专精特新成果系列报道(三)

发布者: 中国重型机械工业协会 发布时间:2022-12-02阅读次数:30

全要素焦炉车辆智能协同无人值守控制技术

全要素焦炉车辆智能协同无人值守控制技术照片1官网.jpg

该技术由大连华锐智能化科技有限公司研发,用于解决环境恶劣、机构运行复杂工况下的焦炭生产现场多设备高可靠安全联动、高效率作业协同焦炉车辆及系统的无人化运行。它基于智能感知、5G等新一代信息技术,实现了设备自主决策、无人值守协同、智能决策数据分析、故障预诊断、数字孪生、多数据融合的环境感知安全保护、智慧运维、5G通讯等创新功能,保障了全天候协调多台设备安全、可靠运行,解决了人工操作效率低、人工误操作概率高等行业弊端,开启了焦炉机械智慧、绿色、大数据的新时代。该技术成果已经形成发明专利3项,实用新型6项,软件著作权3项,核心论文4篇。整体技术填补了国内外行业空白,达到了国际领先水平。

主要创新点:

1.焦炉车辆环境感知人机防碰技术:基于识别算法对三维激光雷达点云与图像数据进行融合,高速获得识别目标信息,经算法优化及数据挖掘迭代,实现准确的目标定位及跟踪、目标障碍物识别、车辆定位等感知功能,从而最大限度的改善了车辆的主动安全性;

2.5G视频自动追踪技术:通过设备上设置的5G视频通讯模块,将四大车辆全部摄像头的视频信号,转送至中控地面自动追踪视频控制器,结合中央PLC控制器的输出信号,视频解码投放到中央指定屏幕相应分割区;

3.中央多车无人值守协同控制技术:基于区域生产设备之间的数据互联,通过中央远程控制,将130次/天的行业操作模式变革为1次,减少现场操作人员16人,生产效率提升50%;

4.焦炉车辆智能决策数据分析技术:实现了设备工艺参数、分析、预警、参数图表等功能,保障了设备生产的顺畅运行,结合生产过程各因素之间的异常关系进行链式分析、偏离分析,有效指导设备智慧维保,闭环控制设备运行调度,助力设备的自主决策运行;

5.焦炉车辆数字孪生技术:首次实现了焦炉车辆生产状态全过程、全视角、多参数的视野迁移,并配有全功能参数展示、机构故障弹出报警、工艺流程进程展示、生产数据统计分析等功能。

主要性能参数:

环境感知系统定位误差不大于10cm,系统数据响应时间不超过200ms;数据通讯延时≤±5ms,5G视频延时≤±20ms;协同控制设备数量≥8台,取消现场操作人员16人以上,设备全天候一键无人值守操作成功率≥95%,生产效率提升50%;高并发工业控制数据大于000点(包含8台设备及机构)、其他系统间采集时间不大于100ms,三维数字孪生显示延时不大于200ms;设备定位精度≤±5mm,炉号识别准确率100%。

应用效果:

该技术作为行业首创成功应用于宝钢湛江三期7米项目,并已实现多台设备的无人值守功能。目前,该成果已经开始在马钢7米、酒钢7米、攀钢7米等智能焦炉车辆项目上应用,每年节省人力成本200万、节省设备运维成本300万左右的经济效益,具备广阔的市场推广应用前景。

专精特新:

该项技术拥有中央多车无人值守协同控制、智能决策数据分析、故障预诊断、数字孪生、多数据融合的环境感知安全保护、智慧运维、5G通讯等创新特征,生产效率大幅提升。

完成单位:大连华锐智能化科技有限公司

联系人:孙元华     

联系电话:15242690886     

邮箱:15242690886@126.com 



120t级纯电交流电动轮自卸

2-120t级纯电官网.jpg 

为响应国家绿色能源、绿色矿山政策的号召,湘电重型装备有限公司基于纯电、交流传动整车一体化的集成设计技术、高能量密度、高功率密度、高电压等级锂电技术、大功率、大电流充电技术、IGBT大功率交流控制技术、多变工况下大扭矩轮毂驱动系统的集成设计与关键零部件的形性协同抗疲劳制造技术的成功攻关,成功研制出120t纯电交流电动轮自卸车。相比同吨位传统燃油车,动力性能强劲,电制动控制车速稳定,整车运行噪音低,车辆燃料成本降低70%以上,运行成本降低40%,可动率大于92%,年减少碳排放1400吨,实现了经济效益和环保效益双赢。该项目共申报专利6项,其中发明专利3项,实用新型专利3项,发表学术论文3篇,牵头起草行业标准2项。

主要创新点:

1.采用了湘电集团自主开发的成套新型交流变频系统,实现纯电、交流传动整车一体化集成;

2.突破大功率、大电流充电技术,缩短车辆的充电时间,提高车辆的工作效率;

3.基于多变工况下大扭矩轮毂驱动系统的集成设计与关键零部件的形性协同抗疲劳制造技术,提高电动轮齿轮传动系统的稳定性和使用寿命;

4.利用电动轮自卸车在下坡或者制动工况下,牵引电机转化为电动机,优先对电池进行充电,提高车辆的续航里程。

主要性能参数:

整车外形尺寸:10958mm×7196mm×5714mm;额定装载质量:120t;整车装备质量:90t;轴距:5100mm;最小转弯半径:12.3m;最大爬坡度:17.5%;最高车速:45km/h;总电量:1575.34kWh;额定电压:DC 869.4V;额定电流:DC 1500A;轮胎规格型号:30.00R51;轮辋规格型号:20.00-51。

应用效果:

120t级纯电交流电动轮自卸车,经工业运行试验和国家工矿电传动车辆质量监督检验中心(湖南)现场测试,与传统燃油车相比,具有节能、环保、智能、低噪等特点,实现了项目既定目标要求:8%坡度下速度提升13.8%,0~30km/h平道加速时间提升37.8%,运载能力提升11.1%,电池续航里程≥70km(提升高度≤180米),油、电消耗成本节约70%以上。

2022年与巴西铁矿签订销售合同,已完成首批2台120t级纯电车辆的交付。该项目在2022年3月,顺利通过国家电投集团公司内蒙古能源公司组织项目验收,百吨级纯电交流电动轮自卸车填补了国内百吨级以上纯电动非公路矿用自卸车空白,荣获2021年第二届全国机械工业设计创新大赛铜奖,整车性能达到国际先进水平。

专精特新:

该装备集成纯电动力系统、能量管理系统和交流传动系统,使用动力电池替代传统柴油机为动力源,相比传统燃油百吨车,能耗大幅降低,运行维护保养成本降低。属于世界首台套产品,整车性能达到国际先进水平


完成单位:湘电重型装备有限公司

联系人:杨绍波     

联系电话:13786237315     

邮箱:420018604@qq.com 



RSM1250自移式伸缩环形堆料机

项目图片2官网.jpg 

北方重工集团有限公司RSM1250自移式伸缩环形堆料机,用于日本码头出口水渣的装船作业,该设备动力源为柴油发电机组,尾部双履带、前部两组轮胎式车轮装置及连接横梁构成行走底盘,前后行走装置四驱驱动,全自动智能控制堆存控制程序,可以配合现场工况智能调整定位与姿态,协同臂架伸缩、俯仰,配合自移回转功能,可将物料按要求自动堆积到指定位置;同时也可实现混匀布料、区域布料等功能。对于特殊工况,也可以进行远程遥控操作,手持式遥控器可实现操作人员便捷安全的远距离控制设备的回转变幅伸缩运行等功能。

主要创新点:

1.自移伸缩环形堆料机为创新机型:设备属轻型高效堆料设备,结构设计紧凑、重量轻;前、后行走装置、机上柴油发电机组的设计方式使整机可自行移设;

2.首次采用履带加轮胎配合行走的底盘行走机构:具有尾部双履带、前部两组轮胎式车轮装置的行走机构可实现设备的直行、转弯、横向移动、回转等动作。且驱动装置采用变频式,可随用户需求调整移动、工作速度;

3.伸缩系统的重新优化设计:伸缩系统由双进双出的电动卷扬机及滑轮组、钢丝绳等组成,附带绝对值旋转编码器、超载保护等,可保证设备安全准确的达到用户要求的工作姿态;

4.多级杆的大行程变幅机构:变幅机构采用多级液压缸,具有变幅行程大,占用空间小等特点。可完美满足设备安装空间及变幅行程的要求;

5.自移环形堆料机智能环保:通过数字孪生技术,实现设备与船舶之间不同姿态的安全操作,通过安全性、网格化的一系列措施,设备自动根据料堆情况和船舶位置,实现设备的无人自动行走、伸缩、俯仰等动作,设备也可采用机旁控制及远程无线遥控控制。

主要性能参数:

堆料能力:700t/h(max840);堆料半径:50m;臂架伸缩距离:18m;臂架伸缩速度:9m/min;堆料高度:max16.5m;受料高度:~5m;皮带机带宽:1200mm;皮带机带速:1.6m/s;变幅速度:0.6m/min;变幅角度:6~18°;行走调车速度:2.5~6m/min;行走回转速度:2.5m/min;回转角度范围:±105°;供电方式:随车柴油发电机组;控制方式:远程无线遥控、机旁控制;设备功能:变幅、伸缩、自移(横向、纵向、回转)。

应用效果:

项目现场设备运行良好,能满足业主各种参数、能力的要求。该设备设计复杂,智能控制要求较高,全球仅有美国、芬兰的几家公司拥有设计制造能力。此次该类型设备自主开发成功,且产品各类指标均达到国际一流产品,实现了此类型设备的国产化,打破了长期依赖进口的局面,具有良好的社会效益。

专精特新:

该设备尾部双履带、前部两组轮胎式车轮装置及连接横梁行走底盘,全自动智能控制堆存控制程序,伸缩系统等,可实现将物料按要求自动堆积到指定位置。特殊工况下,可进行远程控制。

 

完成单位:北方重工集团有限公司

联系人:郎猛     

联系电话:13514251763     

邮箱:nhi25802668@163.com 



大型热连轧机改进型弯辊横移装置

大型热连轧机改进型弯辊横移装置产品照片-1丰南项目官网.jpg 

目前市场上对热连轧板带材、中厚板产品板型精度要求日益提高,弯窜辊系统成为各企业解决板型问题的首选和最佳方案,而传统弯窜辊系统存在着轧制不稳定、结构复杂、工作效率较低、故障点多、维护量大等缺陷。基于行业现状,一重集团大连工程技术有限公司结合工程实际应用设计研发了一种全新结构的弯窜辊系统,该装置在1250mm~2680mm的34条热轧生产线中广泛应用,填补了国内技术的空白,彻底打破了国外技术垄断,解决了“卡脖子”问题。该项目已获得实用新型专利1项、申报发明创造专利2项,发表论文2篇。企业专有技术25项、发表论文4篇。

主要创新点:

1.显著提高精轧机的轧制稳定性:应用在生产厚度2mm薄带效果显著,成功轧制业界极限最薄的0.85mm产品。应用在1780mm以上宽幅轧机,稳定生产1.2mm以上产品;

2.同阀控制,弯辊系统响应更快、更稳定;

3.显著提高窜辊精度。改进型弯辊横移装置窜辊精度可达±0.1mm。高于传统1~2mm精度10倍,高于其他厂商±0.5mm精度5倍;

4.显著提高窗口精度。窗口控制精度公差±0.2之内。窗口精度在1年周期内,窗口度化在0.2mm之内;

5.显著提高免维护周期、设备生命周期;

6.提高作业率。降低弯窜装备故障停机时间70%;有效缩短换辊时间5分钟以上。

主要性能参数:

工作辊窜辊位置控制精度:±0.1mm;工作辊窜辊响应时间:60ms;最大窜辊量:±155mm;最大弯辊力(单侧):2500kN;工作辊弯辊响应时间:80ms。

应用效果:

2017年以后,成功应用于一重新建的22条生产线,改造生产线12条,实现了1250~2680mm产线全覆盖,共计200多套。投产后的产品均免维护达1.5年以上。老旧生产线的改造为用户提供经济实用、一揽子系统解决方案,均获得一致好评。

专精特新:

该装置研发了一种创新结构的弯窜辊系统,精轧机的轧制稳定性显著提高,成功轧制出业界极限最薄的0.85mm产品。实现窜辊精度和窗口精度、弯辊系统响应显著提高。

 

完成单位:一重集团大连工程技术有限公司

联系人:杨晓鸥     

联系电话:15940984715     

邮箱:yangxiaoou163@163.com 



MLL1200螺旋立式磨机

项目图片2官网.jpg 

螺旋立式磨机主要应用于金属矿石的粉碎研磨、非金属矿石的粉碎及深加工、低品位矿物的综合利用、尾矿中有用元素的提取等矿业工程,是将一定粒度的矿石或其他物料磨制成更细粒度的超细磨设备。

北方重工集团有限公司MLL1200螺旋立式磨机采用了轻量化设计理念,占地面积进一步缩小,在此基础上维持了较低的能耗和较大的产能。内部结构持续创新,实现了产品的自动化、信息化和智能化。是目前国内最大功率的螺旋立式磨机。

主要创新点:

1.构建了螺旋立式磨机的设计体系,对螺旋部主要结构参数和运行参数进行了优化和实验验证,开发出筒体内径Ø4200mm,有效高度4775mm,转速19r/min,装球量127t的螺旋立式磨机,满足了矿山高效绿色生产要求;

2.设计开发出分体式组合焊接螺旋轴结构、可拆分式护轴衬板结构和顶部抽取式模块化传动轴结构,提高了设备可靠性、运行稳定性、可维护性和使用寿命;

3.发明了一种可有效保护筒体的大梯度磁场力磁性橡胶衬板,能够吸附钢球及磁性物料,提高了设备使用年限;

4.整体设备采用全智能控制,实现无人值守,可大幅度降低运营成本。

主要性能参数:

筒体内径:Ø4200mm;筒体高度:4775mm;磨机工作转速:19r/min;设计处理量:125t/h;最大装球量:127t;装机功率:1200kW;进料粒度:F80=-200目;出料粒度:P90=-400目。

应用效果:

该设备于2018年9月底由北方重工集团有限公司自行承担安装,2019年1月中旬整个系统安装调试完成,且一次负荷试车成功,并于2019年1月末正式投入运转。实际生产运行结果显示,在正常给矿情况下,台时产量基本保持在100t左右,最大可达130t/h。设备从安装初始至今,一直保持良好的运行状态。

经过长期生产运行表明,该螺旋立式磨机结构合理,功能完备,高效节能,运行平稳,性能可靠,自动化程度高,操作维修方便,产量和粒度达到设计标准和设计规范,完全能够满足使用单位选矿系统运行要求,在行业内具有极大的推广使用价值。

专精特新:

该设备装机功率1200kW,是国内最大功率的螺旋立式磨机。创新性分体式组合焊接螺旋轴结构、可拆分式护轴衬板结构和顶部抽取式模块化传动轴结构等,提高了设备可靠性、运行稳定性、可维护性和使用寿命,全智能化控制可是实现无人值守运行。

 

完成单位:北方重工集团有限公司

联系人:郎猛     

联系电话:13514251763     

邮箱:nhi25802668@163.com 



架空皮带索道运输系统

微信图片_20221104132247官网.jpg 

四川矿山机器(集团)有限责任公司架空皮带索道运输系统由驱动滚筒、运输皮带、钢丝绳、跑轮、支架、皮带翻转装置、迂回滚筒等组成。运输皮带在驱动滚筒与迂回滚筒之间形成闭合环状,下层运输皮带在通过卸料点后与进入装载点前分别由一套皮带翻转装置对运输皮带进行方向相反的180°翻转,避免运输过程中沿途洒漏物料。该设备钢丝绳分为上中下三层共6根,各层间通过支索器支撑及分离,由一定间距的支架支撑在空中,作为柔性轨道。跑轮装置按一定间距横向安装在运输皮带上,下层钢丝绳作为下层运输皮带跑轮的行走轨道、中间层钢丝绳作为上层运输皮带跑轮的行走轨道、上层钢丝绳用于悬挂支索器及沿线布置防护顶棚、通信电缆、视频监控摄像头、电力线缆等设施。

主要创新点:

1.带挡边皮带翻转装置采用转角为180°的螺旋线轨道引导皮带翻转,可以使皮带的工作面不与任一托辊接触,粘附在皮带上的物料不会沾到其它设备上,无粘附物料撕扯和拉毛皮带。该皮带翻转装置由夹索器直接夹持在钢绳上,结构简单紧凑,安装简单容易;

2.线路支撑为钢丝绳支撑跑轮,运输皮带只与物料接触,相对静止、无动摩擦,延长运输皮带使用寿命;

3.拉力自动平衡支架的底座固定在基座上,上部塔柱通过铰链与底座连接,钢丝绳固定在鞍座上,支架两边的钢丝绳拉力大小不相等时,上部塔柱以铰链为中心进行转动,绳支点会向钢丝绳拉力大的一侧偏移,钢丝绳拉力大的一侧拉力减小,钢丝绳拉力小的一侧拉力增大,钢丝绳两侧拉力达到新的平衡。

主要性能参数:

输送量:500t/h;带宽:650mm;带速:2.9m/s;两站间平距:2403.84m;两站间高差:173m;平均倾角:7.025°;输送带规格:ST1400H6505.0-6.0-6.0;挡板高度:160mm;电机功率:500kW;电机转速:992rpm;减速比:25。

应用效果:

皮带索道运输系统的支架跨距大,可以500到1000米布置一个支架。沿线只需建设很少数量的支架、土建量小、支架占地面积小、建设成本低;同时可以跨越河流、小型湖泊、峡谷沟壑等障碍性地域。该设备的最大爬坡角可达45°,可以翻越较陡峭的山岭。其他运输方式无法实现时,该设备能够完美地实现物料的运输。该设备采用电力驱动,无二次污染、无尾气排放、设备首尾装有运输皮带翻转机构、使矿石物料与运输皮带接触面始终朝上、沿途不会有矿石物料掉入地面、是一种绿色无污染的运输方式;该系统适应全天候运行、可连续运行、不受雨雪天气影响,在7级风及以下均可安全运行。

专精特新:

该皮带索道运输系统的支架跨距大,可满足河流、小型湖泊、峡谷沟壑等障碍性地域运输需求。该设备钢丝绳分为上中下三层,作为系统柔性轨道,皮带与物料相对静止,由皮带跑轮牵引运行。带挡边皮带翻转装置采用转角为180°的螺旋线轨道引导皮带翻转,由夹索器直接夹持在钢绳上,结构简单紧凑,安装简易。


完成单位:四川矿山机器(集团)有限责任公司

联系人:王斌     

联系电话:18608088421     

邮箱:Wangbin310@outlook.com 



液压推力污泥高压柱塞泵

3项目照片官网.png 

四川川润液压润滑设备有限公司研制的液压推力污泥高压柱塞泵是城市垃圾污泥处理(污泥低温碳化处理)生产线中提供最关键动力源的一种径向柱塞阀配流柱塞泵,是集机械专业、流体学、自动化控制为一体的高端污泥泵,在精准的电气控制下可保持三柱塞相位均匀,精确度及调整方便性均优于传统的凸轮机构,同时可以采用整体时间轴进行控制并进行高压、低压转换,通过电气控制微调,可实现输出总量恒定。

主要创新点:

1.可以根据现场工艺要求调节每个柱塞的工作频率,即增加或减少单泵组的单元来实现产量的输出量(采用径向轴塞泵阀配流系统),相比传统的凸轮机构具有较好的灵活性、可调性;

2.可以根据实时流量及工艺进行无级调节;

3.若干列柱塞组件在控制上互不干扰,且可以根据动作需要按照不同相位分别设置并进行互动,其中,每列泵输出量不同时,可以单独自行调整,实现每列输出量的不同,同时可以分别调整不同流量,实现输出总量为定值。进出污泥时料腔内的正负压可调,避免进料阀阀芯和阀座的气蚀和爆破;

4.采用分体立式结构,立式结构使主柱塞的磨损大大减少,从而使液力端的使用寿命延长。分体式的结构使加工及维修更为方便,更加节约成本;

5.针对污泥这种特殊介质,主柱塞采用氧化锆陶瓷或碳化钨特殊材料,使其耐磨性和防腐性能更佳,使用寿命更长;

6.泵体和主辅柱塞分别设置压力、位移、位置检测系统,使整个系统形成一个闭环关系,可随时对整个柱塞泵的动作进行调节,使整个柱塞泵输出流量压力平稳,以免对整个生产线的后端碳化处理造成影响。

主要性能参数:

柱塞设计压力:9.8MPa;柱塞工作压力:8MPa;单柱塞流量:67L/min;柱塞拟采用数量:3个;柱塞泵流量:12m3/h;柱塞直径:Ø120mm;单个柱塞往返工作频次可调:0~30次/min;柱塞有效行程:195mm;进液单向阀口径Ø70mm;进液单向阀开闭单向行程:30~40mm;排液单向阀口径:Ø40mm;单个柱塞往返工作频次(可调):0~30次/min;单个柱塞工作频次(往返):30次/min;单个柱塞往返工作频次(可调):0~30次/min;单个柱塞工作频次(往返):30次/min;供油压力:4MPa。

应用效果:

目前,共6套液压推力污泥高压柱塞泵在华能太仓污泥项目、晋中污水厂污泥项目上成功应用,泵的各项运行性能指标达到设计要求,保障了生产线的正常运行,取得了良好的经济效益和社会效益。

专精特新:

该设备专项应用于城市污泥处理过程,可以通过电器控制实现输出总量恒定。


完成单位:四川川润液压润滑设备有限公司

联系人:刘勇     

联系电话:18681307551     

邮箱:liuyong@chuanrun.com