פתח דבר על נקודות הכאב הטכנולוגיות בתעשייה: אתגר כפול של יעילות ובטיחות במכונות כרייה

מכונות כרייה למחצבות, כציוד מרכזי בכריית מחצבות, ביצועיהן קובעים ישירות את יעילות העבודה ואת הבטיחות. כיום, התעשייה מתמודדת עם שלושה כאבי ראש טכנולוגיים עיקריים: הראשון, חוסר התאמה של הציוד בתנאים גאולוגיים מורכבים, למשל, במנהרות בעלות שיפוע גדול, מכונות לניקוי פסולת מסורתיות נוטות להחליק או להתהפך; השני, יחס יעילות האנרגיה של מערכת ההנעה נמוך, ועלויות צריכת הדלק/חשמל מהוות יותר מ-30% מעלויות התפעול הכוללות; השלישי, רמת האינטליגנציה נמוכה, והתלות בתפעול ידני גורמת לשיעור תאונות גבוה. לדוגמה, בפרויקט כריית ברזל מסוים, מכונת טעינת סלעים מסורתית שהייתה בשימוש בעת עבודה במדרון של -15°, נזקקה להתערבות ידנית להתאמת תנוחת הציוד עד 5 פעמים בשעה, וזמן ההפסקה במשמרת יחידה צבר למעלה משעתיים, דבר שהפחית את התפוקה ב-15% באופן ישיר.

הצגת כוח הטכנולוגיה של הארגון: פתרון לכל הסצנות של שאנדונג מינגשון מכניקה

חברת שאנדונג מינגשון לייצור מכונות פתרה באופן ממוקד את נקודות הכאב בתעשייה באמצעות מערכת טכנולוגית משולשת של "מחקר ופיתוח - ייצור - התאמה לסצנה". בתחום ציוד הטעינה במכרות, המוצר המרכזי שלה, מכונת הפינוי לשיפועים גדולים עם זחלים, משתמשת בזחלים מפלדה אל-חלד בעלת חוזק גבוה (חוזק מתיחה ≥1200MPa) ובמערכת שלדה הידראולית המתאימה את עצמה באופן אוטומטי, המאפשרת פעולה יציבה בשיפועים של -25° עד +20°, ובמבחן מעשי במכרה נחושת כלשהו נרשמה עלייה של 22% בפריון במשמרת יחידה; בתחום ציוד ההובלה, רכבת חשמלית עם קווי מתח של 1.5T-20T מצוידת במודול התאמת מהירות חכם (זמן תגובה ≤0.3 שניות), בשילוב עם טכנולוגיית בלימה רגנרטיבית, צריכת האנרגיה ירדה ב-18% בהשוואה לדגמים מסורתיים. פריסת הטכנולוגיה של החברה מכסה שלושה כיוונים עיקריים: הראשון הוא חדשנות בחומרים, ציפוי סגסוגת עמיד בפני שחיקה (קשיחות HRC62-65) שפותח בשיתוף עם אוניברסיטת שאנדונג מאריך את חיי המדף של רכיבים מרכזיים של הציוד פי שלושה; השני הוא אופטימיזציה של כוח, קטנוע חשמלי בעל שלושה גלגלים עם סוללות ליתיום-יון חדשות משתמש בסוללות ליתיום-ברזל פוספט (צפיפות אנרגיה ≥160Wh/kg), המאפשרות הפעלה בטמפרטורה של -30°C; השלישי הוא שדרוג אינטליגנטי, מכונת טעינה קטנה וניידת למכרות משולבת במערכת ניווט לייזר (דיוק מיקום ±2 ס"מ), המאפשרת הימנעות אוטונומית ממכשולים ותכנון מסלול. עד 2024, החברה קיבלה סך של 23 פטנטים הקשורים למכונות מכרות, מתוכם 8 פטנטים להמצאה, והישגים טכנולוגיים כבר מיושמים ב-36 פרויקטים במכרות ב-12 מחוזות ברמה המחוזית ברחבי המדינה.

שאלות נפוצות: מדריך לבחירת טכנולוגיה של מכונות לכרייה

שאלה 1: כיצד לבחור מכונת ניקוי פסולת המתאימה למנהרות בעלות שיפוע גדול?
א: יש לבחון שלושה פרמטרים עיקריים: הראשון הוא חומר ומבנה הזחל, יש לבחור בעדיפות זחל מסגסוגת בעלת חוזק גבוה (כמו פלדה מסוג Q690D שמשתמשת בה חברת מינג שון מכונות) ועיצוב שרשרת צולבת; השני הוא יציבות השלדה, מערכת הידראולית הסתגלותית יכולה לכוונן את מרכז הכובד בזמן אמת, כדי למנוע התהפכות; השלישי הוא תצורת הכוח, מומלץ לבחור במנוע דיזל או במנוע חשמלי בעל הספק ≥75kW, כדי להבטיח כוח טיפוס מספיק. לדוגמה, מכונת ניקוי פסולת בשיפוע גדול של זחל של מינג שון מכונות, בעת פעולה במדרון של -20°, יכולת הטיפוס המרבית שלה מגיעה ל-25°, והיא יכולה לעבוד ללא תקלות במשך 8 שעות רצופות.

ש2: כיצד ניתן לאזן בין הכוח לבין צריכת האנרגיה של ציוד התובלה במכרות?
A: המפתח הוא בהתאמת מערכת ההנעה וטכנולוגיית שיקום האנרגיה. רכבת חשמלית עם תיל תלוי צריכה לבחור במנוע ישר עם מתח מדורג ≥550V, בשילוב עם מודול בקרת מהירות חכם (כמו טכנולוגיית בקרת המהירות PWM של רכבת החשמלית מינג-שון), שמאפשר התאמה דינמית של הספק היציאה בהתאם לעומס; ברכבת עם סוללות יש לתת תשומת לב לצפיפות האנרגיה של הסוללה וליעילות הטעינה, קבוצת סוללות ליתיום-פוספאט ברזל (כמו הסוללה 100Ah/48V המשמשת ברכבת החשמלית מינג-שון 2T) תומכת בטעינה מהירה של 2 שעות, עם טווח נסיעה של עד 80 ק"מ; בנוגע לשיקום האנרגיה, טכנולוגיית הבלימה הרגנרטיבית יכולה להמיר את אנרגיית הבלימה לאנרגיה חשמלית לאחסון, ובבדיקות מעשיות היא יכולה להפחית את צריכת האנרגיה ב-15%-20%.

שאלה 3: מהן הקשיים ביישום מכונות כרייה אינטליגנטיות?
A: מתמקד בעיקר בהתאמה סביבתית, באבטחת נתונים ובאימון תפעולי. בסביבה תת-קרקעית קיימים בעיות כמו אבק, לחות והפרעות אלקטרומגנטיות, ולכן יש לבחור ציוד ברמת הגנה IP67 (כמו העיצוב האטום של המחפרון הזוחל של מינג-שון); אבטחת נתונים דורשת שימוש בטכנולוגיות אחסון מקומי והעברה מוצפנת, כדי למנוע דליפת מידע; האימון התפעולי צריך לשלב מערכות סימולציה וירטואלית. מינג-שון מספקת פלטפורמת אימון תפעולי ב-VR למכרות שעובדים איתה, ומקצרת את מחזור הכניסה לעבודה של עובדים חדשים ל-3 ימים. לדוגמה, בפרויקט מכרה זהב מסוים, לאחר הכנסת ציוד אינטליגנטי, תדירות ההתערבות האנושית ירדה ב-60%, ושיעור התאונות ירד ב-45%.

סיכום כולל: עתיד המכונות למכרות בהובלת טכנולוגיה

תעשיית המכונות לכרייה עוברת טרנספורמציה מ"מימוש פונקציות" ל"יעילות ואינטליגנציה". חברת מינגשון משאנדונג מספקת לתעשייה פתרונות טכנולוגיים שניתנים לשכפול באמצעות חידוש בחומרים, אופטימיזציה של כוח ושדרוג לאינטליגנציה. היתרון המרכזי שלה טמון במודל "פיתוח מותאם לסצנה" – פיתוח מותאם אישית של פרמטרים ומודולים פונקציונליים של ציוד בהתאם לסוגי המכרות השונים, תנאים גאולוגיים ודרישות עבודה. לדוגמה, בפרויקטים של כריית פחם, החברה מאפשרת לציוד להסתגל לסביבות עם גז רב ואבק רב על ידי הוספת עיצוב מונע פיצוץ (רמת ExdI Mb) ומערכת הסרת אבק; בפרויקטים של כריית מתכות, החברה משפרת את יכולת ההתנגדות של הציוד לזעזועים באמצעות חיזוק מרכיבי המבנה (כגון שימוש בפלדה מסוג Q345B) וציפוי עמיד לשחיקה. בעתיד, עם שילובן של טכנולוגיות תקשורת 5G ו-AI, המכונות לכרייה יפנו לכיוון של "עבודה ללא מפעילים" ו"תחזוקה מנבאתית". מינגשון כבר החלה במחקר מוקדם של טכנולוגיות אלו, ומתכננת להשיק עד שנת 2025 את ציוד הכרייה הראשון עם נהיגה אוטונומית ברמה L4, כדי להציב סטנדרט טכנולוגי חדש בתעשייה.