בחירת מערכת הידראולית היא אחת ההחלטות הקריטיות ביותר בעיצוב ותפעול של מכונות הכרייה.מערכות הידרוקוליות לספק את השריר והדיוק הנדרש לחפירה, קידוח, צנרת, מחץ, ומעביר חומר בחלק מהסביבות הקשות ביותר על פני האדמה.מערכת הידראולית מותאמת היטב מתורגמת ישירות לפרודוקטיביות גבוהה יותר, צריכת דלק נמוכה, מופחתת ללא פגע, בטוחה יותר, תנאי עבודה יציבים, עלולה להוביל באופן מוגזם, וגרוע יותר, לכשלים, לכשלים, לכשלים, לכשלים, ולעצבניים, עלולים, לכשלים, לכשלים, לכשלים, ולגרורים, לכשלים, ולגרור תקלות חום, לכשלים, לכשלים יותר, חלשים יותר, עלולים יותר, לכשלים יותר, לכשלים, ולגרורתיים יותר, לכשלים יותר, ולגרור אותם באופן מוגזם, ולגרור אותם באופן מוגזם, ולגרור באופן מוגזם, לכשלים, לכשלים.

מינון פעולות דורש ציוד כבד-דוטי שפועל באופן רציף תחת עומסים קיצוניים, רטט, אבק ותנודות טמפרטורה. תנאים אלה דרישות ייחודיות על מעגלים הידראוליים כי הם לעתים רחוקות נתקלו ביישומים תעשייתיים או ניידים.הבנת הדרישות הספציפיות של כל סוג מכונה ואת מגבלות סביבתיות חיוני כדי לבצע בחירה מושכלת. מאמר זה מספק מדריך מקיף לבחירת המערכת הנכונה עבור מכונות כריית שונות, כיסוי גורמים מרכזיים, אדריכלות, רכיבים, אופטימיזציה, אסטרטגיות תחזוקה, ואסטרטגיות תחזוקה נוזליות, , , , , , , תחזוקת נוזלים.

המונחים: Mining hydroulic System

לפני הערכת סוגי המערכת, חשוב להבין את אבני הבניין הבסיסיות.כל מערכת הידראולית כוללת:

  • (FLT:0)Pump:BuildFLT:1) הופך כוח מכני לתוך זרימה הידראולית.סוגים נפוצים כוללים ציוד, ואן, piston, משאבות ברג. עבור כרייה, משאבות piston axial לטובתם באופן נרחב בשל יכולות הלחץ הגבוהות שלהם (עד 4000 psi או יותר) ואפשרויות עקירידה משתנות.
  • (ב) ⁇ :0) , ⁇ : ⁇ 1 (ב) , פיזור חום, ומאפשר למזהמים להתיישב.
  • (FLT:0)Valves: בכיוון הבקרה של 1FLT:1, לחץ וזרימה. שסתום בקרה כיוון, שסתום הקלה בלחץ, שסתום שליטה זרימה ושסתום פרופורציונלי הם נפוצים.
  • (FLT:0) פועלים: 1FLT (Cylinders) ומנועים הידראוליים הופכים את הלחץ הנוזלי להילוך ליניארי או ריק. מינוס משתמש בגלידות כבדות עם מוטות קשיחות וחותמות חזקות.
  • (FLT:0) פלויד: 1FLT:1 שמנים הידרוקוליים חייבים לעמוד בטמפרטורות גבוהות, לשאת תוספים נגד אלכוהול, להתנגד לקצף, ולספק הגנה קורוזית.בכריית תת-קרקעית, נוזלים עמידים באש כגון גליקול מים או מגלות הם לעתים קרובות חובה.
  • (FLT:0)Fiters ו Contamination Control:BuildFLT:1 ,סביבות Mining לייצר רמות גבוהות של זיהום חלקי. Multi-שלבי filtration (return line, קו לחץ ומערכות לולאה לא מקוון) הוא תרגול סטנדרטי.

גורמי בחירה קריטיים למינוי בקשות

סוג מכונה ו- Duty Cycle

מכונות כרייה שונות מציבות דרישות שונות מאוד על מערכת הידראולית. a הידראולית המשמש טעינה יש חובה מחזורית עם רצים תכופים ולחץ שיא גבוה. a longקירה בתוך מכרה פחם דורש זרימה ארוכה מתמשכת בלחץ מתון. משאית הובלה עומסים הידראוליים בעיקר להפעיל משחה וניווט, עם דרישות זרימה נמוכות יחסית בהשוואה למערכת ההנעה.

דרישות לחץ וזרימה

הלחץ קובע את הכוח שהמערכת יכולה להפעיל, בעוד שזרימה קובעת מהירות.לדוגמה, תרגיל הידראולי דורש לחץ מתון (2000-3000 psi) אבל זרימה גבוהה מאוד כדי להשיג קצב חדירה מהיר. A מחץ או קומפקטי עשוי להיות צורך בלחץ גבוה מאוד (4000-5000 psi) עם זרימה נמוכה יחסית.המערכת חייבת להיות בגודל כדי להתמודד עם לחץ לסירוגין ללא שסתום.

תנאים סביבתיים

סביבות המיון משתנות ממדברים אבקים פתוחים ועד לאטמוספירה הרטובה, הקורוזית.שיקולים סביבתיים מרכזיים כוללים:

  • (FLT:0) טמפרטורות Temperature קיצוניות: FLT:1ir טמפרטורות גבוהות (50 מעלות צלזיוס+ בורות) וטמפרטורות נמוכות (נמוכות 40 מעלות צלזיוס במכרות הארקטי) משפיעות על דיוק שמן וביצועים חותם.
  • (FLT:0)Contaminant ingress:FLT:1 אבק, שבבי סלע, בוץ ומים מאיים כל הזמן על ניקיון המערכת.שימוש במנגני מוטה לוחצים חזקים, מאגרי עיתונות, ופילטרים בעלי יעילות גבוהה הוא חיוני.
  • (FLT:0)Fire וסיכון הפיצוץ: 1FLT במכרות פחם תת-קרקעיים וסביבות גזיות אחרות, נוזלים הידראוליים עמידים באש (FRFs) כגון ulions in-נפט או נוזלים סינתטיים מצריכים תקנות כמו MSHA (Mine Safety and Health Administration) בארה"ב.

מקור אנרגיה ואנרגיה

מערכות הידרוקוליות מונעות לעתים קרובות על ידי מנועי דיזל או מנועים חשמליים. דיזל מופעל ציוד נייד (excavators, תרגילים, עומסים) דורש משאבות עומס או שינוי משתנה כדי למזער הפסדים parasitic מיותרים.מערכות המופעלות על ידי חשמל (דחפים מצטברים, ממריצים הידראוליים) בדרך כלל להשתמש משאבות קבועות עם לחץ מותאמים אישית, מוגברת וביקוש היברידי עבור כלי רכב חשמליים.

עלויות תחזוקה ומחזור חיים

זמן פנוי בכרייה עולה עשרות אלפי דולרים לשעה.לכן, קלות תחזוקה ומודולריות רכיב הם קריטריונים בחירה חיוני.מערכות שנועדו עם הפיכה מהירה של קישורים, נקודות מבחן מרכזי, ומסננים גישה קלה להפחית זמן שירות.בנוסף, הזמינות של חלקי חילוף ותמיכה מקומית ממפיצים הידראוליים צריך לשקול במידה רבה בהחלטה.מערכת שהיא יעילה יותר תיאורטית אבל דורשת מומחיות עם רכיבים ארוכים יותר עשוי להוכיח את החיים קלים יותר מאשר עיצוב.

סוגים של מערכות הידרוקוליות עבור מכונות Mining

ארכיטקטורות מערכת מרובות קיימות, כל אחת עם נקודות חוזק המתאימות ליישומים מסוימים.

מערכות Open-Center

במעגל פתוח, המשאבה מתפשטת באופן רציף נוזל הידראולי אל המאגר כאשר אין פונקציה פעילה. עיצוב פשוט זה נפוץ במערחים ישנים, עומסים, ודחפורים.יתרונות כוללים עלות נמוכה ופתרון בעיות קלות. עם זאת, הם פחות יעילים כי המשאבה פועלת בזרימה מלאה גם כאשר לא מבוצעת עבודה.

מערכות סגורות

מערכות סגורות משתמשות במשאבת משתנה או משאבה מותשת לחץ שאספקת אספקה רק על הביקוש. כאשר כל השסתמים נמצאים בניטראלי, התפוקה של המשאבה מופחתת כמעט אפס, חוסכת דלק וצמצום הדור החום.מערכות אלה סטנדרטיות כעת על רוב המחפרים החדשים, קידוחים, ודחפורים הידראוליים.הם מציעים שליטה טובה יותר, רעש נמוך יותר, ושיפור יעילות.

מערכות טעינה

עומס-רגיש (LS) הוא זיכוך של טכנולוגיה סגורה מרכז שבו המשאבה מגיבה ללחץ העומס הגבוה ביותר במערכת.זה מאפשר פונקציות מרובות לפעול במקביל עם בקרת מהירות פרופורציונלית. מערכות טעינה הן אידיאליות עבור מכונות אשר לעתים קרובות להפעיל מספר פונקציות בבת אחת, כגון עומס גלגל הרמת הדלי תוך הנעה נכונה של מערכות LS מכוונן להפחית את צריכת הדלק על ידי 15-30% לעומת מקבילות קבועות ל-160-מרכז.

מערכות הידרוסטטי

מערכות הידרוסטטיות משתמשות במעגל סגור שבו משאבה הידראולית מעצימה ישירות מנוע בלולאה רציפה, בדרך כלל בשימוש עבור כוננים של כלי רכב.דוגמאות כוללות את מערכות המניעה של תרגילי רוק, נשאי סורקים, וכמה משאיות מובילות.מערכות אלה מציעים מהירות משתנה אינסופית ושליטה בהורדת כלי רכב ללא מצמדות או ארגזים.יתרונות כוללים האצה חלקה, דינמיט, צפיפות כוח גבוהה.

מערכות אלקטרו-הירופוליות

מערכות אלקטרו-hydraulic משלבות בקרים אלקטרוניים עם שסתום סרבו או שסתום פרופורציונלי כדי להשיג שליטה מהירה מאוד תנועה.מצא במפגעים ארוכים, כברי קורת גג, ושקיות קידוח אוטומטיות, מערכות אלה מאפשרות ניטור מרחוק ואוטומציה.הם מאפשרים תכונות כמו קידוח מבוקר במהירות, בקרה נגד slipion, ומילוי דלי דלי עומס.

המונחים: Calculation Essentials

מינוף נכון מבטיח כי המערכת הידראולית מספקת את הביצועים הדרושים ללא מגבלות עיצוב גבוהות יותר. חישובים מרכזיים כוללים:

  • (ב) שיעור זרימת ה-Pump:0) {\displaystyle \FLT:1;2QQuaFLT 3: 3 (gpm) = (cylinder piston Zone × שבץ) / 231 (עבור יחידות אינץ') עבור מערכות מרכז פתוח, זרימה חייבת לספק את המהירות המרבית של הפונקציה.
  • (ב) עיין:0 (הופנה מהדף ⁇ ): "העברה" (ב) ליישומים של סובבים, עקירה נבחרת מבוססת על מומנט והמהירות הנדרשת.
  • לחץ מערכת:0 System:BuildFLT:1; נקבע על ידי הדרישה המקסימלית של המבצע התובעני ביותר, בתוספת חיכוך והפסדים מדכאים.
  • (ב) דרישות כוח: ⁇ FLT:1;2 [HPFillo 3:=(צילום: × לחץ) / (1714 × יעילות) זה עוזר לבחור את העובר הראשוני (engine או מנוע) לחשב עומס חום.
  • (FLT:0) עומס כבד: 1FLT ( 1:1 ), כ-20-30% מכוח הקלט עלול להיות מתפזר כמו חום במערכות טיפוסיות, הדורש יכולת קירור נאותה.

כלי תוכנה מיצרנים כמו בוש רקסרוט, Danfos, Eaton, ו- פרקר הניפי יכול לעזור עם סימולציה מעגלים ובחירת רכיב.עם זאת, אימות מבחן בעולם האמיתי תחת עומס מלא הוא עדיין תקן הזהב עבור מתקני כרייה גדולים.

בחירה צלולה

בחירת הנוזל ההידראולי הנכון חשוב כמו בחירת המשאבה. בכריית, הקריטריונים הנוזליים הבאים הם קריטיים:

  • (FLT:0)Viscosity: FLT:1 חייב להיות מספיק כדי למנוע מגע מתכת-to-metal בטמפרטורות גבוהות, בעוד נוזל נשאר מספיק כדי לשפוך בטמפרטורות נמוכות.מדד השקיפות (VI) צריך להיות גבוה; שמנים רב-דרגתיים נפוצים.
  • (FLT:0) ב-AW) ותוספים מדכאים קיצוניים (EP): אנדרט 1 אלה מגינים על משאבות ומנועים בתנאים של סיכה גבולית.רוב מערכות הכרייה משתמשות ב- ISO VG 46 או 68 שמנים מינרלים עם תוספי AW מבוססי אבץ (כגון AW 46 או AW 68).
  • (FLT:0) התנגדות: FLT:1 במכרות פחם תת-קרקעי, כללים דורשים FRFs מאושר.נוזלים גליגליקול מים יש התנגדות אש טובה, אך מהירויות נמוכות יותר ושפע נמוך; הם דורשים משאבות עם ציפויים מיוחדים.מנעו מוטציות ותאים סינתטיים (כגון ptsesters) הם אפשרויות אחרות, כל אחת עם עלויות מסחר בהסתברות והתאמה.
  • (FLT:0)Fiterability ו contaminationסובלנות:cioFLT:1 פלואידים צריך להיות תואם עם סינון עדין (במרחק של 10 מיקרומטר או קנס יותר) כורים רבים משתמשים תוכניות ניתוח שמן מותאם אישית כדי לפקח על ספירות חלקיקים, תוכן מים, וניכוי תוספת.

אסטרטגיות תחזוקה ופרקטיקה הטובה ביותר

מערכת הידראולית מעוצבת היטב עדיין נכשלת ללא תחזוקה נאותה.פעולות מינון צריך ליישם:

  • (FLT:0) תוכניות בקרה של שליטה:FLT:1 השתמש בקודים ניקוי מטרות (למשל, ISO 4406 18/15/13) ונטר באמצעות ניגודי חלקיקים אוטומטיים.
  • ניתוח:0 (Oil Analysis: FLT:1) sampling (חודשיים או מבוסס על שעות) עבור קוצר רוח, תוכן מים, מספר חומציות, ובדיקת מתכת.
  • (FLT:0) ניהול תרמי: FLT:1 טמפרטורות שמן מעקב. טמפרטורות סוסטנטי מעל 8 ° C (180 °F) להאיץ את ההפחתה של תוספי מזון וקיצור חיי חותם.
  • (FLT:0Seal and cylinder תחזוקה: גרף:1) השתמש גונדנים ומגן מכרה על גלילים כדי למנוע זיהום המוח. ReBuild cylinders במרווחים המומלצים ולא לאחר כישלון.
  • צוותים של LT:0 (Training: FLT:1), מפעילי ותחזוקה חייבים להבין הליכים מתאימים עבור סטארט-אפ, השבתה והחלפת רכיב.

מגמות עתידיות ב Mining hydroulics

אינטגרציה חכמה ו-IoT

חיישנים Embeddated מדידת לחץ, זרימה, טמפרטורה וזיהום הופכים סטנדרטיים על ציוד חדש. נתונים מועברים אלחוטית לפלטפורמות מבוססות ענן המספקות מעקב בזמן אמת ואזהרות תחזוקה חיזוי.לדוגמה, חיישן מזהה דפוס רטט לא נורמלי יכול לגרום התראה שירות לפני שכשל קטסטרופלי מתרחש.זה מקטין את זמן השבתה ומרחיב את חיי הרכיב.

מערכות היברידיות ומערכת היברידית

דחיפה לפליטת פחמן נמוכה היא הפעלת חשמל של מכונות כרייה רבות. היברידיות הידרולקטית-חשמלית להשתמש מנועים חשמליים כדי להניע משאבות כאשר עומס המנוע הוא אור, המאפשרת הפחתה של מנוע דיזל.כמה מכונות חשמליות לחלוטין להחליף הידראולי עם מתווכים אלקטרומכניים עבור פונקציות מסוימות (כגון היגוי מנוע), אך חשמל טהור עדיין לא יכול להתאים את הדחיסות של כבדות עבור חפירות ו, ולכן הם שולטים על עיצובים צפויים במשך עשור לאחר מכן.

תאומים וסימולציות

יצרני ציוד המיון משתמשים יותר ויותר בתאומים דיגיטליים כדי לדמות התנהגות הידראולית בתנאים טעינה בעולם האמיתי.מודלים אלה מסייעים לייעל את הרכיב הממריץ, לשלוט באלגוריתמים, ויעילות אנרגיה לפני אבטיפוס נבנה.עבור אתרי שלי, תאומים דיגיטליים יכולים לדמות ביצועים וזיהוי אילו הילוכים של מכונות ירוויחו מעיגול הידראולי אחר.

שפעת בת קיימא

נוזלים הידראוליים בעלי ערך ביולוגי שמקורם בשמן ירקות או esters סינתטיים צוברים מתח עבור אזורי כרייה רגישים לסביבה, כגון מקורות מים קרובים.נוזלים אלה יש שפע מעולה ו biodegradability אבל דורשים טיפול זהיר כדי למנוע צמיחה מיקרוביאלית.הם עכשיו זמינים עם נטיות מינרלים-נפט וחבילות תוספים.

מסקנה

בחירת המערכת ההידראולית הנכונה עבור מכונות כרייה היא החלטה רב-ממדית הדורשת איזון ביצועים טכניים, עמידות סביבתית, יעילות אנרגיה, שמירה על יכולת ובטיחות. הבחירה בין הספקים הפתוחים, מרכז סגורים, מהנדסים בעלי ביצועים הידרוסטטיים, או ארכיטקטורות אלקטרו-hydraulic תלויה בעיקר במחזור החובה של המכונה, לחץ וזרימה, סביבת הפעלה, מקור כוח, וקיבולת תחזוקה.

(ב) לקריאה נוספת, מתייחס למשאבים מה-FLT:0)Hydraulics & PneumaticsFLT:1 הספרייה הטכנית, FLT:2Mining TechnologyFLT 3 תובנות תעשייתיות, ומדריכי יישומים של יצרנים כגון אלה מ-FLT:4Bosch RexrothFLT:5 ו-FLT:6Dsfoslements PowerF 7F 7LT).