อะไรที่ทำให้ระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบของเครื่องขุดเจาะพื้นผิวมีความโดดเด่นไม่เหมือนใครในอุตสาหกรรมเครื่องจักรทั้งหมด
เครื่องขุดเจาะผิวดิน (เรียกอีกอย่างว่าเครื่องขุดเจาะผิวดินแบบต่อเนื่อง หรือเครื่องตัดหิน) เป็นเครื่องจักรแบบตีนตะขาบขับเคลื่อนด้วยตัวเอง โดยมีดรัมตัดขวางติดตั้งอยู่ใต้ตัวเครื่อง ขณะที่เครื่องจักรเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ดรัมจะหมุนและตัดแร่หรือหินลึก 200 ถึง 650 มิลลิเมตรต่อรอบ โดยวัสดุที่ตัดแล้วจะถูกลำเลียงไปยังสายพานลำเลียงที่ปล่อยออกไปด้านข้างหรือด้านหลัง เกียร์ทดรอบแบบเฟืองดาวเคราะห์ เครื่องจักรที่ขับเคลื่อนความก้าวหน้านี้ต้องเผชิญกับความต้องการที่เครื่องจักรติดตามแบบอื่นไม่เคยพบเจอมาก่อน:
เครื่องจักรขุดเจาะผิวดินขนาดใหญ่มีน้ำหนัก 100 ถึง 230 ตัน ซึ่งหนักกว่าเครนตีนตะขาบส่วนใหญ่ และเทียบได้กับรถดันดินขนาดใหญ่ที่สุดในเหมืองแร่ แต่ต่างจากรถดันดิน (ซึ่งดันเป็นช่วงสั้นๆ) เครื่องจักรขุดเจาะผิวดินจะเคลื่อนที่ไปข้างหน้าอย่างต่อเนื่องเป็นระยะทางหลายร้อยเมตรด้วยความเร็วในการตัด ระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบจะรองรับน้ำหนักนี้ด้วยแรงบิดที่ใกล้เคียงกับค่าสูงสุดอย่างต่อเนื่องตลอดความยาวของการตัด
ความเร็วของดรัมตัดถูกกำหนดโดยรอบต่อนาทีของเครื่องยนต์ ขนาดของชิ้นส่วนผลิตภัณฑ์ถูกกำหนดโดยอัตราการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า — ระยะทางที่เครื่องจักรเคลื่อนที่ไปข้างหน้าระหว่างการสัมผัสของดรัมกับฟันตัดแต่ละครั้ง เร็วเกินไป: ชิ้นส่วนมีขนาดใหญ่เกินไปเกินกว่าข้อกำหนด ช้าเกินไป: ฝุ่นและผงละเอียดมากเกินไป ซึ่งลดผลผลิตที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ระบบขับเคลื่อนแบบแทร็กต้องรักษาอัตราการป้อนให้อยู่ภายใน ±5% จากค่าเป้าหมายเพื่อให้ได้ขนาดผลิตภัณฑ์ตามที่ต้องการ
เครื่องจักรขุดเจาะผิวดินทำงานเกือบตลอด 24 ชั่วโมง โดยหยุดเฉพาะช่วงเปลี่ยนกะ เปลี่ยนฟันเฟือง และเติมเชื้อเพลิงเท่านั้น ระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบทำงานท่ามกลางฝุ่นหินละเอียดที่ฟุ้งกระจายอยู่ตลอดเวลา ซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่าดินธรรมชาติใดๆ ฝุ่นนี้แทรกซึมเข้าไปในทุกซีล ทุกช่องระบายอากาศ และทุกช่องว่างในตัวเครื่อง ทำให้เครื่องจักรขุดเจาะผิวดินเป็นสภาพแวดล้อมที่มีการดูดฝุ่นรุนแรงที่สุดสำหรับระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบใดๆ ในโลก
แรงปฏิกิริยาของดรัมตัด — แรงคงที่ที่มากกว่าแรงต้านการกลิ้งอย่างมาก
ดรัมตัดในเครื่องขุดเจาะผิวดินขนาดใหญ่ใช้กำลังเครื่องยนต์เฉพาะ 500 ถึง 1,200 กิโลวัตต์ เมื่อฟันของดรัมสัมผัสกับหิน แรงปฏิกิริยาในแนวนอนจะผลักเครื่องจักรถอยหลัง เหมือนกับเครื่องขุดร่อง แต่มีแรงมากกว่า 3 ถึง 10 เท่า เนื่องจากดรัมกำลังตัดหินแข็งในแนวกว้าง 2.2 ถึง 4.2 เมตร ที่ความลึก 200 ถึง 650 มิลลิเมตร
| คลาสเครื่องจักร | น้ำหนัก (ตัน) | กำลังไฟฟ้าของดรัม (กิโลวัตต์) | แรงปฏิกิริยาของดรัม (กิโลนิวตัน) | อัตราการป้อน | แรงบิดแทร็ก/ด้านข้าง |
|---|---|---|---|---|---|
| ขนาดกลาง (ดรัมขนาด 2200 มม.) | 100 – 140 | 500 – 700 | 200 – 350 | 5 – 25 เมตร/นาที | 60,000 – 110,000 นิวตันเมตร |
| ขนาดใหญ่ (ดรัมขนาด 3800 มม.) | 180 – 230 | 800 – 1,200 | 350 – 600 | 3 – 18 เมตร/นาที | 120,000 – 200,000 นิวตันเมตร |
ปฏิกิริยาของดรัมมีอิทธิพลเหนือกว่าเครื่องขุดร่องอย่างเห็นได้ชัด: ในเครื่องขุดเจาะผิวดินขนาด 200 ตันที่ตัดหินปูนที่ความลึก 400 มม. แรงปฏิกิริยาของดรัมคือ 400 กิโลนิวตัน (200 กิโลนิวตันต่อราง) แรงต้านการกลิ้งที่ 4% บนแท่นอัดแน่นคือ 200,000 x 9.81 x 0.04 / 2 = 39,240 นิวตันต่อราง แรงปฏิกิริยาของดรัม (200,000 นิวตัน) คือ 5.1 เท่า แรงต้านการกลิ้ง — หมายความว่าเครื่องมือตัด ไม่ใช่น้ำหนักของเครื่องจักร — เป็นตัวกำหนดแรงบิดของระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบ 84% ระบบขับเคลื่อนตีนตะขาบที่ออกแบบให้เหมาะสมกับน้ำหนักของเครื่องจักรเพียงอย่างเดียว จะมีขนาดเล็กเกินไปถึง 5 เท่า
อัตราการป้อนและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ — ความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างความแม่นยำของระบบขับเคลื่อนแบบรางและรายได้
แตกต่างจากระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบอื่นๆ ที่ความแม่นยำของความเร็วส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องจักรเท่านั้น อัตราการป้อนของเครื่องขุดเปิดหน้าดินส่งผลโดยตรงต่อมูลค่าของผลิตภัณฑ์ที่ขุดได้ เนื่องจากขนาดของเศษหินที่ผลิตโดยดรัมตัดเป็นฟังก์ชันของตัวแปรสองตัว ได้แก่ ความเร็วของดรัม (คงที่) และอัตราการเคลื่อนที่ของเครื่องจักร (ควบคุมโดยระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบ)
ฟันแต่ละซี่ของเครื่องบดจะตัดเศษหินที่หนาขึ้น เศษหินมีขนาดเกินข้อกำหนดเป้าหมาย วัสดุขนาดใหญ่เกินไปจำเป็นต้องบดซ้ำ ซึ่งเป็นการเพิ่มขั้นตอนการแปรรูปที่เครื่องขุดแบบเปิดควรจะกำจัดออกไปได้ ต้นทุนของการบดซ้ำอาจใช้เงินประหยัดเชื้อเพลิงไปถึง 15 ถึง 251 ตัน ซึ่งเป็นเงินที่คุ้มค่ากับการใช้เครื่องขุดแบบเปิดแทนการเจาะและระเบิด
ฟันแต่ละซี่จะตัดวัสดุที่แตกหักอยู่แล้วซ้ำอีก ทำให้เกิดฝุ่นและผงละเอียดที่มีขนาดเล็กกว่าขนาดที่ใช้งานได้ขั้นต่ำ ในการทำเหมืองถ่านหิน ผงละเอียดส่วนเกินจะลดปริมาณผลิตภัณฑ์ที่ขายได้ลง 5 ถึง 151 ตัน ในการผลิตหินกรวด ผงละเอียดที่มีขนาดเล็กกว่า 4 มม. มีมูลค่าเพียงหนึ่งในสิบของขนาดเป้าหมาย 20 ถึง 40 มม. ทุกๆ เปอร์เซ็นต์ของอัตราการป้อนที่ต่ำกว่าเป้าหมายจะส่งผลให้สูญเสียรายได้
ด้วยอัตราการป้อนที่เหมาะสม วัสดุที่ตัดแล้ว 70 ถึง 851 ตัน จะอยู่ในช่วงขนาดเป้าหมาย และสามารถบรรจุลงบนรถบรรทุกขนส่งได้โดยตรงโดยไม่ต้องผ่านกระบวนการแปรรูปเพิ่มเติม ความสามารถในการ "ตัดตามขนาด" นี้เป็นข้อได้เปรียบทางเศรษฐกิจหลักของการทำเหมืองแบบเปิดเมื่อเทียบกับการเจาะและระเบิด ระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบที่รักษาความสม่ำเสมอของอัตราการป้อน ±51 ตัน คือส่วนประกอบที่ทำให้เกิดข้อได้เปรียบนี้
การเลือกขนาดระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบสำหรับเครื่องขุดเหมืองเปิดขนาดใหญ่
ด้วยแรงบิด 180,000 นิวตันเมตรต่อแทร็ก ระบบขับเคลื่อนแทร็กของเครื่องจักรขุดเหมืองบนพื้นผิวนี้จึงมีแรงบิดใกล้เคียงกับเครื่องจักรที่ใหญ่ที่สุด เกียร์ทดรอบแบบดาวเคราะห์ Ever-Power ของเกาหลี รุ่นต่างๆ ในแคตตาล็อก สำหรับเครื่องขุดเจาะพื้นผิวขนาดใหญ่มาก (230 ตันขึ้นไป, ดรัม 1,200 กิโลวัตต์) อาจจำเป็นต้องใช้ระบบขับเคลื่อนแบบรางคู่ต่อด้าน หรือการออกแบบทางวิศวกรรมแบบกำหนดเองที่นอกเหนือไปจากรุ่นมาตรฐานในแคตตาล็อก
การดูดฝุ่น — สภาพแวดล้อมที่กัดกร่อนที่สุดที่ระบบขับเคลื่อนแบบแทร็กไดรฟ์ต้องเผชิญ
ฝุ่นหินจากดรัมตัดปกคลุมเครื่องจักรทั้งหมด ระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบซึ่งติดตั้งอยู่ระดับพื้นดินด้านหลังดรัมตัด ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีอนุภาคขนาด 10 ถึง 100 ไมครอนลอยอยู่ในอากาศอย่างต่อเนื่อง ซึ่งเป็นอนุภาคขนาดเล็กพอที่จะลอดผ่านช่องระบายอากาศมาตรฐาน และใหญ่พอที่จะทำให้ฟันเฟืองและพื้นผิวแบริ่งสึกหรอหากเข้าไปในอ่างน้ำมัน
ความเข้มข้นของฝุ่นละอองในอากาศบริเวณพื้นผิวของชุดขับเคลื่อนสายพานขณะทำการตัด: 500 ถึง 5,000 มิลลิกรัม/ลูกบาศก์เมตร ซึ่งสูงกว่าขีดจำกัดการสัมผัสในสถานที่ทำงานสำหรับฝุ่นละอองที่หายใจเข้าไปได้ถึง 50 ถึง 500 เท่า นี่ไม่ใช่การสัมผัสเป็นครั้งคราว แต่เป็นการสัมผัสอย่างต่อเนื่องตลอดทุกชั่วโมงของการตัด ฝุ่นประกอบด้วยอนุภาคหินที่แตกใหม่ มีขอบคมและเป็นเหลี่ยม ซึ่งมีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่าอนุภาคดินธรรมชาติที่ผุพังแล้วในขนาดเดียวกันมาก
วาล์วระบายอากาศมาตรฐานในระบบขับเคลื่อนแบบตีนตะขาบของเครื่องจักรในเหมืองเปิด จะปล่อยฝุ่นหินเข้าไปในอ่างน้ำมันได้ 50 ถึง 200 มิลลิกรัมต่อชั่วโมง ผ่านการระบายอากาศตามอุณหภูมิปกติ ในช่วงเวลาเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน 500 ชั่วโมง มวลฝุ่นที่สะสมจะอยู่ที่ 25 ถึง 100 กรัม ซึ่งเพียงพอที่จะทำให้จำนวนอนุภาคในน้ำมันสูงกว่ามาตรฐาน ISO 22/20/17 และอยู่ในช่วงที่อายุการใช้งานของแบริ่งลดลง 50 ถึง 701 TP3T ระบบระบายอากาศแบบมีแรงดันและกรองจะช่วยลดการดูดฝุ่นลงเหลือต่ำกว่า 5 มิลลิกรัมต่อชั่วโมง ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของน้ำมันให้อยู่ในระดับที่ยอมรับได้ตลอดช่วงเวลาเปลี่ยนถ่ายน้ำมัน
สามลักษณะความล้มเหลวเฉพาะของระบบขับเคลื่อนแบบรางสำหรับเครื่องขุดเหมืองบนพื้นผิว
ลักษณะความเสียหายที่พบได้บ่อยที่สุดคือ ฝุ่นหินละเอียด (ขนาด 10 ถึง 100 ไมครอน มีลักษณะเป็นเหลี่ยมคม และแตกหักใหม่) เข้าไปในอ่างน้ำมันผ่านทางช่องระบายอากาศและซีล เมื่ออนุภาคเหล่านี้ลอยอยู่ในน้ำมันแล้ว จะทำหน้าที่เป็นสารขัดถูอย่างต่อเนื่องบนพื้นผิวฟันเฟืองทุกซี่ รางลูกปืนทุกราง และหน้าซีลทุกอัน อัตราการสึกหรอในการใช้งานเครื่องจักรขุดดินแบบเปิดสูงกว่าการใช้งานรถขุดดินแบบสะอาดถึง 3-8 เท่า ที่แรงบิดเท่ากัน ไม่ใช่เพราะแรงบิดต่างกัน แต่เป็นเพราะน้ำมันปนเปื้อนตั้งแต่ชั่วโมงแรกของการใช้งาน
เครื่องจักรขุดเจาะผิวดินทำงานวันละ 18 ถึง 22 ชั่วโมง ด้วยแรงบิด 167,000 นิวตันเมตร ที่คงที่ผ่านระบบขับเคลื่อนแบบดาวเคราะห์ 3 ขั้นตอนที่ประสิทธิภาพ 94% ทำให้เกิดความร้อนสูงมากอย่างต่อเนื่อง เทียบได้กับรถดันดินที่ทำงานต่อเนื่อง แต่ใช้เวลานานกว่าถึง 3-4 เท่า อุณหภูมิของน้ำมันขับเคลื่อนตีนตะขาบจะคงที่อยู่ที่ 80 ถึง 100 องศาเซลเซียสระหว่างการขุดเจาะ และคงอยู่ที่ระดับนั้นตลอดทั้งกะ โดยไม่มีการระบายความร้อนเหมือนรถบรรทุกดัมพ์ที่วิ่งกลับเปล่าๆ หรือรถขุดที่จอดพักระหว่างการขุด
เมื่อฟันเฟืองสึกหรอจากการปนเปื้อนของฝุ่นและการรับน้ำหนักอย่างต่อเนื่อง ระยะห่างระหว่างฟันเฟืองก็จะเพิ่มขึ้น ระยะห่างที่เพิ่มขึ้นนี้ทำให้เกิดความผันผวนของอัตราการป้อนวัสดุในช่วงที่ความแข็งของหินเปลี่ยนแปลงไป เครื่องจักรจะพุ่งไปข้างหน้าเมื่อเข้าสู่บริเวณที่อ่อนกว่า (การปรับระยะห่างช่วยเร่งการตอบสนอง) และจะชะงักเมื่อเข้าสู่บริเวณที่แข็งกว่า (ระยะห่างทำให้การส่งแรงบิดล่าช้า) ความผันผวนเหล่านี้ซึ่งมองไม่เห็นโดยผู้ปฏิบัติงาน จะทำให้เกิดแถบสลับกันของผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดใหญ่เกินไปและเล็กเกินไปในหน้าตัด ซึ่งมองเห็นได้ในจุดที่ลำเลียงออกมา แต่สามารถระบุสาเหตุได้ก็ต่อเมื่อวัดระยะห่างของฟันเฟืองในระบบขับเคลื่อนเท่านั้น
ชุดเกียร์ดาวเคราะห์ขับเคลื่อนแบบรางสำหรับเครื่องจักรขุดเจาะแบบเปิด — คำถามที่พบบ่อย
บริษัท Korea Ever-Power จำหน่ายเกียร์ทดรอบแบบเฟืองดาวเคราะห์สำหรับเครื่องขุดเจาะผิวดิน แรงบิดตั้งแต่ 60,000 ถึง 200,000 นิวตันเมตร พร้อมระบบระบายอากาศแบบแรงดัน ระบบระบายความร้อนภายนอก และความแม่นยำของอัตราการป้อนที่ได้มาตรฐานคุณภาพ โปรดระบุรุ่นเครื่องขุดเจาะผิวดินและวัสดุตัดหลักของคุณเพื่อขอคำแนะนำเกี่ยวกับข้อกำหนดที่เหมาะสม
บรรณาธิการ: Cxm
