Состояние горной промышленности в России уже давно перешло в разряд "острых" проблем. В данной статье на примере состояния парка экскаваторной техники с ряда угольных разрезов, автор проводит анализ типичных поломок и приходит к выводам о возможной судьбе отрасли
А вы не правы уважаемый автор. По поводу отечественных ЭГ посмотрите мою статью в журнале "Горные машины и автоматика" за прошлый год. Там вполне убедительно показано, что наши ЭГ (особенно ЭГ-12А) были вполне не плохими машинами. Проблема то ведь не в ЭГ а в нашем государстве ))))
Уважаемый Пётр, я не утверждаю, что ЭГ - плохие машины, я всего лишь отмечаю, что их было выпущено слишком мало и анализировать их работоспособность по опытным образцам довольно спорно.
В СССР в период с 1978 по 1988 гг. эксплуатировалось три ЭГ производства ПО «Уралмаш». Это ЭГ-12 – 1978-1982 гг. (в 1988 г. переоборудо-ван в – ЭГО-6), ЭГ-12А – 1985-1988 гг. (эта машина отработала до 1995 г) и ЭГ-20 – 1986-1988 гг. Все машины экс-плуатировались на разрезе «Кедровский» ПО «Кемеровоуголь».
Начиная с 1989 г. их эксплуатация прекращена в связи с отказом разреза от использования этих машин. В таблице 1.1 приведена наработка объемов грунтовой массы этих экскаваторов с начала эксплуатации. Следует учесть, что эти машины представляли собой опытные образцы, и их работа сопровождалась постоянными доводками и модернизациями.
К наиболее частым отказам относились разрывы шлангов высокого давления, течи масла в трубопроводах, отказы в приводе главных насосов (раздаточные редукторы). Около 20% простоев было вызвано проблемами с электрооборудованием. Несмотря на незначительную наработку, имели место отказы металлоконструкций (на ЭГ-12А – трещины в рабочем оборудовании и ковше, остаточные деформации и износ гусеничных рам; на ЭГ-20 – трещины в поворотной платформе и ковше, деформации и износ гусеничных рам; на ЭГ-12 (ЭГО-6) – трещины в рабочем оборудовании, поворотной платформе, отказы ходового оборудования. Несмотря на недостаточную надежность, эти машины в отдельные периоды времени показали достаточно высокую производительность, продемонстрировав при этом широкие возможности гидравлических экскаваторов, что подтвердило мысль о необходимости проведения дальнейших исследовательских, конструкторских и проектных работ по созданию таких машин.
Вместе с тем, следует заметить, что переход на серийный выпуск карьерных гидравлических экскаваторов взамен канатных на данном этапе развития отечественного карьерного гидроэкскаваторостроения преждевременен, да и вряд ли возможен. Сейчас целесообразно лишь дополнение существующего парка механических лопат карьерными гидравлическими экскаваторами с одновременным определением для последних наиболее перспективных областей их применения. Наработка объемов грунтовой массы отечественных карьерных гидравлических экскаваторов.
Таблица 1.1 Отчетный год ЭГ-12 ЭГО-6 ЭГ-12А ЭГ-20 1 2 3 4 5 Горная масса, тыс. м3. 1978 6,9 - - - 1979 341,5 - - - 1980 236,6 - - - 1981 245,7 - - - 1982 126,7 - - - 1983 - - - - 1984 - - - - 1985 - - 587 - 1986 - - 218 143 1987 - - 153,3 152,7 1988 - 88,3 426,3 21,4 Всего 957,4 88,3 1384,6 317,1 p.s. Это выдержка из моей статьи, про ЭГО-4 и печально известный ЭГ-5,5 смотри там же ))))
На мой взгляд автор в статье привел достаточно интересную и объективную информацию, отражающую фактичекое состояние техники на открытых горных работах.
На сегодняшний день в России существует и реально работает (работал) единственный отечественный карьерный одноковшовый гидравлический экскаватор ЭГО-150 (по старой классификации ЭГО-4А) с рабочим оборудованием обратная лопата.
Этот экскаватор в отличие от обычных карьерных экскаваторов данного класса способен разрабатывать забой ниже уровня стоянки и более высокий уступ, что увеличивает его рабочую зону. Он успешно работает в обводненных забоях при прокладке дренажных траншей и зумпфов, а также при выполнении строительных работ. Наибольшая производительность экскаватора достигается при погрузке в самосвалы, расположенные ниже уровня стоянки экскаватора, за счет уменьшения угла поворота и высоты подъема стрелы.
Данный гидравлический экскаватор имеет следующие особенности: - применение автономного дизельного привода позволяет сократить время на перегон экскаватора при проведении буровзрывных работ и исключить операцию по переносу кабеля электропередачи; - возможность горизонтального перемещения ковша в забое позволяет производить наполнение ковша при разработке тонкого слоя породы (до 0,3-0,4 м), т.е. выполнять послойную выемку породы или полезного ископаемого из россыпных месторождений в районах вечной мерзлоты.
Кинематическая схема рабочего оборудования экскаватора предоставляет возможность реализовывать различные траектории движения ковша при одновременном и последовательном управлении исполнительными органами. В зависимости от плотности грунта экскаватор ЭГО-150 комплектуется ковшами емкостью от 4 до 8 м3. Ковш выполнен сварным из низколегированной стали, режущая кромка ковша (козырек) – литая. Она изготовлена из марганцовистой стали типа 110Г13Л и оснащена легкосъемными коронками.
Крепление коронок осуществлено мощными болтами с костыльной головкой, что обеспечивает надежное крепление коронок к ковшу. Стрела и рукоять – сварные коробчатого сечения из высокопрочной стали. Ходовая тележка – двухгусеничная с индивидуальным гидравлическим приводом на каждую гусеницу. Такая схема привода обуславливает повышенную маневренность экскаватора в забое – разворот может происходить практически на месте.
Принятая мощность привода хода обеспечивает скорость передвижения экскаватора в забое до 1,8 км/час и движение по уклону до 15°. В приводе хода использован планетарный редуктор с тормозом кулачкового типа. Ведущее колесо привода хода для обеспечения надежности и точности зацепления выполнено из кованной заготовки со съемными кулаками из высоко-прочной стали. Конструктивное устройство сопряжения ведущего колеса с гусе-ницей позволяет производить замену кулаков без демонтажа привода.
С целью улучшения условий обслуживания экскаватора, особенно в зимнее время, вместо капота сделан общий кузов, объединенный с изолированной кабиной машиниста. Вызванное этим некоторое увеличение массы экскаватора следует считать обоснованным. Габариты поворотной платформы, выполненной из низколегированной стали, позволяют транспортировку ее по железной дороге с частично установленным на ней оборудованием.
В поворотном устройстве использован трехрядный роликовый подшипник. Восемь основных гидронасосов, а также насосы привода вспомогательного генератора и системы управления получают энергию от двух силовых дизелей мощностью по 330 кВт. Гидропривод имеет полнопоточную фильтрацию рабочей жидкости и электронную систему сервоуправления. Смазка раздаточных редукторов производиться циркуляционным способом.
На поворотной платформе находиться основное оборудование: баки с рабочей жидкостью и топливом, централизованная система смазки шарниров рабочего оборудования и опорно-поворотного устройства, планетарный механизм поворота, силовые агрегаты и гидроаппаратура. Кабина машиниста с улучшенной звуко- и теплоизоляцией оснащена автономным обогревателем и кондиционером и соответствует современным требованиям.
Кресло-пульт экскаваторщика имеет пневмоподвески и может регулироваться в пространстве и в соответствии с массой машиниста. Командоаппараты электронного сервоуправления смонтированы как одно целое с креслом-пультом, усилия управления и их «рабочий» ход соответствуют современным требованиям. Питание системы управления происходит от аккумулятора (24 V). Экскаватор комплектуется инструментом и рядом приспособлений для проведения монтажа и ремонтных работ.
В 1999 г на ОАО «Уралмаш» были проведены цеховые испытания этого экскаватора. При этом нагрузки на металлоконструкции создавались стопорением ковша с помощью протарированного якорного устройства, закрепленного на центральных зубъях ковша и фундаменте. Такая схема испытаний позволила получить экспериментальные данные и на основании их скорректировать расчетные схемы механизмов, сопоставить расчетные и действительные нагрузки, возникающие в переходных процессах, используя информацию о концевой нагрузке в тензометрическом якоре. Работа гидравлической системы экскаватора оценивалась по изменениям давлений в напорной и сливной магистралях гидроцилиндров в процессе поворотов элементов рабочего оборудования на холостом ходу и под нагрузкой – при стопорении рабочего оборудования на якорном устройстве.
Проведенные испытания показали следующее. Максимальные рабочие давления в гидросистеме экскаватора соответствуют настроечным значениям, устанавливаемым предохранительными клапанами на распределителях суммирующих блоков: рабочее давление 30 МПа, реактивное – 32 МПа. Наибольшее давление в полостях гидроцилиндров возникает в процессе торможения в крайних положениях перемещения штоков. В гидроцилиндрах в данном случае применены тормозные устройства, конструктивно объединенные с поршнем. Торможение в конечном счете происходит из-за изменения параметров потока масла за счет уменьшения сечения канала для прохода масла и увеличения гидравлического сопротивления в сливной полости гидроцилиндра. Максимальные значения давлений при торможении в крайних положениях наблюдались в штоковых полостях гидроцилиндров ковша и рукояти. Так, при повороте ковша «к себе» (выдвижение штока), когда рабочая жидкость подается в поршневую полость гидроцилиндра, работает тормоз штоковой полости. При этом давление резко повышается до 60 МПа и несколько возрастает после остановки поршня. Аналогичный характер имеет изменение давления и в гидроцилиндрах рукояти.
Тормозные устройства гидроцилиндров стрелы поглощают наибольшее количество кинетической энергии от массы всего рабочего оборудования экскаватора, особенно при опускании ковша. Испытания тормозных устройств выявили необходимость при наладке подбора скорости поворота рабочего оборудования за счет ограничения хода золотника распределителей для исключения возникновения больших тормозных давлений в штоковых полостях гидроцилиндров. Предельное усилие на зубе ковша составило 400 кН, при этом в металлоконструкциях платформы, стрелы и рукояти напряжения не превысили 50 МПа. Аэродинамические испытания экскаватора подтвердили работоспособность принятой системы охлаждения.
При температуре воздуха 40°С система охлаждения способна обеспечить теплосъем 70 кВт при повышении температуры масла до 65°С, что вполне допустимо для применяемого в системе экскаватора масла ВМГЗ. Измерения шумовых и вибрационных характеристик, параметров микроклимата и освещенности на рабочем месте машиниста, а также на поверхности «забоя» подтвердили их соответствие требованиям нормативных документов.
Сейчас экскаватор ЭГО-150 работает в ИК «Соколовский» Кисилевск, Кузбасс. За полтора года работы машина наработала около 150 тыс. м3 грунта. Последние полгода (уже 1,5 года) из-за замены отечественного дизеля на импортный и кражи бортовой электроники машина простаивает. По мнению завода и разреза, она полностью отвечает паспортным показателям.
К сожалению, большей информацией о работе этой машины я не располагаю. На начало нового тысячелетия на ОАО «ОМЗ» разработаны и предлагаются для продажи несколько новых моделей карьерных гидравлических машин: ЭГ-150, ЭГ-250, ЭГ-350, ЭГ-550, ЭГО-150, ЭГО-350 и ЭГО-550. Отметим, что технические параметры, указанные для этих машин в разных источниках не являются конечной истиной, ибо эти параметры разнятся как в технической информации самого завода, так и в рекламных материалах.
Кроме того, сейчас завод работает по принципу «Ваш забой – наша машина», т.е. основные характеристики машины зависят от условий предполагаемой работы (именно по этому изменена индексация машин с классификации по вместимости основного ковша на классификацию по массе машины). Отметим ряд конструктивных особенностей экскаваторов ОАО «ОМЗ»:
- электронное сервоуправление с бортовым компьютером;
- полнопоточная система фильтрации с тонкостью очистки 10 мкм;
- редуктор поворота
– двухступенчатый планетарный с принудительной циркуляционной смазкой;
- гусеничный ход
– многоопорный с независимым приводом на каждую гусеницу, редуктор привода планетарный;
- ведущие колеса со сменными кулачками;
- ковш, стрела и рукоять выполнены из высокопрочной стали;
- ковш снабжен быстросъемными коронками из марганцовистой стали.
Базовые модели ЭГ с оборудованием прямая лопата снабжены механизмами, обеспечивающими автоматическое горизонтирование режущей кромки ковша и ''плавающее'' положение рабочего оборудования, при качании компенсирующее вредное давление на забой от собственного веса.
Другие машины это модификации базовых моделей, оснащенные рабочим оборудованием обратная лопата. В 2002 году на Ижорском заводе был изготовлен карьерный гидравлический экскаватор ЭГ-5.5. К сожалению, машина получилась не удачной и в серию не пошла. Основные характеристики ЭГ-5.5 прямого копания: максимальное усилие копания – 40 т, радиус копания – 9,7 м, высота копания – 11 м, высота погрузки – 7 м, продолжительность рабочего цикла при повороте на 90º - 25 с, масса – 120 т.
В конструкции машины были максимально использованы серийно выпускаемые отечественными заводами узлы и агрегаты. При желании заказчика, предполагалась замена ряда узлов и агрегатов отечественного производства на зарубежные. Сварные металлоконструкции экскаватора (гусеничные и нижняя рама, по-воротная платформа, рабочее оборудование) были изготовлены из стали 10ХСНД и подвергнуты вибро- и термообработке. В конструкции ковша применены также элементы из сталей 110Г13 и 20ХГСР. Зубья были взаимозаменяемы с зубьями от экскаваторов ЭКГ-5У и ЭКГ-5А.
Экскаватор имел многоопорный гусеничный ход тракторного типа с жесткой подвеской катков. Опорные катки и шарниры цепи не нуждались в смазке в течении всего срока эксплуатации машины. В механизме натяжения гусеничных цепей был применен гидравлический демпфер. Редукторы привода хода – планетарные, унифицированные с редукторами поворота. На каждом редукторе были установлены по два аксиально-поршневых нерегулируемых гидромотора.
В гидроприводе экскаватора были использованы аксиально-поршневые насосы. В гидроцилиндрах привода рабочего оборудования были использованы комбинированные фторопластовые уплотнения. Силовая установка экскаватора мощностью 350 кВт была собрана на основе двух дизельных двигателей ЯМЗ-238, каждый из которых приводил во вращение свою насосную установ-ку, состоящую из четырех основных аксиально-поршневых регулируемых и одного вспомогательного. Удельная металлоемкость ЭГ-5.5 – 21,82 т/м3 при фактической массе 120 т, а при планируемой массе в 100 т – 18,18 т/м3. Удельная энерговооруженность – 63,64 кВт/м3. Данный экскаватор силами ОМЗ перепроектирован, но что получилось пока не известно.
А не многовато ли 660 кВт для четырёх-кубовой машины? я так понял, что у ЭГО-4 два дизеля по 330 кВт.
И ещё, сама гидравлика, комлектующие т.е., чего производства? И почему сегодня мы не видим эти машины на горных работах? Есть комацу и хитачи, либхер, катер. а где наши ЭГО?
Наших ЭГ и ЭГО нет на разрезах по ряду причин:
- во-первых, смотрите статью в начале этого обсуждения;
- те 4 машины, что работали были опытными образцами и показали худшую надежность, чем западные машины - этим слегка напугали людей и в них перестали верить (вопросы надежности смотрите в работах например МИСИ);
- потом главные 3 машины прекратили работать в период конца перестройки, когда все падало и было не до экскаваторов (например проект роторно-фрезерного экскаватора так и остался в чертежах, новые варианты 20 и 12 кубовых ЭГ, 8 кубовой ЭГО и пр. также не нашли денежной поддержки), а когда страна слегка оправилось выяснилось что большинство разработчиков ушло в бизнесс и пр., а западные фирмы время не теряли;
- у нас всегда в западную технику верили больше, да и сервмс у них лучше;
- проект Ижоры ЭГ-5,5 сильно испортил реноме ОМЗ;
- ну и самое главное - нет полной и проработанной теории расчета и проектирования этих машин. Отдельные работы МИСИ, Уралмаша, УГТУ, ИГД не решили этого вопроса. Необходимо сильное денежное вложение в научный сектор с выпуском ряда машин и испытианием их в реальных условиях разных разрезов. Ясно, что ОМЗ этим не будет сейчас заниматься - это годы серьезной работы. Но, буду рад если ошибусь
- о прочих причинах можно поговорить в дальнейшем. Пишите!
Видите ли, уважаемый Пётр, к сожалению не имею столь необходимое ощущение востребованности в данной теме. Может я и пессимист, и не прав, но наша карта (отечественного разработчика) видимо уже бита. Хотя очень хочу ошибиться.
А какое ваше мнение по поводу "потенции" наших машиностроителей?
Экскаваторный парк угольных разрезов России
