Новое поколение мощных карьерных экскаваторов ОМЗ с реечным напором

Степень изношенности выемочно-погрузочного оборудования на горных предприятиях России в настоящее время превысила 80%. Значительное количество экскаваторов на карьерах и разрезах эксплуатируются более 15 — 20 лет и полностью изношены. Так, только в Кузбассе более 40% машин имеют сверхнормативные сроки службы. Производительность таких физически и морально изношенных экскаваторов на 40...50% ниже, чем у их современных аналогов с той же вместимостью ковша.

Положение усугубляется еще и тем, что вместимость ковша среднесписочного экскаватора на железорудных карьерах и угледобывающих предприятиях практически не изменилась за период с 1995 по 2002 г., в то время как происходило интенсивное увеличение средней грузоподъемности автосамосвалов. Сегодня доля машин грузоподъемностью более 110 т. составляет 77% от общего парка крупнейших железорудных карьеров и 30% на угледобывающих предприятиях.

В результате возникла диспропорция между вместимостью ковша экскаватора и кузова автосамосвала. Нередки случаи, когда погрузка горной массы в автосамосвал грузоподъемностью 120...130 тонн осуществляется экскаватором с вместимостью ковша 6,3...8 м³ за 6...9 циклов, в то время как в мировой практике оптимальным считается вариант с погрузкой в 3...4 цикла. На горных предприятиях появляются проблемы, связанные с неоправданными длительными простоями автосамосвалов под погрузкой.

Сказанное выше указывает на необходимость скорейшего обновления экскаваторных парков горных предприятий России.

Начавшийся подъем промышленного производства и рост мировых и внутренних цен на сырье позволяют горным предприятиям ускорить реализацию программ по приобретению нового оборудования. В связи с этим можно отметить тенденции, проявившиеся на рынке горного оборудования Российской Федерации.

Первой тенденцией является приобретение горными предприятиями вместо выработавших свой ресурс экскаваторов новых машин практически тех же моделей, что объясняется их относительно низкой ценой и наличием опыта эксплуатации данного оборудования. В этом случае трудно рассчитывать на существенное увеличение производительности и эффективности использования выемочно-погрузочного и транспортного оборудования.

Второй тенденцией является стремление отдельных горных предприятий приобрести дорогостоящее импортное оборудование — гидравлические и канатные экскаваторы. Однако опыт работы ряда карьеров показывает, что реализация такого пути технического перевооружения далеко не всегда дает желаемые результаты. Внедрив у себя импортное оборудование и затратив на это значительные средства, они не получили планируемого эффекта — производительность импортных экскаваторов оказалась ниже той, которую предполагалось достигнуть, а следовательно, ниже ожидаемой и эффективность их использования. В то же время стоимость запасных частей и затраты на обслуживание импортного оборудования значительно больше, чем у отечественных машин.

Оптимальным, по нашему мнению, является третий путь — ускоренное внедрение на открытых горных работах новых образцов горного оборудования, созданного в последние годы отечественными машиностроительными предприятиями и по своим техническим параметрам и по показателям не уступающего лучшим зарубежным аналогам.

Одной и таких машин является экскаватор ЭКГ-12, разработанный ООО "ОМЗ — Горное оборудование и технологии". Этот экскаватор специально создан для работы в комплексе с транспортными машинами грузоподъемностью 110...130 т. в наиболее тяжелых условиях горных работ.

Возможность эффективной разработки наиболее крепких скальных пород обеспечивается благодаря технической концепции, используемой при создании ЭКГ-12: двухбалочная рукоять, реечный напор, двухгусеничный ход с мощным раздельным приводом на каждую гусеницу. Как отечественный, так и зарубежный опыт показывает, что именно такие конструктивные особенности позволяют обеспечивать мобильную, эффективную работу экскаватора в самых тяжелых условиях при погрузке как в автосамосвалы, так и в железнодорожные думпкары.

Являясь новой базовой моделью, карьерный экскаватор ЭКГ-12 имеет ряд конструктивных особенностей, обеспечивающих его высокоэффективную и надежную работу:

• размеры ковша согласованы с габаритами железнодорожных думпкаров и автосамосвалов. Форма ковша способствует более полному заполнению всего объема породой и исключает просыпи при погрузке в транспорт. Передняя стенка, коромысло, плита и петли днища, а также зубья изготовлены из высокомарганцовистой стали  110Г13Л, что гарантирует надежную работы ковша при больших динамических нагрузках;
• используемые планетарные редукторв поворота более компактны по сравнению с цилиндрическими и рассчитаны на весь срок службы экскаватора;
• электропривод главных механизмов выполнен по системе "генератор — двигатель" с управлением генераторами от трехфазных реверсивных тиристорных возбудителей;
• впервые система управления обеспечивает адаптацию физических возможностей машиниста к горно-техническим условиям работы экскаватора. Это в значительной степени снижает динамические нагрузки на механической оборудование, потребление электроэнергии, утомляемость машиниста и, в конечном счете, повышает надежность и производительность машины;
• гусеничный механизм хода экскаватора — малоопорного типа с поднятыми ведущими колесами. Индивидуальный привод на каждую гусеницу имеет мощность, достаточную для включения обеих гусениц в противоположных направлениях, что в свою очередь позволяет машине крутиться на "пятачке". Принудительная вентиляция двигателей механизма хода обеспечивает практически неограниченный режим работы привода при передвижении по трассе со скоростью до 1,1 км/ч;
• большое внимание при создании ЭКГ-12 уделено удобству и безопасности работы машиниста. Экскаватор имеет верхнюю и нижнюю кабины. В нижней — помещаются слесарный верстак и стеллажи для хранения инструмента, материалов и мелких запчастей. Верхняя кабина состоит из двух помещений — рабочего и бытового. Рабочее помещение оборудовано пультом и постом управления, имеющим виброизоляционное устройство. Применены двухкоординатные ручные командоконтроллеры.
  

Опыт промышленной эксплуатации экскаваторов ЭКГ-12 подтвердил правильность принятых конструктивных решений. Экскаваторы ЭКГ-12 №2 — 8 были поставлены и эксплуатируются на угледобывающих предприятиях Кузбасса: в ОАО "Междуречье", ЗАО "Черниговец", ОАО "Разрез Красногорский", ОАО "Разрез "Сибиргинский", демонстрируя высокую производительность и надежность.

Так, на разрезе ЗАО "Черниговец" ЭКГ-12 №3 эксплуатируется с октября 2002 года. Его годовая производительность достигает 3.229 тыс. м³, а месячная — 400 тыс. м³. Погрузка пород осуществляется в автосамосвалы БелАЗ-7512 грузоподъемностью 120 т. и БелАЗ-75131 грузоподъемностью 130 т. Время погрузки одного автосамосвала — 3,6 мин.

Анализ работы экскаваторов ЭКГ-12 на горных предприятиях России, а также сравнение его с отечественными и зарубежными аналогами показывает, что по своему техническому уровню, рабочим параметрам и надежности он соответствует лучшим мировым образцам.

Конструктивная отработка позволила на машинах зав. №7 и 8 увеличить вместимость основного ковша до 14 м³. По требованию заказчика машины комплектуются импортной автоматической системой густой смазки.

Разработан технический проект модификации ЭКГ-12 — экскаватор ЭКГ-9Ус с удлиненным рабочим оборудованием на базе ЭКГ-12.

В 2005 году закончена разработка рабочей документации на более мощную модель с новым условным обозначением — ЭКГ-1500Р с вместимостью основного ковша 18 м³. Кроме хорошо зарекомендовавших себя технических решений в конструкции новой модели предусмотрены: цифровая система управления главными приводами, информационно-диагностическая система, автоматическая система густой смазки.

Проработана возможность создания на базе ЭКГ-1500Р экскаватора с удлиненным рабочим оборудованием — условное обозначение модели ЭКГ-1500Р/Ус.

На очереди проект экскаватора ЭКГ-3000Р с вместимостью основного ковша 25 м³. Разработано техническое предложение. Начата разработка эскизного проекта. Из проведенного конструктивного анализа очевидно, что для такой крупной модели потребуется ряд принципиально новых технических решений. Здесь должны быть проработаны два варианта системы главных приводов — система ТП-Д и система приводов на переменном токе с частотным регулированием — НПЧ. Из главных механизмов необходимо применить многоопорный гусеничный ход закрытого типа с планетарными редукторами привода хода. Также намечается ряд менее масштабных конструктивных изменений, отличающихся от традиционных решений и присущих экскаваторам меньшей мощности. Основное схемное решение — реечный напор с двухбалочной рукоятью, как наиболее приспособленное для разработки тяжелых пород — остается неизменным.

В перспективе намечается разработка еще более крупной модели — экскаватора с вместимостью основного ковша 35...40 м3, с предположительным обозначением ЭКГ-5000Р. Основные параметры мощных карьерных экскаваторов приведены ниже.