Aplicação e vantagens do motor variável de pistão axial A6VM nos equipamentos de minas de carvão

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

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

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)

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

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.