A4VSO axis piston variable pump giải pháp sáng tạo trong lĩnh vực tàu ngoài khơi / tàu biển

Khi sự phát triển của tài nguyên biển tiếp tục tiến vào các khu vực nước sâu, thiết bị biển có các yêu cầu ngày càng cao hơn về độ tin cậy, hiệu quả năng lượng và trí thông minh của các hệ thống thủy lực. Với hiệu suất tuyệt vời, máy bơm piston thủy lực A4VSO Series đã trở thành một thành phần năng lượng chính trong trường đóng tàu ngoài khơi toàn cầu. Bài viết này sẽ phân tích toàn diện các đặc điểm kỹ thuật của máy bơm biến A4VSO Axial Piston, các ứng dụng điển hình của nó trong lĩnh vực đóng tàu biển, giải pháp tích hợp hệ thống và xu hướng phát triển trong tương lai, cung cấp tài liệu tham khảo chuyên nghiệp cho người dùng trong ngành.

Ưu điểm kỹ thuật của máy bơm piston trục A4VSO

Bơm piston trục thủy lực A4VSO thể hiện mức độ tiên tiến của công nghệ truyền thủy lực vòng mở hiện tại. Cấu trúc bơm piston trục biến đổi của nó với thiết kế tấm swash đặc biệt phù hợp với nhu cầu về áp suất cao, dòng chảy lớn và điều kiện tải biến đổi trong lĩnh vực của các tàu ngoài khơi. Loạt máy bơm này áp dụng cấu trúc tấm swash sáng tạo, và dòng chảy tỷ lệ thuận với tốc độ và sự dịch chuyển của ổ đĩa. Bằng cách điều chỉnh độ nghiêng của tấm swash, việc điều khiển biến đổi bước đạt được, cung cấp các khả năng điều chỉnh năng lượng chính xác cho các hoạt động kỹ thuật ngoài khơi phức tạp.

Bơm piston Axial A4VSO có các thông số hiệu suất tuyệt vời, cho phép áp suất làm việc liên tục là 280 bar và áp suất cực đại lên tới 400 bar, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu nghiêm ngặt của thiết bị vận hành biển sâu cho các hệ thống thủy lực áp suất cao. Thiết kế tiếng ồn thấp của nó giúp cải thiện đáng kể môi trường làm việc của phòng máy của tàu, trong khi các đặc tính hấp thụ dầu được tối ưu hóa đảm bảo cung cấp dầu ổn định trong điều kiện rung chuyển của tàu. Điều đặc biệt đáng nói là loạt máy bơm này có tuổi thọ cực kỳ dài. Các cặp ma sát của nó áp dụng công nghệ xử lý bề mặt tiên tiến và ghép đôi vật liệu, chẳng hạn như sự kết hợp tối ưu của đồng thau Mangan HMN58-3 và 20CRMNTI thép hợp kim, giúp cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn của các thành phần chính.

Hiệu quả cao và thiết kế độ tin cậy là khả năng cạnh tranh cốt lõi của loạt A4VSO. Cơ thể bơm áp dụng thiết kế ổ đĩa qua trục, có thể được lắp đặt với máy bơm bánh răng bổ sung hoặc máy bơm pít tông có cùng đặc điểm kỹ thuật dịch chuyển, nhận ra bố cục mật độ công suất cao trong một không gian nhỏ gọn. Trục ổ đĩa có thể hấp thụ cả tải trọng trục và hướng tâm, giảm nhu cầu về các cấu trúc hỗ trợ bổ sung. Để đáp ứng các nhu cầu đặc biệt của các ứng dụng ngoài khơi, chúng tôi đã phát triển sản phẩm loại "F2" phù hợp với phương tiện thủy lực chống cháy nước HFC Water-ethylene Glycol. Mô hình này không yêu cầu xả ổ trục bên ngoài, đơn giản hóa đường ống hệ thống và đặc biệt phù hợp với các nền tảng ngoài khơi và các ứng dụng tàu nơi có nguy cơ hỏa hoạn.

Sự đổi mới công nghệ của loạt A4VSO cũng được phản ánh trong khả năng kiểm soát thông minh của nó. Bằng cách tích hợp bộ điều khiển thủy lực điện với van tỷ lệ phản ứng cao hoặc van servo, máy bơm có thể đạt được phản ứng động ở mức độ lớn, rất quan trọng đối với tời ngoài khơi và hệ thống bù nặng đòi hỏi phải điều chỉnh nhanh. Bộ điều khiển thủy lực DS2R mới nhất áp dụng công nghệ van tỷ lệ đáp ứng tần số cao 4WRPH, không chỉ cải thiện độ chính xác của kiểm soát, mà còn giảm bộ lọc xếp chồng thông qua thiết kế đơn giản hóa, giảm nguy cơ ô nhiễm hệ thống và giúp bảo trì dễ dàng hơn.

Về mặt vật liệu và quy trình sản xuất, bơm piston trục A4VSO áp dụng một số công nghệ độc quyền. Cặp ma sát của giày trượt và tấm swash được thiết kế bằng phương pháp hỗ trợ áp suất tĩnh và phương pháp lực kẹp còn lại để đảm bảo hình thành màng dầu bôi trơn ổn định trong điều kiện áp suất cao; Thân máy pít -tông và xi lanh được khớp với thiết kế rãnh cân bằng áp suất để tối ưu hóa điều khiển giải phóng mặt bằng (thường là một phần nghìn đường kính pít tông), không chỉ làm giảm rò rỉ bên trong mà còn tránh được nguy cơ dính. Cơ chế tấm van đã được tối ưu hóa để chống chế độ và kết hợp với con dấu trục PTFE được gia cố, cải thiện đáng kể độ ổn định vận hành của máy bơm trong điều kiện chứa khí.

Bảng: Các tham số hiệu suất chính của máy bơm piston trục Rexroth A4VSO

Thiết kế chống ăn mòn cho môi trường ngoài khơi cũng là một tính năng đáng chú ý của loạt A4VSO. Cảm biến góc đơn vị AWXF Axial tuân thủ theo IP67 có thể chịu được sự ăn mòn trong môi trường phun muối cao, đảm bảo hoạt động đáng tin cậy lâu dài trong điều kiện biển khắc nghiệt. Các thành phần chính của máy bơm được làm bằng thép không gỉ và vật liệu thép chịu nhiệt, chẳng hạn như thép không gỉ song công được chỉ định trong các tiêu chuẩn GB/T20878-2007 và GB/T21833-2008, có thể chống lại sự ăn mòn của nước biển.

Khái niệm thiết kế mô -đun của máy bơm piston trục A4VSO cung cấp cho người dùng các khả năng cấu hình hệ thống rất linh hoạt. Bằng cách chọn các thiết bị điều khiển khác nhau (RC92055, RC92060, v.v.), các chiến lược kiểm soát khác nhau như bù áp lực, độ nhạy tải và công suất không đổi có thể được điều chỉnh để đáp ứng nhu cầu khác biệt của các bộ truyền động khác nhau của tàu ngoài khơi. Thiết kế mô-đun này không chỉ đơn giản hóa việc tích hợp hệ thống, mà còn rút ngắn đáng kể thời gian vận hành tại chỗ, điều này đặc biệt quan trọng đối với các dự án đóng tàu với lịch trình chặt chẽ.

Các ứng dụng điển hình trong đóng tàu ngoài khơi

Là thành phần năng lượng cốt lõi của thiết bị biển hiện đại, máy bơm piston trục thủy lực đóng vai trò không thể thay thế trong các tàu kỹ thuật biển khác nhau. Với áp lực cao, hiệu quả cao và độ tin cậy, loạt A4VSO đã trở thành giải pháp năng lượng thủy lực ưa thích cho các nền tảng vận hành biển sâu, tàu kỹ thuật đặc biệt và thiết bị phát triển tài nguyên biển. Loạt máy bơm này có một loạt các ứng dụng trong lĩnh vực kỹ thuật hàng hải, từ máy móc boong cơ bản đến các hệ điều hành dưới nước phức tạp và có thể cung cấp sản lượng điện phù hợp.

Bồi thường tích cực (AHC)

Trong các hoạt động chuyển đổi và chuyển giao nhân sự của các tàu kỹ thuật hàng hải, bồi thường chuyển động của tàu là một công nghệ quan trọng để đảm bảo an toàn cho các hoạt động. Sự kết hợp của bơm pít-tông trục A4VSO và bộ điều khiển thủy lực DS2R tạo thành lõi của hệ thống bù hoạt động hoạt động tiên tiến nhất (AHC). Hệ thống theo dõi trạng thái chuyển động của tàu trong thời gian thực và tự động điều chỉnh tốc độ tời để giữ cho tải trọng tương đối tĩnh. Các đặc tính đáp ứng động cao của bơm A4VSO (sử dụng van tỷ lệ đáp ứng tần số cao 4WRPH) có thể đạt được điều hòa mô-men xoắn ở mức độ nghìn giây, đảm bảo hệ thống bù duy trì kiểm soát chính xác trong điều kiện sóng thay đổi liên tục.

Hệ thống AHC hoạt động theo nguyên tắc công nghệ kiểm soát thứ cấp. Bơm A4VSO có thể hoạt động như một máy bơm và động cơ trong hệ thống, quản lý hiệu quả các thay đổi mô -men xoắn của ổ tời. Khi con tàu tăng lên, máy bơm chuyển đổi năng lượng thủy lực thành năng lượng cơ học để điều khiển tời để quay trong cáp; Khi con tàu hạ xuống, hệ thống chuyển sang chế độ động cơ và thu hồi năng lượng tiềm năng tải thông qua bộ tích lũy thủy lực. Theo dữ liệu đo lường, thiết kế này có thể phục hồi và sử dụng lại 70% năng lượng được cài đặt của hệ thống, giảm đáng kể mức tiêu thụ nhiên liệu. Máy bơm A4VSO có sẵn trong cả cấu hình mạch mở (A4VSO) và mạch kín (A4VSG), cung cấp tính linh hoạt cho các hệ thống bù có kích thước khác nhau, từ thuyền làm việc nhỏ đến bán công tắc lớn.

Trong lĩnh vực thăm dò dầu biển sâu, hệ thống AHC đặc biệt quan trọng đối với các hoạt động lắp đặt thiết bị dưới nước. Thông qua tời bồi thường tích cực được điều khiển bởi máy bơm Rexroth A4VSO, một vài tấn thiết bị sản xuất dưới nước có thể được hạ thấp xuống biển sâu hàng ngàn mét, tránh nguy cơ va chạm thiết bị do chuyển động của tàu trong các phương pháp nâng truyền thống. Cảm biến góc xoay AWXF (mức bảo vệ IP67) được trang bị hệ thống đảm bảo phản hồi tín hiệu đáng tin cậy trong điều kiện biển khắc nghiệt và phạm vi thích ứng độ nhớt lớn của chính máy bơm (không cần kiểm soát độ nhớt chất lỏng nghiêm ngặt) đơn giản hóa việc duy trì hệ thống hàng ngày.

Hệ thống tời ngoài khơi và cần cẩu

Hệ thống tời nặng của các tàu kỹ thuật ngoài khơi đặt ra nhu cầu cực kỳ cao đối với năng lượng thủy lực, phải đáp ứng các yêu cầu của đầu ra mô-men xoắn cao tức thời và khả năng điều khiển vi mô tốt. Áp suất đánh giá 350bar và công suất áp suất cực đại 400bar của bơm piston trục A4VSO làm cho nó trở thành một nguồn năng lượng lý tưởng cho các hoạt động neo, kéo và nâng biển sâu. Quy định dòng chảy của máy bơm cho phép tời duy trì tốc độ rút lại và giải phóng ổn định trong các điều kiện tải khác nhau, trong khi thiết kế nhiễu thấp giúp cải thiện môi trường làm việc của phi hành đoàn.

Trong lĩnh vực các nền tảng khoan tự vận chuyển, hệ thống nâng nền tảng được điều khiển bởi máy bơm A4VSO chịu trách nhiệm nâng và ổn định cơ thể nền tảng nặng hàng trăm tấn. Thông qua việc thiết kế một hệ thống thủy lực với nhiều máy bơm song song và thuật toán điều khiển đồng bộ chính xác, việc nâng đồng bộ chân nền được đảm bảo để tránh nồng độ ứng suất cấu trúc. Các công ty trong nước như Keda thủy lực cũng đã phát triển các hệ thống thủy lực tương tự cho các nền tảng nâng ra nước ngoài, nhưng loạt A4VSO của Rexroth vẫn duy trì lợi thế hàng đầu về mức độ áp lực và độ tin cậy, đặc biệt là trong các ứng dụng áp suất cao trên 350 bar.

Các thiết bị nghiên cứu khoa học rút lại và phóng hệ thống của các tàu khảo sát biển sâu. Cho dù đó là bộ lấy mẫu nước CTD, máy ảnh dưới biển sâu hoặc thiết bị rút lại và khởi động ROV, hệ thống thủy lực cần cung cấp công suất mịn để tránh thiệt hại va chạm khi thiết bị đi vào nước nhanh chóng. Chỉ báo góc và chỉ báo vị trí lắp đặt của tấm SWASH cung cấp một tham chiếu trực quan cho việc vận hành và bảo trì hệ thống, trong khi thiết kế qua ổ đĩa tạo điều kiện cho việc tích hợp các nguồn bơm phụ trợ và cung cấp nguồn dầu độc lập cho bộ phận điều khiển hệ thống.

Hệ thống lái và hệ thống lái biển

Trong lĩnh vực các tàu kỹ thuật đặc biệt, các hệ thống đẩy thủy lực được ưa chuộng cho bố cục linh hoạt và phạm vi điều chỉnh tốc độ rộng. Là nguồn năng lượng thủy lực chính, bơm piston trục A4VSO đạt được điều chỉnh bước của động cơ đẩy từ 0 đến tốc độ tối đa thông qua điều khiển thay đổi, đặc biệt phù hợp với điều kiện làm việc đòi hỏi thay đổi tốc độ thường xuyên và quay ngược và quay ngược, chẳng hạn như tàu kéo và nạo vét. Tỷ lệ công suất/trọng lượng cao của máy bơm tối ưu hóa phân phối tải của tàu, trong khi tuổi thọ dài của nó làm giảm chi phí bảo trì trong suốt vòng đời.

Hệ thống lái tàu có các yêu cầu cực kỳ cao về độ tin cậy của công suất thủy lực, liên quan trực tiếp đến an toàn điều hướng. Khả năng thiết kế dự phòng của máy bơm A4VSO (thông qua nhiều máy bơm song song) đáp ứng các yêu cầu của các xã hội phân loại quốc tế để sao lưu hệ thống quan trọng. Thời gian phản hồi ngắn của máy bơm đảm bảo rằng lưỡi lái phản ứng nhanh chóng với các lệnh lái, trong khi chức năng điều khiển bù áp suất duy trì hiệu ứng bánh lái không đổi ở các tốc độ khác nhau. Đối với các tàu thân thiện với môi trường sử dụng công nghệ thủy lực nước, Rexroth cũng có thể cung cấp các mô hình đặc biệt phù hợp với phương tiện truyền thông nước biển, đáp ứng các yêu cầu tiêu chuẩn của máy bơm piston trục thủy lực GB/T38045-2019.

Trong Hệ thống định vị động (DP), máy bơm A4VSO cung cấp công suất chính xác cho bộ đẩy và thiết bị lái, và hợp tác với GPS và cảm biến gió và sóng để tự động duy trì vị trí của tàu. Chức năng điều khiển nhạy cảm tải của máy bơm có thể tự động điều chỉnh lưu lượng đầu ra theo nhu cầu thực tế để tránh mất năng lượng không cần thiết, điều này đặc biệt quan trọng đối với các tàu kỹ thuật ngoài khơi cần phải đóng quân trong một thời gian dài. Chức năng giám sát sức khỏe tích hợp của hệ thống có thể đánh giá tình trạng hao mòn của máy bơm trong thời gian thực, cảnh báo về những thất bại tiềm ẩn trước và giảm thiểu rủi ro thời gian chết bất ngờ trong các hoạt động ngoài khơi.

Hệ thống điện thiết bị hoạt động dưới nước

Với sự tăng cường phát triển tài nguyên dưới biển sâu, nhu cầu về năng lượng thủy lực đối với các robot hoạt động dưới nước khác nhau (ROV) và các khu vực nhỏ có người lái đang tăng lên. Thiết kế nhỏ gọn và mật độ công suất cao của bơm piston trục A4VSO làm cho nó trở thành một lựa chọn lý tưởng cho các hệ thống thủy lực trong thiết bị nước sâu. Điện trở áp suất cao của máy bơm cho phép nó đối phó với môi trường khắc nghiệt ở độ sâu hàng ngàn mét, trong khi thiết kế niêm phong đặc biệt ngăn ngừa sự cố bôi trơn do xâm nhập nước biển.

Trong các dự án như rãnh tàu ngầm và đặt đường ống, các công cụ thủy lực dưới nước đòi hỏi một nguồn dầu áp suất cao đáng tin cậy. Máy bơm A4VSO cung cấp năng lượng thông qua một rốn nước sâu để điều khiển các loại động cơ thủy lực, xi lanh và khớp quay khác nhau. Mô hình dịch chuyển lớn của máy bơm (A4VSO500) có thể đáp ứng các yêu cầu dòng chảy lớn, trong khi giải pháp song song đa bơm cung cấp dự phòng hệ thống. Đối với các vùng nước có hàm lượng cát cao, hệ thống lọc tăng cường của máy bơm và các cặp ma sát chống mài mòn sẽ mở rộng đáng kể khoảng thời gian bảo trì và giảm chi phí vận hành.

Ngành năng lượng tái tạo biển cũng đã đưa ra nhu cầu mới đối với máy bơm piston trục thủy lực. Trong các thiết bị phát điện sóng, bơm A4VSO là thành phần cốt lõi của chuyển đổi năng lượng, chuyển đổi chuyển động đối ứng của thân nổi thành một luồng dầu áp suất cao để điều khiển máy phát. Các đặc điểm phản ứng nhanh của máy bơm thích ứng với chuyển động không đều của sóng, trong khi chức năng thu hồi năng lượng giúp cải thiện hiệu quả chuyển đổi tổng thể. Các nguyên tắc tương tự cũng được áp dụng cho hệ thống năng lượng thủy lực của các trạm năng lượng thủy triều, cho thấy tiềm năng ứng dụng của chuỗi A4VSO trong lĩnh vực năng lượng xanh.

Bảng: Các ứng dụng chính và yêu cầu kỹ thuật của máy bơm A4VSO trong các tàu ngoài khơi

Khi kỹ thuật biển phát triển theo hướng thông minh, giao diện kỹ thuật số của máy bơm piston trục A4VSO cung cấp nhiều khả năng hơn cho tích hợp hệ thống. Thông qua giao thức Canopen hoặc EtherCAT, các thông số vận hành của máy bơm có thể được tải lên hệ thống quản lý thông minh của tàu trong thời gian thực, thực hiện giám sát tập trung và lập lịch tối ưu hóa toàn bộ hệ thống thủy lực của tàu. Khả năng kỹ thuật số này không chỉ cải thiện hiệu quả hoạt động mà còn cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho bảo trì phòng ngừa, đại diện cho định hướng phát triển trong tương lai của công nghệ thủy lực biển.

Tích hợp hệ thống và thực hành kỹ thuật

Việc áp dụng thành công bơm piston trục thủy lực Rexroth A4VSO trong lĩnh vực đóng tàu ngoài khơi đòi hỏi phải xem xét toàn diện các yếu tố vòng đời đầy đủ như thiết kế hệ thống, lắp đặt và vận hành và quản lý bảo trì. Các giải pháp tích hợp hệ thống tuyệt vời có thể tối đa hóa các lợi thế kỹ thuật của máy bơm A4VSO trong khi đáp ứng các yêu cầu đặc biệt của môi trường biển. Phần này sẽ thảo luận chi tiết về các công nghệ tích hợp chính và thực tiễn kỹ thuật điển hình của máy bơm A4VSO trong các hệ thống thủy lực ngoài khơi.

Nguyên tắc thiết kế và cấu hình hệ thống thủy lực

Những cân nhắc chính trong thiết kế các hệ thống thủy lực tàu ngoài khơi là độ tin cậy và khả năng thích ứng môi trường. Các hệ thống dựa trên máy bơm piston trục A4VSO thường áp dụng một khái niệm thiết kế mô -đun và định cấu hình các đơn vị bơm của các thông số kỹ thuật khác nhau theo loại tàu và yêu cầu vận hành. Đối với các hệ thống quan trọng như AHC (bồi thường tích cực) và DP (định vị động), phải áp dụng thiết kế dự phòng, thường được cấu hình ở chế độ "N+1", nghĩa là, một bộ bơm dự phòng có thể được tự động cắt vào khi bơm chính bị hỏng. Tính năng qua ổ đĩa của bơm A4VSO cho phép nhiều đầu bơm được kết nối nối tiếp trên cùng một trục ổ đĩa, cung cấp các nguồn dầu độc lập cho các hệ thống con với các yêu cầu áp suất khác nhau. Thiết kế này tiết kiệm đáng kể không gian lắp đặt và đặc biệt phù hợp cho các phòng động cơ tàu bị hạn chế không gian.

Lựa chọn trung bình là một điểm quan trọng khác trong thiết kế của các hệ thống thủy lực ngoài khơi. Đối với các ứng dụng thông thường, dầu khoáng vẫn là lựa chọn đầu tiên, với hiệu suất bôi trơn và khả năng tương thích hệ thống trưởng thành nhất; Mặc dù đối với các khu vực có yêu cầu phòng cháy chữa cháy như nền tảng khoan, phải chọn các phương tiện chống cháy như HFC Water-Ethylene Glycol. Sản phẩm loại F2 của Rexroth A4VSO được tối ưu hóa đặc biệt cho phương tiện truyền thông HFC, mà không cần phải xả ổ trục bên ngoài, đơn giản hóa đường ống hệ thống. Điều đáng chú ý là khi sử dụng phương tiện truyền thông HFC, cần phải tuân thủ nghiêm ngặt độ chính xác lọc được đề xuất của nhà sản xuất (thường là 10μM) và chu kỳ bảo trì, bởi vì hiệu suất bôi trơn của phương tiện truyền thông nước tương đối kém và nhạy cảm hơn với ô nhiễm.

Mức áp lực hệ thống cần phải cân bằng các yêu cầu hiệu suất và các yếu tố chi phí. Áp suất định mức của bơm A4VSO có thể đạt đến 350 bar, nhưng áp suất làm việc của hệ thống thực tế nên được xác định theo các đặc tính tải. Đối với các hệ thống động như bù sóng, thiết kế áp suất cao có lợi cho việc cải thiện tốc độ phản hồi và độ chính xác kiểm soát; Trong khi đối với máy móc boong thông thường, áp suất làm việc 280 thanh có thể kinh tế hơn. Tác động của sốc áp lực cũng nên được xem xét trong thiết kế hệ thống, và các bộ tích lũy và van giảm áp lực phải được cấu hình đúng để bảo vệ máy bơm và các bộ phận khác khỏi thiệt hại búa nước.

Công nghệ chính để cài đặt và vận hành

Việc cài đặt cơ học của bơm piston trục A4VSO phải tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật của nhà sản xuất. Kích thước mở rộng mặt bích và trục của máy bơm tuân thủ các tiêu chuẩn GB/T2353-2005, đảm bảo khả năng tương thích với tất cả các loại máy động lực chính. Đặc biệt chú ý đến độ chính xác tập trung trong quá trình cài đặt. Nên sử dụng dụng cụ định tâm laser để đảm bảo độ lệch trục ổ đĩa nằm trong khoảng 0,05mm. Tải trọng xuyên tâm hoặc trục quá mức sẽ rút ngắn đáng kể tuổi thọ mang. Vị trí lắp đặt máy bơm cũng cần được lựa chọn cẩn thận. Mô hình F2 có thể bỏ qua xả ổ trục bên ngoài khi được cài đặt theo các hướng nhất định, nhưng các mô hình khác có thể cần xem xét sự sắp xếp của đường thoát dầu trường hợp.

Kết nối cổng dầu là một liên kết khác đòi hỏi sự chú ý đặc biệt. Cổng dầu của máy bơm A4VSO áp dụng các luồng số liệu và niêm phong vòng chữ O theo tiêu chuẩn GB/T2878.1-2011. Hình thức niêm phong chính xác và mô -men xoắn thắt chặt phải được sử dụng trong quá trình cài đặt. Thiết kế của đường hút rất quan trọng đối với hiệu suất của máy bơm. Nó phải đảm bảo rằng áp suất tuyệt đối tại đầu vào bơm không nhỏ hơn 0,8 bar (để tránh xâm thực) ở nhiệt độ hoạt động cao nhất và không vượt quá giới hạn trên là 30 bar. Đối với các ứng dụng biển, xem xét các tác động của cuộn và cao độ, bố cục của bể dầu và bộ lọc hút phải đảm bảo rằng máy bơm có thể có được nguồn cung cấp dầu ổn định trong mọi điều kiện vận hành.

Việc tích hợp điện của hệ thống cũng không nên bỏ qua. Phiên bản điều khiển tỷ lệ hoặc điều khiển servo của bơm A4VSO yêu cầu ổ tín hiệu điện chính xác và cáp được bảo vệ phải được sử dụng và tránh xa các nguồn nhiễu điện từ mạnh. Mức bảo vệ IP67 của bộ điều khiển thủy lực DS2R cho phép nó thích ứng với môi trường biển ẩm, nhưng hộp nối vẫn yêu cầu các biện pháp phun chống muối bổ sung. Trong giai đoạn vận hành, áp suất hệ thống sẽ được tăng dần và đường cong hiệu suất của bơm phải được xác minh bằng cảm biến áp suất và đồng hồ đo lưu lượng để đảm bảo rằng hiệu quả thể tích và hiệu suất tổng đáp ứng các chỉ số thiết kế (thường>> 90%).

Chiến lược bảo trì và khắc phục sự cố

Bảo trì phòng ngừa là chìa khóa để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy lâu dài của bơm piston trục A4VSO. Do các đặc điểm của môi trường biển, các khoảng thời gian bảo trì thường ngắn hơn các hệ thống trên bờ, đặc biệt là đối với các hệ thống quan trọng như AHC và điều khiển đẩy. Bảo trì thường xuyên bao gồm kiểm tra thường xuyên độ sạch của dầu (mức NAS mục tiêu), chênh lệch áp suất lọc và mức độ rung/độ rung của bơm. Rexroth khuyến nghị kiểm tra hiệu suất toàn diện của máy bơm, bao gồm đánh giá điều kiện hiệu quả thể tích và điều kiện mang, cứ sau 2.000 giờ hoạt động hoặc 6 tháng (tùy theo điều kiện nào đến trước).

Quản lý dầu đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng ngoài khơi. Ngoài kiểm soát ô nhiễm thông thường, cần chú ý đặc biệt đến hàm lượng nước (đối với hệ thống dầu khoáng) và độ ổn định nồng độ (đối với phương tiện truyền thông HFC). Mặc dù bơm A4VSO có thể thích ứng với một loạt các độ nhớt chất lỏng, những thay đổi mạnh mẽ về tính chất dầu vẫn sẽ dẫn đến giảm hiệu quả và tăng hao mòn. Khi hoạt động trong vùng nước nhiệt đới, nhiệt độ cao có thể làm cho độ nhớt của dầu thấp hơn giá trị được khuyến nghị. Tại thời điểm này, bạn nên xem xét chuyển sang dầu độ nhớt cao hơn hoặc lắp đặt bộ làm mát dầu; Khi hoạt động ở các vùng cực, bạn cần chú ý đến các vấn đề khởi động nhiệt độ thấp và bạn có thể cần phải trang bị một hệ thống làm nóng dầu.

Chẩn đoán lỗi, các hệ thống A4VSO hiện đại thường tích hợp nhiều loại cảm biến để theo dõi vị trí góc xoay của máy bơm, áp suất vỏ, nhiệt độ và các thông số khác trong thời gian thực. Bằng cách phân tích xu hướng thay đổi của các dữ liệu này, các vấn đề tiềm ẩn như hao mòn tấm van hoặc bất thường dép có thể được xác định sớm. Phân tích rung cũng là một công cụ chẩn đoán hiệu quả. GB/T16301-2008 cung cấp một tiêu chuẩn đánh giá cho cường độ rung của động cơ phụ trợ tàu. Khi mức độ rung của bơm A4VSO tăng đáng kể, nó thường chỉ ra sự thất bại của cặp ổ trục hoặc ma sát.

Phân tích trường hợp kỹ thuật điển hình

Dự án nâng cấp hệ thống khoan AHC bán chảy AHC đã chứng minh giá trị kỹ thuật của máy bơm A4VSO. Hệ thống bù Heave ban đầu của một nền tảng lão hóa đã thông qua bộ điều khiển DS1, có tốc độ phản hồi chậm và mức tiêu thụ năng lượng cao. Sau khi chuyển đổi sử dụng bộ điều khiển DS2R và nhóm bơm A4VSO250DR, thời gian đáp ứng của hệ thống đã được rút ngắn 40%, mức tiêu thụ năng lượng đã giảm 30%và phần lớn năng lượng hạ thấp được thu hồi thông qua bộ tích lũy thủy lực. Hệ thống sửa đổi cải thiện đáng kể sự an toàn của các hoạt động khoan nước sâu, đặc biệt là hoạt động tốt trong điều kiện biển bất lợi trong mùa gió mùa ở Biển Đông.

Hệ thống thủy lực tàu nghiên cứu cho thấy tính linh hoạt cấu hình của bơm A4VSO. Một tàu nghiên cứu cực mới được xây dựng sử dụng bốn máy bơm A4VSO180 để tạo thành một trạm thủy lực trung tâm để cung cấp năng lượng cho tời, khung A, bộ đẩy và thiết bị lái. Hệ thống áp dụng chiến lược điều khiển nhạy cảm với tải để điều chỉnh động sản lượng bơm theo nhu cầu thực tế của từng bộ truyền động, tiết kiệm hơn 25% năng lượng so với hệ thống áp suất không đổi truyền thống. Hiệu suất khởi động nhiệt độ thấp của máy bơm đã được tối ưu hóa đặc biệt để đảm bảo hoạt động đáng tin cậy trong môi trường -30 ° C, đáp ứng các nhu cầu đặc biệt của các cuộc thám hiểm cực.

FPSO (lưu trữ và giảm tải sản xuất nổi) cho thấy độ bền của bơm A4VSO trong môi trường khắc nghiệt. Một FPSO trong vùng biển Brazil sử dụng máy bơm A4VSO500 để lái một động cơ thủy lực lớn để truyền dầu thô. Hệ thống đã hoạt động liên tục trong 5 năm mà không cần sửa chữa lớn, và chỉ yêu cầu thay thế thường xuyên các bộ lọc và con dấu. Việc xử lý chống ăn mòn đặc biệt và thiết kế cường độ cao của máy bơm chống ăn mòn từ phun muối cao và dầu thô chứa lưu huỳnh, trong khi hệ thống giám sát từ xa nhận ra việc truyền dữ liệu trạng thái thời gian thực, giảm nhu cầu kiểm tra thủ công.

Bảng: Cân nhắc chính cho tích hợp hệ thống bơm Rexroth A4VSO

Với sự phát triển của công nghệ sinh đôi kỹ thuật số, vận hành và bảo trì thông minh đã trở thành một xu hướng mới trong hệ thống A4VSO. Bằng cách xây dựng một mô hình kỹ thuật số của máy bơm và kết hợp nó với dữ liệu cảm biến thời gian thực, tuổi thọ dịch vụ còn lại có thể được dự đoán và kế hoạch bảo trì có thể được tối ưu hóa. Sau khi một tàu hỗ trợ biển sâu thông qua công nghệ này, thời gian ngừng hoạt động không có kế hoạch của hệ thống thủy lực đã giảm 60%, cải thiện đáng kể hiệu quả hoạt động. Bộ điều khiển mới nhất của Rexroth đã hỗ trợ Giao thức Internet of Things (IIoT) công nghiệp, cung cấp giao diện dữ liệu cho hệ thống thủy lực để xây dựng tàu thông minh, cho thấy sự phát triển liên tục của loạt A4VSO trong thời đại kỹ thuật số.

Khả năng cạnh tranh thị trường và xu hướng ngành công nghiệp

Là thành phần cốt lõi của thiết bị ngoài khơi, mô hình cạnh tranh thị trường và xu hướng phát triển công nghệ của máy bơm piston trục thủy lực ảnh hưởng trực tiếp đến hướng phát triển của toàn bộ ngành kỹ thuật ngoài khơi. Loạt Rexroth A4VSO chiếm một vị trí quan trọng trong thị trường kỹ thuật ngoài khơi toàn cầu với hiệu suất và độ tin cậy kỹ thuật tuyệt vời. Phần này sẽ phân tích sâu sắc những lợi thế cạnh tranh, thách thức và xu hướng phát triển công nghệ trong tương lai của máy bơm A4VSO để cung cấp tài liệu tham khảo chiến lược cho người dùng trong ngành.

Phân tích cảnh quan cạnh tranh thị trường toàn cầu

Thị trường thủy lực ngoài khơi toàn cầu hiện được đặc trưng bởi cạnh tranh độc quyền, với các thương hiệu quốc tế như Rexroth, Parker Hannifin và Kawasaki Heavy Industries thống trị các ứng dụng cao cấp. Sê-ri A4VSO của Rexroth có lợi thế rõ ràng trong thị trường áp suất cao trên 350 bar, đặc biệt là trong các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất động như bồi thường tích cực (AHC), trong đó thị phần của nó vượt quá 60%. Ưu điểm này chủ yếu là do sự tích lũy lâu dài của Van và công nghệ điều khiển servo theo tỷ lệ của Rexroth, cũng như sự hiểu biết sâu sắc của nó về các nhu cầu đặc biệt của kỹ thuật ngoài khơi.

Các doanh nghiệp trong nước Trung Quốc đang bắt kịp với tốc độ tăng tốc và đã tạo ra những bước đột phá trong các khu vực như hệ thống thủy lực cho các nền tảng nâng ngoài khơi. Tuy nhiên, theo các chuyên gia trong ngành, về công nghệ cặp ma sát chính và độ tin cậy áp suất cao, các sản phẩm trong nước vẫn còn 5-10 năm so với cấp độ hàng đầu quốc tế. Các chuyên gia thủy lực từ Kawasaki, Nhật Bản, thậm chí nói thẳng thừng: "Sẽ rất tốt nếu Trung Quốc có thể tìm ra các cặp máy bơm piston trục ma sát trong mười năm", phản ánh độ phức tạp cao của công nghệ thủy lực lõi. Tuy nhiên, với sự gia tăng đầu tư vào nghiên cứu cơ bản trong ngành công nghiệp thủy lực quốc gia, chẳng hạn như đột phá về vật liệu cặp ma sát và công nghệ xử lý bề mặt của Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân và Đại học Tsinghua, khoảng cách này đang dần thu hẹp.

Từ quan điểm của các thị trường khu vực, Châu Âu và Bắc Mỹ vẫn là thị trường lớn nhất cho loạt A4VSO của Rexroth, phù hợp với ngành sản xuất thiết bị ngoài khơi được phát triển của họ; Trong khi khu vực châu Á-Thái Bình Dương, đặc biệt là Trung Quốc và Hàn Quốc, đang trở thành khu vực phát triển nhanh nhất khi sự phát triển của tài nguyên biển tăng lên. Điều đáng chú ý là trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng ngoài khơi dọc theo "vành đai và đường bộ", các tàu kỹ thuật do Trung Quốc sản xuất sử dụng một số lượng lớn các hệ thống thủy lực Rexroth, gián tiếp thúc đẩy sự phổ biến của loạt A4VSO trong các thị trường mới nổi này.

Phân tích khả năng cạnh tranh cốt lõi của sản phẩm

Các rào cản kỹ thuật của bơm piston trục Rexroth A4VSO chủ yếu được phản ánh trong ba khía cạnh: vật liệu và quy trình, khả năng tích hợp hệ thống và thuật toán kiểm soát. Về vật liệu, các cặp ma sát chính của máy bơm A4VSO sử dụng các quá trình ghép vật liệu và xử lý bề mặt đặc biệt. Ví dụ, giày trượt và tấm nghiêng sử dụng sự kết hợp của sắt ZQA19-4 và sắt dẻo QT60-2, và được xử lý đông lạnh và bề mặt nitrit, giúp cải thiện đáng kể khả năng chống mài mòn. Công nghệ độc quyền này đảm bảo tuổi thọ dài của máy bơm dưới áp suất cao 350bar (thường là hơn 20.000 giờ), trong khi hầu hết các sản phẩm của đối thủ cạnh tranh đều có tuổi thọ ngắn hơn 30% trong cùng điều kiện làm việc.

Tối ưu hóa cấp hệ thống là một lợi thế khác biệt khác. Máy bơm A4VSO được thiết kế để phù hợp với các bộ truyền động ngoài khơi khác nhau, chẳng hạn như tích hợp liền mạch với bộ điều khiển DS2R, để đạt được phản ứng động cao của hệ thống bù sóng. Rexroth không chỉ cung cấp một sản phẩm bơm, mà còn là một giải pháp hoàn chỉnh bao gồm các nhóm van điều khiển, cảm biến và phần mềm. "Tư duy hệ thống này" làm giảm đáng kể độ khó tích hợp và rủi ro cho người dùng cuối. Ngược lại, hầu hết các đối thủ cạnh tranh chỉ có thể cung cấp các sản phẩm được tiêu chuẩn hóa và thiếu hỗ trợ chuyên sâu ở cấp độ ứng dụng.

trong hiệu quả năng lượng. Bằng cách tối ưu hóa việc thiết kế tấm phân phối và áp dụng công nghệ cân bằng áp suất tĩnh, hiệu suất thể tích của máy bơm có thể đạt hơn 95%và tổng hiệu suất vượt quá 90%. Đối với các ứng dụng trung bình của HFC, thiết kế loại F2 đặc biệt tránh mất dòng chảy nước ngoài, tiết kiệm khoảng 15% năng lượng so với các giải pháp truyền thống. Với chi phí năng lượng ngày càng tăng ngày nay, lợi thế hiệu quả năng lượng này được chuyển đổi trực tiếp thành lợi ích kinh tế cho người dùng, đặc biệt là trên các nền tảng nước ngoài hoạt động liên tục trong một thời gian dài.

Những thách thức và chiến lược trong ngành

Mặc dù công nghệ hàng đầu của Rexroth, loạt A4VSO vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức thị trường. Đầu tiên là áp suất chi phí, đặc biệt là trong giai đoạn dao động giá dầu dẫn đến thu hẹp đầu tư ngoài khơi, người dùng nhạy cảm hơn với giá thiết bị. Chất lượng cao của máy bơm A4VSO có nghĩa là chi phí cao và nó phải đối mặt với sự cạnh tranh về giá trong một số ứng dụng không yêu cầu hiệu suất cao. Đáp lại, Rexroth tối ưu hóa chi phí thông qua sản xuất địa phương và thiết kế mô -đun, chẳng hạn như ra mắt phiên bản đơn giản hóa với các cấu hình cụ thể cho thị trường châu Á, giảm giá bán trong khi duy trì hiệu suất cốt lõi.

Thay thế công nghệ là một mối đe dọa tiềm năng khác. Các bộ truyền động điện đang bắt đầu thay thế các hệ thống thủy lực trong một số ứng dụng ngoài khơi, đặc biệt là trong các tình huống cần có độ chính xác cao nhưng không có năng lượng. Tuy nhiên, trong các khu vực đòi hỏi mật độ công suất cao và khả năng chống sốc, chẳng hạn như tời biển sâu và hệ thống AHC, công nghệ thủy lực vẫn có những lợi thế không thể thay thế. Chiến lược phản ứng của Rexroth là tích hợp sâu vào máy bơm A4VSO với công nghệ điều khiển điện tử để phát triển một giải pháp lai điện thủy lực kết hợp các lợi thế năng lượng của thủy lực với các đặc tính chính xác của điều khiển điện tử.

An ninh chuỗi cung ứng cũng đã trở thành một cân nhắc quan trọng trong thời kỳ hậu ERA. Tác động của sự gián đoạn vận chuyển quốc tế và biến động nguyên liệu thô đối với việc cung cấp thiết bị thủy lực đã thúc đẩy nhiều người dùng nước ngoài xem xét đa dạng hóa chuỗi cung ứng. Rexroth giảm rủi ro bằng cách triển khai các cơ sở sản xuất và trung tâm hàng tồn kho trên toàn thế giới, đồng thời tăng cường hợp tác chiến lược với các khách hàng chính, như ký các thỏa thuận khung dài hạn với các nhà máy đóng tàu lớn để đảm bảo khả năng cung cấp ưu tiên.

Xu hướng phát triển công nghệ trong tương lai

Trí thông minh và số hóa là hướng phát triển rõ ràng của các hệ thống thủy lực ngoài khơi. Thế hệ tiếp theo của máy bơm A4VSO dự kiến ​​sẽ tích hợp nhiều cảm biến và giao diện truyền thông hơn để đạt được sự thu thập thời gian thực và phân tích dữ liệu trạng thái từ xa. Các thuật toán bảo trì dự đoán dựa trên trí tuệ nhân tạo có thể xác định các lỗi tiềm ẩn trước, chẳng hạn như phát hiện sớm hao mòn tấm phân phối bằng cách phân tích các đặc điểm xung áp lực. Trung Quốc đã bắt đầu cung cấp các bộ điều khiển hỗ trợ các giao thức Internet of Things (IIoT) công nghiệp, đặt nền tảng cho các tàu thông minh và các ứng dụng song sinh kỹ thuật số.

Trong lĩnh vực khoa học vật liệu, các công nghệ phủ mới và quy trình xử lý bề mặt sẽ cải thiện hơn nữa hiệu suất của các cặp ma sát. Nghiên cứu từ Đại học Tsinghua đã chỉ ra rằng lớp phủ nano và lớp phủ carbon giống như kim cương (DLC) có thể làm giảm đáng kể hệ số ma sát và cải thiện khả năng chịu tải của màng dầu. Trong tương lai, máy bơm A4VSO có thể áp dụng các vật liệu tiên tiến này để cho phép áp lực làm việc vượt quá mức 400 thanh và tiếp tục mở rộng tuổi thọ dịch vụ. Các mô hình đặc biệt cho các môi trường khắc nghiệt như nước Bắc Cực và cực sâu cũng sẽ làm phong phú dòng sản phẩm để đáp ứng sự mở rộng của sự phát triển biển sang các khu vực đòi hỏi khắt khe hơn.

Công nghệ thủy lực xanh cũng đáng chú ý. Ngoài khả năng tương thích phương tiện truyền thông HFC hiện tại, Trung Quốc đang phát triển các mô hình bơm dành riêng cho dầu thủy lực phân hủy sinh học để giảm rủi ro môi trường của các hoạt động biển. Công nghệ phục hồi năng lượng cũng sẽ được tăng cường, chẳng hạn như sử dụng năng lượng được phục hồi trực tiếp bởi hệ thống AHC cho lưới điện của tàu thay vì lưu trữ năng lượng thủy lực đơn giản. Khi các quy định môi trường của Tổ chức Hàng hải Quốc tế (IMO) ngày càng nghiêm ngặt, các công nghệ xanh này sẽ trở thành một điểm bán hàng quan trọng cho loạt A4VSO.

Khả năng dịch vụ địa phương. Công ty chúng tôi đang thành lập các trung tâm hỗ trợ kỹ thuật chuyên nghiệp tại các cơ sở kỹ thuật ngoài khơi lớn trên toàn thế giới để cung cấp đầy đủ các dịch vụ từ lựa chọn mô hình và thiết kế đến chẩn đoán lỗi. Tại thị trường Trung Quốc, công ty chúng tôi hợp tác với một số xã hội phân loại để phát triển các giải pháp đáp ứng các tiêu chuẩn địa phương như GB/T38045-2019, trong khi đào tạo các nhóm kỹ thuật địa phương để rút ngắn thời gian phản hồi dịch vụ. Mô hình "Công nghệ toàn cầu + Dịch vụ địa phương" này sẽ giúp loạt A4VSO đạt được một phần lớn hơn trong các thị trường mới nổi.

Bảng: Phân tích SWOT của máy bơm Rexroth A4VSO

Với sự phát triển liên tục của nền kinh tế biển toàn cầu, máy bơm piston trục A4VSO sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực đóng tàu ngoài khơi. Thông qua đổi mới công nghệ liên tục và ứng dụng sâu, loạt A4VSO dự kiến ​​sẽ mở rộng hơn nữa vị trí hàng đầu của mình trong thị trường thủy lực cao cấp, đồng thời thúc đẩy toàn bộ ngành công nghiệp phát triển theo hướng hiệu quả hơn, thông minh hơn và thân thiện với môi trường hơn. Đối với các nhà sản xuất và vận hành thiết bị ngoài khơi, sự hiểu biết sâu sắc về các đặc điểm kỹ thuật và xu hướng ứng dụng của máy bơm A4VSO sẽ giúp đưa ra quyết định sáng suốt hơn trong cạnh tranh thị trường khốc liệt và tối đa hóa giá trị của thiết bị trong suốt vòng đời.