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这就是中国制造,国产超级装备,一斗可挖135吨
2019-11-19
摘要:从一无所有,再到自主研制出世界上最大的、也是全球唯一一台的超级挖掘机,打破了国外对大型挖掘机制造技术的长期垄断,实现从“仰望”到“领跑”的飞跃,也使得国外同类产品为此退出了中国乃至亚洲市场!

  WK-75到底有多大呢?让我们来看一组数据:

  高度:从履带到顶部,高达23.5米,相当于8层楼高;

  总重量:近2000吨;

  体积:长37.5米,宽17.3米,体量比一个篮球场还要大;

  铲斗:标准斗容75立方米,一斗可以挖掘135吨物料,每小时采矿能力达12000吨,应用于大型煤矿中,一个月的煤炭开采量可达到500万吨。

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  图为WK-75的铲斗

  以上数据,可以这样比喻——

  一斗可以挖掘135吨物料,就是说如果将每天挖掘的土堆可以塞满一个足球场,并且达到三楼的高度,一年就可以填平一整个杭州西湖;

  每个小时的挖矿能力高达12000吨,就是说一个月可以开采500万吨,这相当于一个大型煤矿一年的产量;

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  总重量2000吨,意味着如果将它全部拆卸,它的零件需要40个火车皮才能运回去。

  一、上过钞票,中国挖掘机发展简史:

  正所谓罗马不是一天建成的,生产WK-75需要的是日积月累的技术沉淀。和大多数的工程装备一样,中国矿用挖掘机的自主研发也是实现了从模仿跟随到引领赶超的过程。

  早在1961年5月,中国就模仿苏联的技术成功试制了国内第一台4立方米矿用挖掘机WK-4,该挖掘机在内蒙古赤峰平庄煤矿使用至今(不得不服气的质量)。

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  图为960年版5元纸币背面为从苏联引进和仿制的挖掘机

  1977年,国内首台10立方米矿用挖掘机WK-10试制成功,其第二代产品WK—10A型获1985年国家科学技术进步二等奖。

  1983年,中国开始与美国开展合作,并于1986年3月生产出标准斗容19.11立方米的2300XP型挖掘机。但与外方合作并非长久之计,中国在合作中只能进行配套生产,无法掌握核心技术,导致20立方米以上大型挖掘机成为自主研制的瓶颈。

  二、从“仰望”到“领跑”:

  2005年之前,全球只有美国有生产20立方米大型挖掘机的能力。当年为了引进大型挖掘机制造技术,太重只能给美方“打工”:干80%的活儿,拿20%的钱。但老美却始终把核心技术攥在手心里,唯恐中国人“偷师学艺”。这逼得太重不得不作出一个挺起国人脊梁的决定——自主研发大型挖掘机。

  在历经了从20立方米到55立方米挖掘机研制的非凡历程后,今天,WK-75大型挖掘机终于被研制成功。这是世界上最大的、也是全球唯一一台,不仅打破了国外对大型挖掘机制造技术的长期垄断,还实现了从“仰望”到“领跑”的飞跃,使得国外同类产品为此退出了中国乃至亚洲市场!

  1.机械系统:大功率变频驱动技术应用于齿轮-齿条推压式系统

  WK-75采用齿轮-齿条推压式的传动方式,其原理和常见的液压式挖掘机有较大不同。

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  图为WK-75铲斗工作示意图

  从图中可以看出,当WK-75处于工作状态,齿轮-齿条所产生的作用力以及钢丝绳的拉力共同作用,使得铲斗举起。它所采用的齿轮-齿条传动方式刚性强,针对露天矿中针对铲装松散度差、块状多、爆破差且有根底的物料产装效率高。

  在具体设计施工中,WK-75率先将大功率变频驱动技术成功集成创新应用于齿轮-齿条推压式系统中,采用了自主创新的重型低速重载传动机构和重载结构件设计及制造技术。此外,WK-75还应用了智能化控制技术、运行状态监测和故障诊断技术、高效除尘装置等多项世界领先的最新技术。

  这一切使其具有工作循环时间短、节能降耗、稳定可靠、使用寿命长、操作更加人性化等多种优点。

  2.电气系统:交流变频电机及其控制系统代替美国可控硅供电技术

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  当时与美国公司闹掰了,我们没有获得的一项重要技术就是可控硅供电技术。可控硅,又称晶闸管,是电力电子技术中不可或缺的元件,在交流电变直流电的整流过程中有着重要的应用。

  这项技术之所以重要,是因为美国的电驱动-传动系统中,采用的是“晶闸管变流器-直流电动机”,将交流电转换成直流电后,驱动直流电机运行。可控硅的特点是可以以小博大,通过很小的功率来控制几千伏的高压电。

  但同样也有着静态及动态的过载能力较差;容易受干扰而误导通,在矿用挖掘机恶劣的工作条件下,经常会出现很大的过载冲击,因此,即使美国公司的技术先进,他们的产品也不可避免地出现维修工作量大、效率较低等问题。

  而WK-75则创新性地在电气设计上使用了交流变频电机及其控制系统,取代了传统的可控硅供电和直流电动机系统,使得电力的传导和电机的驱动全部采用交流电的模式,这样的模式采用变压器就可以搞定,在一定程度上避免了外部环境对系统的冲击,同时提升了工作效率。

  同时电气传动采用了能量回馈式大功率交流变频驱动方案,是当今世界上交流传动方面的最先进技术。在这种方案中,铲斗每一次下降制动及系统制动时产生的能量,均可转化为电能回馈到电网,实现能力回收,节能且环保。

  来源:大能手

  由兴迪源机械编辑

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  看完后,小编被中国制造震撼住了,何曾想过,中国也能制造出这种庞然大物?罗马不是一天建成的,制造出超级大挖掘机是日积月累的技术沉淀,多少名工程师日日夜夜奋斗的结果。从一无所有,再到自主研制出世界上最大的、也是全球唯一一台的超级挖掘机,打破了国外对大型挖掘机制造技术的长期垄断,实现从“仰望”到“领跑”的飞跃,也使得国外同类产品为此退出了中国乃至亚洲市场!作为中国人,这是多么令人值得骄傲!