Maszyny budowlane

Przypadek zastosowania cykloidalnego silnika hydraulicznego BMR-200 w mechanizmie obrotowym minikoparki 1,5 tony

I. Tło warunków pracy

Mikrokoparka o masie 1,5 tony opracowana przez pewnego producenta maszyn budowlanych jest używana głównie do takich zadań, jak kopanie dołów i nawożenie sadów, wyrównywanie terenu w szklarniach i kopanie małych rowów infrastrukturalnych. Mechanizm obrotowy musi spełniać podstawowe wymagania, w tym płynny obrót przy niskiej prędkości, precyzyjne pozycjonowanie i kompaktową instalację. Jednocześnie musi być zgodny z lekką konstrukcją całej maszyny (o masie całkowitej ≤ 1,2 tony) i wytrzymywać częste start-stopy oraz niewielkie obciążenia udarowe.

Wcześniej w mechanizmie obrotu tego modelu wykorzystywano zwykły motoreduktor, który miał problemy, takie jak drgania obrotu, słaba dokładność pozycjonowania (z błędem większym niż ±10°) i zajmowanie dużej przestrzeni instalacyjnej, co poważnie wpływało na wydajność pracy i doświadczenie operacyjne.

II. Schemat selekcji

Aby rozwiązać powyższe problemy, zespół techniczny ostatecznie wybrał cykloidalny silnik hydrauliczny BMR-200 jako element napędowy mechanizmu obrotowego o następujących podstawowych parametrach:

III. Konfiguracja systemu

1. Obwód hydrauliczny: Należy zastosować układ hydrauliczny o ciśnieniu znamionowym 14 MPa, wyposażony w pompę olejową o przepływie 20 l/min, aby zapewnić stabilny moment obrotowy silnika; dodaj zawory równoważące i jednokierunkowe przepustnice, aby uzyskać płynną regulację prędkości i buforowanie start-stop.

2. Kontrola przeciwciśnienia: Ustaw przeciwciśnienie na ≤ 4 MPa, aby zapobiec zjawisku podciśnienia na ssaniu, gdy silnik obraca się z dużą prędkością; podłączyć zewnętrzną rurkę spustową oleju o średnicy Φ8 mm, aby zapobiec uszkodzeniu wewnętrznego uszczelnienia olejowego na skutek nadmiernego przeciwciśnienia.

3. Normy jakości oleju: Wybierz przeciwzużyciowy olej hydrauliczny N68 o czystości oleju kontrolowanej na poziomie ISO 18/13 i wyposaż w wysokociśnieniowy element filtrujący o średnicy 10 μm, aby zmniejszyć zużycie wewnętrznych par cykloidalnych silnika przez zanieczyszczenia.

IV. Wyniki wdrożenia

1. Zwiększenie wydajności: Rozruch i zatrzymanie obrotu jest płynne, bez drgań, a dokładność pozycjonowania została zoptymalizowana w zakresie od ±10° do ±3°, w pełni spełniając wymagania dotyczące pozycjonowania podczas precyzyjnych operacji w sadach i szklarniach; podczas operacji obracania zbocza o 5° nie dochodzi do poślizgu ani zakleszczenia.

2. Możliwość dostosowania do przestrzeni: Silnik BMR-200 ma zwartą konstrukcję kołnierzową, zmniejszając zajmowaną przestrzeń montażową o 25% w porównaniu z oryginalnym motoreduktorem, skutecznie spełniając wymagania dotyczące lekkiego układu mikrokoparek.

3. Żywotność i niezawodność: Po testach w terenie, ciągła praca przez 800 godzin bez usterek, przy zmniejszonym wskaźniku awaryjności z 1,5 razy miesięcznie do 0,1 razy; cykl konserwacji został wydłużony do 12 miesięcy, wymagający jedynie regularnej wymiany oleju hydraulicznego i elementów filtrów, co znacznie obniża koszty konserwacji dla użytkowników.

4. Optymalizacja zużycia energii: Charakterystyka niskiego ciśnienia początkowego silnika cykloidalnego zmniejsza zużycie energii mechanizmu obrotowego w warunkach bez obciążenia o 18%. W połączeniu z energooszczędną konstrukcją całego układu hydraulicznego, całkowite operacyjne zużycie paliwa przez maszynę zmniejsza się o około 10%.

V. Podsumowanie aplikacji

Cykloidalny silnik hydrauliczny BMR-200 dzięki swoim zaletom, jakim jest niska prędkość i wysoki moment obrotowy, zwarta konstrukcja i wysoka niezawodność, doskonale sprostał wyzwaniom technicznym mechanizmu obrotowego 1,5-tonowej mikrokoparki. Rozwiązanie to zostało wdrożone na szeroką skalę i opinie rynku są pozytywne. Stało się dojrzałym schematem doboru napędu obrotowego mikrokoparek.

Przypadek zastosowania cykloidalnego silnika hydraulicznego BMS-200 w napędzie kroczącym małej koparki 1,8 tony

I. Tło warunków pracy

Małe koparki o masie 1,8 tony to specjalistyczne modele przeznaczone do napraw awaryjnych na terenach miejskich, rozbiórek budynków, kopania sadów itp. w wąskich przestrzeniach. Całkowita waga maszyny musi być ściśle kontrolowana w granicach ≤1,8 tony, aby spełnić wymagania transportu windą i przejazdu wąskimi uliczkami. Podstawowe problemy mechanizmu chodzenia obejmują głównie trzy następujące aspekty:

1. Wymagania dotyczące dużych obciążeń: musi umożliwiać jazdę przy niskiej prędkości i wysokim momencie obrotowym w skomplikowanych warunkach drogowych, takich jak żwir, błoto i stopnie. Prędkość chodzenia powinna wynosić 5-15 obr/min, a zdolność wspinania się powinna wynosić ≥25°. Tradycyjne motoreduktory mają niewystarczający moment obrotowy i są podatne na poślizg i zgaśnięcie;

2. Ograniczenie przestrzeni montażowej: Szerokość podwozia koparki wynosi ≤1,2 m. Elementy napędu muszą być zaprojektowane kompaktowo. Tradycyjne silniki tłokowe są zbyt duże i nie można ich dostosować do lekkiej konstrukcji;

3. Wymagania dotyczące wysokiej niezawodności: Średni dzienny czas pracy wynosi ≥10 godzin, przy częstych rozruchach, obrotach i uderzeniach, a uszczelnienia olejowe tradycyjnych silników są podatne na zużycie, przy średniej miesięcznej częstotliwości konserwacji wynoszącej 2 razy, co poważnie wpływa na wydajność konstrukcji.

Wcześniej w tym modelu zastosowano zwykłe motoreduktory. Podczas pracy na drogach szutrowych w ramach napraw awaryjnych awaryjność wznoszenia sięgała 30%, a koszty utrzymania stanowiły 15% kosztów eksploatacji całej maszyny.

II. Schemat selekcji

W odpowiedzi na powyższe problemy zespół techniczny ostatecznie wybrał cykloidalny silnik hydrauliczny BMS-200 jako główny element napędu kroczącego. Dokładne dopasowanie jego parametrów do warunków pracy przedstawia poniższa tabela:

III. Konfiguracja systemu

1. Projekt optymalizacji obwodu hydraulicznego

Zastosowano układ hydrauliczny o zmiennym ciśnieniu o stałym ciśnieniu 15 MPa, pasujący do pompy zębatej o wydajności 35 l/min, zapewniający synchroniczne zasilanie ciśnieniem dla dwóch silników (po jednym z każdej strony mechanizmu chodzącego); dwukierunkowy zawór równoważący + zawór nadmiarowy przeciążeniowy jest zainstalowany na wlocie oleju do silnika, aby zapobiec poślizgowi w dół; zawór nadmiarowy automatycznie zwalnia ciśnienie w przypadku uderzenia kamienia, chroniąc wewnętrzną parę cykloidalną silnika; ustawione jest przeciwciśnienie ≤ 3 MPa i podłączony jest zewnętrzny przewód spustowy oleju o średnicy Φ10 mm, aby uniknąć nadmiernego przeciwciśnienia powodującego uszkodzenie uszczelnienia olejowego.

2. Zwiększenie ochrony i uszczelnienia

Wał wyjściowy posiada uszczelkę olejową z podwójną wargą + uszczelkę przeciwpyłową, dwuwarstwową strukturę uszczelniającą, skutecznie zapobiegającą przedostawaniu się żwiru i gleby do wnętrza silnika.

3. Specyfikacje płynu olejowego i filtracji

Wybierz przeciwzużyciowy olej hydrauliczny N68, który jest odpowiedni do temperatur roboczych w zakresie od -10 ℃ do 65 ℃; wyposażyć w filtr ssący oleju 20 μm + filtr wysokociśnieniowy 10 μm i utrzymywać czystość oleju na poziomie ISO 18/13, aby zmniejszyć zużycie mechanizmu dystrybucji przepływu silnika przez zanieczyszczenia.

IV. Wyniki wdrożenia

1. Znacząca poprawa wyników operacyjnych

Napęd pieszy jest płynny i nie ślizga się, a zdolność pokonywania wzniesień została zwiększona z pierwotnych 20° do 25°, w pełni spełniając warunki drogowe wymagane do miejskich napraw awaryjnych i prac sadowniczych; błąd synchronizacji obu silników podczas kierowania wynosi ≤ 2%, a promień skrętu nadwozia zmniejszono do 1,5 m, co zwiększa elastyczność operacji demontażu w pomieszczeniach zamkniętych o 40%.

2. Niezwykła poprawa niezawodności i żywotności

Po testach na miejscu pojedynczy silnik działał nieprzerwanie przez 800 godzin bez awarii. Częstotliwość konserwacji została zwiększona z dwóch razy w miesiącu do jednej na kwartał, co spowodowało zmniejszenie rocznych kosztów utrzymania o 65%; żywotność uszczelki olejowej została wydłużona z pierwotnych 300 godzin do 1000 godzin, co znacznie skróciło przestoje na konserwację.

3. Zużycie energii i lekkość spełniają standardy

W porównaniu z tradycyjnymi motoreduktorami zużycie energii napędu kroczącego zostało zmniejszone o 15%. W połączeniu z ogólną energooszczędną konstrukcją maszyny, zużycie paliwa na godzinę podczas pracy spadło o 0,8 litra. Lekka konstrukcja silnika pozwala kontrolować całkowitą masę maszyny w granicach 1,75 tony, co pozwala na jej bezpośredni transport windą o udźwigu 2 ton, co rozszerza możliwości pracy w pomieszczeniach zamkniętych.

V. Podsumowanie aplikacji

Cykloidalny silnik hydrauliczny BMS-200, którego podstawowe zalety to wysoki moment obrotowy, niewielkie rozmiary i wysoka niezawodność, z powodzeniem sprostał wyzwaniom technicznym związanym z napędem kierowniczym małych koparek o masie 1,8 tony. Rozwiązanie to zostało wyprodukowane masowo i uzyskało 98% satysfakcji rynkowej, co czyni je wzorcowym schematem doboru układu kierowniczego małych koparek.

Przypadek zastosowania silnika hydraulicznego cykloidalnego BMT-310 w napędzie urządzenia roboczego małej ładowarki 1-1,5 tony

I. Tło stanu pracy

Mała ładowarka o masie 1–1,5 tony jest używana głównie do załadunku i rozładunku towarów magazynowych, transportu materiałów rolniczych oraz obsługi materiałów pomocniczych w małej infrastrukturze itp. Urządzenie robocze (podnoszenie i obracanie łyżki) jest podstawowym mechanizmem wykonawczym całej maszyny i musi spełniać trzy podstawowe wymagania:

1. Duża zdolność dostosowywania obciążenia: Maksymalne obciążenie łyżki wynosi ≤ 1,5 tony. Podczas pracy często wytrzymuje obciążenia udarowe związane z podnoszeniem i przerzucaniem, co wymaga, aby wyjściowy moment obrotowy elementu napędowego był stabilny, bez zjawisk zakleszczania i przeciągania;

2. Precyzyjna i elastyczna obsługa: sprzęt jest najczęściej używany w wąskich magazynach, szklarniach itp. i musi zapewniać precyzyjną synchroniczną kontrolę podnoszenia i obracania łyżki, aby uniknąć rozsypywania materiału, wymagając jednocześnie dużej szybkości reakcji w celu poprawy wydajności operacyjnej;

3. Kompaktowa przestrzeń montażowa: Cała maszyna musi być lekka (całkowita masa ≤ 2,5 tony), a konstrukcja elementu napędowego musi być zwarta, dostosowana do wąskiego układu montażowego podwozia ładowarki.

Wcześniej w tym modelu zastosowano schemat siłownika hydraulicznego + mechanicznego przeniesienia korbowodu, który miał oczywiste problemy techniczne: po pierwsze, synchronizacja podnoszenia i obracania łyżki była słaba, z błędem sięgającym 8%, a szybkość rozsypywania materiału była duża; po drugie, konstrukcja przekładni była złożona i podatna na problemy, takie jak zużycie korbowodu i wycieki z cylindra olejowego, a średnia częstotliwość konserwacji dziennie wynosiła 1 raz; po trzecie, ciśnienie rozruchowe było wysokie i nawet podczas pracy bez obciążenia nadal wymagana była duża siła robocza, co skutkowało dużą intensywnością pracy ręcznej.

II. Schemat selekcji

W odpowiedzi na te problemy zespół techniczny wybrał cykloidalny silnik hydrauliczny BMT-310 jako główny element napędowy urządzenia roboczego ładowarki. Dokładne dopasowanie jego parametrów do wymagań warunków pracy przedstawia poniższa tabela:

III. Konfiguracja systemu

1. Projekt obwodu hydraulicznego

Zastosowano układ hydrauliczny o zmiennym ciśnieniu 15 MPa, który współpracuje z pompą zębatą o wydajności 40 l/min, aby zapewnić stabilne zasilanie silnika ciśnieniem. Na wlocie oleju do silnika zamontowany jest pilotowy zawór proporcjonalny, zapewniający precyzyjną, synchroniczną kontrolę podnoszenia i obracania łyżki, z błędem synchronizacji ≤ 2%. Ustawiono przeciwciśnienie ≤ 3 MPa i podłączono zewnętrzną rurkę spustową oleju o średnicy Φ12 mm, aby zapobiec uszkodzeniu uszczelki olejowej na skutek zbyt wysokiego przeciwciśnienia, wydłużając w ten sposób żywotność silnika.

2. Specyfikacje płynu olejowego i filtracji

Wybierz przeciwzużyciowy olej hydrauliczny N68, który jest odpowiedni do temperatur roboczych w zakresie od -10 ℃ do 65 ℃; wyposażyć w wysokociśnieniowy element filtrujący o średnicy 10μm, zapewniający czystość oleju na poziomie ISO 18/13, skutecznie filtrujący zanieczyszczenia nieorganiczne, takie jak cząstki ziemi i piasku wymieszane podczas pracy oraz zmniejszający zużycie wewnętrznych par cykloidalnych i mechanizmu rozprowadzającego.

3. Wzmocnione środki ochronne

Wał wyjściowy wyposażony jest w uszczelkę olejową z podwójną wargą i dwuwarstwową strukturę uszczelniającą z pierścieniem przeciwpyłowym, aby zapobiec przedostawaniu się kurzu i zanieczyszczeń do wnętrza silnika i nadaje się do trudnych warunków pracy na zewnątrz.

IV. Wyniki wdrożenia

1. Znacząca poprawa wyników operacyjnych

Prędkość podnoszenia łyżki wzrosła o 20%, czas reakcji przewrócenia został skrócony do 0,8 sekundy, podczas załadunku i rozładunku materiałów pełnozaładunkowych nie dochodzi do rozsypywania, a wydajność operacyjna wzrosła o 30%. Podczas transportu ciężkich materiałów o masie 1,5 tony silnik może pracować nieprzerwanie przez 4 godziny bez żadnych usterek, całkowicie eliminując problemy związane ze spowolnieniem i zgaśnięciem tradycyjnego układu przeniesienia napędu.

2. Optymalizacja niezawodności i łatwości konserwacji

Po testach na miejscu pojedynczy silnik działał nieprzerwanie przez 500 godzin bez awarii. Częstotliwość konserwacji została zwiększona z raz w miesiącu do raz na kwartał, co spowodowało zmniejszenie rocznych kosztów konserwacji o 65%. Struktura uszczelniająca skutecznie zapobiega przedostawaniu się zanieczyszczeń, zmniejszając zużycie pary cykloidalnej o 70% i wydłużając całkowitą żywotność silnika do ponad 3000 godzin.

3. Doświadczenie operacyjne zostało znacznie poprawione.

Funkcja niskiego ciśnienia początkowego znacznie zmniejsza siłę roboczą. W porównaniu do tradycyjnych schematów przekładni intensywność obsługi ręcznej jest zmniejszona o 50%. Proporcjonalne sterowanie zaworami umożliwia bezstopniową regulację prędkości działania, zapewniając płynną pracę bez wstrząsów i jest odpowiednie dla początkujących operatorów do szybkiego opanowania.

V. Podsumowanie aplikacji

Cykloidalny silnik hydrauliczny BMT-310, ze swoimi podstawowymi zaletami, takimi jak wysoki moment obrotowy, wysoka niezawodność i precyzyjna praca, z powodzeniem sprostał wyzwaniom związanym z napędem urządzenia roboczego małych ładowarek o masie 1-1,5 tony. To rozwiązanie było produkowane masowo i jest obecnie dostępne w wielu scenariuszach, takich jak magazyny, gospodarstwa rolne i małe projekty infrastrukturalne. Wskaźnik zadowolenia z opinii rynku osiągnął 97%, co czyni go preferowanym rozwiązaniem do napędzania urządzeń roboczych małych ładowarek.