国产超大型液压挖掘机研发改进及应用
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完成单位:神华准格尔能源有限责任公司黑岱沟露天煤矿
登记编号:ZSXC-2023-MT-1-041
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
钮景付、赵光辉、秦少华、李海军、乔冬青、孙 凯、迟 铭、程建峰、王涪玉、苏春雨、刘志明、郭贵明
准能集团黑岱沟露天煤矿于2020年5月起对EX7000超大型液压挖掘机进行试用,该挖掘机由徐工集团制造,准能集团参与了其研发、改进的全过程,并提供了试运行场地和环境。在16个月的试用期间,累计作业6377.96小时,采装岩石56.78万m³,采煤796.09万吨,改进缺陷20余项,现已作为成熟产品投放市场。
该挖掘机在研发应用中使用了诸多领先的技术,如双动力组件耦合控制系统、高压系统智能监控及故障自诊断技术、模块化双动力液压驱动系统、柔性群控匹配技术等。整机使用两台康明斯QSK50柴油发动机,总功率2386kW,整机长23.5m,宽9.09m,高9.44m,斗容36立方米,可与200吨级以上矿用卡车配套使用。与同级别电铲相比,挖掘深度多2.05m,卸载高度多3.5m,挖掘力比电铲多280kN,行走速度快0.84km/h,接地比压小154kPa,可在高达19°的斜坡上作业。传动系统采用液压传动,作业需求空间小且灵活,不受电缆制约。该铲的成功应用,填补了中国超大型挖掘机领域的产品空白。
本项目从整机可靠性、工况适应性等方向创新突破,完成四大关键技术创新:
(1)大型重载复杂结构件抗疲劳技术:开发了残余应力衰减拟合方法,实现了疲劳寿命预测与结构优化;发明了陶瓷与钢质复合衬垫焊接技术,实现了单面焊双面成型全熔透自动焊接。
(2)大惯量负载冲击的主动抑制技术:创新设计工作装置姿态预判及双级阶梯速度控制系统,实现了液压缸极限位置运行速度的阶梯控制,有效抑制了机械与液压冲击。
(3)基于工况识别的自适应控制技术:建立了工况-功率域在线修正模型,发明了功率自适应控制系统,实现了故障自诊断及自寻优功率匹配;发明了自适应操控系统,提高了作业过程的平顺性和效率。
(4)基于M2IS-OBD技术的工程机械车载检测诊断技术:研制完成了M2IS-OBD车载诊断设备及软件系统,较大程度地提升了整机智能化和售后服务水平。
基于以上技术创新,完成了700吨级液压挖掘机改进升级。项目已获授权国家发明专利10项,实现了我国矿业施工关键装备的进口替代,引领了我国矿业机械产业技术进步和快速发展。