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高可靠,低功耗 | 凯发k8一触即发的这些“矿山硬汉”,超硬核!
发布日期: 2023.09.09 访问量:1112 字号 A- A A+



9月1日,在三晋大地的一座超大型露天煤矿现场,凯发k8一触即发400吨矿用挖掘机正重复着挖掘的动作,金色巨臂起落,转瞬间五斗就装满了一台两百吨级矿车


这台近三层楼高的凯发k8一触即发XE4000矿用挖掘机于2015年正式下矿,承担着煤矿开采的挖掘工作,至今已经连续作业8年,动臂起落依旧丝滑,施工作业依旧高效。


超高的作业效率与可靠性,让XE4000成为矿区主力。现在矿上每天三分之一的产煤量由这台400吨挖机贡献




今年是它工作的第九年,从施工数据来看,运行效率丝毫没有打折扣。这也正是刚刚荣获省科学技术进步二等奖项目“高可靠低功耗重载矿用挖掘机关键技术与产业化”的应用范例。


凯发k8一触即发矿业机械有限公司技术中心主任杨裕丰自豪地说,经过10年的拼搏,研发团队在关键部件高可靠性设计、制造与冲击抑制技术,以及低功耗作业精准控制与无扰能量回收利用技术方面,取得了重大突破,使得矿用液压挖掘机结构件冲击韧性提升35~50%,疲劳寿命提升60%,无故障工作时间提升了20%


矿用液压挖掘机是露天矿产资源开采的关键设备,主要作业场景包括土石方剥离、装车、矿产开采等作业。这一技术突破之前,国内露天矿区100吨以上的矿用液压挖掘机一直被外资品牌所垄断,矿山设备成为制约中国采矿业进步的关键因素。


露天开采的工况恶劣,一旦停机损失巨大,所以对重载矿用液压挖掘机的可靠性要求特别高。为了提升我国矿用挖掘机的“可靠性、经济性、智能化”等主要技术性能指标,高可靠低功耗重载矿用挖掘机关键技术与产业化研发团队针对高温、高寒、高粉尘、高原等作业环境,到各地露天矿山反复试验矿用挖掘机所用钢材、液压件、阀、橡胶材料等关键零部件,并进行相应的数据采集。




400吨矿用挖掘机一铲斗就能装40吨煤,铲煤时瞬间形成的冲击力,相当于一台载重10吨、正常行驶的卡车要在1秒钟之内停下。而在如此短的时间内,机器要承受如此大的缓冲力,检验的是油缸的高压缓冲技术,超大吨位挖掘机液压油缸缓冲技术一直是工程机械制造的难题。矿用挖掘机质量大,因惯性导致的系统冲击大,严重影响整机可靠性,研发团队根据工作装置铰点位置信号,调整主泵及主阀控制参数,对缓冲压力实现自动调节。




露天矿山施工粉尘大、载荷重、强度高,设备几乎全天候运转,对可靠性、稳定性、先进性、舒适性、安全性要求都极为严苛。矿用挖掘机工作载荷变化范围大,作业载荷大,载荷变化速度快,重载与恶劣的工况极易造成关键受力部件疲劳损坏,导致整机丧失作业能力。研发团队就大量采集数据,根据仿真状况形成一套自己的算法,解决了关键结构应力集中问题 ,理论疲劳寿命提升60%以上。


焊缝处理的质量,对矿用挖掘机整体质量影响很大,每一个承重点的接口处,一点点小的裂纹、夹杂、气孔、未焊透、未熔合等问题都不能出现。针对大型结构中的大厚度多层多道对接焊缝,研发团队自主开发焊接仿真软件,发明了针对厚板箱体窄间隙的焊接技术,让一次焊接返工率下降80%,冲击韧性提升35~50%。


矿用液压挖掘机作业负载具有极大的突变性,传统控制方式无法对工况进行识别,发动机和液压系统属于被动调节,严重影响燃油经济性。研发人员运用大量采集的数据,形成了操作意图专家库,这样手柄行程到哪个位置,就可以预测下一步的操作行为,主动增加或者降低发动机转速,避免由于转速被动调节带来的高油耗。


矿用挖掘机设备大,布置传感器数量多,数据采样频率高,在运行过程中以及全生命周期内积累了海量的运行数据。研发人员基于这些海量数据,通过对比分析,研发了重载矿用液压挖掘机监测诊断与安全保护系统,这样就可以提前做好预判,尽量减少维修保养的频次。




从2019年开始,上述关键技术应用到了凯发k8一触即发70吨至700吨级矿用液压挖掘机并实现批量销售,推动了大型矿用液压挖掘机的进口替代,解决了露天矿企业采购成本高、使用成本高的难题。目前,应用这些技术的系列挖掘机产品批量出口到巴西淡水河谷、厄瓜多尔米拉多铜矿、印尼青山镍矿项目等工地,进入了全球高端矿山市场,实现了我国重载矿用挖掘机从“跟跑”到“领跑”的跨越。