Analyse des avantages en matière d'application et de performance du moteur variable à piston axiale A6VE dans les excavatrices à rampe

Hmoteurs de piston axial ydrauliqueJouez un rôle irremplaçable dans les systèmes de voyage et de tuerie des excavateurs de chenilles. La série A6VE de moteurs variables de piston axial des axes biseautés, avec leurExcellente densité de puissance,Contrôle de variable flexibleetVie à service ultra-longue, sont devenus la solution de conduite hydraulique préférée pour les excavateurs de chenilles haut de gamme dans le monde. Cet article analysera de manière approfondie les caractéristiques techniques des moteurs de la série A6VE, leurs avantages d'application dans le système de voyage de l'excavatrice, leur conception correspondante avec le système d'allumage, les méthodes de diagnostic de défaut communes et les tendances futures de développement, fournissant un guide de référence détaillé pour les techniciens de l'industrie des machines d'ingénierie.

1. Présentation de la technologie du moteur à piston axial hydraulique

Le système de transmission hydraulique, le moteur à piston axial hydraulique fournit une forte puissance pour divers types de machines de construction en convertissant l'énergie hydraulique en énergie mécanique. Dans les excavateurs de chenilles, les moteurs de piston axiaux sont principalement utilisés dans les deux systèmes clés de la conduite de voyage et de la rotation supérieure. Leurs performances affectent directement l'efficacité opérationnelle, la précision du contrôle et l'économie de carburant de toute la machine.

Table

Comparés aux moteurs d'engrenages traditionnels et aux moteurs à ponts, les moteurs à piston axiaux ont une pression de travail plus élevée (jusqu'à 45 MPa), une plage de vitesse plus large (le déplacement peut être ajusté à zéro) et une meilleure performance d'efficacité (l'efficacité totale dépasse 90%), ce qui convient particulièrement aux applications telles que les excavateurs qui ont des exigences exigeantes pour les performances de puissance. La série A6VE adopte une conception de l'axe de biseau, qui atteint un ajustement sans étape du déplacement en modifiant l'angle entre le cylindre et l'arbre d'entraînement, correspondant parfaitement aux besoins en puissance des excavateurs dans différentes conditions de travail.

2. Caractéristiques techniques des moteurs de la série A6VE

2.1 Structure d'innovation et principe de travail

La série A6VE de moteurs à variables de piston axial à axe incliné adopte une conception de groupe de rotor de piston conique unique. Le piston est disposé à un certain angle (généralement 25 ° ou 40 °) à l'arbre d'entraînement, et le déplacement est modifié par la balançoire de la plaque inclinable. Par rapport à la conception traditionnelle de la plaque d'inclinaison, cette structure a une densité de puissance plus élevée et une résistance d'impact plus forte. Son principe de travail de base est: l'huile à haute pression entre dans la cavité du piston à travers la plaque de distribution, poussant le piston pour se déplacer axialement. En raison de l'angle entre le piston et l'arbre d'entraînement, la force axiale est décomposée en force radiale et force tangentielle, et la force tangentielle génère un couple de conduite.

Les moteurs de la série A6VE ont divers modes de contrôle variables, notamment:

·Contrôle de compensation de pression (type HZ3): ajuste automatiquement le déplacement en fonction de la pression du système pour maintenir une puissance constante

·Contrôle proportionnel électrique (EP1 / EP2): Contrôle précis du déplacement à travers des signaux électriques pour atteindre une réglementation intelligente

·Télécommande hydraulique (type HA / HD): contrôler l'angle de plaque de cyclique à l'aide d'un signal hydraulique externe

2.2 Paramètres de performance clés

Tableau: Comparaison des paramètres techniques des modèles typiques de la série A6VE

Le système de roulement du moteur A6VE adopte une conception de roulement à rouleaux coniques à double rangée, qui a une excellente capacité de charge et une durée de vie ultra-longue. Les tests montrent que dans des conditions de travail standard, le temps de travail sans problème moyen (MTBF) du moteur A6Ve dépasse 10 000 heures, dépassant de loin la moyenne de l'industrie. Son efficacité de couple de démarrage est élevé que 92%, ce qui peut assurer le démarrage en douceur de l'excavatrice même dans des environnements à basse température.

2.3 Avantages d'installation et d'intégration

La série A6VE adopte une conception d'installation de bride centrale et peut être "plug-in" intégrée dans la boîte de réduction de voyage de l'excavatrice ou le mécanisme de coulée, simplifiant considérablement le processus d'installation. Sa conception structurelle compacte permet au moteur d'être presque complètement inséré dans la boîte de réduction, économisant plus de 30% de l'espace d'installation. Cette méthode d'intégration présente également les avantages suivants:

·Éliminer les tolérances d'installation: la conception auto-alignée compense les erreurs de fabrication et d'assemblage

·Réduire les vibrations et le bruit: la connexion rigide réduit le dégagement et l'impact de la transmission

·Disposition de tuyauterie simplifiée: les passages d'huile intégrés réduisent le nombre de tuyaux externes

L'arbre de sortie du moteur peut être configuré de manière flexible et sous diverses formes, y compris une clé plate, une spline (involute ou rectangulaire), etc., ce qui est pratique pour correspondre aux réducteurs de différents fabricants.

3. Application de A6VE dans le système de voyage d'excavatrice de chenilles

3.1 Conception du circuit hydraulique du système de marche

Le système de voyage de l'excavateur du robot adopte généralement un circuit hydraulique fermé, qui se compose d'une pompe variable et d'un moteur A6VE pour former une transmission hydrostatique. Cette conception a des capacités de récupération d'énergie et des caractéristiques de vitesse sans étape, qui s'adaptent parfaitement aux besoins de voyage dans des conditions de terrain complexes. Les circuits typiques comprennent:

·Circuit d'entraînement principal: la pompe à déplacement variable est directement connectée au moteur A6V

·Circuit de réapprovisionnement en huile: fournit de l'huile de refroidissement au système fermé et compense les fuites internes

·Circuit de rinçage: garder l'huile du système propre et prolonger la durée de vie des composants

·Circuit de contrôle de freinage: frein multi-disque intégré pour assurer la sécurité du parking sur les pentes

La fonction de contrôle de la compensation de pression du moteur A6VE peut ajuster automatiquement le déplacement en fonction de la résistance à la marche: lorsque l'excavatrice grimpe une pente ou passe à travers une zone boueuse, la pression du système augmente et que le moteur augmente automatiquement le déplacement pour augmenter le couple de sortie; Lorsque vous voyagez à grande vitesse sur une route plate, le déplacement est réduit pour augmenter la vitesse. Cette fonction adaptative permet au moteur de toujours fonctionner au point de fonctionnement optimal, réduisant la consommation de carburant de 15% à 20%.

3.2 Optimisation des caractéristiques de basse vitesse et de couple élevé

Les excavateurs de chenilles doivent souvent surmonter une grande résistance dans des conditions de travail sévères, ce qui impose des exigences strictes sur la stabilité à basse vitesse et la capacité de sortie du couple du moteur de voyage. La série A6VE relève ces défis grâce aux innovations techniques suivantes:

·Plonger conique avec structure de l'anneau de piston: scellage amélioré et fuite interne réduite pendant la rampe à basse vitesse

·Conception optimisée de la plaque de distribution: quatre structures de fenêtre de distribution raccourcit la chaîne de transfert d'énergie et réduit les fluctuations de pression

·Technologie de tampon de rainure triangulaire: absorbe l'impact du débit, l'angle de largeur 15 ° et l'angle de profondeur 20 ° sont les meilleurs paramètres

·Roulements à rouleaux à double rangée: supporter de grandes charges radiales et éviter la perte d'efficacité due à la déformation du logement

Un taux de fluctuation de couple inférieur à 5% à une vitesse ultra-bas de 10 tr / min, répondant pleinement aux exigences de contrôle précises des excavateurs. Le rapport puissance / poids du moteur atteint plus de 200 kW / t, dépassant de loin des produits concurrents similaires.

3.3 Modes et solutions de défaillance typiques

Tableau: défauts et solutions courantes pour le moteur A6VE dans le système de voyage

L'entretien régulier est la clé pour assurer le fonctionnement fiable à long terme du moteur A6VE. Il est recommandé de remplacer l'huile hydraulique et de filtrer toutes les heures de travail de 2000 et de vérifier le dégagement des roulements et l'usure du piston toutes les 5000 heures. L'utilisation de la technologie d'analyse du comptage des particules d'huile peut détecter une usure anormale à l'avance et éviter les échecs majeurs.

4. Conception intégrée du système d'allumage A6VE et excavateur

4.1 Exigences techniques pour le système d'allocation

Le système d'allumage de l'excavateur est responsable de la rotation à 360 ° de la plate-forme supérieure, qui impose des exigences uniques sur le moteur hydraulique:

·Contrôle de position précis: réalisez la précision de positionnement au niveau des millimètres du seau

·Caractéristiques de démarrage lisse: réduire l'impact inertiel et protéger les pièces structurelles

·Performances de freinage efficaces: empêche le véhicule de glisser lorsque vous travaillez sur les pentes

·Dimensions de l'installation compacte: économise de l'espace sur la platine

La solution traditionnelle utilise une combinaison de moteur et de réducteur à grande vitesse, qui présente des inconvénients tels que une grande perte d'efficacité et un fort impact inertiel. Le moteur de la série A6VE résout parfaitement ces problèmes grâce à la technologie de conduite directe et à un contrôle proportionnel électrique.

4.2 Conception du système hydraulique rotatif avancé

Les excavatrices haut de gamme modernes utilisent de plus en plus des systèmes d'allumage de détection de charge basés sur des moteurs A6VE, qui se composent principalement de:

·Pompe de détection de charge: ajuste automatiquement la sortie du débit en fonction de la demande

·Vanne multi-voies proportionnelle: contrôle précis de la direction et de la vitesse du moteur

·A6ve Motor proportionnel électrique: répond aux signaux électriques pour réaliser un changement de vitesse sans étape

·Groupe de soupape anti-réverse: éliminer le choc swing lors de l'arrêt

·Vanne de retard de frein: coordonnées de freinage et de synchronisation hydraulique

Lorsque le système fonctionne, le signal pilote de la poignée de fonctionnement est transmis à la soupape de détection de charge et au moteur A6VE à travers la soupape pilote de swing et la vanne de navette. Le contrôle proportionnel de déplacement du moteur rend la vitesse de swing correspond précisément à la commande de fonctionnement, réalisant une expérience de contrôle "point et arrêt". Les données de test montrent que ce système peut rendre la précision de positionnement de la balançoire de l'excavatrice à ± 0,5 °, ce qui est plus de 3 fois plus élevé que le système hydraulique.

4.3 Récupération d'énergie et amélioration de l'efficacité

Une autre application innovante du moteur A6VE dans le système de swing est la technologie de récupération d'énergie cinétique. Lorsque l'excavatrice cesse de tourner, l'énorme énergie cinétique inertielle de la plate-forme supérieure peut être convertie en énergie hydraulique par le moteur et stockée dans l'accumulateur. Le moteur de piston axial à quatre ports nouvellement développé de Rexroth optimise davantage ce processus:

·Raccourcir la chaîne de transfert d'énergie: réduire les pertes dans les liens de conversion intermédiaires

·Élargir la zone à haute efficacité: l'efficacité pleine opération est maintenue supérieure à 85%

·Algorithme de contrôle intelligent intégré: correspondant automatiquement au meilleur temps de recyclage

Les données sur le terrain montrent que le système de récupération d'énergie équipé du moteur A6VE peut réduire la consommation globale d'énergie de l'excavatrice de 12% à 15%, et l'effet est particulièrement significatif dans des conditions de rotation fréquente.

5. Analyse de cas pratique de l'application

5.1 Projet de transformation d'excavatrice des grands mines

Le moteur de voyage d'origine d'une excavatrice CAT 349D dans une grande mine de charbon à aire ouverte surchauffait fréquemment et avait besoin d'une refonte majeure toutes les 3 000 heures en moyenne. Après le passage au modèle A6VE160HZ3 / 63W-VAL22200B:

·Un temps de travail continu prolongé à 8 000 heures sans réparations majeures

·La capacité d'escalade est passée de 30% à 45%

·Les coûts d'entretien réduits de 60%

·Amélioration de 18% de l'efficacité énergétique

Les améliorations clés comprennent:

1 et 1Optimiser le circuit d'huile hydraulique pour réduire la perte de pression

2Installer le système de refroidissement de la circulation externe

3 et 3Utiliser l'indice de viscosité à haute huile hydraulique

4Mettre en œuvre une surveillance régulière de la contamination du pétrole

5.2 Application de support de la machine à forage tunnel

Dans un projet de tunnel de métro à Shanghai, la tête de route EBZ200H de Sany Heavy Industry utilise l'A6VE107EP2 / 63W-VZL020FPB-SK Dual-Motor Drive Travel System, qui fonctionne bien:

·La force de traction atteint 450kn, répondant aux exigences des conditions de travail dure

·Plage de vitesse 0-15m / min

·Contrôle antidérapant, opération de pente sûre et fiable

Cette application utilise pleinement les avantages de contrôle proportionnel électrique du moteur A6VE. Grâce à une intégration profonde avec le système PLC de machine à forage de tunnel, il réalise une correspondance automatique de la vitesse de voyage et de la force de propulsion, améliorant considérablement l'efficacité d'excavation du tunnel.

5.3 Développement d'une nouvelle génération de pelles intelligentes

La dernière excavatrice intelligente XE370DK de XCMG utilise le moteur variable proportionnel électrique A6VM55EP1 / EP2 de Rexroth pour piloter le système d'allumage. Ses fonctionnalités innovantes incluent:

·Fonction d'étalonnage automatique: apprentissage complet des paramètres hydrauliques en un seul clic

·Algorithme de contrôle anti-retour: Réduire la balance de charge pendant les opérations de levage

·Interface diagnostique à distance: surveillance en temps réel de l'état de santé moteur

·Maintenance prédictive: avertissement précoce des échecs basés sur l'analyse des mégadonnées

Ces fonctionnalités intelligentes font de XE370DK un produit de référence de l'industrie et remporte le prix du produit annuel de la machinerie de construction de Chine 2024.

6. Maintenance et dépannage

6.1 points de maintenance quotidiens

Pour garantir le fonctionnement fiable à long terme du moteur variable du piston axial A6VE, les spécifications de maintenance suivantes doivent être strictement suivies:

Gestion de l'huile hydraulique

·Utilisez l'huile hydraulique anti-wear ISO VG46 ou VG68 avec un indice de viscosité d'au moins 95

·Maintient la propreté de l'huile à l'ISO 4406 18/16/13 Normes

·Remplacez l'huile hydraulique toutes les 2000 heures ou annuellement (selon la première éventualité)

·Testez régulièrement l'huile pour la contamination de l'acidité, de l'eau et des particules

Entretien filtrant

·Si la différence de pression du filtre d'aspiration à l'huile dépasse 0,3 bar, remplacez-la immédiatement

·L'élément de filtre à haute pression doit être vérifié toutes les 500 heures

·L'élément de filtre à huile de retour a un indicateur de colmatage et doit être remplacé dans les 4 heures suivant l'alarme.

·Nettoyez l'intérieur du boîtier du filtre lors du remplacement de l'élément de filtre

Inspection des pièces mécaniques

·Vérifiez la température du boîtier du moteur quotidiennement (ne dépassant pas 90 ° C)

·Vérifiez le couple de boulon de montage chaque semaine (selon la valeur spécifiée du fabricant)

·Vérifiez la fuite du joint de l'arbre chaque mois (une légère humidité est autorisée mais aucune huile dégoulinant)

·Tester la pression de libération des freins trimestriellement

6.2 Technologie de diagnostic professionnel

Lorsque le moteur A6VE échoue, les méthodes de diagnostic avancées suivantes peuvent être utilisées pour localiser avec précision le défaut:

Analyse du spectre de vibration

·Collectez les signaux de vibration de la coque et analysez les fréquences caractéristiques

·Échec du port: les familles harmoniques et les bandes latérales apparaissent

·Usure de piston: augmentation de l'énergie de vibration d'un ordre spécifique

·Dommage à la plaque de soupape: augmentation des composants d'impact à haute fréquence

Détection d'imagerie thermique

·L'imageur thermique infrarouge scanne la distribution de température sur la surface du moteur

·Fuite interne: zone de surchauffe locale

·Mauvaise lubrification: points de température anormalement élevés

·Échec de refroidissement: l'augmentation globale de la température dépasse la norme

Ferrographie pétrolière

·Détection de la morphologie et de la composition des particules d'usure dans l'huile

·Usure normale: petites particules uniformes

·Usure anormale: particules de grande puce

·Usure corrosive: grandes quantités de particules d'oxyde

6.3 points clés du processus de révision

Démontage Précautions

1 et 1Marquez tous les emplacements de tuyaux et d'ajustement

2Démanteler la connexion à la bride à l'aide d'outils spéciaux

3 et 3Protège les surfaces d'accouplement de précision des rayures

4Organiser des pièces démontées dans l'ordre

Normes d'inspection des composants clés

·Paire de piston / cylindre: Ajustement le dégagement de 0,015-0.025 mm, remplacer si vous êtes hors de tolérance

·Plaque de distribution: planéité ≤ 0,005 mm, les rayures mineures peuvent être réparées par broyage

·Roulements: si le dégagement dépasse la norme ou que les piqûres se produisent, ils doivent être remplacés

·Sceaux: toutes les pièces d'origine

Spécifications de l'assemblage et du débogage

1 et 1Toutes les pièces doivent être trempées dans de l'huile hydraulique avant l'assemblage

2Serrez les boulons de bride par étapes

3 et 3Run-in après 30 minutes de fonctionnement à l'abri

4Augmentez progressivement la charge à la pression nominale

5Test de l'efficacité volumétrique et de l'efficacité du couple

7. Tendances futures de développement technologique

7.1 Intelligence et intégration IoT

Le moteur A6ve de prochaine génération sera profondément intégré à la technologie industrielle de l'Internet des objets (IIoT) à réaliser:

·Surveillance de l'état en temps réel: pression intégrée, température, capteurs de vibration

·Capacités informatiques de bord: traitement local des données de performance pour réduire les retards de transmission

·Modèle jumeau numérique: la simulation virtuelle prédit la vie restante

·Réglage des paramètres à distance: optimisation en ligne des paramètres de contrôle

Les entreprises chinoises ont lancé un prototype de moteur intelligent avec une interface Canopen, qui peut être directement connecté au système MES d'usine via le protocole OPC UA pour fournir une prise en charge des données pour la maintenance prédictive.

7.2 Innovation dans l'amélioration de l'efficacité énergétique

Pour respecter les réglementations d'émission de carbone de plus en plus strictes, la série A6VE développe un certain nombre de technologies d'économie d'énergie:

·Contrôle adaptatif de pression: ajustez dynamiquement la pression du système en fonction de la charge

·Materifications à faible frottement: les revêtements nano réduisent les pertes mécaniques

·Gestion thermique efficace: optimiser les canaux d'huile internes pour réduire l'élévation de la température

·Système de récupération d'énergie: L'énergie cinétique du freinage est convertie en stockage d'énergie hydraulique

Des tests de laboratoire ont montré que ces innovations peuvent améliorer l'efficacité motrice globale de 5% à 8%, ce qui réduit la consommation de carburant d'environ 3 000 litres par an dans des conditions d'excavation typiques.

7.3 Nouveaux matériaux et nouvelles technologies

L'application de matériaux avancés améliorera considérablement la limite de performance du moteur A6VE:

·Plongeur en céramique: la résistance à l'usure a augmenté de 10 fois, adapté aux conditions de pression ultra-élevée

·Coque composite en fibre de carbone: 30% plus léger et plus fort

·Plaque de soupape imprimée 3D: les canaux d'huile internes complexes optimisent les caractéristiques de débit

·Revêtement de lubrification intelligent: ajuste automatiquement le coefficient de frottement en fonction de la température

Dans le même temps, la fabrication intelligente motivée par les jumeaux numériques réalisera:

·La vérification de l'assemblage virtuel raccourcit le cycle de développement

·Production personnalisée personnalisée, réponse rapide aux besoins spéciaux

·Tradiabilité de qualité du cycle de vie complet pour améliorer la fiabilité

8. Conclusion et recommandations

Le moteur variable de piston axial de la série A6VE est devenu la solution de puissance idéale pour les excavateurs de robottes modernes avec sa conception innovante de l'axe incliné, son contrôle variable précis et sa fiabilité excellente. Les conclusions suivantes peuvent être tirées de l'analyse de cet article:

1 et 1Avantages techniques évidents: par rapport aux moteurs hydrauliques traditionnels, A6VE présente des avantages importants en densité de puissance, en précision de contrôle et en efficacité énergétique, et est particulièrement adapté aux scénarios d'application avec des conditions de travail complexes telles que les excavations.

2Clé de la correspondance du système: Pour utiliser pleinement les performances de A6VE, il est nécessaire d'optimiser la conception globale du système hydraulique, y compris la configuration de circuit raisonnable, la stratégie de contrôle précise et le système complet de filtrage et de refroidissement.

3 et 3L'entretien détermine la vie: la maintenance de routine standardisée et la surveillance des conditions professionnelles peuvent prolonger considérablement la durée de vie du moteur et réduire le coût total de possession (TCO).

4L'intelligence est l'avenir: les moteurs intelligents avec des capteurs intégrés et des capacités de communication deviendront la norme de l'industrie, apportant des modifications révolutionnaires à la gestion et à la maintenance des équipements.

Sur la base de l'analyse ci-dessus, les suggestions suivantes sont faites aux fabricants de pelles et aux utilisateurs finaux:

Recommandations pour les fabricants

·Dans le développement de nouveaux modèles, le modèle de contrôle proportionnel électrique A6VE a une priorité pour améliorer les performances de contrôle

·Optimiser la conception correspondante du système et du moteur hydrauliques pour donner un jeu complet aux avantages de la technologie variable

·Renforcer la conception de la gestion thermique pour assurer la fiabilité du moteur dans des conditions de travail extrêmes

·Interface IoT préinstallée pour créer des conditions pour un fonctionnement et une maintenance intelligents

Recommandations pour les utilisateurs finaux

·Choisissez un fournisseur de services de réparation certifié en usine pour la refonte du travail

·Investissez dans des équipements d'analyse de pétrole et mettez en œuvre une maintenance prédictive

·Formation de l'opérateur pour éviter les défaillances précoces causées par une mauvaise utilisation

·Envisagez des solutions de mise à niveau de l'efficacité énergétique et remplacez l'ancien équipement par des moteurs de contrôle proportionnels électriques

À mesure que l'électrification et l'intelligence des machines de construction progressent, le moteur variable de piston axial de la série A6VE continuera à diriger l'innovation technologique, offrira à l'industrie des excavations de solutions d'alimentation plus efficaces, plus intelligentes et plus respectueuses de l'environnement et aide à la construction mondiale des infrastructures atteint de nouveaux sommets.