Эмне үчүн гидравликалык лебедкалар үзгүлтүксүз оор жумуштарды аткарууда электр лебедкаларынан ашып түшөт

Мотордун конструкциясындагы негизги айырмачылык — гидравликалык лебедкаларды кыянаттык менен пайдалануу үчүн эмне курат

Мен Ининин Гидравлик компаниясында он беш жыл тоо-кен, деңиз жана курулуш тармактары үчүн лебедка системаларын долбоорлоо менен алектендим жана гидравликалык жана электр лебедкаларынын инженердик философиясындагы айырмачылык абдан чоң:Гидравликалык кыймылдаткычтар ашыкча жүктөмдөн аман калуу үчүн ашыкча курулган, ал эми электр кыймылдаткычтары өчүрүү менен өздөрүн коргогон так түзүлүштөр.Бул айырмачылык эки технологиянын тең дизайнындагы кемчилик эмес — бул негизги физиканын кесепети. Гидравликалык моторлор айлануучу поршеньдердин же тиштүү дөңгөлөктөрдүн тобун айландыруу үчүн басымдуу суюктукту (адатта тоо-кен лебедкаларында 250-350 бар) колдонушат. Суюктук өзү күч берүүчү чөйрө жана муздатуучу чөйрө катары иштейт — суюктук мотор аркылуу айланганда, ал жылуулукту системанын май муздаткычына алып келет. Эгерде мотор ашыкча жүктөлсө, системанын басымды төмөндөтүүчү клапаны белгиленген басымда (адатта 315-350 бар) ачылат жана агымды буруп, системаны өчүрбөстөн механикалык компоненттерди ашыкча жүктөөнүн бузулушунан коргойт.

Ал эми электр кыймылдаткычтары, тескерисинче, моментти пайда кылуу үчүн электр тогун магниттик агымга айландырышат. F классындагы (максимум 155 градус Цельсий) же H классындагы (максимум 180 градус Цельсий) изоляцияланган жез зым менен изоляцияланган мотордун оромдору токтун квадратына пропорционалдуу жылуулукту пайда кылат (I-квадрат-R жоготуулары).Үзгүлтүксүз иштеген тоо-кен казып алуу тармагында лебедка 30-60 мүнөт бою жүккө каршы тартылганда, мотордун оромдору 15-25 мүнөттүн ичинде жылуулук менен каныккандыкка жетет жана жылуулуктан коргоо релеси же VFD изоляциянын бузулушун алдын алуу үчүн моторду өчүрөт.Бул бузулуу эмес — бул өзүн туруктуу бузулуудан коргогон мотор — бирок лебедканын иштеп жатканда токтоп калганын көргөн кен өндүрүш менеджери үчүн бул айырмачылык академиялык мааниге ээ.ISO 5001Электр кыймылдаткычынын натыйжалуулук стандарттарына ылайык, үзгүлтүксүз иштөөчү моторлор 40% иштөө циклинен тышкары иштөө үчүн мажбурланган аба менен муздатууну (тышкы желдеткичтери бар TEFC моторлору) же суу менен муздатууну талап кылат — жана мажбурлап муздатуу менен да, Австралия жана Түштүк Американын ачык шахталарында кеңири таралган 35-45 градус Цельсий айлана-чөйрөнүн температурасында жылуулук чеги, адатта, 60-70% иштөө циклин түзөт.

Жумуш циклин салыштыруу: Эмне үчүн электр лебедкасынын жылуулук чектөөлөрү тоо-кен тармагында өндүрүш көйгөйүнө айланууда

Электр лебедкасынын маалымат баракчасындагы жумуш циклинин спецификациясы лабораториялык шарттарды — 25 градус Цельсий айлана-чөйрөнү, таза абаны, номиналдык чыңалууну — чагылдырат, мунун бири да катуу тоо-кен казып алуу чөйрөсүнө тиешелүү эмес.40 градус Цельсийдеги айлана-чөйрөнүн температурасында абадагы чаң мотордун муздатуучу канаттарын жарым-жартылай бүтөп калганда, "40% бааланган" электр лебедкасынын реалдуу дүйнөдөгү жумуш цикли болжол менен 25-30%га чейин төмөндөйт. Эки 10 сааттык сменада иштеген шахта үчүн, бул электр лебедкасы топтолгон жылуулуктун топтолушу муздатуу мезгилин талап кылганга чейин сменада 2,5-3 саат гана иштей алат дегенди билдирет, ал эми муздатуу мезгили (адатта коопсуз оролуучу температурага кайтуу үчүн 30-45 мүнөт) өндүрүштүн өндүрүмдүүлүгүн түздөн-түз төмөндөтөт.

At Инин гидравликасы, биздин IYJ сериясындагы гидравликалык лебедкалар 100% үзгүлтүксүз иштөөгө арналган, гидравликалык кубат блогунун май муздаткычы күтүлгөн максималдуу айлана-чөйрөнүн температурасына жана 15% коопсуздук чегине ылайыкташтырылган.Май муздаткычы - бул 100% жумуш циклин мүмкүн кылган жылуулукту башкаруу компоненти— ал гидравликалык суюктуктан жылуулукту айлана-чөйрөнүн абасына (же жер астындагы тоо-кен иштери үчүн муздатуучу сууга) өткөрүп берет, суюктуктун температурасын максималдуу жүктөм менен үзгүлтүксүз иштөө учурунда да 65 градус Цельсийден төмөн кармайт. Гидравликалык насосту иштетүүчү электр кыймылдаткычы системадагы жалгыз электрдик компонент болуп саналат жана ал лебедканын жүктөмүнө карабастан туруктуу ылдамдыкта жана жүктөмдө иштейт — электр лебедка кыймылдаткычтарын жок кылган өзгөрүлмө жылуулук циклин жок кылат.

Өзгөрүлмө жүктөмдүн астында моменттин туруктуулугу: гидравликанын жумшак ишке киргизүүдөгү жана соккуну сиңирүүдөгү артыкчылыгы

Тоо-кен лебедкаларында тартылуулардын болжол менен 67% статикалык жүктөмгө каршы ишке киргизүүнү камтыйт — таш жүктөлгөн цистерна, токтоп калган жүк ташуучу унаа, тартылган конвейер.Статикалык жүктөмгө каршы ишке киргизүү үчүн максималдуу момент нөл айлануу/минде талап кылынат жана дал ушул жерде гидравликалык мотордун негизги артыкчылыгы эң айкын көрүнөт. Гидравликалык мотор багыттоочу башкаруу клапаны ачылган учурда максималдуу моментти өндүрөт — басым гидравликалык чынжырда заматта (50-100 миллисекунддун ичинде) көтөрүлөт жана мотор нөл айлануу/минде толук токтоп калуу моментин берет. Кирип келүүчү ток жок, орогучтун жылытуу учу жок жана стартердин контакторунун догосу жок.

Статикалык жүктөмгө каршы иштеген электр кыймылдаткычы ишке киргизүү учурунда кулпуланган ротордун тогун (адатта толук жүктөмдөгү токтун 6-8 эсеси) колдонот — түз ишке киргизүү үчүн адатта 2-5 секунд же жумшак стартер чыңалууну күчөтүү үчүн 5-15 секунд.Ар бир кулпуланган ротордун ишке кириши мотордун оромдорун болжол менен 0,5-1,0 эквиваленттүү иштөө сааттарына жылуулук менен эскиртет, анткени кирүүчү ток учурундагы I-квадрат-R ысытуусу кадимки иштөө учурундагыга караганда 36-64 эсе жогору.20-30 ишке киргизүү цикли бар тоо-кен казып алуу сменасында, ишке киргизүүдөн алынган топтолгон жылуулук эскирүү бир 10 сааттык сменада 10-30 сааттык ороонун иштөө мөөнөтүн сарпташы мүмкүн.AS 1418кран жана көтөргүч стандарттарына ылайык, айлана-чөйрөнүн температурасы 35 градус Цельсийден ашканда электр лебедкасынын ишке киргизүү жыштыгы азайтылышы керек, ал эми азайтуу коэффициенти, адатта, номиналдык температурадан 5 градус Цельсийге жогору 0,85 түзөт.

Гидравликалык системалар ошондой эле гидравликалык суюктуктун кысылуучулугу аркылуу табигый соккуну сиңирүүнү камсыз кылат.Тоо-кен лебедкасы күтүүсүз жүктүн көбөйүшүнө туш болгондо — тоо-кен сыныгы скиптин астына кирип кеткенде, кабель тегиз эмес жерге илинип калганда — гидравликалык суюктук бир аз кысылат (минералдык май үчүн басымдын 70 бар жогорулашына болжол менен 0,5% көлөмдүн азайышы), механикалык компоненттерге жеткенге чейин соккуну сиңирип алат.Бул гидравликалык жумшартуу кыймылдаткыч менен редуктор кутусунун киргизүү валынын ортосунда катуу механикалык муфтасы бар электр лебедкасына салыштырмалуу редуктордогу эң жогорку моментти 20-35% га азайтат.Инин гидравликасы, биздин гидравликалык кубат блокторубуз амортизацияны күчөтүү үчүн атайын иштелип чыккан аккумулятордук схемаларды камтыйт — 120 бар азотко чейин алдын ала заряддалган 10 литрлик баллондук аккумулятор насоско жана моторго жетүүчү басымдын кескин көтөрүлүшүн сиңирип алат.

Мотордун бузулуу режимдерин салыштыруу: катуу тектерди казуу чөйрөсүндөгү күйүү ылдамдыгы жана оңдоо баасы

Айлана-чөйрөнүн булганышы эки кыймылдаткычтын тең негизги бузулуу ылдамдаткычы болуп саналат, бирок бузулуу режимдери жана оңдоо жолдору түп-тамырынан бери айырмаланат.Катуу тоо тектерин казып алууда айлана-чөйрөгө төмөнкүлөр кирет: абадагы кремний чаңы (0,5-5 микрон бөлүкчөлөрүнүн өлчөмү, өтө абразивдүү), титирөө (жакын жердеги майдалагычтардан жана конвейерлерден лебедканын орнотуу базасында 5-15 мм/с RMS), температуранын кеңири өзгөрүшү (ачык карьерлерде түнкүсүн 5 градус Цельсийден күндүз 45 градус Цельсийге чейин) жана шахтаны суусуздандыруу иштеринен улам кээде суунун же шламдын таасири.

Бул чөйрөдөгү электр кыймылдаткычынын бузулуу режимдери: подшипниктердин булганышы (шахта пломбаларынан чаңдын кириши, IEEE кыймылдаткычынын ишенимдүүлүгүн изилдөө боюнча электр кыймылдаткычынын бузулууларынын болжол менен 51% түзөт), оромонун изоляциясынын бузулушу (оромдордо чаңдын топтолушу жылуулуктун таркашын азайтып, изоляцияны кадимки ылдамдыктан 2-3 эсе начарлаткан ысык чекиттерди пайда кылат) жана клемма кутучасынын коррозиясы (нымдын кириши жерге туташуудагы бузулууларды пайда кылат).Катуу тоо-кен казуу чөйрөсүндө электр кыймылдаткычынын иштен чыгуу көрсөткүчү таза өнөр жай чөйрөсүнө караганда болжол менен 3-5 эсе жогору,ал эми мотор бузулганда, оңдоо жолу адатта төмөнкүлөрдү талап кылат: лебедкадан алып салуу (крандын жардамы менен 1-2 саат), моторду оңдоочу жайга жеткирүү (логистика боюнча 2-5 күн), бөлүктөргө бөлүү/кайра түрүү/кайра куруу (5-10 күн) жана кайра орнотуу (1-2 саат). Жалпы токтоп калуу убактысы: ар бир бузулуу учурунда 7-17 күн.

Гидравликалык кыймылдаткычтын иштебей калуу режимдери: пломбанын эскириши (эң көп кездешкен бузулуу, адатта 8000-12000 иштөө саатын талап кылат), айлануучу топтук эскирүү (поршень бут кийимдери, цилиндр блогунун бети, клапан пластинасы — акырындык менен жана иштин натыйжалуулугун көзөмөлдөө аркылуу аныкталат) жана булганууга байланыштуу балл коюу (10 микрон абсолюттук же андан жогору температурада туура чыпкалоо аркылуу алдын алууга болот).Гидравликалык моторду оңдоо: пломбаны алмаштыруу стандарттуу шаймандар менен 2-4 саатты талап кылат жана моторду кран менен алып салууну талап кылбайт.Айлануучу топту алмаштыруу 4-8 саатты талап кылат жана аны гидравликалык техник жеринде аткара алат. Мотор кенден чыкпайт. Жалпы токтоп калуу убактысы: пломба бузулганда 0,5-1 күн, айлануучу топту алмаштырганда 1-2 күн. Маалыматка ылайыкТоо-кен жабдууларынын энергия натыйжалуулугу (MEET)Изилдөө маалыматтарына ылайык, гидравликалык системанын талаада оңдоо мүмкүнчүлүгү алыскы тоо-кен казып алуу жайларындагы электр системаларына караганда эң чоң операциялык артыкчылык болуп саналат, анткени жерде оңдоо логистикасы ар бир бузулуу окуясына жумаларды кошот.

Саатына жалпы чыгым: Үзгүлтүксүз тоо-кен казып алуу лебедкаларын колдонуу үчүн 5 жылдык эксплуатациялык чыгымдарды талдоо

Сатып алуу баасынын айырмасы — гидравликалык лебедка системасы, адатта, эквиваленттүү кубаттуулуктагы электр лебедкасына караганда 30-50% кымбатыраак — гидравликалык лебедкаларга каршы эң көп келтирилген аргумент, бирок ошол эле учурда эң толук эмес талдоо болуп саналат.5 жыл ичиндеги (тоо-кен жабдууларынын амортизациясынын типтүү мезгили) жалпы операциялык сааттын жалпы наркын тийиштүү түрдө талдоо көрсөткөндөй, баштапкы жогорку баа алгачкы 18-24 айдын ичинде токтоп калуу убактысын кыскартуу жана оңдоо чыгымдарын азайтуу аркылуу калыбына келтирилет.

Орто көлөмдөгү кен үчүн өндүрүштүн токтоп калуу баасы – лебедканын жоголушуна байланыштуу саатына 1200-1800 АКШ долларын түзөт – жалпы чыгымдар теңдемесинде үстөмдүк кылат.Гидравликалык лебедканын 100% иштөө цикли жылуулук менен өчүрүүгө байланыштуу өндүрүштүк жоготууларды жок кылат, ал эми анын талаа шартында оңдоого боло турган моторунун дизайны оңдоого байланыштуу токтоп калуу убактысын мотор цехинен тышкары оңдоону талап кылган электр лебедкага салыштырмалуу болжол менен 85% га кыскартат.CIPSСатып алуулардын жашоо циклинин наркын эсептөө методологиясына ылайык, сатып алуу чечимдеринин негизи жабдууларды сатуучулар сунуштоону артык көргөн сатып алуу бааларын салыштыруу эмес, 5 жылдык тоо-кен жабдууларынын жашоо циклиндеги жалпы менчик наркы болушу керек.

Гидравликага каршы чынчыл аргумент: Электр лебедкалары дагы эле туура тандоо болгондо

Гидравликалык лебедкалар жалпысынан мыкты эмес жана мен электр системасынын артыкчылыктары эксплуатациялык талаптарга жакшыраак дал келген белгилүү бир кырдаалдарда тоо-кен казуучу кардарларга электр лебедкаларын сунуштадым.Электр лебедкалары төмөнкү учурларда жакшыраак тандоо болуп саналат: лебедка мобилдик платформага орнотулганда (гидравликалык кубат блогу өзүнчө дизель кыймылдаткычын талап кылган батарея менен иштеген тоо-кен машиналары), жумуш цикли чындап эле үзгүлтүктүү болгондо (саатына 15 мүнөттөн аз үзгүлтүксүз иштөө, күнүмдүк жалпы иштөө 4 сааттан аз), лебедка климаттык жактан көзөмөлдөнгөн чөйрөдө болгондо (25-30 градус Цельсийди кармап турган мажбурлап желдетүүчү жер астындагы шахталар) жана баштапкы капиталдык бюджет милдеттүү чектөө болуп саналганда (гидравликалык жана электрдик сатып алуу баасынын 30 000-50 000 АКШ доллары айырмасы өтө чоң болгон чакан тоо-кен казып алуу иштери).

Жер астындагы көмүр шахталары үчүн жарылууга туруктуулуктун катуу талаптары бар, Ex-d (отко чыдамдуу) же Ex-e (коопсуздугу жогорулаган) сертификатталган кыймылдаткычтары бар электр лебедкалары дизель кыймылдаткычтары бар гидравликалык кубат блокторуна шахтанын коопсуздук эрежелери менен тыюу салынган жалгыз вариант болушу мүмкүн. Мындай учурларда,Инин гидравликасыATEX жана IECEx стандарттары боюнча жарылууга туруктуу мотор сертификаты менен IYJ лебедка сериясынын электр жетектүү варианттарын сунуштайт. Туура технологияны тандоо бир мотор түрүнүн экинчисине караганда жалпы артыкчылыкка эмес, конкреттүү кендин иштөө профилине жараша болот.Он беш жылдан кийин менин сунушум: эгерде лебедка күнүнө 4 сааттан ашык иштесе жана шахта батарея менен жүрбөсө же жарылууга туруктуу болбосо, гидравликалык лебедканын 5 жылдын ичиндеги жалпы наркынын артыкчылыгы өтө чоң, аны этибарга албай коюуга болбойт.

Тышкы шилтемелер: ISO 5001 Мотор стандарттары · MEET тоо-кен изилдөөлөрү · CIPS сатып алуу стандарттары · IOM3 Тоо-кен институту · CSA тоо-кен казып алуу стандарттары · DNV жабдууларын сертификациялоо · ISO 4413 Гидравликалык системалар · SAE International