Kaip specialiai suprojektuotas ekskavatorius išsprendė rimtą kasybos vietos kliūtį

Kietųjų uolienų išgavimo realybės ir sustojusi akmenų karjero gamyba

Atvirosios kasybos granito eksploatavimo veikla sukelia didelę naštą standartinėms statybų mašinoms. Vidutinio masto smulkintos medžiagos ir matmeninės akmenų karjero veikla, vykstanti stačiuose ir siauruose terasose, kasdienį uolų kraustymą žemėje beveik sustabdė. Aukšto kvarco turinčio granito sprogstamųjų schemų dėka dažnai likdavo per dideli, vienas kito įsiterpę plokščiakmeniai, įstrigę ties karjero papėde. Karjero veiklos direktorius pradžioje šiam darbui paskyrė dvi standartines 36 tonų komercines ekskavatorines kranas, kurios turėjo krauti 40 tonų sąjunginius krovininius sunkvežimius. Per keturis mėnesius abi mašinos dažnai patyrė konstrukcinius ir terminius gedimus, dėl ko pirminis žandikaulio smulktuvas nebegavo reikiamo kiekio žaliavos.

Krautuvai stovėjo eilėje kravavimo vietoje, o operatoriai vargšiavo, bandydami atskleisti stipriai suspaustus uolienų krūvius. Kiekvieną kartą, kai standartinis ekskavatorius bandydavo išlaužti nejudančią uolienos papėdę, saugos vožtuvai rėkavo maksimaliu slėgiu, tačiau kaušo galiukas nepakankamai įsiskverbdavo. Neplanuotos prastovos viršijo 25 procentus numatytų pamainų valandų, dėl ko kainos už toną pasiekė neišlaikomus lygius. Šio išgavimo susiaurėjimo sprendimas reikalavo atsisakyti masinės gamybos prekių atsargų ir užsakyti specialiai suprojektuotą ekskavatorių, kuris būtų sukurtas tik tam, kad efektyviai kasti aukšto smūgio granitą.

Kodėl masinės gamybos žemės judinimo įranga nepavyksta dirbant su labai abrazyviomis uolienų šlaitais

Standartinės statybos technikos parkai sukuriami kompromisiniais sprendimais. Gamintojai projektuoja bazines kaskadinės technikos mašinas, kad jos galėtų efektyviai dirbti kelių lyginimui, molio grioviams kasti ir bendram statybvietės paruošimui už konkurencingą gamyklinę kainą. Tačiau įdėjus tą pačią standartinę ekskavatorių į neįveikiamą uolienų karjerą, mechaniniai silpnieji taškai pasireiškia labai greitai. Intensyvių išsitempimo ciklų metu sukamasis stresas tiesiogiai perduodamas nuo kaušo dantų į rankenos suvirintus mazgus ir kraštinės strėlės pamatinio liejimo dalis. Karjero pradinėse mašinose ultragarso tyrimai po tik 1100 darbo valandų parodė mikrotrūkių plitimą šilumos paveiktoje zonoje žemutinių strėlės pertvarų plokštėse.

Šilumos kaupimasis hidraulinėje grandinėje sukūrė lygiai tokį patį atsparų gedimo režimą. Priešingai veikiant sustabdymo akmenų krūvams, kintamojo tūrio stūmokliniai siurbliai priverčiami išlaikyti maksimalų švytuoklinio plokščiuko kampą, tuo tarpu aukšto slėgio nafta perpilama per saugos voztuvus. Standartinės aušinimo sistemos, kur hidraulinės naftos aušintuvas yra tiesiogiai sumontuotas prieš variklio vandens radiatorių, užsikimšdavo dėl smulkaus kvarco dulkių. Kai hidraulinės naftos temperatūra viršydavo 88 laipsnius Celsijaus, naftos klampumas staigiai sumažėdavo. Vidinės siurblių nutekėjimo normos šuoliškai padidėdavo, pagrindiniai valdymo voztuvų stumbriukai įsirėždavo dėl šiluminio išsiplėtimo, o sukimo momentas po pietų pamainų sumažėdavo beveik trečdaliu. Šešiasdešimties tonų standartinio ekskavatoriaus įsigyjimas buvo nedelsiant atmestas; sėdynės plotis tiesiog neleido talpinti platesnio uodegos sukimosi spindulio, o didesni standartiniai įrenginiai vis tiek turėjo tą pačią pažeidžiamą aušinimo schemą ir standartinės našumo kraštovaizdžio konstrukciją.

Konstrukcinė perkonfigūracija ir sunkiosios naštos kraštovaizdžio kinematika

Mechaninių gedimų pašalinimui reikėjo visiškai perstatyti mašinos darbo priekį ir apatinę rėminę konstrukciją. Karjero inžinieriai bendradarbiavo su Shandong Infront Machinery ir kartu nustatė specialiai sukurtą ekskavatorių, pritaikytą duobės erdvinėms ir geologinėms sąlygoms. Vietoj to, kad būtų pailgintas pasiekiamumas, inžinieriai sutrumpino priekinį rankeną 350 mm ir perkėlė kibiro cilindro sukimosi ašį. Šis kinematinio santykio pakeitimas paaukojo nereikalingą maksimalų kibiro iškrovimo aukštį, tačiau už tai suteikė 22 procentų padidėjimą mechaninėje kibiro lenkimo jėgoje ir rankenos stumimo galybėje ties žemės paviršiumi.

Kiekvienas specialiai suprojektuoto ekskavatoriaus nešančiosios konstrukcijos elementas buvo išbandytas naudojant baigtinio elementų įtempimo žemėlapį prieš pradedant pjauti plieną. Gamybos komandos standartinį konstrukcinį plieną pakeitė aukštos tamprumo Q460 ir NM400 dėvėjimui atsparių lydinių plokštėmis palei strėlės dėžės dalį. Viduje, strėlėje, automatiniais panardinamaisiais lankiniais suvirinimo procesais buvo suvirinti viso ilgio sukimo bempersai, o vėliau buvo taikytas po suvirinimo šiluminis įtempimų nušalinimas, kad būtų išvengta suvirintų siūlių kraštų įtrūkimų. Visi priekiniai jungiamieji mechanizmo sukimosi velenai buvo patobulinti naudojant 42CrMo indukcijos kietintą lydinį, kuris turi gilius spiralinius tepalo griovelių ir trijų lipnų poliuretano dulkių sandarinimų tarpiklius. Žemiau ekskavatorius buvo įrengtas stipriai įvarstytu X-formos korpusu, viso ilgio uolų apsaugomis, pritvirtintomis varžtais prie apatinių bėgių rituliukų, bei sunkiosios eksploatacijos dvigubais bėgių kaltais, kurie atlaikė lenkimą sukantis ant smailių granito šukių.

Uždarosios kontūro hidraulinės derinimo ir nepriklausomos šiluminės valdymo sistemos

Viena kietintoji plieno konstrukcija negali pajudinti uolos, jei hidraulinė sistema neturi pakankamo skysčio srauto arba perkaista savo skystį. Kad atitiktų sustiprintą jungiamąją sistemą, inžinerijos komanda iš naujo sukalibravo specialiosios ekskavatorės pagrindinę hidraulinę sistemą, orientuodamasi į didelio slėgio ir mažų nuostolių skysčio padavimą. Dvi ašinės stūmoklinės pagrindinės siurbliai buvo sujungtos su elektronine teigiamosios srauto valdymo architektūra, o ne su įprasta neigiamosios srauto arba atverčių konfigūracija. Sumažinus pilotinio slėgio „numirštančiąją zoną“ pagrindinėse valdymo vožtuvų plokštėse, ekskavatorius užtikrino akimirkinį hidraulinį „užrakinimą“ kaušo gale, nepuolančios variklio galios per apėjimo reguliavimą.

Šiluminė stabilumas buvo visiškai perdirbtas. Inžinieriai atskyrė hidraulinio alyvos aušintuvą nuo variklio radiatorių rinkinio ir įrengė jį specialioje šoninėje nišoje, kurią aušina nepriklausomas, hidrauliškai varomas ašinis ventiliatorius. Ventiliatorius valdomas proporciniais termostatiniais jutikliais, esančiais grąžinimo kolektoriuje; kas dvidešimt minučių jis automatiškai keičia mentių padėtį penkiolika sekundžių trukme, kad išaliuminio aušinimo plokštumų būtų išpūsta įstrigusi granito dulka. Taip pat specialiai suprojektuoto ekskavatoriaus grąžinimo kontūras buvo įrengtas 10 mikronų aukšto beta stiklo pluošto filtruojančiais elementais ir aukštos indukcijos magnetiniais pagaudymo strypais hidraulinėje talpykloje, kurie sugauna mikroskopinius metalinius dėvėjimosi dalelių, kol šios nespėja subraižyti variklio pagrindinių stūmoklinių siurblių vario slidukų.

Kvarcito uolų krašto našumas ir matuojami ciklo laiko sumažėjimai

Kai kuriant ir paleidžiant karjere, modifikuotas ekskavatorius pakeitė krovimo ritmą jau pirmąją dieną. Kol ankstesniems įrenginiams buvo reikalingos dvi ar trys šukavimo eigos, kad užpildytų kibirą tankiai suspaustame uolienų masyve, sutrumpintas stiprus rankenas ir padidinti hidraulinio nuošliūžimo nustatymai leido operatoriams per vieną lygią judesį perpjauti šiukšlių krūvą ir pasiekti 105 procentų pilną kibiro talpos užpildymą. Slenkantys bėgiai kraunant dėl to išnyko dėka sunkesnio priešsvaros balanso ir agresyvaus dvigubo grioviuoto bėgių sukibimo.

Laikmačiai aiškiausiai atskleidė vietos valdymo rezultatus. Vidutinis kasti–pakelti–išpilti–grįžti ciklo laikas sumažėjo nuo lėto 29,5 sekundės iki 21,8 sekundės – tai 26 procentų greičio padidėjimas kiekvienam ciklui. 40 tonų krovininės krovininės sunkvežimio, kuriam anksčiau prireikdavo penkių minučių pakrauti, dabar reikia tik trijų minučių ir dvidešimt sekundžių, kad paliktų pylimą. Šešių valandų vasaros darbo pamatų metu, kai aplinkos temperatūra karjere svyravo apie 38 laipsnius Celsijaus, nepriklausomas ventiliatoriaus ratukas palaikė hidraulinio skysčio temperatūrą pastovią tarp 58 ir 65 laipsnių Celsijaus. Galios praradimas visiškai išnyko, o specialiai sukurtas ekskavatorius užtikrino, kad pagrindinis žagnojimo įrenginys veiktų 96 procentų talpos pajėgumu be vieno papildomo operatoriaus įdarbinimo.

Dvylikos mėnesių dėvėjimosi patikrinimai ir kapitalo grąžinimo rodikliai

Tikrasis bet kurio sunkiosios technikos investicijos įrodymas pasireiškia techninės priežiūros žurnale po pilno metų naudojimo ekstremaliomis sąlygomis. Po 2500 darbo valandų techninės priežiūros specialistai atliko dažų penetracinį ir ultragarsinį bandymus visuose specialiai suprojektuoto ekskavatoriaus suvirintuose siūluose. Nei vienos konstrukcinės įtrūkio vietos nebuvo aptikta krančio pagrindinėje dalyje, rankenos atramoje arba kėbulo X formos rėme. Kaušo jungties ašies ir įvorės tarpas buvo matuojamas ir atitiko gamyklinius leistinus nuokrypius, todėl ašių keitimo išlaidos dėl tepimo sumažėjo beveik 80 procentų lyginant su senąja standartine parko technika.

Akmenų kibiras pats – su keičiamais apsauginiais gaubtais, kulno plokštėmis ir chromo karbido dėžėmis – padidino žemės liečiančių dantų tarnavimo trukmę nuo 130 iki 310 valandų. Bendra specializuoto ekskavatoriaus mechaninė prieinamumas pakilo nuo karjero istorinio vidurkio 73 procentų iki įspūdingų 94,2 procentų. Be to, nes teigiamos srauto hidraulinė kalibracija pašalino atleidimo vožtuvų užstrigimą, kuriantis degalų sąnaudas sumažino 4,5 litro per valandą, nepaisant to, kad buvo perkelta žymiai daugiau akmenų. Kai finansų vadovai palygino 18 procentų pradinį mokėjimą už specialią gamyklinę inžineriją su sparčiai augančiu statybos medžiagų kiekiu ir išvengtomis remonto sąskaitomis, specializuotas ekskavatorius visiškai atsipirko savo pritaikymo kaštus per mažiau nei penkis mėnesius.

Praktiškos sunkiųjų išgaunamųjų operacijų tiekimo gairės

Fleeto įsigijimo vadovai dažnai pakliūva į spąstus, palygindami techniką tik pagal eksploatacinę masę ir katalogo nurodytą galios naudingumą. Šiurkščiose kalnakasybos ir akmenų karjero sąlygose katalogo duomenys retai atspindi, kaip technika išlaiko smūginį apkrovimą, įsiurbia kvarco dulkes ir nuolat veikia aukšto slėgio išleidimo cikluose. Standartinės komercinės ekskavatoriaus įsigijimas šiurkščiai uolienų gavybai tiesiog perkėlia kapitalines išlaidas į skausmingas, nuolatines techninės priežiūros sąskaitas ir prarastą smulkinimo tonazą.

Tiesioginis bendradarbiavimas su lankstiu gamintoju, kuris gali keisti kraštovaizdžio geometriją, pagerinti plieno metalurgiją ir izoliuoti šiluminius aušinimo grandinius, paverčia įrangos įsigijimą tikru operacinio pranašumo šaltiniu. Prieš patvirtinant kitą fleeto keitimą, vietos inžinieriai turėtų patikrinti faktines pylimo matmenis, uolienų suspaudimo stiprumą ir hidraulinių sistemų šilumines apkrovas – o tada nurodyti specialiai suprojektuotą ekskavatorių, kuris būtų sukurtas įveikti būtent tas vietos sąlygas nuo pirmojo kaušo judėjimo.