CC BY
151
ПАО «Уралмашзавод»
в>УРММАШЗАВ0Д
Карьерный экскаватор ЭКГ-18 с реечным напором —
базовая модель продуктовой линейки мехлопат ПАО «Уралмашзавод»
A.Л. Кузнецов, генеральный директор ПАО «Уралмашзавод»
К.Ю. Анистратов, д.т.н., начальник управления гидравлических экскаваторов и импортозамещающих продуктов ПАО «Уралмашзавод»
B.О. Фурин, к.т.н., начальник технической службы дивизиона «Горное оборудование» ПАО «Уралмашзавод»
ПАО «Уралмашзавод» реализует программу освоения новых моделей электрических карьерных гусеничных экскаваторов ЭКГ-35 (с ковшом вместимостью 33-35 м3 и полезной нагрузкой в ковше 63 т) и ЭКГ-15 (с ковшом вместимостью 15-17 м3 и полезной нагрузкой 30 т) в дополнении к имеющимся в продуктовой линейке завода экскаваторам ЭКГ-12А (полезная нагрузка 24 т, ковш 12-14 м3), ЭКГ-18 (полезная нагрузка 40 т, ковш 16-25 м3) и классической модели ЭКГ-5А (рис. 1).
Начиная с 1947 г. Уралмашзавод изготовил более 12500 ед. карьерных мехлопат ЭКГ-5А (СЭ-3, ЭКГ-4, ЭКГ-4,6), составляющих основу парка карьерных экскаваторов России и стран ближнего зарубежья и остающихся востребованными по настоящее время.
Отечественный и мировой опыт работы карьерного выемочно-погрузочного оборудования показывает, что при разработке крепких скальных пород в сложных забоях наиболее эффективными являются карьерные экскаваторы с реечным напором и двухбалочной рукоятью, которые в сочетании с бесполиспастной подвеской ковша обеспечивают существенно большую жесткость конструкции, особенно ценной при работе в тяжёлых забоях.
Эта концепция была заложена в конструкцию экскаватора ЭКГ-12, запущенного в серию в 1996 г., оснащаемого ковшами вместимостью 12-14 м3
Головной образец (№1) экскаватора ЭКГ-12 эксплуатируется с октября 1996 г. в карьере Костомукшского ГОКа ОАО «Карельский окатыш» на вскрышных и добычных работах при разработке сланцев и кварцитов крепостью 10-20 по шкале профессора М.М. Протодъяконова, плотностью 2,89-3,34 т/м3 (рис. 2).
Двенадцать экскаваторов ЭКГ-12 успешно эксплуатируются в настоящее время в Кузбассе на угледобывающих разрезах «Черниговец», «Красногорский», «Кедровский», «Калтанский», «Краснобродский», «Междуреченский», «Сибиргинский», демонстрируя высокие производительность и надёжность.
В 2011 г. на разрезе Красный Брод введен в эксплуатацию первый образец экскаватора ЭКГ-18 №1 (рис. 2), в 2012 г. -ЭКГ-18 №2 начал работу на Красногорском разрезе ОАО «Южный Кузбасс» и ЭКГ-18 №3 - с 2014 г. на Михайловском ГОКе. В процессе эксплуатации экскаваторов в различных забоях угольных и железорудного карьеров ЭГК-18 зарекомендовал себя надежной производительной машиной.
Рис. 2 Экскаватор ЭКГ-18 (№1), на разрезе Красный Брод ОАО УК «Кузбассразрезуголь»
В 2015 г. ПАО «Уралмашзавод» стал промышленным активом АО «Газпромбанк» и получил финансирование на опережающий запуск серии экскаваторов ЭКГ-18. В итоге на 2016 г. запланировано к выпуску 8 ед. экскаваторов, из которых:
- ЭКГ-18 №4 уже запущен на карьере Олимпиадинского ГОКа ПАО «Полюс»;
- ЭКГ-18 №5 планируется запустить в августе 2016 г. на разрезе Бачатский УК «Кузбассразрезуголь»;
- ЭКГ-18 №6 будет введен на разрезе Березовский ЗАО «Стройсервис»;
- ЭКГ-18 №7 находится в цехах завода на заключительной стадии изготовления и будет отгружен по договору на разрез Калтанский УК «Кузбассразрезуголь» в 2016 г. Всего на
УРАЛМАШЗАВОД
ЭКГ-15 ЭКГ-25
20 т (12 м3) 30 т (15 м3) 40 т (22 м3) 45-49 т 63 т (35 м3)
ЭКГ-12К ЭКГ-15 ШУ., ЭКГ-18Р/20К . ЭКГ-32Р/35К
24 т (12 м3) 27 т (12,5 м3) 38 т (20 м3) 57,6 т (33 м3)
1900AL 2300XPC 2800XPC
18 т (10,7 м3) 45,4 т (25 м3) 63,5 т (35 м3)
7295 7395 ЙЬГ^
45 т (25 м3) 63,5 т (35 м3)
ЭКГ-50
ИЗ-КАРТЭКС
ИМЕНИ П.Г.КОРОБКОВА
108 т (60 м3)
4100XPC
Р&Н
82-109т (47-67 м3)
7495
CATERPILLAR
80-100 т (40-60 м3)
WK-12
WK-35
21,8 т (12 м3)
36 т (20 м3)
48,6 т (27 м3)
60,6 т (35 м3)
99 т (55 м3)
Рис. 1 Продуктовая линейка канатных электрических экскаваторов ПАО «Уралмашзавод» и типовые ряды канатных экскаваторов мировых производителей
разрезы УК «Кузбассразрезуголь» запланировано поставить 8 ед. ЭКГ-18 в течение 2016-2017 гг.
- ЭКГ-18 №8 будет отгружен ЗАО «Стройсервис» в 3 квартале 2016 г. На разрезы этой компании в течение 2017 г. будет поставлено еще три ЭКГ-18.
- ЭКГ-18 №9 законтрактован с поставкой в первом квартале 2017 г. на Ков-дорский ГОК.
- ЭКГ-18 №№10 и 11 будут поставлены в АО ХК «Якутуголь» Мечел Майнинг в 2017 г.
В 2017 г. ПАО «Уралмашзавод» планирует выпустить не менее 10 ед. ЭКГ-18.
ПАО «Уралмашзавод» согласно программе освоения новых моделей экскаваторов в 2016 г. запустил в производство мехлопату ЭКГ-35.
На 1-е полугодие 2017 г. на разрезе Красный Брод запланированы монтаж и начало промышленных испытаний ЭКГ-35 с ковшом 33 м3, изготовленного по техническому заданию УК «Кузбассразрезуголь».
Параметры и особенности конструкции карьерной электрической мехлопаты с реечным напором ЭКГ-18
Экскаватор ЭКГ-18 с канатным механизмом подъема ковша и реечным напором предназначен для разработки с погрузкой в транспортные средства или в отвал полезных ископаемых и пород вскрыши I и II категорий (трудности экскавации) без предварительного рыхления и III, IV и V категорий с предварительным рыхлением взрывом (рис. 3).
Полезная весовая нагрузка в ковше экскаватора ЭКГ-18 составляет 40 т (табл. 1). Теоретическая производительность ЭКГ-18 (22 м3) с ковшом вместимостью 22 м3 для полускальных пород вскрыши плотностью в массиве 2,4 т/м3 и насыпной плотностью в ковше экскаватора - 1,8 т/м3 составит Qтeopэкг = 2993 м3/ч.
При погрузке экскаватором ЭКГ-18 (22 м3) самосвала БЕЛАЗ-75306 грузоподъемностью 220 т, коэффициентом на-
Рис. 3 Габаритные и рабочие размеры экскаватора ЭКГ-18
Табл. 2 Основные рабочие размеры экскаватора ЭКГ-18
Параметры (обозначения на рис. 3)
Наибольший радиус копания ф), м 22,2
Наибольшая высота копания (ф, м 16,4
Наибольший радиус разгрузки (В), м 19,6
Наибольшая высота разгрузки ДО, м 10,7
Радиус копания на уровне стояния м 14,9
Радиус по головным блокам м 16,05
Радиус вращения хвостовой части (I), м 10,6
Общая ширина поворотной платформы с кабиной м 12,25
Габаритная высота по головным блокам м 17,67
Габаритная высота по двуногой стойке ДО, м 12,74
Просвет под поворотной платформой м 3,36
Просвет под нижней рамой ДО), м 0,85
Уровень глаз оператора (^ 8,22
полнения ковша 1,00, временем цикла 27 с, углом поворота 90°, его максимальная техническая производительность составит 1763 м3/ч. При этом время погрузки такого самосвала составит 2,7 мин (162 с).
При создании условий для эффективной работы экскаватора: объема подготовленной горной массы - не менее месяч-
Табл. 1 Технические характеристики ЭКГ-18 в сравнении с аналогами мировых производителей
Параметры ЭКГ-18 ПАО «Уралмашзавод» ЭКГ-18Р/20К ООО «ИЗ-КАРТЭКС» P&H 2300XPC Joy Global (США) WK-20A ТУИ! (Китай)
Вместимость ковша, м3 16-22,0 20 20,2-27,8 20
Полезная нагрузка в ковше, т 40 40 45,4 46
Максимальный радиус копания, м 22,2 21,7 21,3 21,2
Максимальная высота копания, м 16,4 16 13.5 13.54
Максимальная высота разгрузки ковша, м 10,7 10,2 8,5 9,07
Максимальная глубина копания, м 1,5 - - 1,73
Клиренс ходовой тележки, м 0,9 0,9 0,9 0,67
Радиус вращения хвостовой части кузова, м 10,6 10 10,1 9,34
Максимальный преодолеваемый угол, градус 12 - 13
Масса рабочая, т 750 710 775 792
Масса противовеса, т 82 45 136,1 -
Максимальная скорость передвижения, км/ч 1,01 1,0 - -
Тип привода напора реечный реечный реечный реечный
Давление гусениц на грунт (при стандартных звеньях), кПа 245 245 288 297
Продолжительность цикла (угол 90°), с 27 27 - 30
Мощность основного трансформатора, кВА 1600 1250 2000 2000
Тип электропривода переменный ток, асинхронные электродвигатели тиристорный преобразователь-двигатель - -
ной производительности, составляющей > 750 тыс. м3, организации подъезда самосвалов для двухсторонней погрузки, постоянной подчистки площадки у забоя и подъезда к экскаватору колесным бульдозером, ритмичной подаче самосвалов, оборудованных системой позиционирования и диспетчеризации, - эксплуатационная производительность составит Qэкспэкг, = 1133-1353 м3/час при времени обмена самосвалов Тоб = 45-60 с и времени цикла Тц = 27-31 с, Ксм > 73%.
При наработке на линии 6800-7000 ч при годовом календарном фонде времени 8760 ч и Qэкспэкг =1133-1353 м3/ч производительность ЭКГ-18 с ковшом 22 м3 при выемке и погрузке взорванных полускальных пород плотностью в массиве 2,4 т/м3 в автосамосвалы грузоподъемностью 220 т при двухсторонней погрузке достигнет 7,7-9,47 млн м3 в год.
Экскаватор ЭКГ-18 рабочей массой 750 т и установленной мощностью 1600 кВА имеет двухбалочную рукоять и реечный напор, оснащается ковшами сварно-литой конструкции вместимостью 16-22 м3 (в диапазоне насыпной плотности 2,4 -2,7 т/м3) (рис. 4). Передняя стенка ковша выполнена из высокомарганцовистой износостойкой стали.
Рукоять - двухбалочная, цельносварная, коробчатого сечения. Кремальерная рейка - цельнокованая, механически обработанная (рис. 5).
Кремальерные шестерни экскаватора (рис. 6), выполненные из оружейной стали 34ХН1М, обеспечивают гарантированную надежность работы напорного механизма. Срок их службы - 4 года.
Роликовый круг (опорно-поворотное устройство) состоит из верхних и нижних рельс, роликов на осях, закреплённых в обойме с центрированной разъ-
Рис. 5 Двухбалочная рукоять ЭКГ-18
Рис. 7 Роликовый круг (опорно-поворотное устройство) карьерного экскаватора в сборочном цехе ПАО «Уралмашзавод»
ёмной втулкой относительно центральной цапфы, что обеспечивает равномерную загрузку роликов при вращении платформы (рис. 7). Ролики и рельсы -конусообразные, что предотвращает проскальзывание роликов относительно рельс при вращении поворотной платформы. Ролики смазываются 1 раз за 12 месяцев закладной (в оси роликов) консистентной смазкой, что исключает необходимость ежедневной их смазки.
Ходовая тележка экскаватора - двух-гусеничная, с раздельным приводом каждой гусеницы, что обеспечивает повышенную маневренность и скорость передвижения экскаватора. Тормоза -колодочные, нормально замкнутые, пневматические (рис. 8, 9).
Гусеничный ход - открытого малоопорного типа, с раздельным натяжением гусеничных лент, осуществляемым балансирами с помощью встроенных гидроцилиндров, что обеспечивает быстрое натяжение гусеничных лент. Звенья (башмаки) гусеничных лент выполнены из марганцовистой стали, что обеспечивает повышенную их прочность и износостойкость.
Ведущие колёса гусеничного хода выполнены со сменными кулаками, что позволяет их менять по мере износа (рис. 9). Сроки службы элементов ходовой: ведущая звездочка - 8 лет, кулаки - 4 года, опорные колеса - 12 лет, звенья до 7 лет.
Рис. 4 Ковш ЭКГ-18 сварно-литой конструкции
Рис. 8 Ходовая тележка ЭКГ-18
Рис. 9 Ведущая звездочка со сменными кулаками ЭКГ-18
Увеличенное количество опорных колёс и приподнятые ведущие колёса гусеничного хода, обеспечивают повышенную проходимость и маневренность экскаватора. Скорость передвижения экскаватора - 1,1 км/ч, преодолеваемый уклон -до 15°. Удельное давление гусениц на грунт при ширине траков 1800 мм - 2,56 кг/см2, при 2000 мм - 2,33 кг/см2.
Рис. 10 Кабина экскаватора ЭКГ-18
Рис. 11 Обзорность кабины оператора ЭКГ-18
Рис. 13 Дисплей информационной системы ЭКГ-18:
а) визуализация показателей работы экскаватора; б) изображение камеры заднего вида системы видеонаблюдения и видеофиксации; в) изображение машинного отделения
Двухъярусная кабина, оснащенная системой управляемого микроклимата (рис. 10), обеспечивает необходимую обзорность оператора экскаватора (рис. 11).
Экскаватор оснащен развитой информационной системой, решающей задачи автоматизированного учета показателей работы, контроля технических параметров, диагностики электрического оборудования, а также системой видеонаблюдения и видеофиксации (рис. 13).
На базе информационной системы экскаватора реализована система автоматической защиты, которая включает:
- защиту стрелы от ударов ковшом и рукоятью;
- ограничение боковых нагрузок при черпании (заполнении ковша горной породой);
- ограничение боковых нагрузок при работе с негабаритами;
- защиту от переподъемов стрелы;
- ограничение длины разматывания подъемного каната. Кабельный барабан, вмещающий
300 п.м. высоковольтного кабеля при двухслойной его навивке, обеспечивает питание экскаватора при его передвижении без переключения на трассе. Принудительная вентиляция приводных электродвигателей позволяет выполнять перегоны экскаватора без его остановок на охлаждение двигателей.
Таким образом, заложенные технические параметры и конструктивные особенности карьерного экскаватора с реечным напором ЭКГ-18 производства ПАО «Уралмашзавод», обеспечивают высокую эффективность работы экскаваторно-авто-мобильных комплексов большой единичной мощности на
горнодобываюгцих предприятиях, разрабатывающих руды черных, цветных металлов, горно-химического и нерудного сырья. При высоком уровне организации горных работ производительность экскаваторов ЭКГ-18 с ковшом вместимостью 22 м3 при выемке взорванных полускальных пород в комплексе с автосамосвалами грузоподъемностью 220 т может достигать 9,47 млн м3 в год.
В условиях нарастающего спроса на выемочно-по-грузочное оборудование для карьеров России и стран ближнего зарубежья экскаватор ЭКГ-18 в ближайшее время станет базовой моделью в техническом перевооружении структур парков карьерной техники отечественных предприятий - драйвером развития российского горного машиностроения Урала. ■
Рис. 12 Кресло оператора экскаватора ЭкГ-18
I
