados medidos mostram que o nível de pressão sonora do sistema A6VM com um conjunto completo de medidas de redução de ruído não excede 75dB a 1 metro, o que melhora bastante as condições de trabalho dos mineradores.
O design de longa duração reduz a geração de resíduos e está em conformidade com o conceito de economia circular. O design modular da série A6VM produz mais de 90% dos materiais recicláveis e as peças de desgaste das chaves podem ser substituídas individualmente sem descartar toda a máquina. Rexroth também estabeleceu um sistema completo de remanufatura. Após o reparo profissional, o desempenho de motores antigos pode ser restaurado para mais de 95% dos novos, enquanto o custo é de apenas 60% a 70% dos novos. A prática de um grupo de mineração mostra que o uso de motores A6VM remanufaturados economiza 30% dos custos de compras anualmente e reduz 50 toneladas de resíduos hidráulicos.
À medida que a construção de minas verdes inteligentes é promovida, os motores de pistão axial hidráulicos da série A6VM continuarão inovando, fornecendo forte poder enquanto atende às necessidades diversificadas da indústria de mineração de carvão para alta eficiência, economia de energia, controle inteligente e amizade ambiental, tornando -se um componente central indispensável na modernização da modernização dos equipamentos de mineração de carvão. As empresas de mineração de carvão devem prestar muita atenção a essas tendências de desenvolvimento tecnológico e atualizar equipamentos em tempo hábil para manter a competitividade do mercado e alcançar as metas de desenvolvimento sustentável.
À medida que o desenvolvimento de recursos marinhos continua a avançar para áreas de águas profundas, os equipamentos marinhos têm requisitos cada vez mais altos para a confiabilidade, eficiência energética e inteligência dos sistemas hidráulicos. Com seu excelente desempenho, a bomba de pistão axial hidráulico da série A4VSO tornou -se um componente -chave de potência no campo global de construção naval offshore. Este artigo analisará de forma abrangente as características técnicas da bomba variável do pistão axial A4VSO, suas aplicações típicas no campo de construção naval marítima, soluções de integração de sistemas e tendências futuras de desenvolvimento, fornecendo referência profissional para usuários do setor.
Vantagens técnicas da bomba de pistão axial A4VSO
As bombas de pistão axial hidráulico da série A4VSO representam o nível avançado da tecnologia de transmissão hidráulica de circuito aberto atual. Sua estrutura variável da bomba de pistão axial com design de placa de swash é particularmente adequada para a demanda por alta pressão, fluxo grande e condições de carga variável no campo dos navios offshore. Esta série de bombas adota uma estrutura inovadora de placas de swash, e o fluxo é proporcional à velocidade e deslocamento do acionamento. Ao ajustar a inclinação da placa de swash, é alcançado o controle variável de escapados, fornecendo recursos precisos de regulação de energia para operações complexas de engenharia offshore.
A bomba de pistão axial A4VSO possui excelentes parâmetros de desempenho, permitindo uma pressão de trabalho contínua de 280 bar e um pico de pressão de até 400 bar, atendendo totalmente aos requisitos rigorosos de equipamentos operacionais de alto mar para sistemas hidráulicos de alta pressão. Seu design de baixo ruído melhora significativamente o ambiente de trabalho da sala de máquinas do navio, enquanto as características otimizadas de absorção de óleo garantem suprimento estável de óleo sob as condições de balanço do navio. Vale a pena mencionar particularmente que esta série de bombas tem uma vida de serviço ultra longa. Seus pares de atrito adotam a tecnologia avançada de tratamento de superfície e o emparelhamento de materiais, como a combinação otimizada de brass de manganês HMN58-3 e 20crmnti Alloy Steel Carbonitridion, o que melhora bastante a resistência ao desgaste dos componentes-chave.
A alta eficiência e o design de confiabilidade são a principal competitividade da série A4VSO. O corpo da bomba adota um design de acionamento por eixo, que pode ser instalado com bombas de engrenagem adicionais ou bombas de pirrogem da mesma especificação de deslocamento, realizando um layout de alta densidade de potência em um espaço compacto. O eixo de acionamento pode absorver cargas axiais e radiais, reduzindo a necessidade de estruturas de suporte adicionais. Em resposta às necessidades especiais de aplicações offshore, desenvolvemos o produto do tipo "F2" adequado para a mídia hidráulica resistente à água HFC-etileno glicol. Este modelo não requer descarga de rolamento externo, simplifica a tubulação do sistema e é particularmente adequado para plataformas offshore e aplicativos de envio, onde há um risco de incêndio.
A inovação tecnológica da série A4VSO também se reflete em seus recursos inteligentes de controle. Ao integrar um controlador eletro-hidráulico com uma válvula proporcional de alta resposta ou válvula servo, a bomba pode atingir a resposta dinâmica de nível milissegundo, que é crucial para guinchos offshore e sistemas de compensação de pesos que requerem ajuste rápido. O mais recente controlador eletro-hidráulico DS2R adota a tecnologia de válvula proporcional de resposta de alta frequência de 4WRPH, o que não apenas melhora a precisão do controle, mas também reduz o filtro de empilhamento através do design simplificado, reduz o risco de contaminação do sistema e facilita a manutenção.
Em termos de materiais e processos de fabricação, a bomba de pistão axial A4VSO adota uma série de tecnologias proprietárias. O par de fricção do sapato deslizante e a placa swash são projetados usando o método de suporte de pressão estática e o método de força de fixação residual para garantir a formação de um filme de óleo lubrificante estável em condições de alta pressão; O êmbolo e o corpo do cilindro são pareados com um projeto de ranhura de empate para otimizar o controle de folga (geralmente um milésimo do diâmetro do êmbolo), o que não apenas reduz o vazamento interno, mas também evita o risco de se recuperar. O mecanismo da placa da válvula foi otimizado para anti-escavitação e combinado com uma vedação de eixo de PTFE reforçada, melhorando significativamente a estabilidade operacional da bomba em condições de contenção de gás.
Tabela: Parâmetros de desempenho da chave da bomba de pistão axial rexroth A4VSO
Categoria de parâmetro
Indicadores técnicos
Vantagens de aplicações offshore
Faixa de pressão
Pressão de trabalho contínua 280bar, pressão de pico 400bar
Atendendo às necessidades de operações de alta pressão no mar profundo
Faixa de deslocamento
40-500ml/r várias especificações
Adaptar -se a diferentes requisitos de energia
Método de controle
Ajuste variável de placa swash
MAIS COM MAIXA COM MAIXA
Compatibilidade da mídia
Líquido retardador de petróleo mineral/HFC
Adaptar -se a diferentes requisitos de segurança
Características de eficiência
Eficiência volumétrica> 95%, eficiência total> 90%
Reduzir o consumo de energia e os custos operacionais
Índice de vida útil
> 20.000 horas (B10)
Reduza o tempo de inatividade da manutenção
O design resistente à corrosão para o ambiente offshore também é um recurso notável da série A4VSO. O sensor de ângulo da unidade de pistão axial compatível com IP67 pode suportar a corrosão em ambientes de spray de alto sal, garantindo uma operação confiável a longo prazo em condições marinhas severas. Os principais componentes da bomba são feitos de aço inoxidável e materiais de aço resistentes ao calor, como o aço inoxidável duplex especificado nos padrões GB/T20878-2007 e os padrões GB/T21833-2008, que podem efetivamente resistir à corrosão da água do mar.
O conceito de design modular da bomba de pistão axial A4VSO fornece aos usuários possibilidades de configuração de sistema altamente flexíveis. Ao selecionar diferentes dispositivos de controle (RC92055, RC92060, etc.), várias estratégias de controle, como compensação de pressão, sensibilidade à carga e energia constante, podem ser adaptadas para atender às necessidades diferenciadas de vários atuadores dos navios offshore. Esse design modular não apenas simplifica a integração do sistema, mas também diminui significativamente o tempo de comissionamento no local, o que é particularmente importante para projetos de construção naval com horários apertados.
Aplicações típicas na construção naval offshore
Como o componente principal de potência dos equipamentos marinhos modernos, as bombas hidráulicas de pistão axial desempenham um papel insubstituível em vários navios de engenharia marítima. Com sua alta pressão, alta eficiência e confiabilidade, a série A4VSO tornou-se a solução de energia hidráulica preferida para plataformas operacionais em mar, navios de engenharia especiais e equipamentos de desenvolvimento de recursos marítimos. Esta série de bombas possui uma ampla gama de aplicações no campo da engenharia marítima, desde máquinas básicas de deck até sistemas operacionais subaquáticos complexos e pode fornecer saída de energia correspondente.
Compensação ativa de Heave (AHC)
No levantamento de carga e nas operações de transferência de pessoal de navios de engenharia marítima, a compensação de movimento do navio é uma tecnologia essencial para garantir a segurança das operações. A combinação da bomba de pistão axial A4VSO e do controlador eletro-hidráulico DS2R constitui o núcleo do sistema de compensação de peso ativo mais avançado (AHC). O sistema monitora o status de movimento do navio em tempo real e ajusta dinamicamente a velocidade do guincho para manter a carga relativamente imóvel no peso. As altas características de resposta dinâmica da bomba A4VSO (usando a válvula proporcional de resposta de alta frequência 4WRPH) podem atingir a regulação do torque de nível milissegundo, garantindo que o sistema de remuneração mantenha o controle preciso sob condições de onda em constante mudança.
O sistema AHC funciona com o princípio da tecnologia de controle secundário. A bomba A4VSO pode funcionar como uma bomba e um motor no sistema, gerenciando efetivamente as alterações de torque da unidade de guincho. Quando o navio sobe, a bomba converte energia hidráulica em energia mecânica para impulsionar o guincho a enrolar no cabo; Quando o navio desce, o sistema muda para o modo motor e recupera a energia potencial de carga através do acumulador hidráulico. De acordo com dados medidos, esse design pode recuperar e reutilizar 70% da energia instalada do sistema, reduzindo significativamente o consumo de combustível. A bomba A4VSO está disponível nas configurações do circuito aberto (A4VSO) e do circuito fechado (A4VSG), fornecendo flexibilidade para compensar sistemas de tamanhos variados, de pequenas lanchas a grandes submersíveis.
No campo da exploração de petróleo no fundo do mar, o sistema AHC é particularmente importante para as operações de instalação de equipamentos subaquáticos. Através do guincho de compensação ativa impulsionado pela bomba A4VSO Rexroth, várias toneladas de equipamento de produção subaquática podem ser baixas suavemente para o fundo do mar, milhares de metros de profundidade, evitando o risco de colisão do equipamento causada pelo movimento do navio nos métodos de elevação tradicionais. O sensor de ângulo de giro AWXF (nível de proteção IP67) equipado com o sistema garante um feedback confiável do sinal em condições duras do mar, e a grande faixa de adaptabilidade da viscosidade da própria bomba (nenhum controle estrito da viscosidade é necessário) simplifica a manutenção diária do sistema.
Sistemas de guincho e guindaste offshore
O sistema de guincho pesado dos navios de engenharia offshore coloca demandas extremamente altas sobre energia hidráulica, que deve atender aos requisitos de saída instantânea de alto torque e recursos finos de micro-controle. A pressão nominal de 350 bar e a capacidade de pressão de pico de 400 bar da bomba de pistão axial A4VSO o tornam uma fonte de energia ideal para operações de ancoragem, reboque e levantamento do mar profundo. A regulação do fluxo de fuga de bomba permite que o guincho mantenha uma velocidade estável de retração e liberação sob diferentes condições de carga, enquanto o design de baixo ruído melhora o ambiente de trabalho da tripulação.
No campo das plataformas de perfuração auto-elevadoras, o sistema de elevação da plataforma acionado pela bomba A4VSO é responsável pelo levantamento e estabilização do corpo da plataforma, pesando centenas de toneladas. Através do design de um sistema hidráulico com várias bombas em paralelo e um algoritmo de controle síncrono preciso, o levantamento síncrono das pernas da plataforma é garantido para evitar a concentração de estresse estrutural. Empresas domésticas como a Keda Hydraulics também desenvolveram sistemas hidráulicos semelhantes para plataformas de elevação offshore, mas a série A4VSO da Rexroth ainda mantém uma vantagem líder no nível de pressão e confiabilidade, especialmente em aplicações de alta pressão acima de 350 bar.
O equipamento de pesquisa científica retraindo e lançando sistema de navios de pesquisa em mar. Seja um amostrador de água CTD, um trenó de câmera em mar ou um dispositivo de retração e lançamento de ROV, o sistema hidráulico precisa fornecer uma saída de potência suave para evitar danos causados pelo impacto quando o equipamento entra na água rapidamente. O indicador de ângulo da placa de swash da bomba e o indicador de posição de instalação fornecem uma referência intuitiva para o comissionamento e manutenção do sistema, enquanto o design de direção interna facilita a integração de fontes de bomba auxiliar e fornece uma fonte de óleo independente para a parte de controle do sistema.
Sistemas de propulsão e direção marítima
No campo dos navios especiais de engenharia, os sistemas de propulsão hidráulica são favorecidos para seu layout flexível e ampla faixa de regulação de velocidade. Como a principal fonte de energia hidráulica, a bomba de pistão axial A4VSO atinge o ajuste de ponta do motor de propulsão de zero para velocidade máxima através do controle variável, o que é particularmente adequado para condições de trabalho que requerem alterações frequentes de velocidade e rotação para frente e reversa, como rebocadores e drenos. A alta taxa de potência/peso da bomba otimiza a distribuição de carga do navio, enquanto sua vida útil longa reduz o custo de manutenção ao longo do ciclo de vida.
O sistema de direção de navios possui requisitos extremamente altos para a confiabilidade da energia hidráulica, que está diretamente relacionada à segurança da navegação. A capacidade de projeto redundante da bomba A4VSO (através de várias bombas em paralelo) atende aos requisitos das sociedades internacionais de classificação para backup crítico do sistema. O tempo de resposta curto da bomba garante que a lâmina do leme responda rapidamente aos comandos de direção, enquanto a função de controle de compensação de pressão mantém um efeito constante do leme em velocidades diferentes. Para navios ecológicos usando a tecnologia hidráulica de água, a Rexroth também pode fornecer modelos especiais adequados para a mídia de água do mar, que atendem aos requisitos padrão das bombas de pistão axial hidráulico de água marinha.
No sistema de posicionamento dinâmico (DP), a bomba A4VSO fornece saída precisa de potência para os propulsores e equipamentos de direção e coopera com os sensores de GPS e vento e onda para manter automaticamente a posição do navio. A função de controle sensível à carga da bomba pode ajustar automaticamente o fluxo de saída de acordo com as necessidades reais para evitar a perda de energia desnecessária, o que é especialmente importante para os navios de engenharia offshore que precisam estar estacionados por um longo tempo. A função de monitoramento de saúde integrada do sistema pode avaliar o status de desgaste da bomba em tempo real, alertar as possíveis falhas com antecedência e minimizar o risco de tempo de inatividade inesperado durante operações offshore.
Sistema de energia de equipamentos de operação subaquática
Com o aprofundamento do desenvolvimento de recursos do fundo do mar, a demanda por energia hidráulica para vários robôs de operação subaquática (ROVs) e submersíveis tripulados está aumentando. O design compacto e a alta densidade de potência da bomba de pistão axial A4VSO tornam -a uma escolha ideal para sistemas hidráulicos em equipamentos de águas profundas. A resistência de alta pressão da bomba permite lidar com ambientes extremos em profundidades de milhares de metros, enquanto o design de vedação especial impede a falha de lubrificação causada pela intrusão de água do mar.
Em projetos como trinchamento submarino e colocação de oleodutos, as ferramentas hidráulicas subaquáticas exigem uma fonte de óleo de alta pressão confiável. A bomba A4VSO fornece energia através de um umbilical em águas profundas para acionar vários tipos de motores hidráulicos, cilindros e juntas rotativas. O grande modelo de deslocamento da bomba (A4VSO500) pode atender aos grandes requisitos de fluxo, enquanto a solução paralela de Multi-Pump fornece redundância do sistema. Para águas com alto teor de areia, o sistema de filtração aprimorado da bomba e os pares de atrito resistentes ao desgaste estendem significativamente os intervalos de manutenção e reduzem os custos operacionais.
O setor de energia renovável marinha também apresentou novas demandas nas bombas de pistão axial hidráulico. Nos dispositivos de geração de energia das ondas, a bomba A4VSO é o componente principal da conversão de energia, convertendo o movimento alternativo do corpo flutuante em um fluxo de óleo de alta pressão para acionar o gerador. As características de resposta rápida da bomba se adaptam ao movimento irregular das ondas, enquanto a função de recuperação de energia melhora a eficiência geral da conversão. Princípios semelhantes também são aplicados ao sistema de energia hidráulica das usinas de maré, mostrando o potencial de aplicação da série A4VSO no campo da energia verde.
Tabela: Principais aplicações e requisitos técnicos das bombas A4VSO em navios offshore
Sistema de aplicação
Principais requisitos técnicos
Vantagens da solução A4VSO
Compensação ativa de Heave
Alta resposta dinâmica, recuperação de energia
O controlador DS2R responde em milissegundos e tem 70% de recuperação de energia
Guincho do mar profundo
Alta pressão, alto torque, controle preciso
Pressão de trabalho 350 bar
Levantamento de plataforma
Precisão e confiabilidade da sincronização
Controle síncrono paralelo de bombas múltiplas, design de vida longa
Propulsão de navio
Faixa de velocidade ampla, alta eficiência
Ajuste robusto de zero para velocidade máxima, alta eficiência volumétrica
Sistema de engrenagem de direção
Resposta rápida, backup redundante
Tempo de controle curto, configuração redundante multi-bomba
Equipamento subaquático
Alta resistência à pressão e resistência à corrosão
Projeto do mar profundo, componentes de chave de aço inoxidável
À medida que a engenharia marítima se desenvolve em direção à inteligência, a interface digital da bomba de pistão axial A4VSO fornece mais possibilidades de integração do sistema. Através do protocolo Canopen ou Ethercat, os parâmetros operacionais da bomba podem ser carregados no sistema de gerenciamento inteligente do navio em tempo real, realizando monitoramento centralizado e programação otimizada do sistema hidráulico de todo o navio. Essa capacidade digital não apenas melhora a eficiência operacional, mas também fornece suporte de dados para manutenção preventiva, representando a direção futura de desenvolvimento da tecnologia hidráulica marinha.
Prática de integração e engenharia do sistema
A aplicação bem -sucedida das bombas de pistão axial hidráulico de Rexroth A4VSO no campo de construção naval offshore requer consideração abrangente dos fatores completos do ciclo de vida, como design, instalação e comissionamento do sistema e gerenciamento de manutenção. Excelentes soluções de integração do sistema podem maximizar as vantagens técnicas das bombas A4VSO enquanto atende aos requisitos especiais do ambiente marinho. Esta seção discutirá em detalhes as principais tecnologias de integração e as práticas típicas de engenharia das bombas A4VSO em sistemas hidráulicos offshore.
Princípios de design e configuração do sistema hidráulico
As principais considerações no projeto de sistemas hidráulicos de embarcações offshore são confiabilidade e adaptabilidade ambiental. Os sistemas baseados nas bombas de pistão axial A4VSO geralmente adotam um conceito de design modular e configuram unidades de bomba de diferentes especificações de acordo com o tipo de navio e os requisitos operacionais. Para sistemas críticos como AHC (compensação ativa de Heave) e DP (posicionamento dinâmico), um design redundante deve ser adotado, geralmente configurado no modo "N+1", ou seja, um conjunto de bombas de backup pode ser cortado automaticamente quando a bomba principal falhar. O recurso de tração interna da bomba A4VSO permite que várias cabeças da bomba sejam conectadas em série no mesmo eixo de acionamento, fornecendo fontes de petróleo independentes para subsistemas com diferentes requisitos de pressão. Esse design salva significativamente o espaço de instalação e é particularmente adequado para as salas de máquinas de navios com restrição de espaço.
A seleção média é outro ponto -chave no design de sistemas hidráulicos offshore. Para aplicações convencionais, o óleo mineral ainda é a primeira escolha, com o desempenho mais maduro de lubrificação e compatibilidade do sistema; Enquanto para áreas com requisitos de proteção contra incêndio, como plataformas de perfuração, mídias retardantes da chama, como o HFC, a água-etileno glicol devem ser selecionadas. O produto do tipo F2 da Rexroth A4VSO é otimizado especialmente para mídia HFC, sem a necessidade de descarga de rolamento externo, simplificando a tubulação do sistema. Vale a pena notar que, ao usar mídia HFC, é necessário seguir estritamente a precisão da filtração recomendada pelo fabricante (geralmente 10μm) e o ciclo de manutenção, porque o desempenho da lubrificação da mídia à base de água é relativamente ruim e mais sensível à contaminação.
O nível de pressão do sistema precisa equilibrar os requisitos de desempenho e os fatores de custo. A pressão nominal da bomba A4VSO pode atingir 350 bar, mas a pressão de trabalho real do sistema deve ser determinada de acordo com as características da carga. Para sistemas dinâmicos, como compensação de ondas, o design de alta pressão é propício para melhorar a velocidade de resposta e a precisão do controle; Enquanto para máquinas convencionais de deck, 280 bar de pressão de trabalho pode ser mais econômica. O impacto do choque de pressão também deve ser considerado no projeto do sistema, e os acumuladores e as válvulas de redução de pressão devem ser configuradas adequadamente para proteger as bombas e outros componentes contra danos causados pelo martelo de água.
Tecnologias -chave para instalação e comissionamento
A instalação mecânica da bomba de pistão axial A4VSO deve atender estritamente às especificações do fabricante. As dimensões de extensão de flange de montagem e eixo da bomba estão em conformidade com os padrões GB/T2353-2005, garantindo a compatibilidade com todos os tipos de motores principais. Preste atenção especial à precisão da centralização durante a instalação. Recomenda -se usar um instrumento de centralização a laser para garantir que o desvio do eixo de acionamento esteja dentro de 0,05 mm. Cargas radiais ou axiais excessivas diminuirão significativamente a vida útil do rolamento. O local da instalação da bomba também precisa ser cuidadosamente selecionado. O modelo F2 pode omitir a descarga de rolamento externo quando instalado em determinadas orientações, mas outros modelos podem precisar considerar o arranjo da linha de drenagem de óleo da caixa.
A conexão da porta de óleo é outro link que requer atenção especial. A porta de óleo da bomba A4VSO adota roscas métricas e vedações de anel O de acordo com o padrão GB/T2878.1-2011. A forma de vedação correta e o torque de aperto devem ser usados durante a instalação. O design da linha de sucção é crucial para o desempenho da bomba. Ele deve garantir que a pressão absoluta na entrada da bomba não seja inferior a 0,8 bar (para evitar a cavitação) na temperatura operacional mais alta e não exceda o limite superior de 30 bar. Para aplicações marítimas, considerando os efeitos do rolo e do passo, o layout do tanque de óleo e o filtro de sucção devem garantir que a bomba possa obter um suprimento de óleo estável em todas as condições operacionais.
A integração elétrica do sistema também não deve ser negligenciada. A versão de controle proporcional ou servo da bomba A4VSO requer uma unidade de sinal elétrico precisa, e os cabos blindados devem ser usados e para longe de fortes fontes de interferência eletromagnética. O nível de proteção IP67 do controlador eletro-hidráulico DS2R permite que ele se adapte a ambientes marinhos úmidos, mas a caixa de junção ainda requer medidas adicionais de spray anti-sal. Durante a fase de comissionamento, a pressão do sistema deve ser aumentada gradualmente e a curva de desempenho da bomba deve ser verificada por um sensor de pressão e um medidor de fluxo para garantir que a eficiência volumétrica e a eficiência total atendam aos indicadores de projeto (geralmente> 90%).
Estratégias de manutenção e solução de problemas
A manutenção preventiva é fundamental para garantir uma operação confiável a longo prazo da bomba de pistão axial A4VSO. Devido às características do ambiente marinho, os intervalos de manutenção geralmente são mais curtos que os sistemas onshore, especialmente para sistemas críticos, como AHC e controle de propulsão. A manutenção de rotina inclui verificações regulares de limpeza de óleo (nível NAS alvo), diferença de pressão de filtro e níveis de ruído/vibração da bomba. Rexroth recomenda um teste de desempenho abrangente da bomba, incluindo testes volumétricos de eficiência e avaliação de condições de rolamento, a cada 2.000 horas de operação ou 6 meses (o que ocorrer primeiro).
O gerenciamento do petróleo é particularmente importante em aplicações offshore. Além do controle convencional da poluição, deve ser dada atenção especial ao teor de água (para sistemas de petróleo mineral) e estabilidade da concentração (para meios de HFC). Embora a bomba A4VSO possa se adaptar a uma ampla gama de viscosidades fluidas, mudanças drásticas nas propriedades do petróleo ainda levarão a uma eficiência reduzida e aumento do desgaste. Ao operar em águas tropicais, as altas temperaturas podem fazer com que a viscosidade do óleo seja menor que o valor recomendado. No momento, você deve considerar mudar para um óleo de viscosidade mais alto ou instalar um refrigerador de óleo; Ao operar em regiões polares, você precisa prestar atenção a problemas de inicialização de baixa temperatura e pode precisar equipar um sistema de pré -aquecimento de óleo.
Diagnóstico de falhas, os modernos sistemas A4VSO geralmente integram uma variedade de sensores para monitorar a posição do ângulo de balanço da bomba, pressão da carcaça, temperatura e outros parâmetros em tempo real. Ao analisar as tendências em mudança desses dados, problemas em potencial, como desgaste da placa da válvula ou anormalidades de lips, podem ser identificados precocemente. A análise de vibração também é uma ferramenta de diagnóstico eficaz. GB/T16301-2008 fornece um padrão de avaliação para a intensidade de vibração dos motores auxiliares do navio. Quando o nível de vibração da bomba A4VSO aumenta significativamente, geralmente indica a falha do par de rolamentos ou fricção.
Análise de caso de engenharia típica
O projeto de atualização do sistema de perfuração AHC semi-submersível demonstrou o valor de engenharia da bomba A4VSO. O sistema de remuneração de heave original de uma plataforma de envelhecimento adotou o controlador DS1, que apresentava lenta velocidade de resposta e alto consumo de energia. Após a transformação usando o controlador DS2R e o grupo da bomba A4VSO250DR, o tempo de resposta do sistema foi reduzido em 40%, o consumo de energia foi reduzido em 30%e a maior parte da energia reduzida foi recuperada pelo acumulador hidráulico. O sistema modificado melhora significativamente a segurança das operações de perfuração em águas profundas, especialmente com um bom desempenho nas condições adversas do mar durante a estação das monções no Mar da China Meridional.
O sistema hidráulico do navio de pesquisa demonstra a flexibilidade de configuração da bomba A4VSO. Um navio de pesquisa polar recém-construído usa quatro bombas A4VSO180 para formar uma estação hidráulica central para fornecer energia para o guincho, a estrutura A, o suporte e o equipamento de direção. O sistema adota uma estratégia de controle sensível à carga para ajustar dinamicamente a saída da bomba de acordo com as necessidades reais de cada atuador, economizando mais de 25% de energia em comparação com o sistema de pressão constante tradicional. O desempenho inicial da bomba foi especialmente otimizado para garantir uma operação confiável em um ambiente de -30 ° C, atendendo às necessidades especiais das expedições polares.
O FPSO (armazenamento de produção flutuante e descarregamento) demonstra a durabilidade da bomba A4VSO em ambientes agressivos. Um FPSO nas águas brasileiras usa uma bomba A4VSO500 para acionar um grande motor hidráulico para transferência de petróleo bruto. O sistema está funcionando continuamente há 5 anos sem grandes reparos e requer apenas a substituição regular de filtros e selos. O tratamento especial anticorrosão e o projeto de alta resistência da bomba resistem à corrosão de spray de alto sal e petróleo bruto contendo enxofre, enquanto o sistema de monitoramento remoto realiza a transmissão em tempo real dos dados de status, reduzindo a necessidade de inspeções manuais.
Tabela: Considerações importantes para a integração do sistema de bomba Axroth A4VSO
Integração
Pontos técnicos
Considerações especiais para engenharia offshore
Design do sistema
Configuração redundante, seleção de nível de pressão
Considere o efeito do movimento do navio no sistema hidráulico
Seleção de mídia
Líquido retardador de petróleo mineral/HFC
A mídia resistente ao fogo é obrigatória em áreas resistentes a incêndio
Instalação da bomba
Precisão de centralização, orientação de instalação
Restrições de espaço de navio e ambiente de vibração
Design de pipeline
Condições de sucção de petróleo, proteção de choque de pressão
Arranjo do tanque de combustível para se adaptar ao rolamento de navio
Integração elétrica
Compatibilidade eletromagnética, nível de proteção
Proteção adicional para ambientes de spray de alto sal
Estratégia de manutenção
Gerenciamento de petróleo, monitoramento de condições
Desafios especiais de manutenção para operações offshore
Com o desenvolvimento da tecnologia gêmea digital, a operação e manutenção inteligentes se tornaram uma nova tendência no sistema A4VSO. Ao criar um modelo digital da bomba e combiná-la com dados de sensores em tempo real, a vida útil restante pode ser prevista e o plano de manutenção pode ser otimizado. Depois que um navio de suporte profundo adotou essa tecnologia, o tempo de inatividade não planejado do sistema hidráulico foi reduzido em 60%, melhorando bastante a eficiência operacional. O mais recente controlador de Rexroth já suporta o Protocolo Industrial da Internet das Coisas (IIOT), fornecendo uma interface de dados para o sistema hidráulico para construção de navios inteligentes, demonstrando a evolução contínua da série A4VSO na era digital.
Competitividade do mercado e tendências da indústria
Como componente principal do equipamento offshore, o padrão de concorrência do mercado e a tendência de desenvolvimento tecnológico das bombas hidráulicas de pistão axial afetam diretamente a direção de desenvolvimento de toda a indústria de engenharia offshore. A série Rexroth A4VSO ocupa uma posição importante no mercado global de engenharia offshore, com seu excelente desempenho e confiabilidade técnica. Esta seção analisará profundamente as vantagens competitivas do mercado, os desafios e as futuras tendências de desenvolvimento tecnológico das bombas A4VSO para fornecer referência estratégica aos usuários do setor.
Análise do cenário global de concorrência de mercado
O mercado hidráulico offshore global é atualmente caracterizado pela competição oligopólica, com marcas internacionais como Rexroth, Parker Hannifin e Kawasaki Heavy Industries dominando as aplicações de ponta. A série A4VSO da Rexroth tem uma clara vantagem no mercado de alta pressão acima de 350 bar, especialmente em aplicações com desempenho dinâmico exigente, como a Compensação Ativa de Chea (AHC), onde sua participação de mercado excede 60%. Essa vantagem se deve principalmente ao acúmulo de longo prazo de Rexroth da tecnologia de controle de válvula proporcional e servo, bem como à profunda compreensão das necessidades especiais da engenharia offshore.
As empresas domésticas chinesas estão alcançando um ritmo acelerado e fizeram avanços em áreas como sistemas hidráulicos para plataformas de elevação offshore. No entanto, de acordo com especialistas do setor, em termos de tecnologia de pares de atrito e confiabilidade de alta pressão, os produtos domésticos ainda estão de 5 a 10 anos atrás do nível líder internacional. Especialistas hidráulicos de Kawasaki, Japão, até disseram sem rodeios: "Seria bom se a China pudesse descobrir os pares de fricção de bombas de pistão axial em dez anos", que refletem a alta complexidade da tecnologia hidráulica central. No entanto, com o aumento do investimento em pesquisas básicas na indústria hidráulica nacional, como os avanços nos materiais dos pares de atrito e na tecnologia de tratamento de superfície pelo Harbin Institute of Technology e pela Universidade Tsinghua, essa lacuna está gradualmente estreitando.
Do ponto de vista dos mercados regionais, a Europa e a América do Norte ainda são os maiores mercados da série A4VSO de Rexroth, que corresponde à sua indústria de fabricação de equipamentos offshore desenvolvida; Enquanto a região da Ásia-Pacífico, especialmente a China e a Coréia do Sul, está se tornando a região que mais cresce à medida que o desenvolvimento de recursos marinhos aumenta. Vale a pena notar que, na construção de infraestrutura offshore ao longo da "correia e estrada", os navios de engenharia de fabricação chinesa usam um grande número de sistemas hidráulicos de Rexroth, que indiretamente promovem a popularidade da série A4VSO nesses mercados emergentes.
Análise da competitividade central do produto
As barreiras técnicas da bomba de pistão axial de Rexroth A4VSO são refletidas principalmente em três aspectos: materiais e processos, recursos de integração do sistema e algoritmos de controle. Em termos de materiais, os principais pares de atrito das bombas A4VSO usam processos especiais de emparelhamento e tratamento de superfície. Por exemplo, o sapato deslizante e a placa inclinada usam uma combinação de bronze ZQA19-4 e ferro dúctil qt60-2 e são tratados criogenicamente e nitrafados na superfície, o que melhora bastante a resistência ao desgaste. Essa tecnologia proprietária garante a longa vida útil da bomba sob alta pressão de 350 bar (geralmente mais de 20.000 horas), enquanto os produtos da maioria dos concorrentes têm uma vida útil de mais de 30% mais curtos nas mesmas condições de trabalho.
A otimização no nível do sistema é outra vantagem diferenciadora. A bomba A4VSO foi projetada para corresponder a vários atuadores offshore, como integração perfeita com o controlador DS2R, para obter alta resposta dinâmica do sistema de compensação de ondas. Rexroth fornece não apenas um único produto da bomba, mas uma solução completa, incluindo grupos de válvulas de controle, sensores e software. Esse "pensamento do sistema" reduz bastante a dificuldade de integração e o risco de usuários finais. Por outro lado, a maioria dos concorrentes só pode fornecer produtos padronizados e não possui suporte profundo no nível do aplicativo.
em eficiência energética. Ao otimizar o projeto da placa de distribuição e adotar a tecnologia de balanço de pressão estática, a eficiência volumétrica da bomba pode atingir mais de 95%e a eficiência total excede 90%. Para aplicações de meio HFC, o design especial do tipo F2 evita a perda de fluxo externa de descarga, economizando cerca de 15% de energia em comparação com as soluções tradicionais. Com os crescentes custos de energia hoje, essa vantagem de eficiência energética é diretamente convertida em benefícios econômicos para os usuários, especialmente em plataformas offshore que operam continuamente por um longo tempo.
Desafios e estratégias da indústria
Apesar da principal tecnologia de Rexroth, a série A4VSO ainda enfrenta vários desafios de mercado. A primeira é a pressão de custo, especialmente no período em que as flutuações dos preços do petróleo levam a diminuir o investimento offshore, os usuários são mais sensíveis aos preços dos equipamentos. A alta qualidade da bomba A4VSO significa alto custo e enfrenta a concorrência de preços em algumas aplicações que não requerem alto desempenho. Em resposta, a Rexroth otimiza os custos por meio de produção localizada e design modular, como o lançamento de uma versão simplificada com configurações específicas para o mercado asiático, reduzindo o preço de venda, mantendo o desempenho do núcleo.
A substituição tecnológica é outra ameaça potencial. Os atuadores elétricos estão começando a substituir os sistemas hidráulicos em algumas aplicações offshore, especialmente em situações em que é necessária alta precisão, mas a energia não é. No entanto, em áreas que requerem alta densidade de potência e resistência a choques, como guinchos e sistemas AHC em mar profundo, a tecnologia hidráulica ainda tem vantagens insubstituíveis. A estratégia de resposta de Rexroth é integrar profundamente a bomba A4VSO à tecnologia de controle eletrônico para desenvolver uma solução híbrida eletro-hidráulica que combina as vantagens de energia da hidráulica com as características de precisão do controle eletrônico.
A segurança da cadeia de suprimentos também se tornou uma consideração importante na era pós-epidemia. O impacto de interrupções internacionais de transporte e flutuações de matérias -primas na entrega de equipamentos hidráulicos levou mais usuários a considerar a diversificação da cadeia de suprimentos. Rexroth reduz os riscos implantando bases de produção e centros de estoque em todo o mundo, enquanto fortalecem a cooperação estratégica com os principais clientes, como assinar acordos-quadro de longo prazo com os principais estaleiros para garantir recursos de fornecimento prioritário.
Tendências futuras de desenvolvimento de tecnologia
Inteligência e digitalização são a clara direção de desenvolvimento dos sistemas hidráulicos offshore. A próxima geração de bombas A4VSO deve integrar mais sensores e interfaces de comunicação para obter coleta e análise remota em tempo real dos dados de status. Os algoritmos de manutenção preditiva baseados na inteligência artificial podem identificar falhas em potencial com antecedência, como a detecção precoce do desgaste da placa de distribuição analisando as características de pulsação de pressão. A China começou a fornecer aos controladores que apóiam protocolos industriais da Internet das Coisas (IIOT), estabelecendo as bases para navios inteligentes e aplicativos gêmeos digitais.
No campo da ciência dos materiais, novas tecnologias de revestimento e processos de tratamento de superfície melhorarão ainda mais o desempenho dos pares de atrito. Pesquisas da Universidade de Tsinghua mostraram que os revestimentos de nano-casacos e carbono do tipo diamante (DLC) podem reduzir significativamente o coeficiente de atrito e melhorar a capacidade de suporção de carga do filme de petróleo. No futuro, as bombas A4VSO podem adotar esses materiais avançados para permitir a pressão de trabalho para exceder a marca de 400 bar e prolongar a vida útil do serviço. Modelos especiais para ambientes extremos, como o Ártico e a Água Ultra profundamente, também enriquecerão a linha de produtos para atender à expansão do desenvolvimento marinho em áreas mais exigentes.
A tecnologia hidráulica verde também vale a pena prestar atenção. Além da compatibilidade existente da mídia HFC, a China está desenvolvendo modelos de bombas dedicados ao óleo hidráulico biodegradável para reduzir os riscos ambientais das operações marinhas. A tecnologia de recuperação de energia também será fortalecida, como o uso da energia recuperada diretamente pelo sistema AHC para a rede elétrica do navio, em vez do simples armazenamento de energia hidráulica. À medida que os regulamentos ambientais da Organização Marítima Internacional (IMO) se tornam cada vez mais rigorosos, essas tecnologias verdes se tornarão um ponto de venda importante para a série A4VSO.
Recursos de serviço local. Nossa empresa está estabelecendo centros profissionais de suporte técnico nas principais bases de engenharia offshore em todo o mundo para fornecer uma gama completa de serviços, desde a seleção e o design de modelos até o diagnóstico de falhas. No mercado chinês, nossa empresa coopera com várias sociedades de classificação para desenvolver soluções que atendam aos padrões locais como GB/T38045-2019, enquanto treinava equipes de engenharia locais para reduzir o tempo de resposta do serviço. Esse modelo "Global Technology + Service Local" ajudará a série A4VSO a obter uma participação maior nos mercados emergentes.
Tabela: Análise SWOT da bomba rexroth A4VSO
categoria
Análise de conteúdo
Significado estratégico
Pontos fortes
Alta tensão e alto desempenho, tecnologia madura, forte capacidade de integração de sistemas
Consolidar mercado de ponta e desenvolver soluções gerais
Fraquezas
Preço mais alto, ciclo de entrega longa, localização limitada
Otimizar a cadeia de suprimentos e desenvolver parceiros regionais
Oportunidades
Desenvolvimento Deep-Sea aquece, surgem navios inteligentes, os regulamentos verdes promovem
Invista em tecnologias digitais e ambientais para capturar mercados emergentes
Ameaças
Substituição elétrica, a ascensão dos concorrentes locais e aumento da pressão de custo
Concorrência diferenciada, fortalecendo as vantagens tecnológicas insubstituíveis
Com o desenvolvimento contínuo da economia marinha global, as bombas de pistão axial A4VSO continuarão a desempenhar um papel fundamental no campo de construção naval offshore. Por meio de inovação tecnológica contínua e aplicação profunda, a série A4VSO deve expandir ainda mais sua posição de liderança no mercado hidráulico de ponta, enquanto promove toda a indústria para se desenvolver em uma direção mais eficiente, mais inteligente e ambientalmente amigável. Para os fabricantes e operadores de equipamentos offshore, uma profunda compreensão das características técnicas e das tendências de aplicação das bombas A4VSO ajudará a tomar decisões mais informadas na concorrência feroz do mercado e maximizar o valor do equipamento durante todo o seu ciclo de vida.
Hoje, como a construção global da infraestrutura está crescendo, o desempenho das máquinas de direção em pilha, como um equipamento-chave para a engenharia da fundação, determina diretamente a eficiência da construção e a qualidade da engenharia. Como o "coração" das máquinas que dirigem pilha, o nível técnico da bomba de pistão axial hidráulico afeta diretamente a produção de energia, a eficiência energética e a confiabilidade do equipamento de empilhamento. Com seu design inovador e excelente desempenho, a bomba variável de pistão axial da série A11VLO se tornou a fonte de energia preferida para equipamentos de ponta na indústria de empilhamento. Este artigo analisará de forma abrangente as características técnicas da bomba de pistão axial hidráulico da série A11VLO, explorará profundamente suas soluções de aplicações inovadoras nos martelos de pilha offshore e onshore e analisarão a melhoria da eficiência e os benefícios econômicos que traz em combinação com casos reais. Finalmente, aguarda ansiosamente a tendência futura de desenvolvimento dessa tecnologia no setor de empilhamento.
Visão geral da tecnologia de bomba axial hidráulica e vantagens do núcleo da série A11VLO
A bomba de pistão axial hidráulico é o elemento de potência do núcleo do sistema hidráulico moderno. Ele realiza a sucção e descarga do óleo hidráulico através do movimento alternativo do pistão no cilindro e converte energia mecânica em energia hidráulica. Entre os muitos tipos de bombas de pistão, a bomba variável do pistão axial da placa de swash se tornou a primeira escolha no campo da maquinaria de engenharia devido à sua estrutura compacta, alta eficiência e ampla faixa de ajuste. A série A11VLO é um excelente representante dessa rota tecnológica. Ele é especialmente projetado para sistemas hidráulicos de circuito aberto de alta demanda e é amplamente utilizado em campos de máquinas de engenharia, como máquinas de concreto, máquinas rodoviárias, máquinas de compactação e máquinas de elevação.
As vantagens técnicas principais das bombas de pistão axial hidráulico da série A11VLO são refletidas principalmente nos seguintes aspectos:
Desempenho de alta e alta eficiência: a série A11VLO tem uma pressão nominal de até 350 bar e um pico de pressão de até 400 bar, que pode atender às condições de trabalho de pilha mais exigentes. Seu projeto de estrutura de placa swash alcança o ajuste de fluxo de ritmo, alterando a inclinação da placa swash. O fluxo de saída pode ser alterado continuamente entre o máximo e o zero, correspondendo com precisão aos requisitos de energia de diferentes estágios de empilhamento. Esse projeto não apenas melhora a utilização de energia, mas também evita o desperdício de energia das bombas quantitativas tradicionais em condições de carga parcial. O efeito de economia de energia medido pode atingir 20%a 30%.
Projeto Integrado da Bomba de Boost Inovative: A principal diferença entre a série A11VLO e a série A11VO comum é a bomba de impulso interno (Bomba Centrifugal). Esse projeto aumenta significativamente a velocidade máxima permitida da bomba, permitindo que ele corresponda melhor às características de velocidade do motor a diesel ou do motor elétrico. A bomba de reforço adota uma estrutura de impulsor centrífuga fechada. Ao trabalhar, a concha deve ser preenchida com o líquido com antecedência para obter sucção eficiente de petróleo através da ação da força centrífuga. Esse design permite que o A11VLO forneça uma saída de fluxo maior no mesmo volume, o que é particularmente adequado para instalação em embarcações de empilhamento offshore com espaço limitado.
Função inteligente de controle e regulação: a série A11VLO fornece uma variedade de opções de mecanismo variável, suporta métodos de controle avançado, como compensação de pressão e detecção de carga, e podem ser controlados por configurações de energia externa, mesmo quando a máquina está em execução. Essa flexibilidade o torna perfeitamente adaptável a acumular operações de condução em diferentes condições geológicas, sejam camadas de lodo suave ou camadas de granito duro, pode fornecer a energia de impacto certa.
Projeto de confiabilidade e durabilidade: Com o design otimizado da placa de distribuição de óleo e o arranjo de rolamentos de alta qualidade, a série A11VLO pode manter uma longa vida útil sob alta pressão e condições de alta velocidade. O corpo da bomba é feito de material de ferro fundido de alta resistência, e o par de fricção-chave adota tecnologia especial de tratamento de superfície, que possui excelente resistência ao desgaste. O design de tração interna também permite a instalação de bombas de engrenagem ou bombas de pistão axial das mesmas especificações em série para obter 100% de drive, o que fornece conveniência para sistemas multi-bombas.
Vale ressaltar que a estrutura especial da série A11VLO também apresenta requisitos específicos para sua instalação e uso, incluindo principalmente: a pressão de sucção não pode ser superior a 2 bar (pressão absoluta) e não é adequado usar o método de instalação do tanque de óleo. Esses requisitos são derivados das características do projeto de sua bomba de reforço interno e devem ser seguidos estritamente na aplicação real, caso contrário, poderá causar danos precoces à bomba. Houve casos em que duas novas bombas foram danificadas em um curto período de tempo devido a ignorar esses requisitos de instalação, causando sérias perdas para a festa de construção.
Tabela: Principais parâmetros técnicos das bombas de pistão axial da série A11VLO
Categoria de parâmetro
Indicadores técnicos
Significado da indústria
Nível de pressão
Pressão nominal 350bar, pressão de pico 400bar
Atender às necessidades de pilhas ultra-profundas e acumulação de terreno duro
Regulação do fluxo
A taxa de fluxo de 0 maximum é ajustável com excesso
Combinar com precisão diferentes condições geológicas
Faixa de velocidade
Varia de acordo com o modelo, até 2500rpm
Adaptar -se a vários requisitos de correspondência da fonte de energia
Controle variável
Uma variedade de mecanismos variáveis estão disponíveis, suportando configurações de energia externa
Realize controle de pilhas inteligente e adaptável
Através da tração
Pode ser conectado em série com bombas ou bombas das mesmas especificações
Simplifique o design do sistema multi-bombas e economize espaço
Essas características técnicas da bomba de pistão axial hidráulico da série A11VLO o tornam uma fonte de energia ideal para máquinas de acionamento de estacas, especialmente martelos de pilha de alto desempenho. Seja a saída estável de alta pressão de um driver de pilha estática onshore ou a demanda instantânea de alta potência de um martelo de pilha hidráulica offshore, o A11VLO pode fornecer uma solução confiável e eficiente. Nos capítulos seguintes, discutiremos em detalhes suas soluções de aplicativos específicas nos martelos offshore e onshore.
Soluções de aplicativos de martelo de pilha offshore
As operações de estacas offshore enfrentam desafios ambientais mais complexos e severos do que as operações em terra, incluindo corrosão de alta salinidade, limitações de espaço, requisitos de proteção ambiental e cargas adicionais causadas por condições graves do mar. Essas condições especiais fazem demandas extremamente altas no sistema hidráulico de equipamentos de empilhamento, e as bombas de pistão axial hidráulicas da série A11VLO da Rexroth tornaram -se a escolha do núcleo para sistemas de energia de martelo de pilhagem offshore com suas vantagens técnicas exclusivas. Tomando o projeto de pilhagem offshore na construção da ponte Hong Kong-Zhuhai-Macao como exemplo, uma única pilha de aço tem um diâmetro de 2,5 metros, pesa 120 toneladas e tem mais de 20 andares de altura (67 metros) de comprimento. A área de construção está localizada no habitat dos golfinhos brancos chineses e possui requisitos rígidos para ruído, vibração e controle de poluição. A demanda por esses super projetos aumentou o limite da tecnologia de bomba de pistão axial hidráulico.
Desafios técnicos em ambientes offshore especiais e soluções A11VLO
A limitação de espaço e a alta densidade de potência requisitos são os principais desafios no design do martelo de acionamento offshore. O espaço no convés de uma embarcação que dirige a pilha é um prêmio, exigindo que a unidade de energia hidráulica seja o mais compacta possível. A série A11VLO atinge maior velocidade e maior deslocamento no mesmo volume através do projeto da bomba de reforço embutido, e a densidade de potência é significativamente melhorada. Seu recurso de drive também permite que vários conjuntos de bombas sejam conectados em série, economizando espaço para economizar ainda mais. Por exemplo, no projeto Hong Kong-Zhuhai-Macao Bridge, a inovadora solução de bomba de três séries (dois grupos de bombas únicas conectadas em série mais uma bomba de 125 de engrenagem) desenvolvida por nossa empresa alcançou um grande deslocamento de 835 ml/r, acionado diretamente por uma cabine de 1,200 horas, atendendo aos requisitos de instalação nos requisitos de instalação.
A proteção contra corrosão em ambientes de água do mar é um desafio de longa data para equipamentos offshore. A série A11VLO usa tecnologia especial de tratamento de superfície e materiais resistentes à corrosão. Os principais componentes, como a placa e o êmbolo, são revestidos, o que melhora significativamente a capacidade de resistir à corrosão do spray de sal. O corpo da bomba é feito de ferro fundido de alta resistência e o sistema de vedação é atualizado para um design resistente à água do mar para impedir efetivamente o sal de invadir os componentes de precisão interna. Essas medidas prolongam significativamente a vida útil das bombas em ambientes offshore e reduzem as falhas e os requisitos de manutenção devido à corrosão.
A proteção ambiental e os requisitos de baixo ruído são particularmente importantes nas áreas sensíveis ecológicas marinhas. A série A11VLO reduz significativamente a pulsação hidráulica e a geração de ruído, otimizando o design do canal de fluxo e adotando uma estrutura especial da placa de distribuição de óleo. Sua solução PCV (volume de pré-compressão) pode reduzir a pulsação de pressão em 30% a 50% e reduzir o ruído geral da máquina em mais de 20dB (a). Esse recurso não apenas protege a vida marinha, mas também melhora o ambiente de trabalho para o pessoal a bordo. Além disso, o projeto eficiente da bomba reduz a perda de energia e o aumento da temperatura do óleo, diminuindo o consumo geral de energia e as emissões de carbono, de acordo com o conceito de construção verde.
A resistência de choque e vibração é fundamental para equipamentos offshore. A série A11VLO adota o rolamento reforçado e o design rígido da habitação, que pode suportar a carga adicional causada pelo balanço do navio e pela forte vibração do recuo durante a condução da pilha. Sua estrutura de placa swash é otimizada através de cálculo e simulação precisa e pode manter uma operação estável sob cargas de impacto de alta frequência, evitando a falha do mecanismo variável ou o afrouxamento das peças internas devido à vibração.
Design típico do sistema hidráulico de martelo offshore e solução de integração A11VLO
O sistema de pilhas acionado totalmente hidráulico geralmente usa a bomba A11VLO como a bomba principal e é comparada com um grupo de válvula de controle apropriado e acumulador para formar uma unidade de energia eficiente. O design do sistema precisa levar em consideração a particularidade das operações offshore. A seguir, é apresentado um esquema de configuração típico:
1.Grupo da bomba principal: 2-4 Bombas de deslocamento grandes a11VLO260LRDH2/11R são conectadas em paralelo para fornecer um deslocamento máximo de 260cm³/R para atender aos requisitos de energia de grandes martelos hidráulicos. O grupo de bombas adota o controle sensível à carga para ajustar automaticamente o fluxo de saída de acordo com os requisitos de energia do martelo para evitar o desperdício de energia.
2.Sistema de reforço: use a bomba de reforço embutida A11VLO ou uma unidade de reforço dedicada externa para garantir a sucção estável de óleo em condições do mar alto. Preste atenção especial à pressão de sucção de óleo, não excedendo o limite de 2 bar para evitar danos ao corpo da bomba.
3.Sistema de controle inteligente: compensação de pressão integrada e funções de limitação de poder, ajuste em tempo real da energia impressionante de acordo com a penetração da pilha, alcançando "pouso suave" para proteger a cabeça da pilha. O sistema pode armazenar diferentes parâmetros geológicos e otimizar automaticamente a curva impressionante.
4.Sistema de emergência: equipado com uma bomba de espera independente de pequena deslocamento (série A11VO75) para manter as funções básicas quando a bomba principal falhar, garantindo a segurança das operações offshore.
O sistema de recuperação de energia é um design inovador para martelos de pilha offshore de ponta. Ao combinar a bomba A11VLO com um motor de frequência variável, a energia potencial é convertida em energia elétrica durante a fase de queda do martelo e alimentada de volta à grade ou dispositivo de armazenamento de energia. Esse design pode reduzir o consumo de energia em mais de 30% e é particularmente adequado para projetos de operações de longo prazo, como fundações de pilha de energia eólica offshore. A solução eletro-hidráulica da Rexroth provou sua viabilidade em equipamentos como plataformas de trabalho aéreo.
Casos de aplicação offshore e desempenho
O projeto da Fundação de Ponte de Ponte Hong Kong-Zhuhai-Macao é um modelo da aplicação bem-sucedida das bombas A11VLO. When the British pile driver originally planned to be used could not be used due to insufficient power, the 535KJ large hydraulic pile hammer independently developed by China adopted a high-speed, large-displacement, heavy-duty booster pump developed by a Chinese hydraulic company based on the A11VLO technical route, with a displacement of 835 ml/rev, a maximum speed of 2,300 rpm, and a pressure of 35 MPa. Esse tipo de bomba inovador foi projetado, fabricado e aplicado com sucesso dentro de 4 meses, garantindo que todos os projetos da Fundação Pile da ponte Hong Kong-Zhuhai-Macao fossem concluídos dentro do cronograma e depois mudados para o canteiro de obras de Shangshan Port Yangshan para continuar a servir.
Os dados reais de monitoramento mostram que o sistema hidráulico usando a tecnologia A11VLO tem as seguintes vantagens nas operações de empilhamento offshore:
·Estabilidade da energia impressionante: a flutuação da pressão é menor que ± 5%, garantindo uma penetração consistente de cada ataque
·Economia de combustível: economize 15% a 20% de combustível em comparação com o sistema de bomba de medição tradicional
·Eficiência de construção: o tempo de operação de pilha única é controlada dentro de 1 hora para atender aos requisitos da janela das marés
·Confiabilidade: operação contínua por 2000 horas sem grandes reparos, adaptável a altos ambientes de sal e alta umidade
·Indicadores ambientais: ruído subaquático reduzido por 8dB, temperatura do óleo bem controlada, sem registro de vazamento
Esses excelentes desempenhos tornam a bomba de pistão axial hidráulico da série A11VLO a solução de energia preferida para grandes projetos de engenharia de estacas offshore. Com o aumento de super projetos, como energia eólica offshore e pontes cruzadas, suas perspectivas de aplicativos serão mais amplas.
Soluções de aplicativos de martelo de pilha onshore
As operações de empilhamento onshore evitam os desafios extremos do ambiente offshore, eles ainda enfrentam requisitos rígidos, como condições geológicas complexas, restrições de construção urbana e operações contínuas de alta carga. As bombas de pistão axial hidráulico da série Rexroth A11VLO fornecem soluções de energia ideais para vários tipos de martelos de pilhas em terra com alta pressão, alta eficiência, regulação inteligente e excelente confiabilidade. Desde a prensagem estável de drivers de pilha estática até a atingida de alta frequência dos martelos de impacto, desde a construção de baixa vibração de metrôs urbanos até a operação de alta eficiência de fundações em larga escala no campo, a série A11VLO pode fornecer uma saída de potência com precisão.
Demandas diversificadas por pilhagem em terra e resposta tecnológica A11VLO
A adaptabilidade geológica é a principal consideração da pilhagem onshore. Diferentes condições do solo fazem demandas muito diferentes no equipamento de empilhamento: estratos macios requerem uma rápida penetração sem compactação excessiva do solo; Os estratos de hard rock requerem impactos concentrados de alta energia; E ao encontrar seixos ou obstáculos, a estratégia impressionante precisa ser ajustada com flexibilidade. A série A11VLO enfrenta perfeitamente esses desafios por meio da tecnologia variável em constante e de uma variedade de métodos de controle:
·Controle de compensação de pressão: quando a pressão do sistema é menor que o valor definido, o deslocamento é aumentado automaticamente e, quando a pressão do conjunto é atingida, o deslocamento é reduzido, o que não apenas garante a energia de impacto, mas também impede a sobrecarga. Por exemplo, na base de solo macio, a bomba aumentará automaticamente a taxa de fluxo para obter uma rápida penetração; Ao encontrar camadas duras, ele mudará para o modo de alta pressão para concentrar a energia para avançar.
·Controle sensível à carga: detecção em tempo real dos requisitos do atuador, correspondência precisa do fluxo de saída e evitação de perdas de transbordamento nos sistemas tradicionais. Esse recurso é particularmente adequado para formações complexas que requerem ajuste frequente de energia impressionante e podem economizar 20% a 30% da energia.
·Função de limitação de energia: Mesmo quando a máquina está em execução, a potência máxima pode ser definida externamente para proteger a fonte de energia (motor diesel ou motor) da sobrecarga. Isso é particularmente importante nos canteiros de obras onde o fornecimento de eletricidade é limitado.
As restrições de construção urbana fazem demandas especiais em equipamentos de empilhamento. Controle de ruído, restrições de vibração, padrões de emissão, etc. Affete diretamente a seleção do equipamento. A série A11VLO atende às necessidades da construção urbana através das seguintes inovações técnicas:
·Projeto de baixo ruído: os canais de fluxo hidráulico otimizados e a tecnologia PCV reduzem a pulsação de pressão em 30% a 50% e reduzem significativamente o ruído geral da máquina. As medições reais mostram que o ruído de trabalho de um driver de pilha estática usando a bomba A11VLO pode ser controlado abaixo de 75dB, atendendo aos padrões para a construção noturna urbana.
·Solução de acionamento elétrico: combinado com acionamento de motor de frequência variável, a bomba A11VLO pode obter construção de emissão zero, o que é particularmente adequado para áreas sensíveis, como metrôs e hospitais. A eletrificação também simplifica o trem de força e reduz os requisitos de manutenção.
·Controle preciso de vibração: Ao ajustar a inclinação da placa swash, a energia impressionante pode ser controlada com precisão para reduzir o impacto da vibração nos edifícios circundantes. Com o sistema de monitoramento eletrônico, a máquina pode parar automaticamente quando a vibração excede o padrão.
A confiabilidade contínua de operação contínua de alta carga é o requisito básico para equipamentos de empilhamento onshore. A série A11VLO adota vários projetos de durabilidade:
·Sistema de rolamento fortalecido: adota rolamentos de grande capacidade com uma vida útil nominal de mais de 10.000 horas, adequada para operação de alta carga a longo prazo.
·Projeto de resfriamento eficiente: ao otimizar o canal de fluxo interno, a perda de energia é reduzida, a geração de calor é reduzida e a temperatura do óleo é 10-15 ℃ menor que os produtos semelhantes.
·Capacidade anti-poluição: Os principais pares de atrito são feitos de materiais especiais e processados com alta tolerância à contaminação por petróleo, adaptando-se ao ambiente severo do canteiro de obras.
Configuração típica do sistema hidráulico de martelo de pilha Onshore
O sistema de martelo de impacto hidráulico é um dos equipamentos de acionamento mais comuns em terra. Sua configuração típica do sistema hidráulico é a seguinte:
·Unidade da bomba principal: 1-2 Bombas da série A11VLO190LRDS/11R, fornecendo um grande deslocamento de 190cm³/R e um pico de pressão de 400 bar. Ele adota um design de acionamento por eixo passno e pode ser conectado em série com uma bomba de engrenagem como fonte de óleo piloto.
·Grupo acumulador: os acumuladores de grande capacidade armazenam energia impressionante, flutuações de pressão suaves e reduzem as cargas instantâneas na bomba.
·Bloco da válvula de controle: uma válvula proporcional de resposta de alta frequência dedicada controla o movimento do martelo, com um tempo de resposta ·Sistema de controle eletrônico: com base no PLC ou controlador especial, ele pode realizar frequência e energia de ataque ajustáveis e possui função automática anti-"ataque vazio".·Grupo de bomba principal: as múltiplas bombas da série A11VO130DR/10R são conectadas em paralelo para fornecer fluxo de óleo de alta pressão estável. O controle de compensação de pressão é adotado e a velocidade de acionamento da pilha se adapta automaticamente à resistência da formação.·Sistema de controle síncrono: A precisão da sincronização de vários cilindros atinge ± 2mm para garantir a verticalidade do corpo da pilha.·Dispositivo de recuperação de energia: o driver da pilha recupera a energia potencial ao pressionar, melhorando a eficiência energética em mais de 15%.·Sistema de bomba dupla: a bomba principal A11VLO é responsável pela função de empilhamento, a bomba auxiliar A11VO aciona a rotação, a caminhada e outros mecanismos.·Interface de troca rápida: conector de mudança rápida hidráulica padronizada para facilitar a substituição de diferentes ferramentas (martelos, exercícios, etc.).·Controle inteligente: Armazene vários parâmetros de construção e corresponda automaticamente à melhor curva impressionante.·Eficiência de construção aprimorada: o tempo médio de operação por pilha é reduzido em 25%, principalmente devido à resposta rápida da bomba e ao controle preciso da energia.·Consumo reduzido de combustível: o consumo geral de combustível é reduzido em 18%, economizando aproximadamente RMB 450.000 em custos de combustível anualmente.·Menos falhas no equipamento: as falhas relacionadas à bomba caíram 70%e os intervalos de manutenção foram estendidos de 500 horas para 1.000 horas.·Qualidade aprimorada da pilha: a taxa de aprovação dos testes de integridade da pilha aumentou de 92% para 98%, reduzindo o custo de pilhas adicionais.·O ruído é controlado abaixo de 75dB, atendendo aos requisitos para licenças de construção noturna·Zero emissões diretas, melhor qualidade do ar no local·Velocidade de vibração do edifício ·O consumo de energia é 22% menor que o equipamento tradicional·Use cabos blindados e aterre -os separadamente para evitar a interferência do sinal·Os terminais de fiação são impermeabilizados para se adaptar ao ambiente severo do canteiro de obras·A flutuação da tensão de trabalho do eletroímã não deve exceder ± 10%·O novo óleo também deve ser filtrado antes de adicionar, e a limpeza deve atingir a ISO 4406 18/16/13 ou superior·O filtro de óleo de retorno deve usar um elemento de filtro de alta eficiência com βₓ≥200 e deve ser substituído imediatamente quando a diferença de pressão atingir 0,7 bar.·Pegue amostras a cada 500 horas para testar o nível de contaminação por óleo e descubra a fonte de contaminação se aumentar anormalmente.·Um filtro de ar seco de 1μm é instalado na ventilação de ar do tanque de combustível para impedir que os poluentes externos entrem·Diariamente: verifique o nível do óleo, temperatura do óleo, alterações de ruído e sinais externos de vazamento·Semanal: verifique se a linha de sucção de óleo está solta ou tem entrada de ar e o indicador diferencial de pressão do filtro·Mensalmente: teste a eficiência volumétrica da bomba (medir fluxo e pressão) e emitir um alerta se cair 10%·A cada 500 horas: troco de óleo e filtro, limpe o ímã do tanque de óleo·A cada 2000 horas: inspecione profissionalmente a folga do rolamento da bomba e o desgaste do par de atrito das chaves·A bomba é preenchida com óleo hidráulico contendo agente anticorrosão, e a entrada e saída são seladas·Aplique óleo anti-rust·O ambiente de armazenamento deve estar seco e ventilado, a temperatura deve ser -10 ℃ ~+40 ℃·Substitua todos os selos e lave o sistema antes de re-comissionar·Sucção insuficiente de óleo: verifique o nível do óleo, o bloqueio do filtro e o vazamento de tubo de sucção de óleo. Para a A11VLO, preste atenção especial a se a bomba de reforço está enchendo o óleo normalmente.·Mecanismo variável preso: verifique se o circuito de óleo de controle está desobstruído e se a válvula solenóide está energizada.·Desgaste interno: confirmado por teste de eficiência volumétrica. Se o bloco de cilindros e a placa de distribuição de óleo forem usados, eles precisam ser reparados profissionalmente.·Ruído da cavitação: som de estalo nítido, verifique se as condições de sucção de óleo atendem aos requisitos e se a viscosidade do óleo é apropriada.·Ruído mecânico: som metálico opaco, verifique se há desgaste do rolamento, alinhamento de acoplamento ou peças internas soltas.·A11VLO ÚNICO: A bomba de reforço produzirá ruído especial de alta frequência ao secar e a máquina deve ser interrompida imediatamente para inspeção.1.Verifique se o resfriador de óleo está bloqueado e se o ventilador está funcionando normalmente2.Verifique se a pressão do sistema está no estado de transbordamento por um longo tempo3.Verifique se o dreno de óleo da plataforma da bomba é suave e se há pressão de volta anormal.4.A viscosidade do óleo é apropriada? O nível de contaminação é excessivo?·Verifique se a pressão do óleo de controle atinge o requisito mínimo (geralmente 20 bar)·Limpe a válvula piloto do mecanismo variável e verifique se a mola está quebrada.·Confirme se o sinal de controle elétrico é transmitido corretamente ao solenóide proporcional·Raiz Causa: O tubo de sucção da bomba está acima do nível do líquido no tanque de óleo e os fluxos de óleo durante o desligamento, causando sucção vazia durante a startup.·Mecanismo Especial: a bomba de reforço embutida A11VLO tem pior capacidade de absorção de óleo em baixa velocidade, o que prolonga o tempo de sucção·Solução: modifique o oleoduto de sucção em um layout montado no fundo para eliminar completamente o risco de cavitação·Nível de pressão: A11VLO classificou a pressão 350bar, pico de 400 bar; A2FO Classificação de pressão 400bar, pico 450bar. Embora o A2FO seja um pouco maior no valor da pressão absoluta, as características variáveis do A11VLO tornam mais flexível se adaptar às mudanças de carga nas aplicações práticas.·Faixa de velocidade: A11VLO possui uma bomba de impulso embutida, que permite que a velocidade máxima seja cerca de 50% maior que a do A11VO comum, tornando-o mais adequado para corresponder fontes de energia de alta velocidade; O A2FO possui uma faixa de velocidade nominal de 600-2500rpm, dependendo do modelo específico.·Função de controle: A11VLO fornece uma variedade de métodos de controle variável (compensação de pressão, sensibilidade à carga, etc.), que pode atingir o ajuste de saída do fluxo de saída; O A2FO é um projeto quantitativo, e o ajuste do fluxo depende de alterações de velocidade ou de desvio de aceleração, que possui baixa eficiência energética.·Densidade de potência: A11VLO atinge a potência correspondente através do ajuste do ângulo da placa swash e mantém alta eficiência na carga parcial; O modelo A2FO A2FO45 pode gerar cerca de 290kW a uma pressão de 400 bar, mas sua eficiência energética em todas as condições de trabalho não é tão boa quanto a de uma bomba variável.·Faixa de deslocamento: o deslocamento da série Casappa é 28.7-87.9cm³/r; A série A11VLO cobre 40-260cm³/R, que é mais adequada para equipamentos de acionamento de grandes pilhas.·Design da placa de swash: ambos usam mecanismo variável da placa swash, mas a bomba de impulso embutida do A11VLO torna seu desempenho de sucção de óleo melhor, especialmente adequado para aplicações de alta velocidade.·Desempenho de eficiência: Casappa afirma que a eficiência geral é excelente e permanece estável sob alta pressão; A eficiência mensurada real do A11VLO está acima de 90%e a eficiência cai menos em carga parcial.·O efeito de economia de energia traz 20% a 30% de economia de combustível·Intervalos de manutenção mais longos reduzem as perdas de inatividade·Vida de serviço mais longa (até 10.000 horas ou mais)·Valor residual mais alto do equipamento·Adaptabilidade da unidade de velocidade: o motor tem uma ampla faixa de velocidade e a bomba precisa manter um desempenho estável em várias velocidades·Resposta do modo de espera: a bomba deve entrar em um estado de baixo consumo de energia quando o dispositivo estiver no modo de espera para reduzir a perda de energia·Utilização de energia regenerativa: a energia potencial de martelo e a recuperação de energia do freio exigem que a bomba tenha capacidade de trabalho em quatro quadras·Interface da IoT: monitoramento remoto do status de operação da bomba e manutenção preditiva·Algoritmo de ajuste adaptativo: otimiza automaticamente os parâmetros de ataque de acordo com as condições geológicas·Tecnologia Digital Twin: Modelos de bombas virtuais Sincronize com bombas reais para otimizar o desempenho do sistema·Restrições de ruído mais rigorosas: a construção urbana exige que o ruído do equipamento seja menor que 75dB [a]·Projeto sem vazamentos: impedem o óleo hidráulico de poluir o ambiente do canteiro de obras·Projeto de vida longa: reduzir o consumo de recursos causado pela substituição de peças·Pilhas de mar profundo: pressão ultra-alta (500 barra+) e requisitos combinados de resistência à corrosão·Construção polar: -40 ℃ Start -up de baixa temperatura e operação confiável·Ambiente do deserto: alta temperatura (50 ℃+) e design anti-poeira·Eliminar componentes de transmissão, economizando mais de 30% do espaço·A eficiência é aumentada em 5%a 10%, especialmente adequada para cenários de unidade de frequência variável·Alcançar a verdadeira "oferta de petróleo sob demanda" sem perda de transbordamento·Mais fácil de obter recuperação e armazenamento de energia·Algoritmo de controle de auto-aprendizagem baseado na inteligência artificial otimiza a curva de trabalho da bomba de acordo com os dados históricos·Bombas inteligentes que integram vários sensores (pressão, temperatura, vibração etc.) para obter auto-diagnóstico de status·A configuração de parâmetros sem fio e a solução de problemas remotos reduz a necessidade de serviço no local·Manger de cerâmica e placa de swash composta reduzem o atrito e o desgaste·Os canais de fluxo impresso em 3D otimizam as características hidráulicas internas, reduzindo o ruído e a pulsação·O revestimento de nano de superfície prolonga a vida útil dos pares de fricção-chave por 2-3 vezes·Módulos de controle variáveis rapidamente substituíveis para se adaptar a diferentes cenários de aplicação·Design de séries expansíveis para fácil atualização de deslocamento·Interfaces padronizadas simplificam a integração do sistema·Projeto compatível com óleo hidráulico biodegradável·Sistema de vedação de baixo vazamento e vida longa·Mais avanço na tecnologia de controle de ruído·Versão elétrica: acionamento de motor de frequência variável integrado, desempenho otimizado de alta velocidade, adaptado às necessidades dos drivers de pilha elétrica·Sistema de controle inteligente: adicione interface IoT e algoritmo adaptável para obter manutenção preditiva·Tipo especial para o ambiente extremo: fortalecer o selo e o material para se adaptar a condições de trabalho especiais, como regiões de mar e polares·Solução híbrida: cooperar com o sistema de bateria para realizar a recuperação de energia e a assistência ao pico de energia
Hmotores de pistão axial idraulicodesempenham um papel insubstituível nos sistemas de viagem e sobrecarga de escavadeiras de rastreador. A série A6VE de motores variáveis de pistão axial do eixo chanfrado, com seusExcelente densidade de potência, Assim,Controle variável flexíveleVida de serviço ultra longa, tornou-se a solução de acionamento hidráulico preferido para escavadeiras de rastreador de ponta em todo o mundo. Este artigo analisará de forma abrangente as características técnicas dos motores da série A6VE, suas vantagens de aplicação no sistema de viagem da escavadeira, seu design correspondente com o sistema de giro, métodos de diagnóstico de falhas comuns e tendências futuras de desenvolvimento, fornecendo um guia de referência detalhado para técnicos na indústria de engenharia.
1. Visão geral da tecnologia do motor axial hidráulico
O sistema de transmissão hidráulica, o motor do pistão axial hidráulico fornece forte energia para vários tipos de máquinas de construção convertendo energia hidráulica em energia mecânica. Nas escavadeiras de rastreador, os motores de pistão axial são usados principalmente nos dois principais sistemas de unidade de viagem e rotação superior. Seu desempenho afeta diretamente a eficiência operacional, a precisão do controle e a economia de combustível de toda a máquina.
Tabela: Cenários principais de aplicação de motores de pistão axial hidráulico em escavadeiras
Área de aplicação
Requisitos funcionais
Parâmetros operacionais típicos
Desafios técnicos
Sistema de viagem
Fornece tração e adapta a diferentes terrenos
Faixa de torque: 2000-8000nmFaixa de velocidade: 0-150rpm
Resistente a cargas de choque, poeira e água
Sistema rotativo
Alcançar a rotação da plataforma de 360 °
Faixa de torque: 1000-5000nmFaixa de velocidade: 0-12rpm
Controle preciso, frenagem suave
Driver de acessório
Dirija o disjuntor hidráulico e outros acessórios
Faixa de fluxo: 20-100L/minFaixa de pressão: 20-35MPa
Resistência a choque de alta frequência
Comparado com motores de engrenagem tradicionais e motores de palhetas, os motores de pistão axial têm maior pressão de trabalho (até 45MPa), a faixa de velocidade mais ampla (o deslocamento pode ser ajustado para zero) e melhor desempenho de eficiência (a eficiência total excede 90%), o que é particularmente adequado para aplicações, como escavadeiras que possuem requisitos exigentes para desempenho da energia. A série A6VE adota um design de eixo chanfrado, que atinge o ajuste de deslocamento escasso, alterando o ângulo entre o cilindro e o eixo de acionamento, combinando perfeitamente com os requisitos de energia das escavadeiras sob diferentes condições de trabalho.
2.
2.1 Estrutura de inovação e princípio de trabalho
A série A6VE de motores variáveis de pistão axial de eixo inclinado adota um design exclusivo do grupo de rotores de pistão cônico. O pistão é organizado em um certo ângulo (geralmente 25 ° ou 40 °) para o eixo de acionamento e o deslocamento é alterado pelo balanço da placa inclinada. Comparado com o projeto tradicional de placas inclinadas, essa estrutura possui maior densidade de potência e resistência de impacto mais forte. Seu principal princípio de trabalho é: o óleo de alta pressão entra na cavidade do êmbolo através da placa de distribuição, empurrando o êmbolo a se mover axialmente. Devido ao ângulo entre o êmbolo e o eixo de acionamento, a força axial é decomposta em força radial e força tangencial, e a força tangencial gera torque de acionamento.
Os motores da série A6VE têm vários modos de controle variável, incluindo:
·Controle de compensação de pressão (tipo HZ3): ajusta automaticamente o deslocamento de acordo com a pressão do sistema para manter a saída de energia constante
·Controle proporcional elétrico (EP1/EP2): controle preciso do deslocamento através de sinais elétricos para obter regulamentação inteligente
·Controle remoto hidráulico (tipo HA/HD): Controle o ângulo da placa de swash usando um sinal hidráulico externo
2.2 Parâmetros principais de desempenho
Tabela: Comparação de parâmetros técnicos de modelos típicos da série A6VE
modelo
Deslocamento (ML/Rev)
Pressão nominal (MPA)
Pressão de pico (MPA)
Velocidade máxima (rpm)
Método de controle
A6ve55
55
40
45
3000
Controle proporcional/hidráulico elétrico
A6VE80
80
40
45
2500
Controle de compensação de pressão
A6VE107
107
35
40
2000
Controle de compensação de pressão
A6VE160
160
35
40
1800
Controle remoto hidráulico
O sistema de rolamentos do motor A6VE adota um design de rolamento de rolos cônico de fila dupla, que possui excelente capacidade de carga e vida útil ultra longa. Os testes mostram que, sob condições de trabalho padrão, o tempo médio de trabalho sem problemas (MTBF) do motor A6VE excede 10.000 horas, excedendo em muito a média da indústria. Sua eficiência de torque inicial é de 92%, o que pode garantir o início suave da escavadeira, mesmo em ambientes de baixa temperatura.
2.3 Vantagens de instalação e integração
A série A6VE adota um design de instalação do flange central e pode ser integrado "plug-in" na caixa de redução de viagem ou mecanismo de renome da escavadeira, simplificando bastante o processo de instalação. Seu projeto estrutural compacto permite que o motor seja quase completamente inserido na caixa de redução, economizando mais de 30% do espaço de instalação. Este método de integração também tem as seguintes vantagens:
·Elimine as tolerâncias de instalação: o design de auto-alinhamento compensa os erros de fabricação e montagem
·Reduza a vibração e o ruído: a conexão rígida reduz a liberação e o impacto da transmissão
·Layout de tubulação simplificado: as passagens de óleo embutidas reduzem o número de tubulação externa
O eixo de saída do motor pode ser configurado de maneira flexível e de várias formas, incluindo chave plana, spline (involuta ou retangular) etc., que é conveniente para combinar com redutores de diferentes fabricantes.
3. Aplicação de A6Ve no sistema de viagem de escavadeira de rastreador
3.1 Projeto do circuito hidráulico do sistema de caminhada
O sistema de viagem da escavadeira de rastreador geralmente adota um circuito hidráulico fechado, que consiste em uma bomba variável e um motor A6ve para formar uma transmissão hidrostática. Esse design possui recursos de recuperação de energia e características de velocidade de velocidade, que se adaptam perfeitamente às necessidades de viagem em condições complexas de terreno. Os circuitos típicos incluem:
·Circuito de acionamento principal: a bomba de deslocamento variável é diretamente conectada ao motor A6VE para obter controle de avanço/reverso
·Circuito de reabastecimento de óleo: fornece óleo de resfriamento ao sistema fechado e compensa o vazamento interno
·Circuito de descarga: mantenha o óleo do sistema limpo e estenda a vida dos componentes
·Circuito de controle de frenagem: freio integrado de vários discos para garantir a segurança do estacionamento nas encostas
A função de controle de compensação de pressão do motor A6VE pode ajustar automaticamente o deslocamento de acordo com a resistência a pé: quando a escavadeira sobe uma inclinação ou passa por uma área lamacenta, a pressão do sistema aumenta e o motor aumenta automaticamente o deslocamento para aumentar o torque de saída; Ao viajar em alta velocidade em uma estrada plana, o deslocamento é reduzido para aumentar a velocidade. Esse recurso adaptável permite que o motor sempre funcione no ponto de operação ideal, reduzindo o consumo de combustível em 15% a 20%.
3.2 Otimização de características de baixa velocidade e alta torque
As escavadeiras de rastreadores geralmente precisam superar a grande resistência em condições de trabalho severas, o que coloca requisitos rigorosos sobre a estabilidade de baixa velocidade e a capacidade de saída de torque do motor de viagem. A série A6VE enfrenta esses desafios através das seguintes inovações técnicas:
·Mergulhador cônico com estrutura do anel do pistão: vedação aprimorada e vazamento interno reduzido durante rastejamento de baixa velocidade
·Projeto da placa de distribuição otimizada: quatro janelas de distribuição diminuem a cadeia de transferência de energia e reduz as flutuações de pressão
·Tecnologia de tampão de ranhura triangular: absorve o impacto do fluxo, ângulo de largura 15 ° e ângulo de profundidade 20 ° são os melhores parâmetros
·Rolamentos de rolos de dupla linha: suportar grandes cargas radiais e evitar a perda de eficiência devido à deformação da habitação
Uma taxa de flutuação de torque inferior a 5% a uma velocidade ultra baixa de 10rpm, atendendo totalmente aos requisitos de controle preciso das escavadeiras. A relação potência/peso do motor atinge mais de 200kW/T, excedendo muito produtos concorrentes semelhantes.
3.3 Modos e soluções típicas de falha
Tabela: falhas e soluções comuns para o motor A6ve no sistema de viagem
Fenômeno de falha
Possíveis causas
Métodos de detecção
Solução
Fraqueza em caminhar
Desgaste e arranhões da placa de válvula
Teste de pressão, análise de petróleo
Substitua as peças desgastadas e melhore a filtração
Caminhada unidirecional
Válvula de reabastecimento de óleo presa
Teste de inspeção e fluxo de desmontagem do corpo da válvula
Limpe ou substitua a válvula de enchimento de óleo
Ruído anormal
Danos por rolamento, cavitação
Análise de vibração, exame de ausculta
Substitua o rolamento e verifique a linha de sucção de óleo
Alarme de superaquecimento
Vazamento interno excessivo e resfriamento insuficiente
Monitoramento de temperatura, teste de eficiência
Reparar vedações e aumentar a capacidade de resfriamento
Falha do freio
Envelhecimento de vedação do pistão de freio
Teste de pressão de freio
Substitua as vedações e verifique o óleo hidráulico
A manutenção regular é a chave para garantir a operação confiável de longo prazo do motor A6VE. Recomenda -se substituir o óleo hidráulico e filtrar a cada 2000 horas de trabalho e verificar o desgaste e o êmbolo do rolamento a cada 5000 horas. O uso da tecnologia de análise de contagem de partículas de óleo pode detectar desgaste anormal com antecedência e evitar grandes falhas.
4. Design integrado do sistema de escavadeiras e escavadeiras
4.1 Requisitos técnicos para o sistema de sobrecarga
O sistema de escavadores é responsável pela rotação de 360 ° da plataforma superior, que coloca requisitos exclusivos no motor hidráulico:
·Controle preciso da posição: atinge a precisão do posicionamento no nível do milímetro do balde
·Características suaves de parada inicial: Reduza o impacto inercial e proteja as peças estruturais
·Desempenho de frenagem eficiente: impede que o veículo escorregue ao trabalhar nas encostas
·Dimensões de instalação compactas: salva espaço na plataforma giratória
A solução tradicional usa uma combinação de motor e redutor de alta velocidade, que tem desvantagens, como grande perda de eficiência e forte impacto inercial. O motor da série A6VE resolve perfeitamente esses problemas através da tecnologia de acionamento direto e controle proporcional elétrico.
4.2 Projeto de sistema hidráulico rotativo avançado
As escavadeiras de ponta modernas estão cada vez mais usando sistemas de sobrecarga de carga com base em motores A6ve, que consistem principalmente em:
·Bomba de detecção de carga: ajusta automaticamente a saída de fluxo de acordo com a demanda
·Válvula de várias vias proporcionais: controle preciso da direção e velocidade do motor
·Motor proporcional elétrico A6VE: responde a sinais elétricos para obter mudança de velocidade de velocidade escolar
·Grupo de válvula anti-reversa: elimine o choque de balanço ao parar
·Válvula de atraso do freio: coordena a frenagem e tempo de liberação hidráulica
Quando o sistema está funcionando, o sinal piloto da alça de operação é transmitido para a válvula de detecção de carga e o motor A6ve através da válvula piloto de balanço e da válvula de ônibus. O controle proporcional de deslocamento do motor faz com que a velocidade de oscilação corresponda precisamente ao comando operacional, alcançando uma experiência de controle "ponto e parada". Os dados de teste mostram que esse sistema pode tornar a precisão do posicionamento de balanço da escavadeira dentro de ± 0,5 °, o que é mais de 3 vezes maior que o sistema hidráulico.
4.3 Recuperação de energia e melhoria de eficiência
Outra aplicação inovadora do motor A6VE no sistema de balanço é a tecnologia de recuperação de energia cinética. Quando a escavadeira para de girar, a enorme energia cinética inercial da plataforma superior pode ser convertida em energia hidráulica pelo motor e armazenada no acumulador. O recém-desenvolvido motor de pistão axial de quatro portas de Rexroth otimiza ainda mais esse processo:
·Encurre a cadeia de transferência de energia: reduza as perdas nos links de conversão intermediários
·Expanda a zona de alta eficiência: a eficiência de operação total é mantida acima de 85%
·Algoritmo de controle inteligente integrado: correspondendo automaticamente ao melhor tempo de reciclagem
Os dados de campo mostram que o sistema de recuperação de energia equipado com o motor A6VE pode reduzir o consumo geral de energia da escavadeira em 12% a 15%, e o efeito é particularmente significativo em condições de rotação frequente.
5. Análise de caso de aplicação prática
5.1 Projeto de transformação de escavadeira de grande mineração
O motor de viagem original de uma escavadeira CAT 349D em uma grande mina de carvão aberta frequentemente superaqueceu e precisava de uma grande revisão a cada 3.000 horas, em média. Depois de mudar para o modelo A6VE160HZ3/63W-VAL22200B:
·O tempo de trabalho contínuo se estendeu para 8.000 horas sem grandes reparos
·A capacidade de escalada aumentou de 30% para 45%
·Custos de manutenção reduzidos em 60%
·Melhoria de 18% na eficiência de combustível
As principais melhorias incluem:
1.Otimize o circuito de óleo hidráulico para reduzir a perda de pressão
2.Instale o sistema de resfriamento de circulação externa
3.Use óleo hidráulico de alto índice de viscosidade
4.Implementar monitoramento regular de contaminação por petróleo
5.2 Aplicativo de suporte à máquina de perfuração de túnel
Em um projeto de túnel de metrô em Xangai, o EBZ200H RoadHeader da Sany Heavy Industry usa o A6VE107EP2/63W-VZL020FPB-SK SYSTEM DE VIAGENS DO-MOTOR DO MOTOR, que executa bem:
·A força de tração atinge 450kn, atendendo aos requisitos das condições de trabalho de hard rock
·Intervalo de velocidade 0-15m/min de passo passível
·Controle anti-deslizamento, operação de inclinação segura e confiável
Este aplicativo utiliza totalmente as vantagens de controle proporcional elétrico do motor A6VE. Através da profunda integração com o sistema PLC de máquina de perfuração de túnel, ele atinge a correspondência automática da velocidade de viagem e da força de propulsão, melhorando bastante a eficiência da escavação do túnel.
5.3 Desenvolvimento de uma nova geração de escavadeiras inteligentes
A mais recente escavadeira inteligente XE370DK do XCMG usa o motor variável proporcional elétrico A6VM55P1/EP2 da Rexroth para acionar o sistema de giro. Seus recursos inovadores incluem:
·Função de calibração automática: Parâmetro hidráulico completo Aprendendo com um clique
·Algoritmo de controle anti-bala
·Interface de diagnóstico remoto: Monitoramento em tempo real do estado de saúde motor
·Manutenção preditiva: alerta precoce de falhas com base na análise de big data
Esses recursos inteligentes tornam o XE370DK um produto de referência da indústria e ganham o prêmio Top50 do produto anual de produtos de máquinas de construção de 2024 China.
6. Manutenção e solução de problemas
6.1 Pontos de manutenção diária
Para garantir a operação confiável de longo prazo do motor variável de pistão axial A6ve, as seguintes especificações de manutenção devem ser seguidas estritamente:
Gerenciamento de petróleo hidráulico
·Use o óleo hidráulico ISO VG46 ou VG68 Anti-Use com um índice de viscosidade não inferior a 95
·Mantém a limpeza do óleo para os padrões ISO 4406 18/16/13
·Substitua o óleo hidráulico a cada 2000 horas ou anualmente (o que ocorrer primeiro)
·Teste regularmente o óleo para acidez, água e contaminação de partículas
Manutenção do filtro
·Se a diferença de pressão do filtro de sucção de óleo exceder 0,3 bar, substitua -o imediatamente
·O elemento de filtro de alta pressão deve ser verificado a cada 500 horas
·O elemento de filtro de óleo de retorno possui um indicador de entupimento e deve ser substituído dentro de 4 horas após o alarme.
·Limpe o interior do alojamento do filtro ao substituir o elemento de filtro
Inspeção da peça mecânica
·Verifique a temperatura do alojamento do motor diariamente (não superior a 90 ° C)
·Verifique o torque do parafuso de montagem semanalmente (de acordo com o valor especificado do fabricante)
·Verifique o vazamento de vedação do eixo todos os meses (leve umidade é permitida, mas sem pingos de óleo)
·Pressão de liberação do freio de teste trimestralmente
6.2 Tecnologia de diagnóstico profissional
Quando o motor A6VE falha, os seguintes métodos de diagnóstico avançado podem ser usados para localizar com precisão a falha:
Análise do espectro de vibração
·Colete sinais de vibração da concha e analise as frequências características
·Falha no rolamento: as famílias harmônicas e as bandas laterais aparecem
·Desgaste do êmbolo: aumento da energia de vibração de uma ordem específica
·Danos à placa da válvula: aumento dos componentes de impacto de alta frequência
Detecção de imagem térmica
·Imager térmico infravermelho verifica a distribuição de temperatura na superfície do motor
·Vazamento interno: área de superaquecimento local
·Má lubrificação: pontos de temperatura anormalmente altos
·Falha de resfriamento: o aumento total da temperatura excede o padrão
Ferragrafia de petróleo
·Detecção da morfologia e composição de partículas de desgaste em óleo
·Desgaste normal: pequenas partículas uniformes
·Desgaste anormal: partículas de tamanho grande
·Desgaste corrosivo: grandes quantidades de partículas de óxido
6.3 Pontos -chave do processo de revisão
Precauções de desmontagem
1.Marque todos os locais de tubo e encaixe
2.Desmontar a conexão do flange usando ferramentas especiais
3.Protege as superfícies de acasalamento de precisão dos arranhões
4.Organizar peças desmontadas em ordem
Padrões -chave de inspeção de componentes
·Par de êmbolo/cilindro: ajuste de folga 0,015-0.025mm, substitua se fora da tolerância
·Placa de distribuição: planicidade ≤ 0,005 mm, pequenos arranhões podem ser reparados por moagem
·Rolamentos: Se a liberação exceder o padrão ou o pitting ocorrer, eles devem ser substituídos
·SEALs: todas as peças originais
Especificações de montagem e depuração
1.Todas as peças devem ser embebidas em óleo hidráulico antes da montagem
2.Aperte os parafusos do flange em etapas
3.Recune após 30 minutos de operação sem carga
4.Aumentar gradualmente a carga para a pressão nominal
5.Testando a eficiência volumétrica e a eficiência do torque
7. Tendências futuras de desenvolvimento de tecnologia
7.1 Inteligência e integração da IoT
O motor A6VE da próxima geração será profundamente integrado à tecnologia industrial da Internet das Coisas (IIOT) para alcançar:
·Monitoramento de status em tempo real: pressão interna, temperatura, sensores de vibração
·Recursos de computação de borda: processamento local de dados de desempenho para reduzir atrasos na transmissão
·Modelo Twin Digital: a simulação virtual prevê a vida restante
·Ajuste do parâmetro remoto: otimização on -line dos parâmetros de controle
As empresas chinesas lançaram um protótipo de motor inteligente com uma interface Canopen, que pode ser conectada diretamente ao sistema MES de fábrica através do protocolo OPC UA para fornecer suporte de dados para manutenção preditiva.
7.2 Inovação na melhoria da eficiência energética
Para atender aos regulamentos de emissão de carbono cada vez mais rigorosos, a série A6VE está desenvolvendo várias tecnologias de economia de energia:
·Controle adaptativo de pressão: ajuste dinamicamente a pressão do sistema de acordo com a carga
·Materiais de baixo atrito: os revestimentos de nano reduzem as perdas mecânicas
·Gerenciamento térmico eficiente: otimize canais de petróleo interno para reduzir o aumento da temperatura
·Sistema de recuperação de energia: a energia cinética de frenagem é convertida em armazenamento de energia hidráulica
Os testes de laboratório mostraram que essas inovações podem melhorar a eficiência motora geral em 5% a 8%, reduzindo o consumo de combustível em aproximadamente 3.000 litros por ano em condições típicas de escavação.
7.3 Novos materiais e novas tecnologias
A aplicação de materiais avançados melhorará significativamente o limite de desempenho do motor A6VE:
·Mergulhador de cerâmica: a resistência ao desgaste aumentou 10 vezes, adequada para condições de pressão ultra-alta
·Casca composta de fibra de carbono: 30% mais leve e mais forte
·Placa de válvula impressa em 3D: canais de óleo interno complexos otimizam características de fluxo
·Casamento lubrificante inteligente: ajusta automaticamente o coeficiente de atrito de acordo com a temperatura
Ao mesmo tempo, a fabricação inteligente dirigida por gêmeos digitais alcançará:
·A verificação da montagem virtual diminui o ciclo de desenvolvimento
·Produção personalizada personalizada, resposta rápida a necessidades especiais
·Rastreabilidade da qualidade do ciclo de vida total para melhorar a confiabilidade
8. Conclusão e recomendações
O motor variável de pistão axial da série A6VE tornou -se a solução de potência ideal para as escavadeiras modernas de rastreadores com seu design inovador de eixo inclinado, controle variável preciso e excelente confiabilidade. As seguintes conclusões podem ser tiradas da análise neste artigo:
1.Vantagens técnicas óbvias: em comparação com os motores hidráulicos tradicionais, o A6VE tem vantagens significativas na densidade de energia, precisão de controle e eficiência energética e é particularmente adequada para cenários de aplicação com condições de trabalho complexas, como escavadeiras.
2.Chave para a correspondência do sistema: Para utilizar totalmente o desempenho do A6VE, é necessário otimizar o design geral do sistema hidráulico, incluindo configuração razoável de circuito, estratégia de controle precisa e sistema de filtragem e resfriamento completo.
3.A manutenção determina a vida: a manutenção de rotina padronizada e o monitoramento de condições profissionais podem prolongar significativamente a vida útil do serviço e reduzir o custo total da propriedade (TCO).
4.A inteligência é o futuro: motores inteligentes com sensores integrados e recursos de comunicação se tornarão o padrão do setor, trazendo mudanças revolucionárias ao gerenciamento e manutenção de equipamentos.
Com base na análise acima, as seguintes sugestões são feitas para fabricantes de escavadeiras e usuários finais:
Recomendações para fabricantes
·No desenvolvimento de novos modelos, o modelo de controle proporcional elétrico A6VE tem prioridade para melhorar o desempenho do controle
·Otimize o design correspondente do sistema hidráulico e motor para dar um jogo completo às vantagens da tecnologia variável
·Fortalecer o projeto de gerenciamento térmico para garantir a confiabilidade do motor sob condições de trabalho extremas
·Interface IoT pré-instalada para criar condições para operação e manutenção inteligentes
Recomendações para usuários finais
·Escolha um provedor de serviços de reparo certificado em fábrica para revisar o trabalho
·Invista em equipamentos de análise de petróleo e implemente a manutenção preditiva
·Treinamento do operador para evitar falhas precoces causadas pelo uso inadequado
·Considere soluções de atualização de eficiência energética e substitua equipamentos antigos por motores de controle proporcional elétrico
À medida que a eletrificação e a inteligência das máquinas de construção avançam, o motor variável de pistão axial da série A6VE continuará a liderar a inovação tecnológica, fornecerá à indústria da escavadeira soluções de energia mais eficientes, mais inteligentes e ambientalmente amigáveis e ajudarão a construção global de infraestrutura a alcançar novos patamares.
Introdução: O papel crítico dos motores de pistão axial nas máquinas de construção modernas
Nos modernos equipamentos de construção, os motores de pistão axial servem como os principais componentes dos sistemas hidráulicos, com seu desempenho afetando diretamente a eficiência e a confiabilidade gerais da máquina. The Rexroth A6VM series bent-axis variable displacement piston motors have become the preferred power transmission solution for heavy-duty equipment like rotary drilling rigs due to their outstanding technical characteristics and stable performanceEste artigo apresenta uma análise aprofundada das vantagens técnicas dos motores de pistão axial A6VM, soluções de integração de sistemas e resultados de aplicação prática em plataformas de perfuração rotativas,oferecendo uma referência técnica abrangente para profissionais da indústria.
1Características operacionais das plataformas de perfuração rotativas e requisitos do sistema hidráulico
Como equipamento crítico na construção de fundações, as plataformas de perfuração rotativas operam em ambientes adversos com cargas altamente variáveis e exigentes requisitos para a capacidade de resposta do sistema de energia.Estas condições especiais de trabalho criam os seguintes requisitos fundamentais para os sistemas hidráulicos:
· Capacidade de saída de binário elevado: é necessário um binário elevado e estável contínuo ao perfurar formações duras
· Controle preciso da velocidade: as diferentes formações geológicas exigem uma adaptação da velocidade de rotação otimizada para a máxima eficiência de perfuração
· Excepcional fiabilidade: operação estável a longo prazo em condições de vibração, choque e poluição
· Optimização da eficiência energética: redução do consumo de combustível e melhoria da eficiência energética global
Como fonte primária de energia para os sistemas de rotação e elevação das plataformas de perfuração rotativas, os parâmetros de desempenho dos motores de pistão axial influenciam diretamente o desempenho operacional da máquina.Os motores de pistão de deslocamento variável de eixo dobrado da série Rexroth A6VM representam uma solução de alto desempenho especificamente concebida para estes requisitos exigentes.
2Características técnicas dos motores de pistão axial Rexroth A6VM
2.1 Princípio inovador de conceção do eixo inclinado
A série A6VM utiliza uma configuração de eixo dobrado que oferece várias vantagens em relação aos motores de pistão axial de tipo swashplate tradicionais:
· Maior densidade de potência: O projeto compacto permite deslocamentos maiores e torque de saída
· Melhor vida útil dos rolamentos: A disposição otimizada dos rolamentos reduz as cargas radiais, prolongando a vida útil
· Aumentar a eficiência mecânica: A redução das perdas de atrito interno melhora a eficiência da conversão de energia
Este projeto permite que os motores de pistão axial forneçam um maior torque de saída dentro do mesmo envelope, particularmente adequado para aplicações de plataforma de perfuração rotativa com espaço restrito.
2.2 Tecnologia avançada de controlo do deslocamento
A série A6VM oferece múltiplas opções de controlo de deslocamento, incluindo controlo hidráulico (HD), controlo proporcional eletro-hidráulico (EP) e controlo elétrico directo (DA),satisfazer os vários requisitos do sistema da plataforma de perfuração rotativa:
· Controle HD: Ajuste contínuo do deslocamento através de sinais hidráulicos com resposta rápida
· Controle de EP: O controlo eletroproporcional facilita a integração com os sistemas electrónicos da máquina para um ajuste inteligente
· Controle DA: Ajuste elétrico direto proporciona alta precisão e capacidade de monitorização remota
Estes métodos de controlo flexíveis permitem que os motores de pistão axial correspondam com precisão aos requisitos de potência em diferentes condições de perfuração, alcançando uma eficiência energética óptima.
2.3 Vantagens dos principais parâmetros de desempenho
Os motores de pistão axial A6VM demonstram métricas de desempenho excepcionais em aplicações de plataforma de perfuração rotativa:
· Pressão máxima de funcionamento: Até 450 bar para aplicações pesadas
· Velocidade máxima: Alguns modelos podem atingir 8.000 rpm para operações de alta velocidade
· Eficiência volumétrica: Até 96%, minimizando as perdas de energia
· Níveis de ruído: O projeto otimizado reduz significativamente o ruído operacional
Estes parâmetros de desempenho garantem o funcionamento fiável dos motores de pistão axial nas condições rigorosas das operações de perfuração rotativa.
3. Soluções de integração de sistemas de motores de pistão axial A6VM em plataformas de perfuração rotativas
3.1 Principais aplicações do sistema de guinchos
Nos sistemas de guincho principal de uma plataforma de perfuração rotativa, os motores de pistão axial A6VM fornecem:
· Capacidade de elevação de carga pesada: Os modelos de grande deslocamento proporcionam força de tração suficiente
· Controle de velocidade preciso: O ajuste do deslocamento permite aceleração e desaceleração suaves
· Protecção da segurança: Os travões integrados garantem uma retenção segura da carga
Através da combinação otimizada dos motores de pistão axial com redutores de engrenagem, o sistema alcança um desempenho de elevação ideal e um equilíbrio de eficiência energética.
3.2 Integração do sistema de rolamento
Os sistemas rotativos de rotação da plataforma de perfuração impõem requisitos extremamente rigorosos aos motores hidráulicos.
· Desempenho suave a baixa velocidade: Elimina fenômeno de deslizamento do bastão para posicionamento preciso
· Resposta rápida: Cumprir os requisitos de alinhamento rápido do tubo de perfuração
· Projeto resistente a choques: Resiste a mudanças bruscas de carga durante o entupimento do tubo de perfuração
O projeto de alta rigidez e as características de controlo otimizadas dos motores a pistão axial satisfazem perfeitamente estes requisitos.
3.3 Soluções de propulsão Kelly
Como componente central de trabalho das plataformas de perfuração rotativas, os motores kelly requerem motores hidráulicos com:
· Ampla gama de velocidades: Adapta-se a diferentes requisitos de perfuração de formação
· Ajuste de potência constante: Ajusta automaticamente a velocidade e o binário com variações de carga
· Protecção contra sobrecarga: Previne danos ao sistema por interferência da broca
As características de deslocamento variáveis dos motores de pistão axial A6VM os tornam ideais para aplicações de acionamento Kelly.
4. Vantagens da eficiência energética dos motores de pistão axial A6VM em plataformas de perfuração rotativas
4.1 Tecnologia de controlo de detecção de carga
Os sistemas que combinam motores de pistão axial A6VM com bombas Rexroth de detecção de carga permitem:
· Fornecimento de fluxo baseado na procura: Fornece apenas o caudal e a pressão reais necessários
· Perdas de estrangulamento eliminadas: Elimina resíduos energéticos dos sistemas convencionais controlados por válvulas
· Resposta rápida: Corresponde automaticamente às alterações de carga para melhorar a eficiência operacional
Este método de controlo avançado pode reduzir o consumo de energia do sistema hidráulico em 20-30% nas plataformas de perfuração rotativas.
4.2 Aplicações da tecnologia de recuperação de energia
Durante as operações de abaixamento e travagem, os motores de pistão axial A6VM podem funcionar no modo de bomba para alcançar:
· Recuperação potencial de energia: Converte a energia de descida em energia hidráulica armazenada
· Calor de travagem reduzido: Minimiza a perda de energia da travagem por atrito convencional
· Integração de sistemas simplificada: Reduz a necessidade de componentes auxiliares de arrefecimento
Esta aplicação inovadora melhora significativamente a eficiência de utilização de energia das plataformas de perfuração rotativas.
5Estudos de casos de aplicação prática
5.1 Aplicação do projecto de grande plataforma de perfuração rotativa
No modelo XR460, o motor de pistão axial A6VM2000 que acionava o sistema Kelly conseguiu:
· Melhoria de 15% da eficiência da perfuraçãoem comparação com a geração anterior
· Economia de combustível de 18%em condições de trabalho abrangentes
· Verificação da fiabilidade: 2000 horas de funcionamento contínuo sem falhas
5.2 Aplicações de máquinas de perfuração rotativas de média e pequena dimensão
Para as plataformas de perfuração rotativas médias/pequenas com espaço limitado, o motor de pistão axial A6VM1070 fornece:
· Instalação compacta: 30% de poupança de espaço
· Optimização dos custos: Redução dos custos do sistema mantendo o desempenho
· Fácil manutenção: O projeto modular reduz ao mínimo o tempo de manutenção
6Recomendações de manutenção e resolução de problemas
Para manter um desempenho óptimo do motor de pistão axial A6VM em aplicações de plataforma de perfuração rotativa:
• Análise regular dos fluidos: monitorizar os níveis de contaminação e o teor de água
· Substituição de filtros: respeitar rigorosamente os intervalos de manutenção dos filtros de alta pressão
· Inspecção dos selos: Prevenir fugas externas
· Limpeza do sistema: obrigatória após grandes reformas
Guia de solução rápida de problemas comuns:
· Torque de saída insuficiente: Verificar a pressão do sistema e a configuração do deslocamento do motor
· Ruído anormalInvestigar a contaminação do fluido e o estado do rolamento
· Superaquecimento: Verificar o sistema de arrefecimento e a viscosidade do fluido
7Tendências de desenvolvimento futuro e perspectivas tecnológicas
À medida que as plataformas de perfuração rotativas evoluem para soluções inteligentes e ecológicas, a tecnologia do motor de pistão axial A6VM continuará a inovar:
· Integração de controlo inteligente: combina com a tecnologia IoT para monitorização remota e manutenção preditiva
· Modernização dos materiais e dos processos: novos materiais melhoram ainda mais a densidade de potência e a vida útil
· Optimização da eficiência energética: tecnologias de recuperação e reutilização de energia de próxima geração
· Simplificação do sistema: redução do número de componentes para melhorar a fiabilidade
Os avanços tecnológicos dos motores de pistão axial, que são componentes essenciais dos sistemas hidráulicos das plataformas de perfuração rotativas, continuarão a conduzir a melhorias no desempenho geral da máquina.
Conclusão: Motores de pistão axial A6VM
Os motores de pistão de deslocamento variável do eixo dobrado da série A6VM da Rexroth tornaram-se soluções de referência para os modernos sistemas hidráulicos rotativos da plataforma de perfuração devido aos seus conceitos de design inovadores,Parâmetros de desempenho excepcionaisAs suas vantagens abrangentes em termos de densidade de potência, precisão de controlo, eficiência energética,e confiabilidade atender perfeitamente os requisitos exigentes de várias condições de perfuração rotativaÀ medida que a indústria de máquinas de construção continua a exigir maior eficiência e desempenho ambiental,Os motores de pistão axial A6VM continuarão a liderar o desenvolvimento da tecnologia hidráulica da plataforma de perfuração rotativa, criando um maior valor para os utilizadores.
Para projetistas e operadores de máquinas de perfuração rotativas, thoroughly understanding A6VM axial piston motors' technical characteristics and properly applying them in system integration will significantly improve equipment performance and market competitiveness, proporcionando um desempenho de construção superior e benefícios económicos em projectos de engenharia de fundações.
Introdução: Desafios na indústria de extrusão de alumínio e soluções hidráulicas
Na indústria de processamento de alumínio de hoje, a tecnologia de extrusão como principal método de produção de perfis de alumínio impõe exigências extremamente elevadas à estabilidade do sistema hidráulico e à eficiência energética. Aluminum extrusion presses must withstand extremely high pressures (typically 25-35MPa) while requiring precise control of extrusion speed and pressure to ensure product quality and production efficiencyNeste contexto,As bombas de deslocamento variável de pistão axial da série A4VSO da Rexroth tornaram-se a escolha ideal para sistemas hidráulicos em prensas de extrusão de alumínio devido ao seu desempenho excepcional.
Como tecnologia central dos sistemas hidráulicos modernos, a capacidade de controlo variável das bombas de pistão axial, a adaptabilidade à alta pressão,e eficiência energética determinam diretamente o desempenho global das prensas de extrusãoEste artigo explorará em profundidade como as bombas a pistão axial de deslocamento variável Rexroth A4VSO fornecem soluções hidráulicas eficientes e fiáveis para prensas de extrusão de alumínio.
Vantagens técnicas das bombas a pistão axial de deslocamento variável Rexroth A4VSO
1. Princípio de Design Avançado Swashplate
A série Rexroth A4VSO utiliza o design clássico de placas de suporte de bombas de pistão axial, alcançando um ajuste de deslocamento infinitamente variável alterando o ângulo da placas de suporte.Este projeto permite que a bomba ajuste automaticamente o fluxo de saída em diferentes condições de funcionamentoComparado com as bombas tradicionais de deslocamento fixo, este método de controlo variável reduz significativamente a perda de energia.Realizar o conceito de economia de energia do "fornecimento de petróleo sob demanda". "
2.Desempenho e durabilidade sob alta pressão
A bomba de pistão axial A4VSO pode operar a pressões máximas de até 400 bar, com pressão de trabalho contínua de 350 bar, satisfazendo plenamente as exigências de alta pressão das prensas de extrusão de alumínio.Os seus componentes principais utilizam materiais especiais de liga e processos de usinagem de precisão, combinado com um projeto de balança hidráulica otimizado, garantindo uma operação estável a longo prazo em condições de alta pressão.Os dados de campo mostram que, em condições de funcionamento típicas da indústria de extrusão de alumínio, o, a bomba A4VSO alcança um tempo médio entre falhas superior a 20 000 horas.
3Características precisas de controlo de fluxo
Os processos de extrusão de alumínio têm requisitos rigorosos para o controlo da velocidade, em especial na produção de perfis de precisão.A bomba de deslocamento variável do pistão axial A4VSO está equipada com controladores proporcionais eletro-hidráulicos de alta resposta, alcançando uma precisão de regulação do caudal de ± 0,5%, permitindo um controlo preciso da velocidade de extrusão.reduzir eficazmente os defeitos dos produtos.
Solução de integração do sistema de bombas de pistão axial A4VSO em prensas de extrusão de alumínio
1Configuração do sistema de bomba principal
Em sistemas hidráulicos típicos para prensas de extrusão de alumínio, várias bombas de deslocamento variável de pistão axial A4VSO geralmente são configuradas em paralelo.
· Bombas de trabalho principais: 1-2 bombas da série A4VSO 250 ou 355 que fornecem energia primária para o processo de extrusão
· Bombas do sistema auxiliar: bombas A4VSO de menor deslocamento responsáveis por ações auxiliares, como a fixação de matrizes e o movimento do recipiente
· Bombas de retorno rápido: bombas de pistão axial de alta pressão dedicadas para retorno rápido
Esta configuração modular pode ser ajustada de forma flexível para diferentes prensas de tonelagem (de 1000 a 10000 toneladas), alcançando proporções de eficiência energética ideais.
2Integração do sistema de controlo inteligente
As modernas prensas de extrusão de alumínio geralmente usam PLCs ou controladores dedicados para produção automatizada.
· Recepção de comandos de velocidade através de autocarros industriais padrão (como Profibus, EtherCAT)
· Fornecer feedback em tempo real dos parâmetros de funcionamento, como pressão e fluxo
· Apoio a funções de monitorização e diagnóstico remotos
O sistema de controlo inteligente pode ajustar automaticamente a saída da bomba de acordo com as curvas do processo de extrusão, atingindo a otimização dos parâmetros do processo.
3. Projeto de circuitos de poupança de energia
Considerando as características de funcionamento intermitente das prensas de extrusão de alumínio, as bombas de deslocamento variável de pistão axial A4VSO podem ser configuradas com várias soluções de economia de energia:
· Controle de detecção de carga: Ajusta automaticamente a potência de saída de acordo com a demanda de carga real
· Controle de pressão constante: Reduz o caudal durante as fases de retenção de pressão para minimizar as perdas de transbordamento
· Motor de frequência variável: Funções com motores de frequência variável para regulação de economia de energia de maior alcance
As aplicações em campo demonstram que os sistemas de poupança de energia que utilizam bombas de pistão axial A4VSO podem obter uma economia de energia de 30% a 50% em comparação com as soluções tradicionais,uma vantagem particularmente valiosa, tendo em conta o aumento dos custos da energia.
Estudos de casos de aplicações práticas
Caso 1: Projeto de modernização de uma prensa de extrusão de perfis de alumínio de 3500 toneladas
Uma empresa de alumínio em Shandong atualizou o sistema hidráulico de uma antiga prensa de 3500 toneladas, substituindo o sistema de bomba de deslocamento fixo original por 2 bombas de deslocamento variável de pistão axial A4VSO 250.Resultados após modificação:
· Consumo de energia reduzido em 42%, economizando aproximadamente ¥850.000 anualmente em custos de eletricidade
· A precisão do controlo da velocidade de extrusão melhorou para ± 1%, aumentando a taxa de qualificação do produto em 5%
· Redução do ruído do sistema em 15 dB, melhorando significativamente o ambiente de trabalho
Caso 2: Novo projecto de prensa de extrusão pesada de 5000 toneladas
Um grande fabricante de alumínio em Guangdong estabeleceu uma nova linha de produção com sistemas hidráulicos totalmente usando soluções de bomba de pistão axial Rexroth A4VSO.
· Bombas principais que utilizam bombas de pistão axial de alta pressão A4VSO 355 com pressão máxima de 350 bar
· Equipado com sistema de controlo inteligente de detecção de carga para ajuste de processo totalmente automático
· Função integrada de monitorização remota que suporta a manutenção preditiva
Após a colocação em serviço, a eficácia global do equipamento (OEE) atingiu 92%, ultrapassando de longe as médias do sector.
Guia de manutenção e solução de problemas
1Pontos de manutenção de rotina
Para assegurar o funcionamento estável a longo prazo das bombas de deslocamento variável de pistão axial A4VSO em prensas de extrusão de alumínio, as medidas de manutenção recomendadas incluem:
· Gestão de fluidos: Ensaios regulares da limpeza do óleo (classe NAS 7), do teor de água (< 0,1%) e do número de ácidos
· Substituição do filtro: Substituir os filtros de alta pressão a cada 2000 horas de funcionamento ou quando ocorrerem alarmes de pressão diferencial
· Inspecção dos elementos de fixação: Verificação mensal dos parafusos de montagem da bomba e da estanqueidade das ligações de tubulação
·
2Diagnóstico de falhas comuns
Falhas típicas de bombas de pistão axial em prensas e soluções de extrusão de alumínio:
Sintoma
Possível causa
Solução
Fluxo de saída insuficiente
Mecanismo de regulação da placa de barreira aderente, pressão de controlo insuficiente
Verificar o circuito de controlo, limpar o mecanismo de regulação
Ruído anormal
Cavitação, danos ao rolamento, contaminação por fluidos
Verificar as condições de sucção, substituir rolamentos ou fluido
Flutuação de pressão
Bloqueio do orifício de amortecimento, falha da válvula de comando
Orifício de amortecimento limpo, válvula de controlo de reparação
3.Recomendações de revisão e remodelação
As bombas de pistão axial A4VSO devem ser submetidas a uma inspecção profissional após 20 000 horas de funcionamento, incluindo:
· Substituição de todas as vedações e peças de desgaste
· Inspecção do desgaste das placas de válvulas e dos conjuntos de pistões
· Recalibração dos mecanismos de controlo
A renovação profissional pode restaurar o desempenho da bomba para mais de 90% das novas unidades a apenas 40%-60% do custo das novas bombas.
Tendências da indústria e evolução tecnológica das bombas A4VSO
1Direcções de desenvolvimento tecnológico na indústria de extrusão de alumínio
Com a crescente procura de perfis de alumínio leves em indústrias como veículos de novas energias e transporte ferroviário, a tecnologia de extrusão apresenta as seguintes tendências:
· Requisitos mais elevados de velocidade e precisão de extrusão
· Demanda de prensas de maior tonelagem (acima de 10 000 toneladas)
· Popularização dos modos de produção inteligentes e digitais
· Normas mais rigorosas em matéria de eficiência energética e de ambiente
Estas tendências impõem exigências mais elevadas aos sistemas hidráulicos, em especial à tecnologia das bombas a pistão axial.
2Inovações tecnológicas na série Rexroth A4VSO
Para se adaptar ao desenvolvimento da indústria, a Rexroth otimiza continuamente as bombas de pistão axial de deslocamento variável A4VSO:
· Melhorias materiais: Utilização de novos materiais resistentes ao desgaste para prolongar a vida útil dos componentes críticos
· Optimização de controlo: Desenvolvimento de versões de controlo digital mais rápidas e precisas
· Melhoria da eficiência energéticaRedução das perdas internas através da otimização da dinâmica dos fluidos
· Conectividade inteligente: Funções de monitorização e manutenção preditiva melhoradas
As bombas A4VSO de última geração atingiram uma eficiência máxima de 95%, apresentando um desempenho ainda melhor em aplicações de extrusão de alumínio.
Conclusão: Por que escolher as bombas de pistão axial Rexroth A4VSO para prensas de extrusão de alumínio?
Com base na análise acima, as bombas de pistão axial Rexroth A4VSO de deslocamento variável tornaram-se a escolha preferida para sistemas hidráulicos em prensas de extrusão de alumínio devido a:
· Desempenho excepcional em alta pressão: Especificamente concebido para aplicações de alta pressão, como a extrusão de alumínio, garantindo a fiabilidade do sistema
· Controle preciso do caudal: Cumprimento de requisitos rigorosos de controlo de velocidade para processos de extrusão de precisão
· Economia energética significativa: Tecnologia variável avançada reduz substancialmente os custos operacionais
· Duração de vidaMateriais de qualidade superior e fabricação de precisão garantem um funcionamento estável a longo prazo
· Serviços de apoio abrangentes: Rede global de serviços fornece suporte técnico oportuno
Para empresas modernas de extrusão de alumínio que buscam alta eficiência, qualidade e baixo custo,A adopção de soluções hidráulicas com bombas de pistão axial de deslocamento variável Rexroth A4VSO é sem dúvida uma escolha sábiaCom os avanços tecnológicos contínuos, este produto de bomba de pistão axial maduro e confiável continuará a criar maior valor para a indústria de extrusão de alumínio.
1Introdução: Requisitos fundamentais dos sistemas hidráulicos TBM
Na construção moderna de túneis, as máquinas de perfuração de túneis (TBM) servem como equipamento crítico cujo desempenho determina directamente a eficiência e a qualidade do projecto.Funcionando como o "coração" de um TBM, alimenta funções essenciais, incluindo impulso, motor de cabeça de corte e ereção de segmento.As bombas de deslocamento variável de pistão axial da série Rexroth A4VSG tornaram-se a fonte de energia hidráulica preferida pelos fabricantes globais de TBM devido ao seu desempenho e confiabilidade excepcionais.
Desde o seu desenvolvimento em meados do século XX, a tecnologia de bomba de pistão axial tornou-se um componente chave insubstituível em sistemas hidráulicos de alta pressão.Em comparação com as bombas de engrenagem e bombas de veleiras tradicionais, as bombas a pistão axial de deslocamento variável oferecem vantagens significativas, incluindo alta pressão de trabalho, eficiência volumétrica,e uma ampla gama de regulação de caudal, tornando-os particularmente adequados para aplicações exigentes de TBM.
2Características técnicas das bombas de pistão axial de deslocamento variável Rexroth A4VSG
2.1 Conceito inovador de conceção
A série Rexroth A4VSG possui um projeto de deslocamento variável de pistão axial do tipo swashplate que consegue um ajuste de deslocamento sem passos alterando o ângulo da swashplate.Este projeto permite que a bomba ajuste automaticamente o fluxo de saída de acordo com as demandas do sistema, mantendo a velocidade de rotação constantePara equipamentos como os TBMs com cargas altamente variáveis, a utilização de um sistema de transmissão de potência de alta precisão permite a obtenção de uma correlação precisa de potência.Esta característica das bombas de deslocamento variável de pistão axial melhora significativamente a eficiência de utilização de energia.
2.2 Parâmetros essenciais de desempenho
· Intervalo de pressão de trabalho: Máximo de 400 bar, funcionamento contínuo a 350 bar, satisfazendo os requisitos hidráulicos de alta pressão dos TBM
· Faixa de deslocamento: 28-1000 ml/rev, cobrindo as necessidades de potência para várias especificações do TBM
· Eficiência volumétrica: Até 98%, minimizando a perda de energia
· Controle do ruído: O projeto optimizado do pistão e da sapatilha mantém o ruído operacional abaixo de 80 dB
2.3 Projeto de melhoria da fiabilidade
Abordando a necessidade de operação contínua em TBMs, a bomba de pistão axial A4VSG incorpora múltiplas tecnologias que aumentam a confiabilidade:
· Casas de ferro fundido nodular de alta resistência com excelente resistência a impactos e vibrações
· Pistões cromados duros e cilindros especialmente tratados para uma resistência superior ao desgaste
· Disposição de rolamentos otimizada que prolonga a vida útil
• Interfaces integradas de sensores de temperatura e pressão para a monitorização da condição
3Arquitetura do sistema hidráulico TBM e posicionamento de aplicações A4VSG
3.1 Composição típica do sistema hidráulico TBM
Os sistemas hidráulicos TBM modernos consistem tipicamente nos seguintes subsistemas:
· Sistema de propulsão principal: Fornece potência de propulsão para a frente
· Sistema de accionamento da cabeça de corte: Alimenta a roda de corte giratória
· Sistema de erecção de segmentos: controla com precisão os manipuladores de instalação de segmentos
· Sistemas auxiliares: Inclui funções de colagem, transporte de lama e outras funções de apoio
Dentre estes subsistemas, as bombas a pistão axial de deslocamento variável servem principalmente os sistemas de tração de empuxo principal e de cabeça de corte que têm as maiores exigências de potência.
3.2 Soluções típicas de configuração A4VSG para MTT
As soluções de configuração para bombas de pistão axial A4VSG variam de acordo com o diâmetro do TBM e as condições geológicas:
- Não.Solução TBM de diâmetro pequeno/médio (abaixo de φ6m)- Não.
· Sistema de tração principal: bombas de pistão axial 2×A4VSG 250 com controlo de detecção de carga
· Motor de cabeça de corte: 1 × A4VSG 500 bomba de pistão axial com controlo de potência constante
· Potência total: aproximadamente 500-800 kW
- Não.Solução TBM de grande diâmetro (acima de φ6m)- Não.
· Sistema de empuxo principal: bombas de pistão axial 4×A4VSG 355 com controlo de pressão zonado
· Motor de cabeça de corte: 2 × A4VSG 750 bombas de pistão axial com frequência variável + controlo de composto de potência constante
· Potência total: 1200-2000 kW
4Principais vantagens técnicas das bombas de pistão axial A4VSG em TBM
4.1 Controle preciso da força de empurrão
A propulsão do TBM requer ajuste em tempo real da força de empuxo e velocidade de acordo com as condições geológicas.As bombas de pistão axial A4VSG equipadas com controlo proporcional electrónico (controlo HD) ou controlo de detecção de carga (controlo DA) permitem:
· Precisão da velocidade de propulsão até 0,1 mm/s
· Ajuste independente da pressão para grupos de cilindros múltiplos
· Correcção automática do desvio para manter a precisão do eixo de túnel
4.2 Combinação eficiente da potência
Os sistemas tradicionais de bomba de deslocamento fixo desperdiçam uma quantidade significativa de energia durante a operação do TBM a baixa carga.As bombas de deslocamento variável de pistão axial A4VSG conseguem-se através de controlo de potência constante ou controlo de detecção de carga:
· Economia de energia superior a 30%
· Redução do aumento da temperatura do óleo hidráulico, prolongando a vida útil do fluido
· Redução da carga do sistema de arrefecimento
4.3 Adaptabilidade à geologia complexa
Para diferentes condições geológicas (sol macio, cascalho, rocha, etc.), as bombas de pistão axial A4VSG podem ajustar rapidamente os parâmetros de funcionamento:
· Estrato de solo mole: baixa pressão, modo de fluxo elevado
· Estrato de rocha dura: Alta pressão, baixo caudal
· Estrato misto: Troca automática de modo
5Tecnologia de controlo inteligente para A4VSGBombas de pistão axial
5.1 Integração do sistema de controlo electrónico
As modernas bombas de pistão axial A4VSG podem integrar várias opções de controle eletrônico:
· Controle proporcional do solenoide: Permite o ajuste preciso do deslocamento
· Interface de autocarro CAN: Conexão perfeita com o sistema de controlo principal do TBM
· Interface de monitorização da condição: Feedback em tempo real dos parâmetros de funcionamento da bomba
5.2 Funções inteligentes de diagnóstico de falhas
Ao monitorizar os parâmetros-chave das bombas de pistão axial, podem ser obtidos avisos precoces de falhas:
· Sensores de vibração detectam a condição do rolamento
· Análise de pulsação de pressão identifica desgaste do pistão
· A monitorização da temperatura prevê a vida útil das focas
5.3 Aplicação da tecnologia digital gêmea
A comparação dos dados operacionais da bomba de pistão axial A4VSG com os modelos digitais permite:
· Previsão da tendência de degradação do desempenho
· Avaliação da vida residual
· Determinação do tempo de manutenção ideal
6Casos típicos de aplicação em engenharia
6.1 Caso 1: Projeto de túnel de metro urbano
Parâmetros do projecto:
· Diâmetro do TBM: 6,28 m
· Comprimento do túnel: 3,2 km
• Condições geológicas: alternar camadas de solo mole e cascalho
Configuração do sistema hidráulico:
· Propulsão principal: bombas de pistão axial 3×A4VSG 355
· Motor de cabeça de corte: 2 × A4VSG 500 bombas de pistão axial
Resultados da operação:
· A taxa média de adiantamento atingiu 12 m/dia
· Zero falhas do sistema hidráulico
· 28% de poupança de energia em comparação com os sistemas convencionais
6.2 Caso 2: Projeto de túnel fluvial
Desafios do projecto:
· Alta pressão de água (0,6 MPa)
· Construção de túneis de longa distância (5,8 km)
· Geologia complexa (sol mole, zonas de fracturas rochosas)
Solução:
· Projeto redundante utilizando bombas de pistão axial A4VSG
· Configuração inteligente do sistema de compensação de pressão
· Implementação de monitorização remota da condição
Realizações do projecto:
· estabelecer um recorde mensal de 456 metros
· A fiabilidade do sistema hidráulico atingiu 99,98%
· Recebeu o prémio de inovação tecnológica do proprietário
7Guia de manutenção e resolução de problemas
7.1 Pontos de manutenção de rotina
Para assegurar um desempenho óptimo da bomba de pistão axial A4VSG em aplicações de TBM:
· Verificar a limpeza dos fluidos a cada 500 horas (ISO 4406 18/16/13)
· Inspeccionar o filtro de sucção da bomba a cada 1000 horas
· Teste da eficiência volumétrica da bomba a cada 2000 horas
· Verificar regularmente o alinhamento do acoplamento e a vibração do tubo
7.2 Resolução comum de problemas
- Não.Questão 1: Fluxo de produção insuficiente- Não.
Possíveis causas:
· Mecanismo de regulação da placa de suporte
· Pressão de controlo insuficiente
· Desgaste do pistão
Soluções:
· Verificar a pressão do circuito de controlo
· Teste a liberdade de movimento da placa de espada
· Medir a distância entre o pistão e o bloco do cilindro
- Não.Questão 2: Ruído anormal- Não.
Possíveis causas:
· Cavitação devido a sucção insuficiente
· Danos causados
· Desgaste dos chinelos de pistão
Soluções:
· Inspeccionar o filtro de sucção
· Espectro de vibração do monitor
· Desmontar para examinar pares de atrito críticos
8. Tendências de Desenvolvimento Futuro e Perspectivas tecnológicas
8.1 Direcções de desenvolvimento da tecnologia das bombas de pistão axiais
· Pressão nominal mais elevadaObjectivo: 450 bar de funcionamento contínuo
· Controle adaptativo inteligenteOptimização de parâmetros de auto-aprendizagem com base nas condições de funcionamento
· Aplicações de novos materiais: pistões de cerâmica, rolamentos de compósitos, etc.
· Desenhos mais compactosDensidade de potência 30% superior
8.2 Inovações do sistema hidráulico da TBM
· Sistemas de energia híbrida: Combinação de bombas de pistão axial e motores elétricos de cilindros
· Tecnologia de recuperação de energia: Utilização do A4VSG no modo motor para recuperar a energia de travagem
· Sistemas elétricos-hidráulicos completos: Eliminação da hidráulica piloto com controlo electrónico completo
9Conclusão
A bomba de deslocamento variável de pistão axial Rexroth A4VSG tornou-se o componente de potência central nos sistemas hidráulicos modernos TBM devido à sua eficiência de alta pressão, controle inteligente,e durabilidade confiávelAtravés de um design otimizado e aplicações de tecnologia de controlo inteligente,O A4VSG não só cumpre os rigorosos requisitos operacionais do TBM, mas também demonstra um desempenho excepcional em conservação de energia e manutenção inteligente.
À medida que a construção de túneis progride para projetos mais profundos, mais longos e geologicamente mais complexos,A tecnologia de bomba de pistão axial continuará a inovar para fornecer soluções de potência mais poderosas e inteligentes aos TBMsComo líder mundial em tecnologia hidráulica, a Rexroth continua comprometida em avançar no desenvolvimento de bombas de pistão axial, conduzindo os sistemas hidráulicos TBM para uma maior eficiência, inteligência,e sustentabilidade ambiental.