Обзор современного карьерного экскаватора WK-20C

ООО «АВИК Оборудование и Инжиниринг» является дочерней компанией китайской корпорации Beijing CATIC Industry Limited, штаб-квартира которой расположена в г. Пекине (КНР). В настоящее время компания является эксклюзивным дилером компании Taiyuan Heavy Industry Co., Ltd на территории РФ. Завод выпускает широкий спектр оборудования, одним из направлений является производство карьерных экскаваторов с рабочим оборудованием «прямая мехлопата» с ковшами вместимостью от 4 до 75 м3.

В настоящее время в России в разных климатических и горно-геологических условиях успешно эксплуатируется 20 машин моделей WK-20 и WK-35. Так, на  карьерах компаний ПАО «Полюс» и АО «УК «Кузбассразрезуголь» работает семь машин WK-20 выпуска 2018-2020 гг. При этом завод-изготовитель постоянно совершенствует выпускаемое оборудование, использует рекомендации ООО «АВИК Оборудование и Инжиниринг» по улучшению конструкции экскаватора WK-20 с выпуском новой модели WK-20С. Причём 15 таких машин уже работают на предприятиях КНР.

В настоящей статье представлен обзор современного карьерного экскаватора WK-20С и сравнение его технических характеристик с аналогичными моделями ЭКГ-20 (ПАО «Уралмашзавод») и P&H-2300XPC (P&H Mining EquipmentInc.). Общий вид экскаватора WK-20С приведен на рис. 1.

Сравнительный анализ экскаваторов, приведённый в таблице 1, показывает, что экскаватор WK-20 не уступает аналогичным машинам своего класса. При этом экскаватор WK-20С, в отличие от WK-20, имеет более увеличенные рабочие параметры, мощности, а также теоретическую производительность.

Говоря о высоком качестве продукции Taiyuan Heavy Industry Co., Ltd, можно отметить, что при проектировании карьерных экскаваторов серии WK использованы самые современные технологии трёхмерного моделирования и взаимодействия сопряжённых и нагруженных элементов.

Процесс проектирования оптимизирован на основании тщательных расчётов, анализа работы и испытаний в разнообразных условиях. В производственном процессе изготовления узлов и агрегатов применяются передовые мировые технологии с высокой эффективностью и стабильностью, что обеспечивает повышенную надёжность всей машины. Это соответствует требованиям потребителей для эффективной эксплуатации и снижения себестоимости единицы продукции.

Все экскаваторы серии WK оснащены передовой системой управления приводов с помощью частот-ного регулирования переменного тока производства Siemens по схеме «HMI + PLC + Преобразователь частоты», которая повышает качество управления, регулировки скорости и крутящего момента. По сравнению с системой управления на постоянном токе система WK до 17% снижает потребление электроэнергии, повышает эффективность работы на 10%, при этом отсутствует влияние высокочастотных гармоник на электросеть.

Применяемая в экскаваторах WK система преобразования частоты обеспечивает плавность работы, увеличивая срок службы рабочего оборудования, приводов и основных узлов. Применяемые асинхронные электродвигатели просты в эксплуатации и обслуживании, имеют простую конструкцию (без щёточного аппарата) при гораздо меньшей стоимости, чем электродвигатели постоянного тока.

На экскаваторах серии WK установлена автоматическая система пожаротушения, которая защищает от пожара помещение смазки, кабельные каналы, электропомещение, все электрические шкафы. Система безопасна, надёжна и проста в обслуживании.

Экскаваторы WK оснащены системой видеонаблюдения и радарным устройством раннего оповещения. Все видеоматериалы сохраняются в системе в течение одного месяца. По желанию заказчика машина оснащается системой безопасной работы Red Kill Zone (опция).

В модели WK-20С, в отличие от WK-20, улучшены механические свойства высокопрочных стальных листов основных сварных конструктивных элементов. Предел текучести увеличен с 350 МПа до 460 МПа. Ударная вязкость материала для низких температур увеличена с 27 Дж/см2 при -40 °С до 27 Дж/см2 при -50 °С. В основном это металлоконструкции рабочего оборудования: ковш, рукоять, стрела, поворотная платформа, нижняя рама, гусеничная рама и т. д.

В соединениях ответственных узлов используется крепление высокопрочными болтами (шпильками) с гайками типа Supernut (супергайки), исключающими ослабление при работе.

Модернизирована система очистки воздуха, поступающего в машинное отделение, в которой инерционный пластинчатый пылеуловитель заменен системой со съёмными картриджами, что значительно упрощает обслуживание и улучшает фильтрацию воздуха. Новая система фильтрует до 99,7% пыли с  размером частиц более 0,2 мкм, имеет функции регулярного автоматического удаления пыли методом обратной продувки и обнаружения разницы давления в режиме реального времени.

Пульт управления в кабине машиниста модернизирован с распределённого типа до интегрированного операционного устройства, которое включает в себя главный контроллер, дисплей HMI, монитор, рацию, аудио-плеер, интерфейс USB, переключатели и др., что значительно экономит пространство. При таком компактном расположении машинист может управлять всеми механизмами и операциями экскаватора с  одного рабочего места.

Кабина машиниста экскаватора оснащена комфортным регулируемым креслом, имеет отличную тепло- и звукоизоляцию. Увеличенное переднее окно обеспечивает более широкий обзор рабочей зоны. Кабина оснащена кондиционером, холодильником, микроволновой печью, кулером для воды, шкафами и другим полезным оборудованием, создающим удобные и комфортные условия для машиниста и бригады экскаватора.

Цифровая информация с терминала, установленного на экскаваторе, может передаваться в уполномоченные отделы заказчика через сеть беспроводной связи, таким образом, контроль работы оборудования может быть обеспечен в режиме реального времени (On-Line), так что инженерно-технические работники и машинисты могут своевременно принять важные и  правильные решения по дальнейшей работе экскаватора.

На экскаваторе WK-20C добавлена система контроля температуры подшипников приводов напора, подъема, поворота, а также центральной цапфы. Температура подшипников отображается на мониторе в режиме реального времени, информируя о перегреве узлов.

На экскаваторе WK-20C добавлена система интеллектуального контроля компонентов тормозов, которая обеспечивает мониторинг состояния дисков (заторможен – расторможен) и уровня их износа в реальном времени. Информация об их состоянии отображается в реальном времени на мониторе в кабине машиниста.
После анализа работы экскаватора WK-20 в сложных и тяжёлых условиях для увеличения ресурса в машине WK-20С завод-изготовитель модернизировал рабочее оборудование.

Так, изменена конструкция кремальерной (малой напорной) шестерни: оптимизирован и улучшен технологический процесс изготовления, что в итоге решило проблему преждевременного износа.
В конструкции экскаватора WK-20С усовершенствован способ управления двигателем открывания днища ковша, при котором выполнен переход от режима управления сопротивлением к режиму управления преобразованием частоты.

Это решение увеличивает производительность привода открывания днища ковша более чем на 30%, повышает срок службы троса на 100%, сокращает время простоев из-за замены троса, снижает время цикла одной операции, что в итоге увеличивает производительность.

Для обеспечения надёжной работы в  тяжёлых условиях эксплуатации на заводе усилена рукоять путём увеличения поперечного сечения, увеличения модуля зубчатой рейки и повышения прочности используемых конструкционных материалов. Такая улучшенная рукоять, аналогичная рукояти модели WK-35, уже установлена на экскаваторе WK-20, работающем на Олимпиадинском ГОКе ПАО «Полюс».

После замены коромысла на узел новой конструкции, а также установки стрелы длиной 17,1 м максимальная высота копания и высота разгрузки увеличилась на 300 мм, что обеспечивает увеличение рабочих параметров и безопасную загрузку большегрузных карьерных самосвалов грузоподъемностью до 240 тонн.

В машине WK-20С конструкция седлового подшипника усовершенствована. Применяемая L-образная конструкция имеет большую эффективность и удобство обслуживания.

В ходовом оборудовании реализована инновационная система зацепления, при котором зацепление ведущего колеса и гусеничной ленты расположено выше уровня стояния машины. При таком расположении эффективность зацепления максимальна, устранена интерференция траков при движении, снижены нагрузки на ведущее колесо, уменьшены натяжение и напряжение в гусеничной ленте, снижен износ. Повышение эффективности работы трансмиссии ходового оборудования WK-20С увеличило срок службы ведущих колес, траков и гусеничных лент в целом.

Для снижения уровня износа оси натяжного колеса проведено комплексное усовершенствование сопряжённых с ним узлов. Новое натяжное колесо имеет комбинацию кованой и сварной конструкции, при которой изменен способ вращения относительно оси — совместное вращение колеса с валом.

Ранее выполнялось вращение колеса на валу. Втулка колеса оптимизирована, срок её службы увеличен, нагрузка на вал снижена. При замене такой втулки нет необходимости разбирать всю гусеничную ленту, что удобно при проверке и замене, т. е. новая конструкция позволяет произвести замену старой втулки без дополнительных изменений.

Для снижения износа переднего опорного башмака гусеничной ленты завод изменил его форму, при которой увеличена площадь контакта с траком ленты, уменьшено удельное давление и трение на единицу площади.
В механизме подъёма на WK-20C способ крепления корпуса редуктора к платформе шарнирно-сочлененный, в отличие от WK-20, в котором это сделано с помощью сварки.

Шарнирно-сочлененный механизм крепления редуктора подъёмной лебедки представляет собой модульную конструкцию, независимую относительно поворотной платформы и не подвержен влиянию ее деформации.

В поворотном механизме WK-20C используется редуктор планетарного типа, как на экскаваторе WK-35.
На экскаваторе WK-20C устанавливаются ролики роликового круга усиленного типа (коническая форма, увеличенное количество, более высокая прочность и твёрдость поверхности).

Вывод

Таким образом, с учётом опыта эксплуатации семи экскаваторов модели WK-20 за прошедшие три года, завод Taiyuan Heavy Industry Co., Ltd, с учётом рекомендаций ООО «АВИК Оборудование и Инжиниринг», провёл работы по улучшению конструкции выпускаемых машин. Модернизированный экскаватор WK-20C является более надёжной и эффективной моделью по сравнению с WK-20, его технологические возможности и надежность увеличены, возникающие ранее при эксплуатации вопросы решены.

Принятые конструктивные решения экскаватора WK-20C позволяют устанавливать на него ковш вместимостью 25 м3, что в аналогичных условиях работы для машины WK-20 увеличивает производительность горнотранспортного комплекса на 20%.

У машины WK-20C более 70% запасных частей универсальны и взаимозаменяемы с WK-20, что не требует увеличения номенклатуры запчастей, поэтому нашим заказчикам нет необходимости беспокоиться о возможных простоях экскаваторов из-за недостатка запчастей. Так как экскаватор WK-20С является модификацией машины WK-20, не требуется какого-либо переобучения персонала.

Принятые в конструкции экскаваторов серии WK технические решения обеспечивают низкие расходы и малое время на техническое обслуживание и ремонт, при умелом обращении значительно увеличивая коэффициент технической готовности оборудования и повышая производительность горного производства в целом.

ООО АВИК Оборудование и Инжиниринг

www.аvic-ee.com
Tel. (3842) 90-11-09
650066, Кемеровская область, г. Кемерово, проспект Октябрьский, дом 2, корпус Б, блок 820

На правах рекламы