книги / Ремонт шагающих экскаваторов

Шагающие экскаваторы-драглайны основное применение нашли при бестранспортной системе разработки месторождений открытым способом. Драглайны малой мощности используются на строительстве ирригационных сооружений и рекультивационных работах. Обладая технологическими и экономическими пре­ имуществами по сравнению с экскаваторами-мехлопатами, драглайны являются более габаритными и сложными конст­ рукциями.

Разработка отечественных шагающих экскаваторов начата в 50-х годах. Так, в 1950 г. впервые освоен выпуск экскаваторов

были заменены экскаваторами ЭШ 10.60, ЭШ Ю.бОАиЭШ 6.45М.

ЭШ25.100А и ЭШ25.100Б). С 1971 г. начато производство экс­ каваторов ЭШ 10.70А (ЭШ 13.50), с 1975 г. — ЭШ 40.85. В 1977 г. на разрезе «Назаровокий» ПО «Красноярскуголь» смонтирован и пущен в эксплуатацию самый мощный и уникальный в стра­ не шагающий экскаватор ЭШ 100.100.

С 1985 г. экскаваторы ЭШ 6.45 модернизированы — ЭШ 6.5.45М. В1988—1989 гг. начато изготовление экскаваторов ЭШ 11.70 (ЭШ 14.50) со стрелой из уголкового проката, кото­ рые заменили соответственно экскаваторы ЭШ 10.70АиЭШ 13.50.

Шагающие экскаваторы составляют около 30% парка одно­ ковшовых экскаваторов в стране. Большая их часть использует­ ся на открытых разработках угольных месторождений, поэтому основные материалы по ремонту экскаваторов приведены по угольной промышленности.

В настоящее время наиболее распространенными драглай­ нами являются ЭШ 10.70 (ЭШ 13.50)— 52,6%, ЭШ 15.90 и ЭШ 20.90 — 20,2%, затем следуют ЭШ 10.60 — 17,8%, ЭШ 6,5.45 (ЭШ 6.45М) — 5,9%.

Экскаваторы ЭШ 10.70А и ЭШ 15.90А находятся в эксплуа­ тации по 18—25 лет, прошли по два-три капитальных ремонта и большинство из них эксплуатируется по настоящее время. Поэтому технологии ремонта рассмотрены в основном на при­ мерах экскаваторов этих моделей. По сложности, новизне и ори-

гинальности конструкций отдельных узлов данные экскаваторы охватывают все виды технологического обслуживания и ремон­ та шагающих экскаваторов.

Все стадии ремонта шагающих экскаваторов являются сложным технологическим процессом, начиная с демонтажа, ре­ монта, восстановления и заканчивая сборкой, наладкой и испы­ танием. Ремонт экскаваторов производят в полевых условиях, зачастую при неблагоприятной погоде.

Длительные простои в ремонте крупного карьерного обору­ дования отрицательно влияют на технико-экономические пока­ затели предприятия ввиду сдерживания развития горных работ. Поэтому необходимо максимально сокращать продолжитель­ ность нахождения шагающих экскаваторов как в плановых, так и неплановых ремонтах.

Анализ показывает, что простои шагающих экскаваторовеще значительны: использование их в работе составляет 60— 73% календарного фонда времени (КФВ). При этом на плано­ вые ремонты приходится 14,7—15,5%, на устранение отказов — 2—2,5% КФВ. Коэффициент технического использования экска­ ваторов составляет 0,72—0,80.

По сравнению с другими видами машиностроительных изде­ лий шагающие экскаваторы, обладающие значительными габа­ ритами и массами, имеют как объекты ремонта ряд особенно­ стей: необходимость оборудования специальных ремонтных пло­ щадок; большой объем демонтажно-монтажных и ремонтных ра­ бот с применением ручного труда; производство сварочных и клепальных работ в стесненных условиях (полузакрытые отсек» металлоконструкций), а демонтажно-монтажные и покрасочные на высоте; использование переносного нестандартизированного металлорежущего оборудования и приспособлений (специаль­ ные домкраты, полиспасты, грузовые хомуты и траверсы, под­ ставки-опоры); широкая номенклатура деталей и узлов, тре­ бующих различные методы и режимы восстановления.

Кроме того, ремонт экскаваторов, особенно в полевых усло­ виях, требует от механика карьера многосторонних и разнооб­ разных знаний для того, чтобы правильно определять техниче­ ское состояние узлов и агрегатов, найти причины неисправно­ стей элементов, принять верное решение по устранению обна­ руженных дефектов и отказов и обеспечить высокое качество ремонтных работ.

За время, прошедшее с момента последних публикаций по ремонту шагающих экскаваторов, ремонтное производство гор­ ного оборудования обогатилось новыми разработками и поло­ жениями, что нашло отражение в настоящем справочнике.

Предисловие, разд. 1, 2, 5, 7, 8 написаны В. Н. Ефимовым; разд. 3 — В. Н. Ефимовым совместно с Б. И. Бубновским; разд. 4 — Б. И. Бубновским; разд. 6 — В. И. Морозовым.

1. КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ШАГАЮЩИХ ЭКСКАВАТОРОВ. ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗНОСОВ, ПОВРЕЖДЕНИИ

ИОТКАЗОВ

1.1.КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

Шагающие экскаваторы, являющиеся полноповоротными маши­ нами цикличного действия, по своей конструкции относят к ти­

ких, когда целесообразно разрабатывать забои как нижним (преимущественно), так и верхним черпанием при бестранспорт­ ной системе разработки с непосредственной разгрузкой горной массы в отвал;

на отвалах с малой несущей способностью грунта основания, при переэкскавации горной массы;

на погрузке транспортные сосуды или бункер (главным обра­ зом при небольшой вместимости ковша) с производительностью более низкой, чем у карьерной лопаты;

при строительстве карьеров или проходке траншей и каналов, когда проектное сечение выработки мало и не допускает разме­ щения в нем экскаватора.

На горных предприятиях СССР в настоящее время эксплуа­ тируют шагающие драглайны производства ПО «НКМЗ» и «Уралмаш» с ковшами вместимостью от 5 до 100 м3 при стрелах длиной от 45 до 100 м и массе от 208 до 10800 т.

Основные преимущества этих экскаваторов: возможность черпания как выше, так и ниже уровня стояния; большая дли­ на стрел (на 90—180% превышает длину стрел механических лопат той же массы); небольшое давление на грунт. Развитие этих машин идет по пути увеличения вместимости ковша и в меньшей мере длины стрел, определяющих массу экскавато­ ров. Существенно сказывается масса экскаватора на время цикла экскавации, т. е. это скорости и ускорения рабочих дви­ жений, что в свою очередь, влияет на мощность приводов, мас­ су лебедок и механизмов поворота, а также на нагрузки узлов

конструкций машин.

По основной характеристике — произведению вместимости ковша на длину стрелы — шагающие экскаваторы подразделя­ ют на следующие группы:

малые— 150—500 м3-м (ЭШ 6.45М, ЭШ 6,5.45);

за); 10 — механизм шагания; i / — лыжа

средние — 501—1000 м3-м (ЭШ 10.60, ЭШ 10.70, ЭШ 13.50, ЭШ 11.70, ЭШ 14.50);

мощные— 1001—2000 м3-м (ЭШ 15.80, ЭШ 20.65, ЭШ 15.90А, ЭШ 20.90);

сверхмощные — свыше 2000 м3-м (ЭШ 25.100, ЭШ 40.85, ЭШ 65.100, ЭШ 100.100).

Шагающие экскаваторы малой и средней мощности с кри­ вошипнорычажным механизмом шагания изготовляет ПО «Но­ во-Краматорский машзавод» (ПО «НКМЗ»); мощные и сверх­ мощные— ПО «Уралмаш». В настоящее время драглайнами се­ рийного производства являются ЭШ 11.70 и ЭШ 20.90 (рис. 1.1 и 1.2).

Шагающие экскаваторы ПО «НКМЗ». ПО «НКМЗ» специа­ лизируется в основном на изготовлении шагающих экскавато­ ров ЭШ 11.70 (ЭШ 14.50) и ЭШ 6,5.45. С 1988 г. завод присту­ пил к изготовлению головных образцов более мощных драглай­ нов ЭШ 15.80 и на его базе— модификация ЭШ 20.65. Эти мо­ дели массой 1160 и 1080 т заполнят разрыв между моделями ЭШ 11.70 массой 700 т и ЭШ 20.90 массой 1800 т. Обе новые модели имеют решетчатую конструкцию стрел, безредукторный привод поворота, кривошипно-рычажный механизм шагания с механическим приводом, блочную тиристорную систему управ­ ления, унифицированную с ЭШ 11.70.

Технические характеристики шагающих экскаваторов произ­ водства ПО «НКМЗ» приведены в табл. 1.1, а кинематические схемы их основных механизмов даны на рис. 1.3—1.6.

'в

ГШщИ

Рис. 1.2. Экскаватор ЭШ 20.90 с гидравлическим механизмом шагания:

1 — поворотная платформа; 2 — мостовой кран; 3 — кузов; 4 — надстройка; 5 — блоки надстройки; 6 — стрела; 7 — головные блоки; 8 — ванты подвески стрелы; Р — ковш; 10 —

кабина машиниста; 11 — направляющие блоки; 12 — опорный башмак; 13 — рама опорная; 14 — механизм шагания

Основные новые технические решения последних выпускае­ мых ПО «НКМЗ» моделей экскаваторов следующие.

новых технических решений, обеспечивающих повышение произ­ водительности машины на 10% и снижение удельной металло­ емкости на 8%.

Основные новые технические решения следующие: конструкция ковша увеличена до вместимости 11 м3, его ре­

жущая кромка оснащена коронками взамен зубьев, что значи­

очистки сопряжения днища корпуса ковша с боковыми и зад­ ней стенками выполнены по увеличенному радиусу;

применение стрелы шарнирно-сочлененной конструкции. Верхний пояс представляет собой вантовую подвеску из шести ветвей канатов диаметром 45,5 мм. Нижний пояс и раскосная часть стрелы состоят из отдельных элементов ферменной кон­ струкции, выполненных из уголкового проката (сталь марки 10ХСНД). Уголковая конструкция обеспечивает возможность тщательного наружного осмотра сварных соединений и исклю­ чает вероятность скрытых дефектов. Для обслуживания и ос­ мотра стрела с правой стороны оборудована лестницами и пло­ щадками, ограждениями;

Технические характеристики шагающих экскаваторов ПО сНКМЗ»

Рис. 1.3. Кинематические схемы основных механизмов экскаватора ЭШ 6,5.45 (ЭШ 6.45М)

одновременно с обычной конструкцией устройства защиты стрелы от возможных ударов ковшом в аварийном режиме рас­ тяжки установлено экспериментальное устройство защиты стре­ лы, действующее на принципе магнитоупругих датчиков, не тре­ бующих переналадок при замене канатов;

изменена конструкция головной части колонны надстройки, что позволило максимально упростить фиксацию стрелы в ра­ бочем положении при ее подъеме и наоборот; свести к миниму­ му ручной труд при выполнении этих операций по сравнению