高可靠，低功耗 | 徐工的这些“矿山硬汉”，超硬核！

9月1日，在三晋大地的一座超大型露天煤矿现场，徐工400吨矿用挖掘机正重复着挖掘的动作，金色巨臂起落，转瞬间五斗就装满了一台两百吨级矿车。

这台近三层楼高的徐工XE4000矿用挖掘机于2015年正式下矿，承担着煤矿开采的挖掘工作，至今已经连续作业8年，动臂起落依旧丝滑，施工作业依旧高效。

超高的作业效率与可靠性，让XE4000成为矿区主力。现在矿上每天三分之一的产煤量由这台400吨挖机贡献。

今年是它工作的第九年，从施工数据来看，运行效率丝毫没有打折扣。这也正是刚刚荣获省科学技术进步二等奖项目“高可靠低功耗重载矿用挖掘机关键技术与产业化”的应用范例。

矿用液压挖掘机是露天矿产资源开采的关键设备，主要作业场景包括土石方剥离、装车、矿产开采等作业。这一技术突破之前，国内露天矿区100吨以上的矿用液压挖掘机一直被外资品牌所垄断，矿山设备成为制约中国采矿业进步的关键因素。

露天开采的工况恶劣，一旦停机损失巨大，所以对重载矿用液压挖掘机的可靠性要求特别高。为了提升我国矿用挖掘机的“可靠性、经济性、智能化”等主要技术性能指标，高可靠低功耗重载矿用挖掘机关键技术与产业化研发团队针对高温、高寒、高粉尘、高原等作业环境，到各地露天矿山反复试验矿用挖掘机所用钢材、液压件、阀、橡胶材料等关键零部件，并进行相应的数据采集。

400吨矿用挖掘机一铲斗就能装40吨煤，铲煤时瞬间形成的冲击力，相当于一台载重10吨、正常行驶的卡车要在1秒钟之内停下。而在如此短的时间内，机器要承受如此大的缓冲力，检验的是油缸的高压缓冲技术，超大吨位挖掘机液压油缸缓冲技术一直是工程机械制造的难题。矿用挖掘机质量大，因惯性导致的系统冲击大，严重影响整机可靠性，研发团队根据工作装置铰点位置信号，调整主泵及主阀控制参数，对缓冲压力实现自动调节。

露天矿山施工粉尘大、载荷重、强度高，设备几乎全天候运转，对可靠性、稳定性、先进性、舒适性、安全性要求都极为严苛。矿用挖掘机工作载荷变化范围大，作业载荷大，载荷变化速度快，重载与恶劣的工况极易造成关键受力部件疲劳损坏，导致整机丧失作业能力。研发团队就大量采集数据，根据仿真状况形成一套自己的算法，解决了关键结构应力集中问题 ，理论疲劳寿命提升60%以上。

焊缝处理的质量，对矿用挖掘机整体质量影响很大，每一个承重点的接口处，一点点小的裂纹、夹杂、气孔、未焊透、未熔合等问题都不能出现。针对大型结构中的大厚度多层多道对接焊缝，研发团队自主开发焊接仿真软件，发明了针对厚板箱体窄间隙的焊接技术，让一次焊接返工率下降80%，冲击韧性提升35~50%。

矿用液压挖掘机作业负载具有极大的突变性，传统控制方式无法对工况进行识别，发动机和液压系统属于被动调节，严重影响燃油经济性。研发人员运用大量采集的数据，形成了操作意图专家库，这样手柄行程到哪个位置，就可以预测下一步的操作行为，主动增加或者降低发动机转速，避免由于转速被动调节带来的高油耗。

矿用挖掘机设备大，布置传感器数量多，数据采样频率高，在运行过程中以及全生命周期内积累了海量的运行数据。研发人员基于这些海量数据，通过对比分析，研发了重载矿用液压挖掘机监测诊断与安全保护系统，这样就可以提前做好预判，尽量减少维修保养的频次。

从2019年开始，上述关键技术应用到了徐工70吨至700吨级矿用液压挖掘机并实现批量销售，推动了大型矿用液压挖掘机的进口替代，解决了露天矿企业采购成本高、使用成本高的难题。目前，应用这些技术的系列挖掘机产品批量出口到巴西淡水河谷、厄瓜多尔米拉多铜矿、印尼青山镍矿项目等工地，进入了全球高端矿山市场，实现了我国重载矿用挖掘机从“跟跑”到“领跑”的跨越。

本篇文章转自汉风号