Application et avantages du moteur variable à piston axiale A6VM dans les équipements de mines de charbon

Dans les opérations d'extraction de charbon modernes, les moteurs de piston axiaux hydrauliques sont des composants de puissance de base et leurs performances déterminent directement l'efficacité de travail et la fiabilité des machines d'extraction de charbon. Les moteurs à variables de piston axial de la série A6VM sont devenus la solution de conduite préférée pour les équipements d'extraction de charbon haut de gamme au pays et à l'étranger en raison de leur excellente densité de puissance, de leur gamme de réglementation à grande vitesse et de leur durabilité exceptionnelle. Cet article analysera de manière approfondie les caractéristiques techniques des moteurs de la série A6VM, explorera profondément leurs scénarios d'application dans des équipements d'extraction de charbon clés tels que les machines d'extraction de charbon, les machines à tunneler et les transporteurs de grattoirs, expliquent systématiquement leurs avantages d'économie d'énergie par rapport aux moteurs traditionnels et fournissent des recommandations de sélection et de maintenance scientifique. Enfin, il attend avec impatience les perspectives de développement de cette technologie dans la construction de mines intelligentes.

Introduction: exigences de base des systèmes hydrauliques pour l'équipement de mine de charbon

En tant que composante importante de la structure énergétique mondiale, l'efficacité minière et la sécurité du charbon ont toujours été au centre de l'industrie. Avec la profondeur croissante de l'exploitation de charbon et l'environnement de fonctionnement de plus en plus complexe, des exigences plus élevées sont placées sur des machines et équipements d'extraction de charbon - une puissance élevée, une régulation précise de la vitesse, une forte fiabilité et une économie d'énergie et une protection de l'environnement sont devenues les quatre indicateurs de base de l'équipement d'extraction de charbon moderne. Dans ce contexte, le système de transmission hydraulique est devenu la méthode de transmission de puissance préférée pour divers types de machines d'extraction de charbon en raison de ses avantages tels que la densité de puissance élevée, la disposition flexible et la forte résistance à l'impact.

En tant qu'actionneur clé du système hydraulique, les performances du moteur de piston axial hydraulique affectent directement les performances de toute la machine. Les moteurs quantitatifs traditionnels sont souvent confrontés à des problèmes tels que la plage de régulation étroite de la vitesse, la faible efficacité et la maintenance fréquente dans des conditions de travail sévères dans les mines de charbon, ce qui restreint sérieusement toutes les performances de l'équipement. Les moteurs variables de piston axial de la série A6VM résolvent parfaitement ces points de douleur par la conception innovante de l'axe hélicoïdal et la technologie de contrôle avancé, offrant des solutions d'énergie efficaces et fiables pour l'équipement de mine de charbon.

Cet article présentera les principes techniques et les caractéristiques des produits des moteurs de la série A6VM, analysera en détail leurs applications typiques dans divers types d'équipements d'extraction de charbon, démontrent leurs avantages d'économie d'énergie à travers des données comparatives et fourniront un guide pratique de sélection et de maintenance. Enfin, il attendra avec impatience leurs perspectives de développement dans les mines intelligentes, fournissant une référence complète aux fabricants, utilisateurs et techniciens d'équipement d'extraction de charbon.

Rexroth A6VM Série Axial Piston Variable Motor Technology Analysis

Présentation des séries de produits et paramètres de base

Ligne de produit moteur variable à haute pression conçue pour des conditions robustes, couvrant une plage de spécifications de 28 à 1000, qui peut répondre aux besoins de l'équipement d'extraction de charbon de différents niveaux de puissance. Cette série adopte un concept de conception modulaire et peut être divisée en deux catégories en fonction de la pression nominale: la pression nominale des moteurs avec des spécifications de 28 à 200 est de 400 bars, et la pression de pointe peut atteindre 450BAR; tandis que la pression nominale des produits avec des spécifications de 250 à 1000 est de 350 bar, et la pression de pointe est de 400 bars. Cette conception à haute pression permet à la série A6VM de produire un couple plus élevé au même volume, ce qui convient particulièrement aux applications de machines d'extraction de charbon avec un espace limité mais des exigences élevées.

La plage de déplacement est un autre avantage significatif de la série A6VM, ses caractéristiques variables sans étape permettent au déplacement d'être ajusté en continu dans la plage de VG Max à VG Min (= 0). Prenant l'exemple du modèle A6VM140, le déplacement maximal peut atteindre 171,8 cm³ et le déplacement minimum peut être ajusté à 0. Cette large plage de réglage permet à un seul moteur de s'adapter aux besoins des diverses conditions de fonctionnement des équipements d'extraction de charbon, simplifiant considérablement la conception du système de transmission. En termes de caractéristiques de vitesse, la plage de vitesse nominale de cette série de moteurs dans des conditions VG Max est de 2500-4450 tr / min (selon différentes spécifications), et la vitesse maximale peut atteindre 8400 tr / min à un déplacement minimum, démontrant d'excellentes performances à grande vitesse.

Structure centrale et principe de travail

La série A6VM adopte un groupe de rotor de piston conique axial avec une conception d'axe incliné. Cette structure a une densité de puissance plus élevée et une durée de vie plus longue que la conception traditionnelle de plaques inclinées. Ses composants centraux comprennent le corps du cylindre, le piston, la plaque de soupape, l'axe incliné et le mécanisme variable, etc. Toutes les paires de friction sont optimisées et équipées de systèmes de roulement de haute qualité pour assurer des performances stables dans l'environnement sévère des mines de charbon.

Principe de travail, lorsque l'huile à haute pression pénètre dans la cavité du piston à travers la plaque de distribution, il pousse le piston pour se déplacer axialement. En raison de l'inclinaison certaine de l'axe incliné, le mouvement linéaire du piston est converti en mouvement de rotation de l'arbre principal. En ajustant l'inclinaison de l'axe incliné, le déplacement du moteur peut être modifié pour atteindre un ajustement sans étape de la vitesse de sortie et du couple. La conception unique du mécanisme variable de la série A6VM le fait répondre rapidement et a une précision de contrôle élevée, et peut répondre aux exigences de charge changeantes de l'équipement de mine de charbon en temps réel.

Il convient de mentionner que le moteur A6VM adopte une conception de rotation bidirectionnelle, qui peut facilement réaliser une commutation vers l'avant et inversée. Cette caractéristique est particulièrement importante dans les équipements d'extraction de charbon qui nécessitent une inversion fréquente (comme la tête de coupe d'une tête de route). Dans le même temps, la conception symétrique de sa structure interne garantit la cohérence des performances dans les conditions de travail avant et inverse, évitant le problème de la dégradation des performances inverse causée par la conception unidirectionnelle des moteurs traditionnels.

Mettre en évidence les fonctionnalités techniques et les avantages

Série A6VM Les moteurs à piston axial hydraulique ont de nombreux avantages techniques dans les applications de mines de charbon:

La densité élevée de puissance est l'une des caractéristiques les plus notables de la série A6VM. En optimisant le chemin d'écoulement hydraulique et en utilisant des matériaux à haute résistance, cette série de moteurs atteint une sortie de couple extrêmement élevée dans une taille compacte. Prenant l'exemple du modèle A6VM200, il peut sortir jusqu'à 1550 nm de couple à la pression nominale et ne pèse que 78 kg. Cet excellent rapport puissance / poids en fait un choix idéal pour l'équipement d'extraction de charbon avec un espace limité.

La large gamme de contrôle permet à l'A6VM de répondre aux deux besoins en deux besoins en vitesse élevée et à haute vitesse d'équipement d'exploration de charbon. Dans les opérations d'extraction de charbon, l'équipement doit souvent basculer fréquemment entre les conditions à basse vitesse et à torque élevé (telles que la coupe du charbon dur) et les conditions à grande vitesse et à torque faible (telles que le changement rapide). Les moteurs traditionnels à déplacement fixe doivent utiliser des boîtes de vitesses complexes pour répondre à cette exigence, tandis que le moteur de déplacement variable A6VM peut atteindre cette exigence simplement en ajustant le déplacement, simplifiant considérablement le système de transmission et améliorant la fiabilité.

D'excellentes caractéristiques de départ et un faible moment d'inertie permettent à la série A6VM de bien fonctionner dans les conditions de démarrage fréquentes de l'équipement d'exploration de charbon. Les machines d'extraction de charbon doivent souvent commencer instantanément et résister aux charges soudaines. Les moteurs traditionnels sont sujets à des problèmes tels que des difficultés à démarrer ou un impact excessif. A6VM réduit considérablement le couple de frottement de départ en optimisant la structure du piston et le système de roulement. Dans le même temps, il a un petit moment d'inertie et une vitesse de réponse rapide, garantissant le démarrage fluide de l'équipement dans des conditions de charge lourde.

Le design robuste et durable rend l'A6VM particulièrement adapté à l'environnement sévère des mines de charbon. Son boîtier est fait de fonte à haute résistance, les paires de frottements clés sont spécialement traitées et le système de roulement est renforcé pour résister à la poussière, à l'humidité et aux vibrations dans l'environnement de la mine de charbon. Des applications pratiques ont montré qu'avec une maintenance appropriée, la durée de vie du moteur A6VM dans l'équipement de mine de charbon peut atteindre 1,5 à 2 fois celle des moteurs traditionnels, réduisant considérablement les temps d'arrêt et les coûts d'entretien.

Tableau: Comparaison des paramètres techniques de certains modèles de série Rexroth A6VM

Analyse des applications typiques de A6VM dans l'équipement de mine de charbon

Système d'entraînement de la machine à mines de charbon

Comme l'équipement central de la face minière moderne entièrement mécanisée, les performances de la machine d'extraction de charbon affectent directement l'efficacité de la production et la sécurité des mines de charbon. Avec sa puissance de couple élevée et sa capacité de régulation précise de la vitesse, le moteur de piston axial hydraulique A6VM est devenu le choix de conduite idéal pour la traction et les parties de découpe de la machine à exploitation de charbon haut de gamme.

Dans le système de traction du casse-casseur, le moteur A6VM est généralement utilisé en conjonction avec un réducteur pour conduire le cacheur pour se déplacer le long de la face de travail. La complexité des conditions géologiques de la mine de charbon nécessite que le système de traction puisse régler la vitesse et le couple en temps réel en fonction des changements de charge. Les caractéristiques variables sans étape de l'A6VM permettent au casse-tête de réduire automatiquement la vitesse et d'augmenter le couple dans des conditions de charbon dures, et d'augmenter la vitesse et la productivité dans des conditions de charbon mous. Les données réelles de l'application montrent que le système de traction de cisailleur utilisant le moteur A6VM est de 15% à 20% plus efficace que la solution de moteur quantitative traditionnelle, en particulier dans la face de travail où l'épaisseur de la couture de charbon varie considérablement, son avantage adaptatif est plus évident.

Le lecteur de section de coupe a des exigences plus strictes sur le moteur, qui doit résister à de fortes charges d'impact et à la rotation avant et inverse fréquente. La conception de densité élevée de la série A6VM lui permet de fournir un couple suffisant pour conduire le tambour de coupe dans un espace limité. Son système de roulement robuste et son groupe de piston optimisé peuvent absorber efficacement les vibrations et l'impact pendant le processus de coupe. Un test comparatif dans une grande mine de charbon a montré que la section de coupe de la machine d'extraction de charbon utilisant le moteur A6VM160 fonctionnait en continu pendant 800 heures sans défaillance dans des conditions de charbon dur, tandis que les moteurs concurrents similaires nécessitaient une maintenance toutes les 500 heures en moyenne.

Application de parties clés de la machine à forage de tunnel

Les portées de la mine de charbon sont confrontées à des conditions de travail plus complexes et doivent répondre aux deux besoins d'une rupture efficace et d'un positionnement précis. Les moteurs de la série A6VM ont d'excellentes performances dans la tête de coupe, le mécanisme de chargement et le mécanisme de voyage de la tête de route.

Le lecteur de tête de coupe est la fonction centrale de la machine à alésage du tunnel, qui nécessite que le moteur fournisse une sortie de couple élevée continue et stable. Les modèles A6VM107 et A6VM140 sont souvent utilisés pour le lecteur de coupe des machines d'encouragement de tunnel de taille moyenne. Leur plage de régulation à grande vitesse permet aux opérateurs d'ajuster la vitesse de coupe en temps réel en fonction de la dureté de la formation rocheuse, qui protège non seulement les dents de coupe mais améliore également l'efficacité des images. Surtout lors de la rencontre des défauts ou des roches dures, le moteur peut automatiquement réduire la vitesse et augmenter le couple pour éviter la surcharge et l'arrêt de l'équipement. Les données d'application d'un projet de tunnelisation au charbon montrent que la machine à forage à tunnel utilisant le moteur A6VM a un taux de défaillance de 40% plus faible et une augmentation de 25% des séquences mensuelles que la solution de variation électrique traditionnelle.

Dans le mécanisme de déplacement de la tête de route, la stabilité à basse vitesse et les caractéristiques de contrôle précise du moteur A6VM sont entièrement utilisées. Les conditions des tunnels de mine de charbon sont complexes, ce qui nécessite que la tête de route puisse effectuer un positionnement précis au niveau des millimètres. L'A6VM peut obtenir un fonctionnement stable à ultra-faible vitesse de 0,1r / min via un système de contrôle en boucle fermée, répondant pleinement aux exigences de positionnement précises. Dans le même temps, ses caractéristiques de réponse rapide permettent aux opérateurs d'ajuster la position de la tête de route en temps opportun pour assurer la qualité de la formation de la chaussée.

Convoyeur de grattoir et système de support hydraulique

Le convoyeur de gratte est un équipement clé pour le transport de charbon dans la face de travail de la mine de charbon, et son système d'entraînement doit fonctionner en continu à haute charge. Les moteurs de la série A6VM fonctionnent bien dans la tête et la queue des convoyeurs de gratte lourds, en particulier de grands modèles de déplacement tels que A6VM200 et A6VM250, ce qui peut fournir un couple de départ suffisant pour surmonter la résistance du démarrage à pleine charge.

Par rapport aux lecteurs de moteur traditionnels, les convoyeurs de grattoir utilisant des moteurs à piston axiaux hydrauliques A6VM ont trois avantages majeurs: premièrement, les performances de protection contre la surcharge sont bonnes. Lorsque la chaîne du convoyeur est bloquée, la pression accrue dans le système hydraulique réduira automatiquement la vitesse du moteur pour éviter les dommages à l'équipement; Deuxièmement, la distribution de puissance est flexible. Lorsque plusieurs moteurs sont entraînés, la puissance de chaque point d'entraînement peut être automatiquement équilibrée; Troisièmement, la caractéristique de démarrage en douceur réduit considérablement l'impact de la chaîne et prolonge la durée de vie de l'équipement. La pratique de l'application dans une mine à une capacité de dizaines de millions de tonnes montre que la durée de vie de la chaîne du convoyeur de grattoir à entraînement hydraulique est plus de 30% plus longue que celle de la variation électrique, et le coût de maintenance annuel est réduit d'environ 150 000 yuans.

Dans le système de support hydraulique, le moteur A6VM est principalement utilisé pour la fonction de mouvement du cadre rapide. Les faces minières modernes entièrement mécanisées exigent que le support puisse se déplacer rapidement avec la machine d'extraction de charbon. Les moteurs quantitatifs traditionnels sont difficiles pour équilibrer la vitesse de poussée et la précision de positionnement. Le moteur variable A6VM peut obtenir une combinaison parfaite de mouvement de cadre à grande vitesse et de positionnement précis par ajustement du déplacement, améliorant considérablement l'efficacité de l'avancement de la face de travail. Les données de surveillance montrent que le système de support utilisant le moteur A6VM a une vitesse de déplacement de trame de 20% plus élevée que la solution traditionnelle, et la précision de positionnement peut atteindre ± 10 mm, ce qui répond pleinement aux exigences de la surface de travail automatisée.

Autres applications d'équipement auxiliaire de mine de charbon

En plus de l'équipement de base ci-dessus, les moteurs à piston axiaux hydrauliques A6VM de la série A6VM sont également largement utilisés dans divers types d'équipements auxiliaires de mine de charbon. Pour les plates-formes de forage de mines de charbon, les modèles de petits déplacements et moyens tels que A6VM55 et A6VM80 fournissent une puissance de rotation idéale. Leurs performances à grande vitesse répondent aux exigences de forage de différentes formations rocheuses, tandis que le contrôle variable permet un ajustement automatique des paramètres pendant le processus de forage.

Le groupe de pompe à entraînement hydraulique du système de drainage de la mine de charbon utilise également souvent le moteur A6VM comme source d'alimentation. Les conditions hydrologiques dans les mines de charbon sont complexes, le volume de décharge varie considérablement et les ensembles de pompes à vitesse fixe traditionnels sont inefficaces. La pompe à moteur variable A6VM peut régler la vitesse de la pompe en temps réel en fonction des changements de niveau d'eau, maintenir la meilleure efficacité de travail et obtenir un effet d'économie d'énergie significatif. Le cas de rénovation d'une station de pompage centrale de la mine de charbon a montré qu'après avoir adopté le système variable hydraulique, l'économie d'électricité annuelle a atteint 450 000 kWh et la période de récupération d'investissement était inférieure à 2 ans.

De plus, les moteurs A6VM sont également utilisés dans les dispositifs de passagers au-dessus de la mine de charbon, les concasseurs, les stations de chargement et autres équipements, et leur fiabilité et leur adaptabilité ont été largement reconnues par les utilisateurs de mines de charbon. Avec l'amélioration de l'automatisation des mines de charbon et de l'intelligence, les caractéristiques de contrôle précises des moteurs de la série A6VM joueront un rôle plus important et fourniront des solutions de puissance de haute qualité pour la construction de mines intelligentes.

Tableau: Configurations d'application typiques de la série A6VM dans différents équipements de mine de charbon

Avantages d'économie d'énergie et analyse technique et économique du moteur variable A6VM

Comparaison de la consommation d'énergie avec les moteurs à déplacement fixe traditionnels

En tant qu'industrie consommatrice de haute énergie, l'amélioration de l'efficacité énergétique des équipements dans l'exploitation de charbon est directement liée aux coûts de production et aux émissions de carbone. Les moteurs de piston axiaux hydrauliques Rexroth A6VM utilisent une technologie variable avancée pour obtenir des effets d'économie d'énergie importants par rapport aux moteurs à déplacement fixe traditionnels, qui se reflètent principalement dans les aspects suivants:

La régulation adaptative de charge est le mécanisme d'économie d'énergie central de l'A6VM. Les conditions de charge des équipements d'extraction de charbon varient considérablement. L'efficacité des moteurs à déplacement fixe traditionnels baisse fortement à des charges partielles. Cependant, l'A6VM peut ajuster le déplacement pour que le moteur fonctionne dans la plage à haute efficacité. Prenant l'exemple du système de traction de la machine d'extraction de charbon, lorsque la charge diminue, l'A6VM augmente automatiquement le déplacement et réduit la vitesse pour maintenir la pression de travail dans la zone à haute efficacité, tandis que le moteur à vitesse fixe provoque la baisse de la pression et l'efficacité. Les données mesurées réelles montrent que dans des conditions de travail typiques, l'efficacité moyenne du système variable A6VM est de 18% à 25% plus élevée que celle du système quantitatif, et les économies d'électricité annuelles peuvent atteindre des dizaines de milliers de kWh.

Aucune perte de débordement n'est un autre point d'économie d'énergie important. L'équipement de mine de charbon nécessite souvent différentes combinaisons de vitesse et de couple. Le système traditionnel ajuste le débit à travers la limitation de la valve proportionnelle, ce qui fait déborder l'huile à haute pression à travers la valve de débordement, entraînant des déchets d'énergie. L'A6VM adopte le principe de régulation de la vitesse volumétrique et ajuste la vitesse en modifiant le déplacement du moteur. Le flux du système est égalé avec précision à la demande de charge, et les pertes de limitation et de débordement sont essentiellement éliminées. Le cas de modification d'un convoyeur de grattoir de mine de charbon montre qu'après avoir adopté le système variable A6VM, la température de l'huile hydraulique est réduite en moyenne de 15 à 20 ℃, et la consommation d'énergie du système de refroidissement est réduite de 40%, ce qui prouve pleinement son effet d'économie d'énergie.

La fonction de correspondance de puissance permet au système A6VM d'ajuster dynamiquement la puissance de sortie en fonction des conditions de travail réelles. Les besoins en puissance des équipements d'extraction de charbon varient considérablement en différentes étapes de travail. Par exemple, un plain-pied nécessite une puissance élevée lors de la coupe, mais seulement une faible puissance lors du positionnement. Le système A6VM surveille la charge des changements à travers les capteurs et ajuste le déplacement du moteur et la pression du système en temps réel pour éviter les déchets d'énergie causés par "un grand cheval tirant une petite charrette". Les statistiques montrent que cette correspondance de puissance intelligente peut réduire la consommation d'énergie de l'ensemble de la machine de 20% à 30%. Dans le contexte de la hausse des prix de l'énergie, cet avantage a une valeur économique importante.

Comparaison complète avec les systèmes d'entraînement électrique

Les moteurs à piston axial hydraulique présentent des avantages uniques dans des conditions de travail spéciales dans les mines de charbon:

Capacité de surcharge, le moteur A6VM a un avantage naturel. La capacité de surcharge du moteur électrique ne dépasse généralement pas 1,5 fois la valeur nominale, et la durée est courte, tandis que le moteur hydraulique peut facilement résister à 2 à 2,5 fois la surcharge instantanée, ce qui est crucial pour les équipements d'extraction de charbon qui portent des charges d'impact. Par exemple, lorsque la machine d'extraction de charbon rencontre une gangue de charbon dure, le système A6VM peut automatiquement augmenter la pression et le couple pour éviter l'arrêt de l'équipement, tandis que le moteur électrique peut déclencher un arrêt protecteur, affectant l'efficacité de la production.

La sécurité à l'épreuve des explosions est la principale considération pour l'équipement de mine de charbon. Le système hydraulique est intrinsèquement sûr, sans risque d'étincelles électriques, et convient particulièrement aux environnements de mines à gaz élevé. Le moteur A6VM adopte une conception entièrement fermée avec un niveau de protection jusqu'à IP67, qui répond pleinement aux exigences de poussière et d'eau de l'environnement sévère des mines de charbon. En revanche, les moteurs anti-explosion sont de grande taille, de coût élevé et complexes à entretenir et n'ont pas d'avantages dans certaines conditions de travail.

La flexibilité du système, le lecteur hydraulique a une valeur irremplaçable. Le système A6VM transmet la puissance à travers les pipelines, a une disposition flexible et est facile à réaliser la synchronisation et la distribution de puissance à plusieurs lieux, ce qui convient particulièrement aux équipements tels que les convoyeurs de grattoir à longue distance. Cependant, le lecteur électrique nécessite un moteur indépendant et un système de contrôle pour chaque point d'entraînement, ce qui nécessite un investissement important et un contrôle complexe. Un test comparatif d'une grande mine de charbon a montré qu'à une surface de travail supérieure à 300 mètres, le coût total de possession d'un grattoir à entraînement hydraulique est de 15% à 20% inférieur à celui d'un entraînement électrique.

Analyse des coûts du cycle de vie

D'un point de vue opérationnel à long terme, le système moteur à piston axial hydraulique A6VM a une efficacité économique supérieure, qui se reflète principalement dans les aspects suivants:

L'investissement initial, le coût des systèmes hydrauliques haut de gamme est comparable à celui des disques moteurs à l'épreuve des explosions, mais étant donné que les systèmes hydrauliques peuvent simplifier les composants de transmission mécanique (tels que les réducteurs, les embrayages, etc.), le coût global est souvent plus compétitif. En particulier pour les équipements de haute puissance, l'avantage de la densité de puissance des systèmes hydrauliques les rend plus précieux dans l'environnement de mine de charbon souterrain limité à l'espace.

Les coûts énergétiques de l'exploitation sont une partie importante des coûts du cycle de vie. Comme mentionné précédemment, le système variable A6VM peut économiser de 15% à 25% d'énergie par rapport aux systèmes hydrauliques traditionnels et 10% à 15% d'énergie par rapport aux disques moteurs à vitesse fixe. Prenant une face d'extraction de charbon de taille moyenne qui consomme 2 millions de kWh d'électricité par an à titre d'exemple, l'utilisation du système A6VM peut économiser de 200 000 à 500 000 kWh d'électricité par an, équivalent à une facture d'électricité d'environ 100 000 à 250 000 yuans (calculé à 0,5 yuan par kWh), avec des avantages économiques importants.

Coûts de maintenance, la série A6VM a considérablement réduit la fréquence de maintenance et les coûts grâce à sa conception robuste et à sa longue durée de vie. Les statistiques montrent que dans les mêmes conditions de fonctionnement, l'intervalle de révision du moteur A6VM est de 1,5 à 2 fois celui des moteurs ordinaires, et la consommation de pièces de rechange est réduite de plus de 30%. De plus, la conception modulaire du système hydraulique rend la maintenance sur place plus pratique et réduit les temps d'arrêt de l'équipement.

Les avantages économiques indirects apportés par l'amélioration de l'efficacité de la production sont encore plus considérables. La réponse rapide et le contrôle précis du système A6VM permettent à l'équipement d'extraction de charbon de fonctionner à des paramètres optimaux, améliorant l'efficacité minière et le taux de récupération des ressources. Plusieurs cas d'application ont montré que l'efficacité des machines d'extraction de charbon utilisant le système hydraulique A6VM a augmenté de 10% à 15%, et les images mensuelles des machines à tunnels ont augmenté de 20% à 25%. Ces avantages cachés dépassent souvent de loin les avantages directs d'économie d'énergie.

Tableau: Comparaison des coûts complets du cycle de vie du système hydraulique A6VM et des technologies alternatives (en prenant une machine d'extraction de charbon à titre d'exemple)

Remarque: les données du tableau sont la moyenne de l'industrie, et les valeurs spécifiques varient en fonction des conditions de mine et de la configuration de l'équipement

Guide de sélection et de maintenance du moteur A6VM

Méthodes de sélection scientifique et paramètres clés

La sélection correcte est la condition préalable pour s'assurer que le moteur à piston axial hydraulique fonctionne de manière optimale dans l'équipement d'extraction de charbon. Il existe de nombreux modèles dans la série A6VM, qui doivent être sélectionnés scientifiquement en fonction de conditions d'application spécifiques, en considérant principalement les paramètres suivants:

La sélection de déplacement est un travail de base et doit être calculé en fonction du couple maximal et de la pression de travail requise par l'équipement. La formule est: déplacement VG = (2π × t) / (Δp × ηm), où t est le couple de charge (nm), ΔP est la différence de pression de travail (bar) et ηm est l'efficacité mécanique (généralement 0,9-0,95). L'équipement d'extraction de charbon fait souvent face à des charges soudaines, et il est recommandé de laisser une marge de couple de 10% à 15%. Par exemple, le couple de charge maximum d'une certaine tête de coupe des places de route est de 950 nm et la pression de travail du système est de 350 bar. Il est calculé que Vg≈ (2 × 3,14 × 950) / (350 × 0,93) ≈183 cm³, il est donc plus approprié de choisir le modèle A6VM200 (VG max = 216,5 cm³).

La plage de vitesse doit répondre aux exigences de vitesse minimales et maximales de l'équipement. La série A6VM peut atteindre la vitesse la plus élevée au déplacement minimum et fournit un couple maximal mais la vitesse la plus basse au déplacement maximal. Lors de la sélection d'un modèle, il est nécessaire de vérifier si la vitesse du moteur à VG Max répond aux exigences à basse vitesse de l'équipement et si la vitesse à VG Min répond aux exigences à grande vitesse. Il est particulièrement important de noter que l'équipement d'extraction de charbon fonctionne dans des conditions à basse vitesse et à torque élevé pendant longtemps. Il est nécessaire de s'assurer que la courbe d'efficacité du modèle sélectionné dans cette condition est relativement plate pour éviter la surchauffe provoquée par une forte baisse de l'efficacité.

Le mode de contrôle dépend du degré d'automatisation de l'équipement. A6VM offre une variété d'options de contrôle: le type HD est un contrôle proportionnel hydraulique, adapté à la plupart des équipements d'extraction de charbon; Le type EP est un contrôle proportionnel électrique, qui est facile à connecter au système d'automatisation; Le type EZ a un interrupteur neutre, qui convient aux occasions où un contrôle de position précis est requis. Pour les équipements minières intelligents modernes, il est recommandé de choisir le type EP ou EZ pour faciliter la surveillance à distance et le réglage intelligent. Par exemple, un projet de machine à exploitation de charbon intelligente utilise le moteur A6VM200EP2D / 63W2, qui est connecté au système de contrôle via le bus CAN pour obtenir une optimisation automatique des paramètres de coupe.

L'interface d'installation et le formulaire d'extension d'arbre doivent correspondre à la structure mécanique de l'équipement. La série A6VM offre une variété d'options d'extension de bride et d'arbre, y compris les normes ISO, SAE et des interfaces personnalisées spéciales. L'équipement d'extraction de charbon est souvent exposé à de fortes vibrations. Il est recommandé d'utiliser des interfaces de bride SAE avec une meilleure rigidité et de les utiliser avec des supports absorbant les chocs. Le formulaire d'extension de l'arbre doit tenir compte des exigences de transmission du couple. Il est recommandé d'utiliser des arbres à spline pour de grandes occasions de couple et des arbres de clés plats pour les petits et moyens couples.

Points de clé de configuration du système et précautions

Le moteur à piston axial hydraulique A6VM est inséparable à partir de la configuration du système raisonnable. Dans les demandes de mines de charbon, une attention particulière devrait être accordée aux points suivants:

La propreté de l'huile est un facteur clé affectant la durée de vie de l'A6VM. Les mines de charbon sont poussiéreuses, donc le système hydraulique doit être équipé de filtres à haute précision. Il est recommandé de régler un filtre de 10 μm avec β≥75 dans l'entrée d'huile et un filtre de 20 μm avec β≥75 dans le retour d'huile. Une expérience pratique montre que la contamination par l'huile provoque plus de 70% des défaillances du moteur A6VM, il doit donc être pris au sérieux. Pour les environnements souterrains de mine de charbon à haute teneur, envisagez d'ajouter un système de filtration hors ligne pour filtrer régulièrement l'huile dans le réservoir.

La conduite de vidange d'huile est souvent négligée mais est cruciale. A6VM exige que la pression arrière de vidange d'huile de boîtier ne dépasse pas 0,5 bar et que le tuyau de vidange d'huile soit retourné directement dans le réservoir d'huile et est inséré sous le niveau d'huile. En raison des limitations de l'espace, l'équipement d'extraction de charbon utilise souvent plusieurs moteurs pour partager une conduite de vidange pétrolière, ce qui peut facilement entraîner une pression de dos et des dommages du joint d'huile excessifs. Il est recommandé d'installer un tuyau de vidange d'huile séparé pour chaque moteur A6VM, ou d'utiliser un tuyau commun de diamètre suffisamment grand (au moins du même diamètre que le port de vidange d'huile de moteur). Le cas d'amélioration d'une machine à tunneling minière montre qu'après avoir optimisé la conduite de vidange d'huile, la durée de vie du moteur A6VM a été prolongée de 3 fois.

Le système de refroidissement doit être calculé et déterminé en fonction de la génération de chaleur réelle. L'efficacité totale de A6VM peut atteindre plus de 90% lorsque vous travaillez dans la zone à haute efficacité, mais l'efficacité peut chuter à environ 80% dans des conditions à basse vitesse et à torque élevé, et 10% à 20% de la puissance sera convertie en chaleur. La température ambiante souterraine dans les mines de charbon est élevée et les conditions de dissipation de la chaleur sont médiocres, donc un refroidisseur de capacité suffisante doit être configuré. Il est recommandé d'installer un capteur de température d'huile pour une surveillance en temps réel. Lorsque la température de l'huile dépasse 65 ° C, une alarme doit être émise et lorsqu'elle dépasse 70 ° C, la machine doit être arrêtée pour inspection. Une expérience pratique montre qu'un bon contrôle de température peut étendre l'intervalle de maintenance des moteurs A6VM de 30% à 50%.

Les mesures anti-vibration sont particulièrement importantes pour l'équipement d'extraction de charbon. Bien que l'A6VM ait une conception robuste et durable, une forte vibration à long terme affectera toujours sa vie. Il est recommandé d'utiliser des supports absorbant les chocs pendant l'installation, et tous les tuyaux de connexion doivent utiliser des transitions de tuyaux flexibles pour éviter les connexions rigides. Surtout pour les pièces de vibration à haute fréquence telles que la partie de coupe de la machine à miner du charbon, il est possible d'envisager d'ajouter un accumulateur hydraulique pour absorber les pulsations de pression. La surveillance des données d'une mine de charbon a montré que des mesures anti-vibration parfaites ont réduit le taux de défaillance du moteur A6VM dans un environnement de vibration fort de 60%.

Meilleures pratiques de maintenance

La maintenance scientifique peut maximiser la durée de vie du moteur de piston axial hydraulique A6VM. Les points de maintenance dans l'environnement de la mine de charbon comprennent:

Les articles d'inspection quotidiens doivent inclure: le niveau d'huile, la température de l'huile, la qualité de l'huile; Température du boîtier du moteur (ne doit pas dépasser 80 ℃); bruit ou vibration anormale; fuite à chaque connexion. Il est recommandé d'adopter la méthode en quatre étapes de "regarder, écouter, toucher et mesurer": regardez la couleur et la mousse de l'huile; Écoutez si le son de course est uniforme; Touchez la température du boîtier pour voir si elle est anormale; et mesurer si la pression et l'écoulement du système sont normaux. Il est préférable d'effectuer une inspection rapide de l'équipement de mine de charbon à chaque décalage et enregistrer les paramètres clés pour faciliter la découverte de signes de défaillance précoces.

de l'entretien régulier doit être déterminé en fonction des conditions de travail réelles. Il est généralement recommandé de remplacer le filtre à huile de retour toutes les 500 heures de travail; Prenez des échantillons pour tester la contamination par l'huile et la teneur en humidité toutes les 2000 heures; et effectuer une inspection complète de l'usure interne du moteur toutes les 4000 heures. L'environnement souterrain des mines de charbon est sévère et le cycle de maintenance peut être raccourci de manière appropriée. Pendant l'entretien, une attention particulière doit être accordée à l'usure des paires de frottements clés telles que les plongeurs, les plaques de distribution et les roulements, et les pièces qui dépassent la valeur autorisée doivent être remplacées dans le temps. L'expérience de maintenance d'une grande mine de charbon montre que l'insistance sur l'entretien préventif peut prolonger l'intervalle de révision du moteur A6VM à plus de 10 000 heures.

Le diagnostic des défauts nécessite une pensée systématique. Les défauts communs d'A6VM comprennent: la difficulté de démarrage (peut-être en raison d'une viscosité excessive d'huile ou d'une consommation d'air système); Couple de sortie insuffisant (peut-être en raison d'une fuite interne excessive ou d'une pression de contrôle insuffisante); Bruit anormal (peut-être en raison de dommages causés par des dommages ou du brouillage de piston). Pendant le diagnostic, une analyse complète de paramètres multiples tels que la pression, l'écoulement et la température doit être effectuée pour éviter une erreur de jugement. Par exemple, les raisons possibles de la température excessive du moteur incluent: une mauvaise viscosité de l'huile, un refroidissement insuffisant, une fuite interne excessive, un fonctionnement de surcharge, etc., qui doivent être vérifiés un par un. Il est recommandé que les entreprises d'extraction de charbon soient équipées d'équipements de test hydrauliques de base, tels que les manomètres, les débitmètres, les thermomètres infrarouges, etc., pour améliorer l'efficacité du diagnostic des pannes.

La gestion des pièces de rechange est cruciale pour réduire les temps d'arrêt. Les mines de charbon ont des exigences élevées pour la continuité de la production. Il est recommandé de stocker les pièces de rechange clés A6VM suivantes: Ensemble de joint d'arbre, ensemble de chaussures de piston, plaque de distributeur, kit de roulement. Les pièces de rechange doivent être stockées dans un environnement propre et sec, et la précision dimensionnelle et la qualité de la surface doivent être vérifiées avant l'installation. Rappel spécial: les accessoires de différents modèles d'A6VM ne peuvent pas être mélangés. Même les pièces à apparence similaire peuvent avoir de légères différences. L'utilisation forcée entraînera une défaillance précoce. La leçon d'une mine de charbon montre que l'utilisation d'accessoires non originaux raccourcit la durée de vie moyenne du moteur A6VM de 40%.

Tableau: Cycle de maintenance recommandé pour les moteurs A6VM dans les environnements de mines de charbon

Remarque: Le cycle de maintenance du tableau est une recommandation générale et doit être ajusté en fonction des conditions de travail réelles et des recommandations du fabricant d'équipement.

Les perspectives de développement de la technologie A6VM sous la tendance de la mine intelligente

Intégration et application de la technologie numérique

Avec la progression accélérée de la construction de mines intelligentes, les moteurs à piston axiaux hydrauliques se transforment des éléments de puissance simples en actionneurs intelligents. La série A6VM fournit une plate-forme idéale pour la mise à niveau numérique de l'équipement d'extraction de charbon en intégrant des capteurs et des interfaces de communication. La nouvelle génération de moteurs EPR A6VM a des capteurs de pression, de température et de vitesse intégrés, qui peuvent surveiller l'état de travail en temps réel et transmettre des données au système de contrôle via le bus CAN ou l'interface IO-link. Cette fonction de surveillance intelligente permet aux gestionnaires d'équipements de saisir à distance l'état de santé du moteur, de réaliser l'entretien prédictif et d'éviter les interruptions de production causées par des échecs soudains.

La technologie numérique jumeau dans le système A6VM est large. En construisant un modèle virtuel du moteur et en synchronisant les données de fonctionnement du moteur physique en temps réel, les performances dans diverses conditions de travail peuvent être simulées et prédites dans l'espace numérique. Les sociétés d'extraction de charbon peuvent utiliser cette technologie pour optimiser les paramètres de fonctionnement des équipements, simuler les meilleures stratégies de coupe dans différentes conditions géologiques et même prédire la durée de vie restante des composants clés. Par exemple, une mine de test a connecté le modèle Twin numérique du moteur A6VM200 au système de contrôle central de la mine et a réussi à régler l'adaptation de la puissance de coupe, réduisant la consommation d'énergie par tonne de charbon de 12%.

Le contrôle automatique est l'exigence de base des mines intelligentes. La combinaison de la série A6VM et de la technologie proportionnelle électro-hydraulique fournit des actionneurs précis pour l'équipement d'extraction de charbon. En programmant et en contrôlant le déplacement du moteur et la direction de rotation, les fonctions avancées telles que le réglage automatique de la hauteur de la machine d'exploration de charbon et le positionnement automatique de la machine à tunnels peuvent être réalisés. En particulier, le commutateur de position neutre (NLS) équipé du moteur A6VM EZ peut détecter avec précision la position de l'axe incliné et fournir des signaux de rétroaction pour le contrôle en boucle fermée. La pratique a montré que la précision de contrôle de la hauteur du tambour de la machine d'exploration de charbon à l'aide du contrôle intelligent A6VM peut atteindre ± 2 cm, dépassant de loin le niveau de fonctionnement manuel.

Innovation continue de la technologie d'économie d'énergie

Dans le cadre de l'objectif "double carbone", les exigences d'économie d'énergie et de réduction de la consommation pour l'équipement d'extraction de charbon augmentent constamment, et l'innovation de la série A6VM en efficacité énergétique continuera de s'approfondir:

Le système d'énergie hybride fournit une nouvelle idée d'économie d'énergie pour l'équipement hydraulique des mines de charbon. La combinaison du moteur A6VM avec un stockage d'énergie du volant ou un supercondensateur peut fournir une puissance auxiliaire lorsque la charge change soudainement, réduisant la demande de puissance de pointe de la pompe principale. Ce système convient particulièrement aux équipements avec de grandes fluctuations de charge telles que les machines à tunneling. Il peut réduire la puissance installée de 15% à 20% et améliorer la vitesse de réponse dynamique. Un certain modèle de machine à tunneling hybride utilise un moteur A6VM140 et un dispositif de stockage d'énergie du volant de 50 kJ, ce qui réduit la puissance de pic de coupe de 25% et l'efficacité de récupération d'énergie atteint 35%.

Le système de contrôle de la pompe à vitesse variable est une autre direction de développement importante. Le système de pompe variable à pression constante traditionnelle a toujours la perte de perte de charge partielle, tandis que le système de vitesse variable qui utilise un moteur de fréquence variable pour conduire la pompe et le moteur A6VM peut atteindre une correspondance d'écoulement plus précise. Ce système contrôle l'écoulement en ajustant la vitesse de la pompe au lieu de la limitation, ce qui peut théoriquement éliminer toutes les pertes de limitation. Les données de test sur le terrain montrent que le système de contrôle de la pompe à vitesse variable économise 10% à 15% d'énergie par rapport au système traditionnel sensible à la charge et 30% à 40% d'énergie par rapport au système de pompe à déplacement fixe, représentant l'orientation future de la technologie de transmission hydraulique.

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La technologie de récupération d'énergie a une valeur particulière dans les équipements d'extraction de charbon. Lorsque le moteur A6VM fonctionne comme une pompe, il peut convertir l'énergie potentielle gravitationnelle de l'équipement lorsqu'elle est freinée ou abaissée en énergie hydraulique pour le stockage et l'utilisation. Par exemple, lorsque la machine d'extraction de charbon est remorquée ou que le support hydraulique est abaissé, une certaine énergie peut être récupérée. Le système avancé de récupération d'énergie utilise le moteur A6VM en combinaison avec l'accumulateur, et l'efficacité de récupération peut atteindre plus de 60%. Les statistiques d'une certaine mine de test montrent qu'après l'application complète de diverses technologies d'économie d'énergie, la consommation totale d'énergie de l'équipement de la face de travail a été réduite de 25% à 30%, ce qui permet d'économiser plus d'un million de yuans en factures d'électricité par an.

Progrès des matériaux et des processus de fabrication

Le moteur à piston axial hydraulique A6VM est inséparable de l'innovation des matériaux et de la technologie de fabrication:

Les matériaux de la paire de friction ont une durée de vie moteur considérablement prolongée. La nouvelle chaussure coulissante de matériau composite et la plaque de distributeur enduit améliorent la résistance à l'usure de A6VM dans l'environnement de la poussière élevée des mines de charbon de plus de 50%. En particulier, les paires de frottements clés utilisant un revêtement de carbone de type diamant (DLC) ont un coefficient de frottement aussi faible que 0,05-0,08, ce qui réduit considérablement le couple de départ et les pertes mécaniques. Un test comparatif dans une mine de charbon a montré que le moteur A6VM utilisant de nouveaux matériaux a réduit la température de 10-15 ° C dans les mêmes conditions de fonctionnement et a prolongé sa durée de vie prévue de 8 000 heures de travail.

La technologie de roulement a augmenté la capacité de charge de l'A6VM. La nouvelle génération de roulements en céramique hybride (anneaux en acier avec des balles en céramique) a une excellente résistance à la corrosion dans l'environnement humide des mines de charbon, tout en permettant des vitesses plus élevées et des intervalles de lubrification plus longs. Le groupe de roulements préchargé optimisé pour les charges de choc peut absorber efficacement l'énergie de vibration pendant les opérations de coupe et protéger la structure interne du moteur. Les applications pratiques montrent que le taux de défaillance du moteur A6VM utilisant le nouveau roulement dans des conditions de charge lourde est réduit de plus de 40%.

La technologie de fabrication additive offre de nouvelles possibilités pour la conception optimisée de l'A6VM. L'impression 3D peut fabriquer des canaux d'écoulement complexes et des structures légères difficiles à réaliser avec les processus traditionnels, améliorant davantage la densité et l'efficacité de la puissance. Les entreprises chinoises ont commencé à expérimenter l'utilisation de la technologie sélective de fusion laser (SLM) pour fabriquer certains composants clés de l'A6VM, comme les cylindres avec des formes de canaux d'huile optimisées. Les données de test montrent que cette conception augmente l'efficacité volumétrique du moteur de 2% à 3%, ce qui peut apporter des avantages d'économie d'énergie considérables en fonctionnement à long terme.

Rôle dans la construction de la mine verte

La transformation verte de l'industrie des mines de charbon a créé un nouvel espace d'application pour la technologie A6VM:

Le système hydraulique entièrement électrique est la tendance future de l'équipement d'extraction de charbon. La combinaison du moteur A6VM avec le cylindre électrique, la vanne de commande électrique et d'autres composants peuvent construire un système "hydraulique vert" complètement sans fuite. Ce système utilise l'huile hydraulique biodégradable, qui ne polluera pas l'environnement de la mine même si elle fuit. À l'heure actuelle, les entreprises chinoises développent une version améliorée d'A6VM spécifiquement pour les systèmes hydrauliques électriques, en utilisant des matériaux d'étanchéité spéciaux et un traitement de surface pour assurer la compatibilité avec les huiles respectueuses de l'environnement.

La technologie de contrôle du bruit rend A6VM plus adapté aux mines modernes avec des exigences élevées pour l'environnement de travail. En optimisant le nombre de plongeurs et le calendrier de la distribution du débit, le niveau de bruit de la nouvelle génération A6VM est de 3 à 5 dB inférieur à celui des produits traditionnels. Combiné avec des silencieux externes et des supports absorbant les chocs, l'environnement sonore souterrain peut être encore amélioré. Les données mesurées montrent que le niveau de pression acoustique du système A6VM avec un ensemble complet de mesures de réduction du bruit ne dépasse pas 75 dB à 1 mètre, ce qui a