크롤러 발굴기에서 A6VE 계축 피스톤 변동 모터의 응용 및 성능 이점 분석

시간ydraulic 축 피스톤 모터크롤러 굴삭기의 여행 및 슬루 핑 시스템에서 대체 할 수없는 역할을합니다. Bevel 축 축 피스톤 가변 모터의 A6ve 시리즈우수한 전력 밀도,,,유연한 변수 제어그리고매우 긴 서비스 생활, 전 세계의 고급 크롤러 굴삭기에 선호되는 유압 구동 솔루션이되었습니다. 이 기사는 A6VE 시리즈 모터의 기술적 특성, 굴삭기 여행 시스템의 응용 프로그램 장점, Slewing 시스템과의 일치하는 설계, 일반적인 결함 진단 방법 및 향후 개발 동향을 종합적으로 분석하여 엔지니어링 기계 산업의 기술자를위한 자세한 참조 안내서를 제공합니다.

1. 유압 축 피스톤 모터 기술 개요

유압 전송 시스템 인 유압 축 피스톤 모터는 유압 에너지를 기계 에너지로 변환하여 다양한 유형의 건축 기계에 강력한 전력을 제공합니다. 크롤러 굴삭기에서 축 방향 피스톤 모터는 주로 여행 드라이브와 상단 회전의 두 가지 주요 시스템에서 사용됩니다. 성능은 전체 기계의 작동 효율성, 제어 정확도 및 연비에 직접적인 영향을 미칩니다.

표 : 굴삭기에서 유압 축 피스톤 모터의 주요 응용 시나리오

전통적인 기어 모터 및 베인 모터와 비교하여 축 피스톤 모터는 작업 압력이 높고 (최대 45mpa), 더 넓은 속도 범위 (변위는 0으로 조정될 수 있음) 및 더 나은 효율성 성능 (총 효율성이 90%를 초과)을 가지고 있으며, 이는 특히 전력 성능에 대한 요구 사항이있는 굴삭기와 같은 응용 분야에 적합합니다. A6VE 시리즈는 베벨 축 설계를 채택하여 실린더와 구동 샤프트 사이의 각도를 변경하여 변위 조정을 달성하여 다양한 작업 조건에서 굴삭기의 전력 요구 사항과 완벽하게 일치합니다.

2. A6VE 시리즈 모터의 기술적 기능

2.1 혁신 구조 및 작업 원칙

Slant-Axial Piston 변수 모터의 A6VE 시리즈는 독특한 원추형 피스톤 로터 그룹 설계를 채택합니다. 피스톤은 구동 샤프트에 특정 각도 (보통 25 ° 또는 40 °)로 배열되며, 경사 플레이트의 스윙에 의해 변위가 변경됩니다. 전통적인 경사 판 디자인과 비교 하여이 구조는 더 높은 전력 밀도와 더 강한 충격 저항을 갖습니다. 핵심 작업 원리는 다음과 같습니다. 고압 오일은 분포판을 통해 플런저 캐비티로 들어가서 플런저를 축 방향으로 움직입니다. 플런저와 구동 샤프트 사이의 각도로 인해 축 방향 힘은 방사형 힘과 접선 힘으로 분해되고 접선 힘은 구동 토크를 생성합니다.

A6VE 시리즈 모터에는 다음을 포함하여 다양한 가변 제어 모드가 있습니다.

·압력 보상 제어 (HZ3 유형) : 일정한 전력 출력을 유지하기위한 시스템 압력에 따라 변위를 자동으로 조정합니다.

·전기 비례 제어 (EP1/EP2) : 지능형 조절을 달성하기 위해 전기 신호를 통한 변위의 정확한 제어

·유압 원격 제어 (HA/HD 유형) : 외부 유압 신호를 사용하여 스와쉬 플레이트 각도 제어

2.2 주요 성능 매개 변수

표 : A6VE 시리즈의 일반적인 모델의 기술 매개 변수 비교

A6VE 모터의 베어링 시스템은 이중 줄 테이퍼 롤러 베어링 디자인을 채택하며, 이는 우수한 하중 기능과 매우 긴 서비스 수명을 갖습니다. 테스트에 따르면 표준 근무 조건에서 A6VE 모터의 평균 문제없는 근무 시간 (MTBF)은 10,000 시간을 초과하여 업계 평균을 훨씬 초과합니다. 시작 토크 효율은 92%로 높으므로 저온 환경에서도 굴삭기의 원활한 시작을 보장 할 수 있습니다.

2.3 설치 및 통합 장점

A6VE 시리즈는 센터 플랜지 설치 설계를 채택하며 굴삭기의 이동 축소 상자 또는 슬루핑 메커니즘에 "플러그인"이 통합되어 설치 프로세스를 크게 단순화 할 수 있습니다. 소형 구조 설계를 통해 모터를 감소 박스에 거의 완전히 삽입하여 설치 공간의 30% 이상을 절약 할 수 있습니다. 이 통합 방법에는 다음과 같은 장점이 있습니다.

·설치 공차 제거 : 자체 정렬 설계는 제조 및 조립 오류를 보상합니다.

·진동 및 노이즈 감소 : 강성 연결은 전송 클리어런스와 충격을 줄입니다.

·단순화 된 배관 레이아웃 : 내장 오일 통로는 외부 배관의 수를 줄입니다.

모터의 출력 샤프트는 플랫 키, 스플라인 (Invline 또는 직사각형) 등을 포함한 다양한 형태로 유연하게 구성 할 수 있으며, 이는 다른 제조업체의 감속기와 일치하는 데 편리합니다.

3. 크롤러 굴삭기 여행 시스템에서 A6VE의 적용

3.1 보행 시스템의 유압 회로 설계

크롤러 굴삭기의 이동 시스템은 일반적으로 가변 펌프와 A6VE 모터로 구성된 폐쇄 유압 회로를 채택하여 정수압 전송을 형성합니다. 이 설계에는 에너지 복구 기능과 스티플 속도 특성이있어 복잡한 지형 조건 하에서 여행 요구에 완벽하게 적응합니다. 일반적인 회로에는 다음이 포함됩니다.

·메인 드라이브 회로 : 가변 변위 펌프

·오일 보충 회로 : 폐쇄 시스템에 냉각 오일을 제공하고 내부 누출을 보상합니다.

·플러싱 회로 : 시스템 오일을 깨끗하게 유지하고 구성 요소 수명을 연장하십시오.

·제동 제어 회로 : 경사의 주차 안전을 보장하기위한 통합 멀티 디스크 브레이크

A6VE 모터의 압력 보상 제어 기능은 보행 저항에 따라 변위를 자동으로 조정할 수 있습니다. 굴삭기가 경사를 오르거나 진흙 투성이 영역을 통과하면 시스템 압력이 증가하고 모터가 자동으로 증가하여 출력 토크를 증가시킵니다. 평평한 도로에서 고속으로 이동할 때는 변위가 감소하여 속도를 높입니다. 이 적응 기능을 통해 엔진은 항상 최적의 작동 지점에서 작동하여 연료 소비가 15% -20% 감소 할 수 있습니다.

3.2 저속 및 높은 토크 특성의 최적화

크롤러 굴삭기는 종종 가혹한 작업 조건에서 큰 저항을 극복해야하며, 이는 여행 모터의 저속 안정성 및 토크 출력 용량에 대한 엄격한 요구 사항을 배치합니다. A6VE 시리즈는 다음과 같은 기술 혁신을 통해 이러한 과제를 충족합니다.

·피스톤 링 구조를 갖는 원추형 플런저 : 저속 크리핑 중에 강화 된 밀봉 및 내부 누출 감소

·최적화 된 분배 플레이트 설계 : 4 개의 분포 창 구조는 에너지 전달 체인을 단축시키고 압력 변동을 줄입니다.

·삼각 홈 버퍼 기술 : 흐름 충격, 너비 각도 15 ° 및 깊이 각도 20 °는 가장 좋은 매개 변수입니다.

·이중 줄 롤러 베어링 : 큰 방사형 하중을 견딜 수 있고 하우징 변형으로 인한 효율 손실을 피하십시오.

10rpm의 초 낮은 속도에서 5% 미만의 토크 변동 속도로 굴삭기의 정확한 제어 요구 사항을 완전히 충족시킵니다. 모터의 전력 대량 비율은 200kW/T 이상에 도달하여 유사한 경쟁 제품을 훨씬 초과합니다.

3.3 일반적인 실패 모드 및 솔루션

표 : 여행 시스템에서 A6VE 모터를위한 일반적인 결함 및 솔루션

정기적 인 유지 보수는 A6VE 모터의 장기 신뢰할 수있는 작동을 보장하는 핵심입니다. 유압 오일을 교체하고 2000 근무 시간마다 필터링하고 5000 시간마다 베어링 클리어런스 및 플런저 마모를 확인하는 것이 좋습니다. 오일 입자 계산 분석 기술을 사용하면 미리 비정상적인 마모를 감지하고 큰 실패를 피할 수 있습니다.

4. A6VE 및 ExcaVator Slewing 시스템의 통합 설계

4.1 Slewing System의 기술 요구 사항

굴삭기 Sleewing 시스템은 상단 플랫폼의 360 ° 회전을 담당하며, 이는 유압 모터에 고유 한 요구 사항을 제시합니다.

·정확한 위치 제어 : 버킷의 밀리미터 수준 포지셔닝 정확도 달성

·부드러운 스타트 톱 특성 : 관성 영향 감소 및 구조 부품 보호

·효율적인 제동 성능 : 경사에서 작업 할 때 차량이 미끄러지지 않도록합니다.

·소형 설치 치수 : 턴테이블의 공간을 절약합니다

전통적인 솔루션은 고속 모터와 감속기의 조합을 사용하는데, 이는 큰 효율 손실 및 강한 관성 영향과 같은 단점이 있습니다. A6VE 시리즈 모터는 직접 구동 기술과 전기 비례 제어를 통해 이러한 문제를 완벽하게 해결합니다.

4.2 고급 로터리 유압 시스템 설계

현대의 고급 굴삭기는 주로 다음으로 구성된 A6VE 모터를 기반으로 한 하중 감지 슬리핑 시스템을 사용하여 점점 더 많이 사용하고 있습니다.

·로드 센싱 펌프 : 수요에 따라 흐름 출력을 자동으로 조정합니다.

·비례적인 멀티 웨이 밸브 : 모터 방향 및 속도의 정확한 제어

·A6VE 전기 비례 모터 : 전기 신호에 응답하여 스티플 속도 변화를 달성합니다.

·방지 밸브 그룹 : 중지 할 때 스윙 충격 제거

·브레이크 지연 밸브 : 제동 및 유압 해제 타이밍 조정

시스템이 작동 할 때 작동 핸들의 파일럿 신호는 스윙 파일럿 밸브 및 셔틀 밸브를 통해로드 센싱 밸브와 A6VE 모터로 전송됩니다. 모터의 변위 비례 제어는 스윙 속도를 작동 명령에 정확하게 대응시켜 "포인트 및 중지"제어 경험을 달성합니다. 테스트 데이터에 따르면이 시스템은 굴삭기의 스윙 포지셔닝 정확도를 ± 0.5 ° 내에서 유압 시스템보다 3 배 이상 높게 만들 수 있습니다.

4.3 에너지 회복 및 효율성 개선

스윙 시스템에서 A6VE 모터의 또 다른 혁신적인 응용은 운동 에너지 복구 기술입니다. 굴삭기가 회전을 중지하면 상단 플랫폼의 거대한 관성 운동 에너지는 모터에 의해 유압 에너지로 변환되어 축합기에 저장 될 수 있습니다. Rexroth의 새로 개발 된 4 포트 축 피스톤 모터는이 과정을 더욱 최적화합니다.

·에너지 전송 체인 단축 : 중간 변환 링크의 손실 감소

·고효율 영역 확장 : 완전 운영 효율은 85% 이상 유지됩니다.

·통합 지능형 ​​제어 알고리즘 : 최고의 재활용 시간을 자동으로 일치시킵니다.

필드 데이터에 따르면 A6VE 모터가 장착 된 에너지 복구 시스템은 굴삭기의 전체 에너지 소비를 12% -15% 감소시킬 수 있으며, 그 효과는 빈번한 회전 조건에서 특히 중요합니다.

5. 실제 응용 사례 분석

5.1 대형 채굴 굴삭기 변환 프로젝트

대형 개방형 석탄의 고양이 349D 굴삭기의 원래 여행 모터는 자주 과열되어 평균 3,000 시간마다 큰 점검이 필요했습니다. A6VE160HZ3/63W-VAL22200B로 전환 한 후 :

·주요 수리없이 8,000 시간으로 연장 된 지속적인 근무 시간

·등반 능력은 30%에서 45%로 증가했습니다.

·유지 보수 비용은 60% 감소했습니다.

·연료 효율의 18% 개선

주요 개선 사항에는 다음이 포함됩니다.

1.유압 오일 회로를 최적화하여 압력 손실을 줄입니다

2.외부 순환 냉각 시스템을 설치하십시오

3.고 점도 지수 유압 오일을 사용하십시오

4.정기적 인 오일 오염 모니터링을 구현하십시오

5.2 터널 보링 머신 지원 응용 프로그램

상하이의 지하철 터널 프로젝트에서 Sany Heavy Industry의 EBZ200H로드 헤더는 A6ve107EP2/63W-VZL20FPB-SK 듀얼 모터 드라이브 시스템을 사용합니다.

·견인력은 450kN에 도달하여 하드 암석 작업 조건의 요구 사항을 충족합니다.

·속도 범위 0-15m/min 스티어로 조정 가능

·슬립 컨트롤 방지, 안전하고 안정적인 경사 작업

이 애플리케이션은 A6VE 모터의 전기 비례 제어 장점을 완전히 활용합니다. 터널 보링 머신 PLC 시스템과의 깊은 통합을 통해 이동 속도 및 추진력의 자동 일치를 달성하여 터널 굴착 효율을 크게 향상시킵니다.

5.3 새로운 세대의 지능형 굴삭기 개발

XCMG의 최신 XE370DK 지능형 굴삭기는 Rexroth의 A6VM55EP1/EP2 전기 비례 가변 모터를 사용하여 슬링 시스템을 구동합니다. 혁신적인 기능은 다음과 같습니다.

·자동 교정 기능 : 한 번의 클릭으로 유압 매개 변수 학습을 완료합니다.

·방지 방지 제어 알고리즘 : 리프팅 작업 중에 부하 흔들림 감소

·원격 진단 인터페이스 : 운동 건강 상태의 실시간 모니터링

·예측 유지 보수 : 빅 데이터 분석을 기반으로 한 실패의 조기 경고

이러한 지능형 기능은 XE370DK를 업계 벤치 마크 제품으로 만들고 2024 China Construction Machinery 연례 제품 Top50 상을 수상합니다.

6. 유지 보수 및 문제 해결

6.1 일일 유지 보수 지점

A6VE 축 피스톤 가변 모터의 장기 신뢰할 수있는 작동을 보장하려면 다음 유지 보수 사양을 엄격하게 따라야합니다.

유압유 관리

·점도 지수가 95 이상인 ISO VG46 또는 VG68 방지 유압 오일 사용

·ISO 4406 18/16/13 표준에 대한 석유 청결을 유지합니다

·2000 시간 또는 매년 유압유를 교체하십시오 (우선 오는 사람)

·산도, 물 및 입자 오염에 대한 오일을 정기적으로 테스트하십시오.

필터 유지 보수

·오일 흡입 필터의 압력 차이가 0.3 bar를 초과하면 즉시 교체하십시오.

·고압 필터 요소는 500 시간마다 점검해야합니다.

·리턴 오일 필터 요소에는 막힘 표시기가 있으며 경보 후 4 시간 이내에 교체해야합니다.

·필터 요소를 교체 할 때 필터 하우징 내부를 청소하십시오.

기계 부품 검사

·모터 하우징 온도를 매일 확인하십시오 (90 ° C를 초과하지 않음)

·매주 장착 볼트 토크를 확인하십시오 (제조업체의 지정된 값에 따라)

·매달 샤프트 씰 누출을 확인하십시오 (약간의 수분은 허용되지만 오일이 떨어지지 않음)

·브레이크 방출 압력을 분기 별 테스트합니다

6.2 전문 진단 기술

A6VE 모터가 실패하면 다음 고급 진단 방법을 사용하여 결함을 정확하게 찾을 수 있습니다.

진동 스펙트럼 분석

·쉘 진동 신호를 수집하고 특성 주파수를 분석하십시오

·베어링 실패 : 고조파 패밀리 및 측반이 나타납니다

·플런저 마모 : 특정 순서의 진동 에너지 증가

·밸브 플레이트 손상 : 고주파 충격 구성 요소가 증가합니다

열 이미징 감지

·적외선 열 이미지는 모터 표면의 온도 분포를 스캔합니다.

·내부 누출 : 로컬 과열 영역

·윤활이 좋지 않음 : 비정상적으로 높은 온도 지점

·냉각 실패 : 전체 온도 상승이 표준을 초과합니다

오일 페로그래피

·오일에서 마모 입자의 형태 및 구성의 검출

·정상 마모 : 작은 균일 입자

·비정상적인 마모 : 대형 칩 같은 입자

·부식성 마모 : 많은 양의 산화물 입자

6.3 점검 절차의 핵심 사항

분해 예방 조치

1.모든 파이프와 피팅 위치를 표시하십시오

2.특수 도구를 사용하여 플랜지 연결을 해체하십시오

3.정밀 결합 표면을 흠집으로부터 보호합니다

4.분해 된 부품을 순서대로 정렬하십시오

주요 구성 요소 검사 표준

·플런저/실린더 쌍 : 핏 클리어런스 0.015-0.025mm, 공차가없는 경우 교체

·분포판 : 평탄도 ≤ 0.005mm, 작은 흠집을 연삭하여 수리 할 수 ​​있습니다.

·베어링 : 클리어런스가 표준을 초과하거나 구덩이가 발생하면 교체해야합니다.

·씰 : 모든 원본 부분

어셈블리 및 디버깅 사양

1.조립 전에 모든 부품은 유압 오일에 담아야합니다.

2.플랜지 볼트를 단계적으로 조입니다

3.30 분 동안 무모한 작동 후 런인

4.부하를 정격 압력으로 점차적으로 증가시킵니다

5.부피 효율 및 토크 효율 테스트

7. 미래의 기술 개발 동향

7.1 인텔리전스 및 IoT 통합

차세대 A6VE 모터는 IIT (Industrial Internet of Things) 기술과 깊이 통합되어 달성 할 것입니다.

·실시간 상태 모니터링 : 내장 압력, 온도, 진동 센서

·에지 컴퓨팅 기능 : 전송 지연을 줄이기위한 성능 데이터의 로컬 처리

·디지털 트윈 모델 : 가상 시뮬레이션은 남은 수명을 예측합니다

·원격 매개 변수 조정 : 제어 매개 변수의 온라인 최적화

중국 기업들은 Canopen 인터페이스를 사용하여 스마트 모터 프로토 타입을 출시했으며, OPC UA 프로토콜을 통해 공장 MES 시스템에 직접 연결하여 예측 유지 보수에 대한 데이터 지원을 제공 할 수 있습니다.

7.2 에너지 효율 향상의 혁신

점점 엄격한 탄소 배출 규정을 충족시키기 위해 A6VE 시리즈는 여러 에너지 절약 기술을 개발하고 있습니다.

·압력 적응 제어 : 부하에 따라 시스템 압력을 동적으로 조정

·낮은 마찰 재료 : 나노 코팅은 기계적 손실을 줄입니다

·효율적인 열 관리 : 온도 상승을 줄이기 위해 내부 오일 채널 최적화

·에너지 복구 시스템 : 제동 운동 에너지는 유압 에너지 저장으로 변환됩니다.

실험실 테스트에 따르면 이러한 혁신은 전반적인 발굴 조건에서 연간 운동 효율을 5% -8% 향상시켜 연료 소비를 연간 약 3,000 리터 줄일 수 있습니다.

7.3 새로운 재료 및 새로운 기술

고급 재료의 적용은 A6VE 모터의 성능 제한을 크게 향상시킬 것입니다.

·세라믹 플런저 : 내마모성이 10 배 증가하여 초고 압력 조건에 적합합니다.

·탄소 섬유 복합 쉘 : 30% 가볍고 강해집니다

·3D 인쇄 밸브 플레이트 : 복잡한 내부 오일 채널 흐름 특성 최적화

·지능형 윤활 코팅 : 온도에 따라 마찰 계수를 자동으로 조정합니다.

동시에 디지털 쌍둥이가 구동하는 스마트 제조는 다음을 달성 할 것입니다.

·가상 어셈블리 검증은 개발주기를 단축시킵니다

·개인화 된 맞춤 제작, 특별한 요구에 대한 빠른 응답

·신뢰성을 향상시키기위한 전체 수명주기 품질 추적 성

8. 결론과 권장 사항

A6VE 시리즈 축 피스톤 가변 모터는 혁신적인 경사 축 설계, 정확한 가변 제어 및 우수한 신뢰성을 갖춘 현대식 크롤러 굴삭기에 이상적인 전력 솔루션이되었습니다. 이 기사의 분석에서 다음과 같은 결론을 도출 할 수 있습니다.

1.명백한 기술적 장점 : 전통적인 유압 모터와 비교하여 A6VE는 전력 밀도, 제어 정확도 및 에너지 효율에 중요한 이점이 있으며 발굴기와 같은 복잡한 작업 조건을 갖춘 응용 프로그램 시나리오에 특히 적합합니다.

2.시스템 일치 키 : A6VE의 성능을 완전히 활용하려면 합리적인 회로 구성, 정확한 제어 전략 및 완전한 필터링 및 냉각 시스템을 포함하여 전체 유압 시스템 설계를 최적화해야합니다.

3.유지 보수는 수명을 결정합니다. 표준화 된 일상적인 유지 보수 및 전문 조건 모니터링은 모터의 서비스 수명을 크게 연장하고 총 소유 비용 (TCO)을 줄일 수 있습니다.

4.인텔리전스는 미래입니다 : 통합 센서와 통신 기능이있는 스마트 모터는 업계 표준이되어 장비 관리 및 유지 보수에 혁신적인 변화를 가져올 것입니다.

위의 분석을 기반으로, 굴삭기 제조업체 및 최종 사용자에게 다음과 같은 제안이 이루어집니다.

제조업체를위한 권장 사항

·새로운 모델의 개발에서 A6VE 전기 비례 제어 모델은 제어 성능을 향상시키기 위해 우선 순위가 부여됩니다.

·유압 시스템 및 모터의 일치하는 설계를 최적화하여 가변 기술의 장점에 대한 완전한 재생

·극한의 작업 조건에서 운동 신뢰성을 보장하기 위해 열 관리 설계 강화

·지능형 작동 및 유지 보수 조건을 생성하기 위해 사전 설치 IoT 인터페이스

최종 사용자를위한 권장 사항

·정비 작업을 위해 공장 인증 수리 서비스 제공 업체를 선택하십시오

·석유 분석 장비에 투자하고 예측 유지 보수를 구현하십시오

·부적절한 사용으로 인한 조기 실패를 피하기위한 운영자 교육

·에너지 효율 업그레이드 솔루션을 고려하고 오래된 장비를 전기 비례 제어 모터로 교체하십시오.

건설 기계의 전기 화 및 인텔리전스가 발전함에 따라 A6VE 시리즈 축 피스톤 가변 모터는 기술 혁신을 이끌고 굴삭기 산업에보다 효율적이고 더 똑똑하며 환경 친화적 인 전력 솔루션을 제공하며 글로벌 인프라 건설이 새로운 높이에 도달하도록 도와줍니다.