|
Опыт эксплуатации карьерных экскаваторов ЭКГ-12 в России
А.А. Крагель, главный конструктор экскаваторов ООО «Уралмаш»Инжиниринг»
С.Я. Обросов, главный механик ОАО «Холдинговая компания «СДС»Уголь»
И.Н. Сандригайло, доцент, к.т.н., Уральский государственный горный университет
Впоследние годы в России существенно увеличились объемы добычи минерального сырья. Так если в 2000 г. суммарная добыча сырой железной руды составляла 224.8 млн. т, то в 2007 г. было добыто уже 282.6 млн.т. Причем значительная доля прироста приходится на крупные горнодобывающие предприятия. Сегодня около 89% объема добычи железной руды в Российской Федерации приходится на восемь горно-обогатительных комбинатов, имеющих карьеры производственной мощностью до 40–50 млн. т в год. Увеличение объемов горных работ на карьерах должно сопровождаться соответствующим ростом единичной мощности используемого выемочно-погрузочного и транспортного оборудования. Однако анализ показывает, что интенсивное внедрение в последние десятилетия на отечественных горнодобывающих предприятиях автосамосвалов большой и особо большой грузоподъемности не сопровождалось их оснащением экскаваторами c соответствующей вместимостью ковша. Так, на железорудных карьерах России за период с 1990 по 2007 год при увеличении грузоподъемности среднесписочного карьерного автосамосвала на 19.1 тонн, вместимость ковша среднесписочного экскаватора возросла всего лишь на 1.2 м3 (с 6.9 до 8.1 м3).
Карьерный экскаватор ЭКГ/12 (№2) на разрезе Междуреченский
Результатом этого стала нарастающая диспропорция между вместимостью ковша экскаватора и кузова автосамосвала. На крупных горнодобывающих предприятиях погрузка горной массы в автосамосвалы грузоподъемностью 120–130 т осуществляется в основном экскаваторами, оснащёнными ковшами с вместимостью 6.3–10 м3 за 6–9 циклов. В то время как научно-обоснованной и подтверждённой всем мировым опытом признана погрузка за оптимальное число циклов, равное 3–4. В противном случае снижается эффективность работы всего погрузочно-транспортного комплекса. Чтобы избежать этого в условиях крупных российских железорудных карьеров необходимо ускоренное внедрение экскаваторов с ковшами вместимостью 12–15 м3, в наибольшей степени соответствующих распространённым на таких предприятиях автосамосвалам грузоподьемностью 120–130 т и думпкарам грузоподъёмностью 105–180 т.
Карьерный экскаватор-мехлопата ЭКГW12, производимый ОАО «Уралмашзавод», представляет классический образец такой машины, оснащённой ковшами вместимостью 12–14 м3. При создании этой мехлопаты за основу была принята техническая концепция, реализованная ранее на всех экскаваторах Уралмашзавода: рукоять двухбалочная, напор реечный, ход двухгусеничный с мощным раздельным приводом на каждую гусеницу.
Использование данной технической концепции имеет особое значение в связи с тем, что увеличение объёмов добычи минерального сырья в России сопровождалось существенным осложнением горнотехнических условий разрабатываемых и проектируемых месторождений. Так, средневзвешенная (по добыче) глубина железорудных карьеров за период с 1990 по 2009 год увеличилась почти на 100 м, с 178 до 276.2 м. Более 65% железной руды в Российской Федерации добывается сегодня на открытых рудниках, имеющих глубину более 300 м. С ростом глубины карьеров увеличивалась почти до 90% доля крепких и весьма крепких пород в общем объеме извлекаемой горной массы, возросли структурная геологическая блочность пород и их плотность.
Отечественный и мировой опыт работы карьерного выемочно-погрузочного оборудования подтверждает, что при разработке крепких скальных пород в сложных забоях наиболее целесообразными и эффективными становятся карьерные экскаваторымехлопаты с реечным напором, двухбалочной рукоятью в сочетании с бесполиспастной подвеской ковша, характеризующиеся существенно большей жесткостью конструкции, особенно ценной при разработке тяжёлых забоев. За рубежом доля таких машин в общем объеме поставок карьерных экскаваторовмехлопат составляет более 70%.
Модернизированный ЭКГ/12А в карьере ОАО «Карельский Окатыш»
Представляя собой новую базовую модель, карьерный экскаватор ЭКГW12 имеет ряд конструктивных особенностей, обеспечивающих его эффективную и надежную работу в рудных и угольных карьерах:
— ковш имеет размеры, согласованные с габаритами самосвалов и железнодорожных думпкаров; форма ковша способствует более полному заполнению его породой и минимизирует просыпи при её выгрузке в транспортные средства; передняя стенка, коромысло, плита и петли днища, а также зубья изготовлены из высокомарганцовистой стали 110Г13Л, что гарантирует надёжность и прочность ковша при больших динамических нагрузках;
— используемые планетарные редукторы поворота платформы экскаватора более компактны, чем цилиндрические, и рассчитаны на весь срок службы экскаватора;
— электропривод главных механизмов выполнен по системе «генератор-двигатель» с управлением от трёхфазных реверсивных тиристорных возбудителей;
— система управления обеспечивает адаптацию к горно-техническим условиям работы экскаватора, что в значительной степени снижает динамические нагрузки на механическое оборудование, потребление электроэнергии, утомляемость машиниста и, в конечном счете, способствует повышению надёжности и производительности машины;
— гусеничный механизм хода – малоопорного типа с поднятыми ведущими колёсами; мощность индивидуальных приводов каждой гусеницы, вполне достаточна для включения движения обеих гусениц в противоположных направлениях, что позволяет разворачивать машину практически на месте, а принудительная вентиляция двигателей механизма хода обеспечивает неограниченный режим работы привода при передвижении экскаватора по трассам перегона и площадкам со скоростью до 1.1 км/ч;
— двухъярусная двойная кабина; в нижней кабине размещены слесарный верстак и стеллажи для хранения инструмента, расходных материалов и мелких запчастей; верхняя кабина состоит из двух помещений – рабочего и бытового;
рабочее помещение оборудовано виброизолированным креслопультом с двухкоординатными ручными командоконтроллерами.
Отечественный и зарубежный опыт показывает, что именно такие конструктивные решения позволяют обеспечить мобильную и эффективную работу экскаватора в самых тяжелых забоях с погрузкой как в карьерные автосамосвалы, так и в железнодорожные думпкары.
Головной образец (№1) экскаватора ЭКГW12 эксплуатируется с октября 1996 года в карьере Костомукшского ГОКа, ОАО «Карельский окатыш» на вскрышных и добычных работах при разработке крепких сланцев и кварцитов крепостью по шкале профессора М.М. Протодъяконова, 10–20 и плотностью 2.89–3.34 т/м3. По трудности разработки они относятся к IV–V категориям. Горные породы предварительно рыхлили буровзрывным способом с удельным расходом ВВ 0.421 кг/т. Взорванная горная масса отгружалась в карьерные автосамосвалы БелАЗ-7519 грузоподъемностью 110 тонн.
Средняя продолжительность цикла погрузки при угле поворота экскаватора 90° составила 27.1 сек. Наибольшая сменная производительность, достигнутая за этот период – 5400 м3. Опытная эксплуатация ЭКГW12 подтвердила правильность принятых конструктивных решений. После годичной работы и успешных приемочных испытаний экскаватор был принят в промышленную эксплуатацию.
Таким образом, экскаватор ЭКГW12 (№1) работает на Костомукшском ГОКе уже четырнадцатый год, где показывает неизменно хорошие производственные результаты. О высокой надёжности экскаватора свидетельствует тот факт, что за весь период эксплуатации машине не потребовался капитальный ремонт.
В сентябре 2009 года на Костомукшском ГОКе введен в эксплуатацию модернизированный экскаватор ЭКГW12А. Уже в первые месяцы работы его производительность составила 200 тыс. м3 в месяц.
Большой опыт эксплуатации мехлопат ЭКГW12 накоплен угольными карьерами страны.
Двенадцать экскаваторов ЭКГW12 успешно эксплуатируются в настоящее время в Кузбассе на угледобывающих разрезах: «Черниговец», «Красногорский», «Кедровский», «Калтанский», «Краснобродский», « Междуреченский», «Сибиргинский», демонстрируя высокие производительность и надёжность.
Так, на разрезе ЗАО «Черниговец», имеющем наибольший парк ЭКГW12 (3 машины), первая из мехлопат работает с октября 2002 года. Этот экскаватор использовался на выемке песчаников крепостью по шкале профессора М.М. Протодъяконова до 10 и плотностью 2.35 т/м3. Подготовка горной массы к выемке и погрузке осуществлялась буровзрывным способом. Погрузка породы производилась в автосамосвалы БелАЗW7512 и БелАЗW75131 грузоподъёмностью 120 т и 130 т, соответственно. Производительность ЭКГW12 уже в начальный период его эксплуатации на разрезе ЗАО «Черниговец» достигала 3007.8–3229.0 тыс. м3 в год.
В 2006 году, учитывая хорошие результаты работы первой из мехлопат ЭКГW12, для разреза ЗАО «Черниговец» были приобретены еще два экскаватора.
Анализ работы всех трёх мехлопат ЭКГW12 на разрезе показывает (cм. табл.), что их производительность значительно превышает производительность экскаваторов других моделей, работающих в сходных горнотехнических условиях. Производительность, фактически достигнутая экскаваторами ЭКГW12 на разрезе ЗАО «Черниговец», соответствуют производительности зарубежных аналогов, работающих в сопоставимых горнотехнических и организационных условиях.
Конструкторы Уралмашзавода продолжают совершенствовать экскаватор. Так, у модернизированного ЭКГW12А вместимость основного ковша увеличена с 12 до 14 м3. Вместо полиспастной использована вантовая система поддержки стрелы. Увеличена мощность двигателей подъёма и напора. Оптимизированы режимы работы механизмов и узлов. Повышен коэффициент технической готовности машины за счёт использования новых систем: автоматической смазки, информационной системы, системы автоматических защит а также низковольтного комплектного устройства с цифровой системой управления приводом.
Устанавливаемая на экскаваторе система смазки Lincoln обеспечивает автоматическую подачу густой смазки к осям опорных, поддерживающих и ведущих колёс ходовой тележки, к основным механизмам на поворотной платформе и стреле, к балкам рукояти, зубчатому венцу и рельсовому кругу механизма поворота в заданном режиме, позволяя существенно сократить время на вспомогательные работы и внутрисменное текущее обслуживание машины.
На ЭКГW12А установлены две IP-камеры с большими углами обзора. Одна из них расположена в кузове экскаватора и направлена на барабаны подъёмной лебёдки, вторая – находится под поворотной платформой и направлена на кабельный барабан. Изображения, передаваемые этими камерами выводятся на монитор видеосистемы, расположенный в кабине машиниста.
Новая информационная система обеспечивает машиниста данными (в непрерывном режиме) о текущем состоянии экскаватора и технологических параметрах, т.е. о массе горной породы в ковше и в транспортной машине, находящейся под погрузкой, о числе циклов и производительности экскаватора.
В результате модернизации конструкции экскаватора ЭКГW12 его производительность возросла на 18%. На очереди новая модернизация, в результате которой предстоит заменить систему привода «генератор-двигатель» на статические преобразователи, что положительно скажется на технических показателях машины.
Опыт крупномасштабной эксплуатации экскаваторов ЭКГW12 на горных предприятиях России, а также сравнение достигнутых показателей с отечественными и зарубежными аналогами показывают, что по своему техническому уровню, рабочим параметрам и надёжности эта машина находится на уровне лучших мировых образцов карьерного выемочно-погрузочного оборудования. Использование экскаваторов этой модели для технического переоснащения действующих карьеров, а также оснащения строящихся предприятий позволит существенно повысить производительность труда и эффективность разработки месторождений открытым способом.
Журнал «Горная Промышленность» №6 (94) 2010, стр.24
ОПИСАНИЕ БАЗОВОЙ МОДЕЛИ ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-12
Ковш имеет несколько измененные традиционные пропорции размеров: увеличена ширина и уменьшена глубина ковша. Это позволяет использовать экскаватор для погрузки сравнительно узких железнодорожных думпкаров без просыпи породы и, как показала практика, не влияет на процесс загрузки автосамосвалов. Передняя стенка ковша изготавливается из двух литых деталей, а задняя стенка сварная, двухстенчатой конструкции. Конструкция подвески ковша обеспечивает выравнивание усилий во всех четырех ветвяхподъемного каната. Беззазорное крепление зубъев к козырьку осуществляется с помощью скоб и затяжных клиньев.
Цельносварной корпус рукояти изготовлен из высокопрочной стали ВС-1. Зубчатые рейки изготовлены из цельных поковок с последующей механообработкой и нарезкой зубьев. В сочетании с механообработанными кремальерными шестернями напорного механизма, эти передачи имеют улучшенную плавность и повышенную долговечность.
Корпус стрелы изготовлен также из стали ВС-1. Пяты стрелы расставлены до предельного размера, обеспечивающего габаритность при перевозке стрелы железнодорожным транспортом. Для размещения напорного механизма в корпусе стрелы имеются вваренные ступицы и картер, а для установки напорного электродвигателя-консольный кронштейн с левой стороны. В седловых подшипниках вместо наружных бронзовых втулок установлены сферические роликоподшипники.
Напорный механизм состоит из двухступенчатого встроенного редуктора и кремальерных передач. В качестве опор напорного вала применены роликоподшипники. Кремальерные шестерни не имеют традиционных реборд, роль которых выполняют свободно посаженные на вал ролики. Механизм снабжен автоматтическим устройством для ограничения хода рукояти.
Подвеска стрелы состоит из двух последовательных полиспастов, один из которых-стрелоподдерживающий-воспринимает нагрузки при работе экскаватора, а второй-стрелоподъемный-включается в работу только при необходимости спуска стрелы. Расположение и общее устройство механизмов на поворотной платформе показаны на рис. 1. Собственно платформа состоит из трех силовых и боковых площадок. Соединение секций между собой и крепление кронштейнов площадок предусмотрены высокопрочными болтами одноразового применения.
Подъемная лебедка четырехдвигательная. Это позволяет существенно сократить продольный габарит лебедки. Все зубчатые передачи размещены в одном корпусе сектора. Ступицы барабанов имеют шлицевые отверстия и садятся на консольные шейки выходного вала редуктора без натяги. Крепление четырех концов подъемных канатов барабану осуществляется прижимными планками. Четыре пневматических торомза обеспечивают удержание груженого ковша с двухкратным запасом.
Поворотный механизм состоит из четырех одинаковых агрегатов, включающих планетарный двухступенчатый редуктор, электродвигатель, колодочный пневматический торомз, поворотный вал и систему циркуляционной смазки. Несмотря на затруднмтельную компоновку механизмов на платформе, четырехредукторный привод поворота имеет существенное, в данном случае решающее, преимущество: уменьшен модуль винцовой передачи, что рационально с точки зрения металоемкости и трудоемкости изготовления. Синхронизация всех четырех приводов осуществляется путем соответствующих соединений силовых электрических цепей.
рис. 1. План расположения основного оборудования на поворотной платформе. Экскаватор ЭКГ-12
Пневмосистема управления тормозами главных механизмов состоит из компрессорной станции с двумя одинаковыми компрессорами, системы трубопроводов, электропневматических распределителей. В отличие от пневмосистемы экскаватора ЭКГ-5А данная система питает сжатым воздухом цилиндры тормозов ходового механизма. Сжатый воздух передается на ходовую тележку через трубу, пропущенную через отверстие в центральной цапфе и соединяющуюся с трубопроводом поворотной платформы с помощью пневмошарнира. Сжатый воздух применяется также в системе виброизоляции поста управления в кабине машиниста. Пневмосистема кроме пологающихся приборов (предохранительный и обратный клапаны, фильтры, влагомаслоотделитель) оборудована спиртовым испарителем, предохраняющим замерзание влаги при низких температурах воздуха. Для подъема небольших грузов я(бочек со смазкой и пр.) над левой площадкой внутри кузова установлена кран-балка грузоподъемностью 500 кг, имеющая выход за пределы кузова.
Высоко расположенная кабина машиниста состоит из двух помещений-рабочего и бытового. Кабина оборудована кондиционером и электрокалорифером. Пост управления виброизолирован от корпуса кабины. Управление главными приводами осуществляется двумя ручными командоконтроллерами.
Под кабиной расположено помещение, где установлены слесарный верстак, ящики и стеллажи для хранения слесарного инструмента и мелких запчастей. Помещение обогревается электрокалорифером.
На кровле кузова установлены две фильтровентиляционные установки, стрелоподъемная и вспомогательная лебедки. Последняя применяется в основном в качестве средства механизации при замене подъемных канатов. Опорно-поворотное устройство (рис.2)
рис. 2.Опорно-поворотное устройство:
1-нижняя рама, 2-зубчатый венец, 3-рельс кольцевой нижний, 4-ролик, 5- рельс верхний, 6-поворотная платформа, 7-ось ролика,
8-обойма роликового круга, 9-цанговый зажим, 10-центральная цапфа, 11-сферическая опора, 12-гайка
включает центральную цапфу, жестко закрепленную на нижней раме, цельный зубчатый венец и роликовый круг, обойма которого сцентрирована на центальной цапфе. Роликовый круг имеет конические одноребордные ролики, вращающиеся на консольных осях. Конструкция роликового круга обеспечивает высокую эксплуатационную надежность узла. Такая же конструкция роликового круга эксплуатируется без ремонтов на экскаваторах ЭКГ-20А уже в течение 12 лет.
Ходовая тележка (рис.3) двухгусеничная, с раздельным приводом гусениц, с малоопорным открытым гусеничным ходом.
В отличие от конструкции ходовой тележки ранее выпущенных экскаваторов ЭКГ-20А, здесь применено горизонтальное расположение приводных электродвигателей на специальном кронштейне. Ведущие колеса (звездочки) подняты и освобождены от опорных реакций, что несколько увеличивает продольный габарит гусеничного хода,зато значительно снижает сопротивление передвижению при проседании гусениц в породу и при передвижении задним ходом ( в сторону ведущих колес), когда потери на трение в гусеничном движителе наиболее велики. Кроме того, поднятая ось ведущего вала снижает нагрузки на собственно вал и его опоры и позваляет установку (в перспективе) планетарных редукторов, что исключает необходимость в крупномодульных бортовых передачах.
Впервые в практике экскаваторостроения применена принудительная вентиляция ходовых электродвигателей, что обеспечивает неограниченный режим работы привода вместо обычно принятой 30…40-минутной непрерывной работы, после чего требуется естественное охлаждение двигателей. Также впервые применена сменная конструкция кулаков ведущих колес-остальные отливки, закаленные на высокую твердость. На практике срок службы комплектасменных кулаков составил более четырех лет при весьма интенсивном использовании ходового механизма.
Ходовая тележка оборудована приводным кабельным барабаном, вмещающим 270 погонных метров высоковольтного питающего кабеля, который используется для оперативного передвижения машины в пределах отработки 1-2 блоков породы и для отгона экскаватора перед проведением взрывных работ. Как показывает практика, наличие кабельного барабана предохраняет кабель от обрывов и повреждений.
По требованию заказчика ходовая тележка может быть укомплектована лентами шириной 1400 или 1800мм.
рис.3. Ходовая тележка. Экскаватор ЭКГ-12
Список литературы
Горное оборудование Уралмашзавода/ Коллектив авторов. Ответственный редактор-составитель Г.Х. Бойко. Екатеринбург: «Уральский рабочий», 2003.240 с. с илл стр. 102-106
Анализ ЭКГ покоя ArMaSoft-12-Cardio | НПП Монитор
Программный модуль анализа ЭКГ покоя «ArMaSoft-12-Cardio» (далее ПО “ArMaSoft-12-Cardio”) предназначен для выполнения следующих функций:
- регистрации в память компьютера электрокардиосигналов, регистрируемых в системе 12-ти общепринятых отведений;
- отображения на экране монитора компьютера регистрируемых электрокардиографических отведений;
- формирования и управления архивами электрокардиосигналов;
- формирования представительных усредненных P-QRS-T комплексов по 10-секундной реализации электрокардиосигналов;
- измерения амплитудно-временных параметров зубцов и интервалов электрокардиосигнала;
- расчета общепринятых электрокардиографических параметров;
- синдромальной интерпретации патологических изменений электрокардиограммы (по усредненным P-QRS-T комплексам) с постановкой предварительного диагноза;
- диагностики нарушений сердечного ритма на основе анализа трех синхронно регистрируемых отведений электрокардиограммы с постановкой предварительного диагноза;
- получения печатного документа (протокола обследования пациента).
При подключении кардиографа к компьютеру обеспечивается высококачественная синхронная регистрация 12-ти отведений ЭКГ.
Автоматические измерения и расчеты всех общепринятых ЭКГ параметров.
Автоматическая интерпретация по контуру и ритму.
Основные опции автоматического анализа
- Контурный анализ (более 250 заключений по всем классам ЭКГ изменений)
- Диагностика нарушений ритма (более 200 заключений)
- Оценка динамики ЭКГ (сравнение до 4-х исследований)
Дополнительные опции автоматического анализа
- Аналитический режим работы (выбор произвольного комплекса для автоматической интерпретации – позволяет получить точную синдромальную интерпретацию при наличии сложных нарушений сердечного ритма).
- Расчет индекса массы левого желудочка (LVMI g/m2 поверхности тела). Использование LVMI – существенно увеличивает точность диагностики гипертрофии левого желудочка сердца, позволяет диагностировать ранние стадии гемодинамической перегрузки..
- Программа измерения дисперсии длительности QT интервала (QTd) – для оценки электрической нестабильности (аритмогенности) миокарда.
- Программа тромболизиса (new!) – количественная оценка вероятности острой ишемии миокарда – диагностика «электрокардиографически немого инфаркта миокарда»
- Программа анализа вариабельности ритма сердца в спектральной и временной области.
Основные возможности программного обеспечения
Окно Монитор ЭКГ
Позволяет контролировать качество ЭКГ сигнала перед началом и в процессе записи. Служит для выбора режима записи и оперативного управления системой (включение/отключение фильтров, изменение усиления и скорости развертки, введение меток событий).
Срочный режим записи — позволяет зарегистрировать ЭКГ без предварительного ввода анкетных данных пациента.
Автоматический – формируется запись длительностью от 10 или 40 секунд.
Ручной – произвольная длительность записи (до 1 часа). В процессе записи система обеспечивает возможность проведения дыхательной пробы и других врачебных манипуляций.
Окно Усредненные QRS
Формирование усредненных комплексов обеспечивает высокую точность измерений. Синдромальная интерпретация выполняется программой по усредненным QRS- комплексам.
Окно Ритм
Анализ ритма производится по 40-секундной записи отведений II, V2, V5. Любое из анализируемых отведений доступно для просмотра.
Программа тромболизиса
Программа тромболизиса — это программный модуль в составе программного обеспечения ArMaSoft-12-Cardio.
Программа тромболизиса предназначена для количественной оценки вероятности развития острой ишемии миокарда. Термином «острая ишемия миокарда» определяются такие состояния как острый коронарный синдром и острый инфаркт миокарда.
Объективная необходимость в методе оценки вероятности развития этих состояний определяется тем, что приблизительно у 30 процентов пациентов с развивающимся острым инфарктом миокарда в первые часы и даже сутки электрокардиограмма может не иметь достоверных признаков острого инфаркта миокарда.
Алгоритм определения вероятности развития острой ишемии миокарда основан на многолетних исследования группы доктора Selker. Исследование доктора Selker выполнены на 10 000 пациентах и оцениваются в мире как исследование «типа А» (высший рейтинг надежности). Алгоритм основан на комбинации с различными весовыми коэффициентами таких признаков как пол, возраст, наличие и классификация болей, признаки электрокардиограммы.
При величине расчетной вероятности развития острой ишемии миокарда 50 и более процентов пациента необходимо лечить также как при наличии достоверного острого инфаркта миокарда (в частности, применять тромболитическую терапию).