Nowoczesna wiertnica eksploatowana w KGHM

fot. Bosch Rexroth

Intensywny rozwój elektroniki w technice hydraulicznych sterowań maszyn mobilnych pozwala na doskonalenie konstrukcji maszyn górniczych. Zastosowanie elementów układów hydraulicznych, które mogą być sterowane za pomocą sieci CANopen, pozwala na usunięcie („wyprowadzenie“) z kabiny operatora rozdzielaczy hydraulicznych. Wykorzystano takie rozwiązanie w projektowaniu grupy specjalistycznych maszyn górniczych.

Pierwszym modelem została wiertnica rdzeniowa typu RTCD-18. Jej projekt oraz prototyp został wykonany w Oddziale Produkcyjno – Remontowym Biura Handlowego „Ruda”. Wóz wiertniczy typu RTCD–18 jest przeznaczony do wiercenia w wyrobiskach niewęglowych i niemetanowych podziemnych zakładów górniczych. Wiercenie otworów (rdzeniowych lub pełnym przekrojem) w górotworze wykonuje się metodą obrotową z przepłuczką. Wiercone otwory rdzeniowe umożliwiaja pobranie próbki skały z wyciągniętego po wierceniu rdzenia. Zbadane próbki pozwalają na określenie m.in. okruszcowania złoża oraz jego miąższości, dzięki czemu górnicy zdobywają wiedzę dotyczącą kierunku prowadzenia dalszej eksploatacji.

Rys 1. Złożenie modelu 3D

Rys. 2. Wiertnica RTCD-18	Rys. 3. Wysięgnik wozu wierącego

Układ roboczy maszyny jest napędzany silnikiem elektrycznym o mocy P=22 kW, zaś układ hydrauliczny zasilany jest za pomocą pompy napędzanej silnikiem spalinowym. Układ sterowania kinematyką zespołu roboczego wiertnicy jest optymalnie dostosowany do warunków ergonomii oraz intuicji operatora maszyny.

Do monitorowania wartości parametrów układu służą dwa wyświetlacze DI 3 firmy Bosch Rexroth umieszczone w klimatyzowanej kabinie po lewej i prawej stronie operatora. Każdy z monitorów przypisany jest do odpowiedniego drążka sterowniczego (joystick-a) obsługiwanego przez operatora lewą lub prawą ręką. Podczas przejazdów wiertnicy oba monitory pełnią rolę „lusterek” wyświetlając obraz lewej i prawej strony maszyny Przyciskami manipulatorów wybiera się poszczególne zestawy sekwencji ruchów, zaś w „przewijanym menu” wyświetlacza dostępne są funkcje odpowiednich osi joystick-ów. Obraz podglądu funkcji ma postać trójwymiarowej animacji przedstawiającej ruchy zespołu roboczego związane odpowiednio z lewym i prawym joystickiem oraz monitorem. Wymienione funkcje sprawiają, że jest to wyjątkowo intuicyjne połączenie komunikacyjne maszyna-operator.

Wykorzystanie sieci CAN-BUS do sterowania pozwoliło na wykonanie układu hydraulicznego z elementami rozproszonymi, tj. rozdzielacze i zawory zlokalizowano w pobliżu elementów wykonawczych. Rozwiązanie takie pozwala w znacznym stopniu wpłynęło na zmniejszenie liczby przewodów hydraulicznych prowadzonych wzdłuż ruchomych elementów zespołu roboczego. Natomiast przeniesienie rozdzielaczy i zaworów z kabiny operatora wyeliminowało emisję ciepła, tym samym operator pracuje w kabinie klimatyzowanej, komfortowej czyli w warunkach doskonałych.

Rys. 4. Wnętrze kabiny operatora	Rys. 5. Wyświetlacz DI3

Rozwój techniki hydraulicznej pozwolił na budowę systemów sterowania za pomocą EPM (Elektronik Pilot Module), które są nabudowane na rozdzielaczach M4-12 firmy Bosch Rexroth.

Rys. 6. Rozdzielacz M4-12

W skład układu hydraulicznego wchodzi m.in.: sześć pomp zębatych o różnej wydajności, pięć rozdzielczy, siedem silników hydraulicznych oraz kilkanaście siłowników.

Maszyna działa w systemie CAN-BUS, który jest wykorzystany jako centralna magistrala komunikacyjna do sterowania i przesyłania informacji dotyczących parametrów stanu oraz pracy mechanizmów maszyny podłączonych do sterownika RC (Rexroth Controller) zaprogramowanego w środowisku BODAS.

Współpraca inżynierów Biura Handlowego Ruda oraz firmy Bosch Rexroth zaowocowała zbudowaniem bardzo funkcjonalnej, a zarazem nowoczesnej wiertnicy rdzeniowej, której konstrukcja może posłużyć za dobry przykład wyznaczania kierunków rozwoju maszyn górniczych.

Bosch Rexroth Sp. z o.o. jest wiodącym specjalistą w zakresie napędów i sterowań. Pod markę Rexroth firma  oferuje ponad 500.000 klientom kompleksowe rozwiązania obejmujące napędy, sterowania i regulacje. Bosch Rexroth jest partnerem w aplikacjach do maszyn samojezdnych i przemysłowych oraz urządzeń wykorzystujących odnawialne źródła energii. Bosch Rexroth jako The Drive & Control Company opracowuje, produkuje i sprzedaje swoje komponenty i systemy w ponad 80 krajach. Przedsiębiorstwo należące do Grupy Bosch zatrudniające 35.300 pracowników osiągnęło w roku 2010 przychody w wysokości ponad 5 mld euro.

Kontakt dla czytelników:
Arkadiusz Gierczak
tel: +48 71 364 7328
arkadiusz.gierczak@boschrexroth.pl

Więcej informacji na stronie: www.boschrexroth.pl