Экскаваторы Terex O&K для обновления экскаваторного парка в России

Сегодня основным добычным и вскрышным оборудованием на открытых горных работах в России являются одноковшовые экскаваторы производства ПО «Уралмаш», ПО «Ижорский завод» (в настоящее время – ОАО «Объединенные машиностроительные заводы – группа «Уралмаш-Ижора»), ПО «Крастяжмаш» и НКМЗ. Структура экскаваторного парка создавалась еще в советский период и почти не изменилась с тех пор (см. таблицу).

Как видим, основную долю всего парка, более 25%, составляют экскаваторы ЭКГ-5А совместно с ЭКГ-4,6Б производства Уралмашзавода. Эти машины практически повсеместно задействованы и на разработке карьеров по добыче руд, строительного сырья, строительстве крупных объектов. На втором месте по количеству использования стоят ЭКГ-8И и модификации ЭКГ-4У, ЭКГ-6,3УС производства Ижорского завода, значительно изношенные и морально устаревшие.

Модели типа ЭКГ представляют собой полноповоротные экскаваторы, прямые механические лопаты, электрические (существуют модификации с первичным дизельным двигателем) со стандартным или удлиненным оборудованием (обозначаются дополнительно буквами УС и У). Они предназначены для разработки и погрузки горной массы в приемные емкости транспортных средств и других специальных устройств на уровне стояния или выше уровня стояния экскаватора. Породы I и II категорий разрабатываются без предварительного рыхления с помощью буровзрывных работ, породы III категории и выше разрабатывают после рыхления. Классификация пород – по Единым нормам выработки на открытые горные работы для предприятий горнодобывающей промышленности.

Параметрические ряды отечественных одноковшовых экскаваторов (механических лопат), где главным параметром выступает вместимость ковша в метрах кубических, разработаны Центрогипрошахтом в 1967 г. Предусматривалось создание двух типов экскаваторов – ЭКГ (карьерные гусеничные экскаваторы с ковшом вместимостью от 2 до 20 м³) и ЭВГ – вскрышные гусеничные с ковшом вместимостью от 15 до 100 м³. номинальной считают вместимость, принятую для работы на скальных породах.

Элемент опорно-поворотного устройства RH 40 перед установкой на нижнюю раму

Прообраз современной механической лопаты типа ЭКГ запатентовал еще в начале XIX в. американский изобретатель Отис. Это была неполноповоротная машина на рельсовом ходу с паровым приводом. За почти 200-летний период конструкция рабочего оборудования механической лопаты не претерпела принципиальных изменений. Канатный механизм подъема рукояти с ковшом, включая подъемную лебедку, и напорный механизм соответствующей конструкции составляют основу рабочего оборудования до настоящего времени. Название «механическая лопата» как нельзя лучше отражает суть конструкции экскаватора. С момента постройки первого экскаватора эволюционировал привод из парового в электрический или дизель-электрический, экскаваторы стали полноповоротными, появился гусеничный ход, но сама схема рабочего оборудования не изменилась.

За последние годы во всем мире уже произошел массовый переход от механических лопат к более производительному и современному гидравлическому экскавационному оборудованию, применение которого позволяет значительно повысить интенсивность ведения горных работ. Объемный гидропривод дает возможность создавать более прогрессивные конструктивные схемы рабочего оборудования, добавлять дополнительные степени свободы движению ковша, приводит к снижению общей массы экскаватора по сравнению с ЭКГ. Гидравлический манипулятор эффективно оправдывает себя при проведении селективной выемки. Рабочее оборудование может изготавливаться в двух исполнениях – «прямая» и «обратная лопата», что также расширяет технологические возможности экскаватора.

Сборка ковша на заводе Terex O&K

Обновление экскаваторного парка горных предприятий в России только начинается. В ближайшие годы потребуется альтернатива устаревшим и изношенным экскаваторам ЭКГ-5А (4,6Б) и ЭКГ-8И на действующих предприятиях и в строящихся карьерах. В качестве альтернативы с успехом могут выступить гидравлические карьерные экскаваторы рабочей массой до 170 т.

Среди производителей мощных гидравлических экскаваторов выделяется сложившаяся группа лидеров, таких как Komatsu, Hitachi, Terex O&K (сейчас – Terex GmbH), Liebherr. Продукция этих фирм, а именно тяжелые карьерные экскаваторы, уже работают на отдельных отечественных предприятиях, и накоплен определенный опыт их эксплуатации. Уже сейчас можно отметить необходимое условие эффективной работы – наличие профессионального сервиса. Гидропривод требует совершенно иного уровня обслуживания. С устройством того же ЭКГ-5А может разобраться любой более-менее подготовленный электромеханик, чего не скажешь об устройстве современного карьерного гидравлического экскаватора с высокотехнологичным оборудованием. Это и сложносоставная гидросистема, и электронная автоматическая система управления, и системы жизнеобеспечения машины. Качественно обслуживать такие экскаваторы способны только специально подготовленные сервисные службы.

Сегодня возможность обеспечения послепродажного сервиса является чуть ли не главным условием при выборе поставщика и оборудования. Естественно, здесь выделяются бренды, которые работают в России давно, еще со времен СССР, и имеют развитые сервисные сети. Например, у хорошо знакомых на горных предприятиях Komatsu и Caterpillar есть сеть своих ответственных дилеров. Компании такого уровня затрачивают немало средств на развитие своих сетей, стремясь повысить эффективность сопровождения поставляемой техники. Одна из задач дилера – обеспечить качественное послепродажное сервисное обслуживание техники на эксплуатирующих предприятиях.

Скальный ковш на 8,4 м3 RH 120-E для безвзрывной разработки крепких пород

В Северо-Западном, Центральном и Юго-Западном регионах России официальным эксклюзивным дилером компании Caterpillar выступает хорошо известная компания ООО «Цеппелин Русланд», зона ответственности которой поделена между региональными филиалами, оснащенными необходимым ремонтным и диагностическим оборудованием, и собственными складами запчастей. В центральном отделении компании периодически проводят тренинги и обучение сервисных механиков из филиалов, знакомство с новой техникой с участием представителей производителя. Развитость дилера и его потенциальные возможности по обеспечению послепродажного обслуживания привлекают к себе и других производителей техники. В течение последних лет компания «Цеппелин Русланд» стала дилером и таких известных фирм, как Claas, Hyster, Agco, Bourgault, Ponse и Terex.

Компания Terex интересна для горных предприятий прежде всего тем, что подразделение Terex O&K производит тяжелые карьерные экскаваторы. Экскаваторы Terex O&K хорошо известны среди потребителей мощной карьерной техники по всему миру. Корни компании O&K Mining GmbH (основатели компании Бенно Оренштайн и Артур Коппель) уходят в 1876 г. Компания начала производить первые экскаваторы еще в начале прошлого века и непосредственно участвовала в эволюции мирового экскаваторостроения. Так, O&K первой в Европе перешла на серийное производство гидравлических экскаваторов, ввела электроуправление и систему контроля в конструкцию машин.

Добыча известняка с использованием RH 120-E без предварительного рыхления взрывом в Альмендингене

С 1 апреля 1998 г. компания O&K Mining GmbH вошла в состав корпорации Terex. Богатейший опыт по созданию экскаваторной техники, накопленный за долгий период, помогает конструкторам компании внедрять в конструкцию машин самые прогрессивные решения, благодаря чему продукция Terex O&K успешно конкурирует с продукцией мировых лидеров отрасли.

В настоящий момент ООО «Цеппелин Руcланд» начинает продвижение тяжелых экскаваторов Terex O&K и на российский рынок, предлагая линейку высокотехнологичных машин с оригинальными техническими решениями – экскаваторы серии RH. Вполне ожидаемо, что наиболее востребованными машинами, призванными заменить устаревшие ЭКГ, станут модели RH 40, RH 70, RH 90 и RH 120.

Особый интерес вызывает конструкция рабочего оборудования «прямых лопат» RH c использованием кинематической схемы TriPower. На стреле установлен вращающийся вокруг своей оси треугольный шатун, к которому крепятся гидроцилиндры ковша, гидроцилиндры стрелы и тяга, другим концом закрепленная к поворотной платформе. Кинематика позволяет использовать гидроцилиндры меньшего диаметра, так как снижены рабочие усилия по сравнению с классической схемой устройства рабочего оборудования. Уменьшение диаметра влечет за собой увеличение скорости выдвижения цилиндров при той же производительности насосов. Тяга отбирает часть усилия на поворотную платформу, частично разгружая тем самым гидроцилиндры ковша, и позволяет поддерживать заданный угол наклона ковша в процессе черпания и движения его на разгрузку. Terex O&K пока единственный производитель мощных карьерных гидравлических экскаваторов с усовершенствованной кинематической схемой рабочего оборудования.

Поворотная платформа RH 40-E с электрическим первичным двигателем перед отправкой заказчику

В обоих исполнениях – и «прямой», и «обратной лопаты» – практикуется снабжение машин усиленными скальными ковшами уменьшенной вместимости (60...80% от базовой) для разработки крепких и связных грунтов без предварительного рыхления. Эти машины находят применение при безвзрывной разработке известняков с прочностью на сжатие до 50 МПа, каменных углей. Их использование оправданно при работе на карьерах, где по разным причинам невозможно проводить буровзрывные работы. Для примера можно отметить успешную работу RH 120-E, оборудованного скальным ковшом на 8,4 м³, в Альмендингене (Германия). Экскаватор работает на добыче известняка в качестве сырья для местного цементного производства. В ближайшее время российская компания ОАО «ЕВРОЦЕМЕНТ груп» планирует приобрести несколько машин RH 90-C для подобного использования в своих карьерах.

В экскаваторах Terex O&K применена схема привода от двух двигателей (Caterpillar или Cummins). В связи с этим повышается эксплуатационная готовность машины, даже на одном двигателе она может работать с уменьшением мощности на 46%. Гидросистема питается параллельно двумя главными насосами, каждый с приводом от своего дизеля. Производитель по желанию заказчика может оборудовать машину одним электрическим приводным двигателем, заменяющим дизели.

Сборка машинного отделения моторного отсека с двумя дизелями RH 40

Опорно-поворотное устройство представляет собой трехрядный роликовый подшипник с неподвижным внутренним кольцом, которое является зубчатым венцом поворотного механизма с внутренним зацеплением. Данное исполнение позволяет полностью укрыть зубчатый венец и полость с роликами от разрушающего внешнего воздействия – влаги, пыли и грязи. Смазка всех частей происходит автоматически от центральной системы смазки. Во время торможения при повороте платформы энергия отдается в гидросистему, где аккумулируется. Высокая точность изготовления колец обеспечивает качественное сопряжение с роликами, малые зазоры не дают «играть» поворотной платформе, как это бывает на экскаваторах классической конструкции. В процессе черпания и разгрузки на ЭКГ имеет место качание поворотной платформы, вызванное зазорами в местах посадки центральной цапфы. Роликовый круг в результате качаний подвержен нежелательным краевым контактам между роликами и рельсами опорно-поворотного устройства, зубчатый венец изнашивается неравномерно (бочкообразность зуба) и т. д.

Оборудование карьерных экскаваторов Terex O&K системой бортового контроля (BCS) является стандартным. Оператор может контролировать все важные параметры в режиме реального времени, в кабине на мониторе высвечивается информация о неисправностях, режимах работы и т. д.

Ходовая часть выполнена по схеме, требующей наименьших затрат на обслуживание, применена автоматическая смазка опорных катков. Механизм хода включает отдельные защищенные кожухами гидроприводы на каждый гусеничный ход, применены планетарные редукторы привода ведущих колес.

Безусловно, экскаваторы Terex O&K найдут широкое применение на горных разработках в России, особенно с учетом наличия созданной компанией Caterpillar развитой сервисной сети при непосредственном участии ООО «Цеппелин Руcланд», официального дилера Terex. Обновление экскаваторного парка является лишь вопросом времени. Пока поддержание изношенных ЭКГ в рабочем состоянии основывается на использовании значительного запаса запчастей от списываемого экскаваторного оборудования, накопленного в большом количестве еще во времена СССР. Однако такая практика уже не отвечает современным повышенным требованиям к оборудованию, особенно на фоне усложнения условий ведения горных работ, необходимости проведения селективной выемки. Рост цен на комплектующие к ЭКГ, особенно нового оборудования, также способствует ускорению процесса перевооружения предприятий.