Обзор современных решений завода УРАЛГОРМАШ: модернизация карьерных экскаваторов ЭКГ-5А.
Выросшие цены на новую технику вынуждают многих из потенциальных покупателей пересматривать свои инвестиционные планы в пользу капитальных ремонтов и модернизации машин, находящихся в эксплуатации. Сегодня расскажем, какие варианты модернизации для владельцев экскаваторов типа ЭКГ-5А (4.6) предлагает Уральский завод горных машин (УРАЛГОРМАШ).
Очередное значительное подорожание металла (в среднем, на 300%!) не могло не сказаться на себестоимости производства и, соответственно, на стоимости новой техники. Не исключением стали и серийно выпускаемые Уральским заводом горных машин карьерные экскаваторы ЭКГ-5А: цена на данную продукцию выросла и, независимо от комплектации, преодолела психологический барьер в 100 млн рублей. В связи с этим спрос на модернизацию машин типа ЭКГ-5А (4.6), находящихся в эксплуатации, будет только увеличиваться.
Для модернизации экскаваторов ЭКГ-5А (4.6) завод УРАЛГОРМАШ предлагает потенциальным потребителям реализовать следующие технические решения:
замена аналогового низковольтного комплектного устройства (НКУ) на цифровое;
замена кабины машиниста на конструктивно новую;
установка системы централизованной автоматической смазки (ЦАС);
установка дополнительной защиты на стрелу;
установка дополнительной защиты на ковш.
Завод УРАЛГОРМАШ имеет ряд уже реализованных проектов. Так, для золотодобывающих компаний АО "ЗДК "Лензолото" и АО "Светлый" (входят в группу компаний "Полюс") специалистами завода были произведены работы по модернизации двух экскаваторов ЭКГ-5А и одного ЭКГ-4.6Б, которые эксплуатируются на карьерах Маракан и Атыркан-Берикан. На всех машинах применена современная цифровая система управления электроприводами серии КЭР-05 по системе ТП-Д и установлены конструктивно новые кабины машиниста. В настоящее время идёт изготовление комплектов оборудования для модернизации экскаваторов ЭКГ-5А предприятий АО "Доломит" (Липецкая область) и ООО "Гранит" (Ленинградская область).
Теперь расскажем о каждом предлагаемом техническом решении подробнее.
Замена аналоговой системы управления электроприводами на цифровую
Экскаваторы типа ЭКГ-5А (4.6), для которых вместо их замены (списания) планируется капитальный ремонт и модернизация, как правило, находятся в эксплуатации не менее 20 лет. При этом все машины, выпущенные до 2000 года, комплектовались аналоговыми низковольтными комплектными устройствами (НКУ) — системами управления электроприводами на магнитных усилителях типа КУЭ-2У2 по системе "Генератор — Двигатель" (Г—Д). Аналоговые НКУ сегодня уже морально устарели. Их замена на цифровые — важный шаг для повышения качества управления электроприводами экскаватора.
Все цифровые системы управления электроприводами (или цифровые НКУ) условно можно разделить на две группы. Первая группа, НКУ "первого поколения", использует пятимашинный преобразовательный агрегат (генератор) и работает по системе Г—Д. Вторая группа, НКУ "второго поколения", генератор не использует и работает, в зависимости от применяемой в производстве элементной базы, по системам "Транзисторный Преобразователь — Двигатель" (ТрП-Д) или "Тиристорный Преобразователь — Двигатель" (ТП—Д).
Основные преимущества цифрового НКУ "первого поколения":
Улучшаются показатели регулирования приводов.
Отказ от регулировочных элементов (все изменения параметров приводов производятся на уровне программных коэффициентов).
Упрощается процесс настройки, диагностики и ремонта (исключаются сезонные наладки).
Уменьшается время простоев из-за отказов электрооборудования.
Дополнительные преимущества цифрового НКУ "второго поколения":
Исключается пятимашинный преобразовательный агрегат и связанные с ним работы по обслуживанию и ремонту.
Снижается температура и вибрация в машинном отделении за счёт исключения силовых агрегатов генераторной группы.
Удельное потребление электроэнергии сокращается почти вдвое.
Осуществляется рекуперация энергии торможения приводов в сеть.
Обеспечивается стабильность характеристик электроприводов при изменении параметров питающей сети и условий окружающей среды.
Замена кабины машиниста
Следующим важным шагом при модернизации экскаваторов ЭКГ-5А (4.6) до 2000 года выпуска является замена кабины машиниста старого типа на конструктивно новую.
Основные технические решения в конструкции кабины машиниста завода УРАЛГОРМАШ:
Универсальность: возможно применение любой системы управления электроприводами.
Остекление кабины выполнено из стеклопакетов с инертным газом, исключающим запотевание и обмерзание стекол при низких температурах. Стеклопакеты имеют высокую термо- и шумоизоляцию.
Применена система кондиционирования и вентиляции с регулировкой объёма и направления потоков воздуха.
В системе отопления, помимо навесных конвекторов, реализован секционный подогреваемый пол.
Система климатконтроля поддерживает установленную температуру в кабине при температуре наружного воздуха от -45 до +45°С.
В штатной комплектации предусмотрена система видеомониторинга.
Для снижения вибрации в основание кабины установлены десять виброизолирующих опор.
Переднее окно оборудовано стеклоочистителем со стеклоомывателем.
Для ТО наружных электроприборов и переднего стекла предусмотрена откидная площадка с ограждением.
В качестве наружных и внутренних осветительных приборов использованы современные светодиодные светильники.
В кабине размещён угловой столик и откидное кресло помощника машиниста.
Утепление кабины выполнено современными материалами, включая напыляемый полиуретановый утеплитель типа Polynor.
Внутренняя облицовка изготовлена из алюминиевых композитных панелей с применением алюминиевых профилей.
При комплектации кабины доступен большой выбор дополнительных опций.
Установка новой кабины машиниста на экскаваторы типа ЭКГ-5А (4.6) (категории — 20 лет и старше) влечёт за собой изменения в конструкции их правой боковой площадки и входной группы кузова. Специально для модернизации таких экскаваторов завод УРАЛГОРМАШ организовал выпуск кабин машиниста в комплекте со всем необходимым оборудованием.
Установка системы централизованной автоматической смазки (ЦАС)
Все современные карьерные экскаваторы оборудованы системой ЦАС. Учитывая то, что в экипаже экскаватора ЭКГ-5А помощник машиниста, как правило, сокращён, и все регламентные работы по смазке машины ложатся на машиниста экскаватора (если нет для этого отдельной сервисной службы), актуальность системы ЦАС более чем очевидна.
Базовая конфигурация системы ЦАС, как правило, состоит из четырёх контуров, автоматической смазки и одного контура полуавтоматической смазки (конкретный вариант согласовывается с потребителем). Автоматически смазываются узлы трения основных механизмов на поворотной платформе и стреле, а также открытые передачи механизма поворота, кремальерные шестерни, ползуны напорного механизма и рельсы опорно-поворотного механизма. Полуавтоматически (с помощью смазочного пистолета) смазываются оси роликового круга и узлы трения ходовой тележки экскаватора.
Основные преимущества системы централизованной автоматической смазки:
Смазка рабочего оборудования производится непосредственно во время работы экскаватора.
Периодичность смазки отслеживается автоматически.
Исключается "человеческий фактор".
Обеспечивается обслуживание труднодоступных узлов смазки (подшипники головных блоков и т.д.).
Система диагностики контролирует состояние смазочного оборудования.
Применяется современное оборудование брендов Lincoln, Beka, SKF, Graco и Fluid, которое обеспечивает работоспособность системы ЦАС при температурах от +50°С до -50°С.
Экономия смазочных материалов (относительно норм расхода по регламенту) составляет от 25% до 40%.
Применение системы ЦАС позволяет существенно увеличить срок службы отдельных узлов и экскаватора в целом.
Установка дополнительной защиты на стрелу
Для дополнительной динамической защиты стрелы по всей длине нижнего листа устанавливаются резинометаллические демпферы (отбойники). Это позволяет добиться частичного поглощения и распределения кинетической энергии удара ковшом о нижний лист стрелы.
Допзащита эффективно работает совместно с активной штатной защитой стрелы типа "струна". Функция последней — в процессе экскавации, при опасном приближении ковша к стреле, в моменты касания им "струны", отключать привод напора.
Как правило, на экскаваторах ЭКГ-5А (4.6) рассматриваемой категории (20 лет и старше) штатная защита стрелы типа "струна" полностью отсутствует и требует восстановления.
Большой плюс допзащиты заключается в том, что она не только гасит энергию удара ковша, но и конструктивно, на 100% исключает риск повреждения "струны" штатной защиты. В отбойниках используются специальные демпфирующие эластомерные пластины. Элементы защиты легко заменить. Это позволяет эффективно использовать дополнительную динамическую защиту стрелы в течение всего срока эксплуатации экскаватора.
Установка дополнительной защиты на ковш
Помимо стандартной наплавки электродами типа "Сормайт", завод предлагает дополнительную, более эффективную, защиту передней стенки ковша. Для этих целей используются специальные биметаллические элементы, нижняя часть которых выполнена из легкосвариваемой стали, а верхняя — из белохромистого чугуна (БХЧ).
Чугун, который применяется в элементах (как правило, речь идёт о марке WB90), обладает твёрдостью по Бриннелю не менее 700 HB. Для сравнения: аналогичный показатель у марганцовистой стали марки 110Г13Л, из которой отливается передняя стенка ковша экскаватора, не превышает 217 НВ. Также сильно "марганцовка" уступает БХЧ и по устойчивости к абразивному износу.
Из преимуществ нужно отметить простоту замены защитных элементов (их можно приварить к ковшу "в полевых условиях"). В числе минусов — импортное производство и высокая стоимость элементов. Однако, как показывает практика, при ежегодных затратах на защиту передней стенки в размере 5–10% от её стоимости, ресурс работы ковша увеличивается как минимум в 3 раза.
Очередное значительное подорожание металла (в среднем, на 300%!) не могло не сказаться на себестоимости производства и, соответственно, на стоимости новой техники. Не исключением стали и серийно выпускаемые Уральским заводом горных машин карьерные экскаваторы ЭКГ-5А: цена на данную продукцию выросла и, независимо от комплектации, преодолела психологический барьер в 100 млн рублей. В связи с этим спрос на модернизацию машин типа ЭКГ-5А (4.6), находящихся в эксплуатации, будет только увеличиваться.
Для модернизации экскаваторов ЭКГ-5А (4.6) завод УРАЛГОРМАШ предлагает потенциальным потребителям реализовать следующие технические решения:
замена аналогового низковольтного комплектного устройства (НКУ) на цифровое;
замена кабины машиниста на конструктивно новую;
установка системы централизованной автоматической смазки (ЦАС);
установка дополнительной защиты на стрелу;
установка дополнительной защиты на ковш.
Завод УРАЛГОРМАШ имеет ряд уже реализованных проектов. Так, для золотодобывающих компаний АО "ЗДК "Лензолото" и АО "Светлый" (входят в группу компаний "Полюс") специалистами завода были произведены работы по модернизации двух экскаваторов ЭКГ-5А и одного ЭКГ-4.6Б, которые эксплуатируются на карьерах Маракан и Атыркан-Берикан. На всех машинах применена современная цифровая система управления электроприводами серии КЭР-05 по системе ТП-Д и установлены конструктивно новые кабины машиниста. В настоящее время идёт изготовление комплектов оборудования для модернизации экскаваторов ЭКГ-5А предприятий АО "Доломит" (Липецкая область) и ООО "Гранит" (Ленинградская область).
Теперь расскажем о каждом предлагаемом техническом решении подробнее.
Замена аналоговой системы управления электроприводами на цифровую
Экскаваторы типа ЭКГ-5А (4.6), для которых вместо их замены (списания) планируется капитальный ремонт и модернизация, как правило, находятся в эксплуатации не менее 20 лет. При этом все машины, выпущенные до 2000 года, комплектовались аналоговыми низковольтными комплектными устройствами (НКУ) — системами управления электроприводами на магнитных усилителях типа КУЭ-2У2 по системе "Генератор — Двигатель" (Г—Д). Аналоговые НКУ сегодня уже морально устарели. Их замена на цифровые — важный шаг для повышения качества управления электроприводами экскаватора.
Все цифровые системы управления электроприводами (или цифровые НКУ) условно можно разделить на две группы. Первая группа, НКУ "первого поколения", использует пятимашинный преобразовательный агрегат (генератор) и работает по системе Г—Д. Вторая группа, НКУ "второго поколения", генератор не использует и работает, в зависимости от применяемой в производстве элементной базы, по системам "Транзисторный Преобразователь — Двигатель" (ТрП-Д) или "Тиристорный Преобразователь — Двигатель" (ТП—Д).
Основные преимущества цифрового НКУ "первого поколения":
Улучшаются показатели регулирования приводов.
Отказ от регулировочных элементов (все изменения параметров приводов производятся на уровне программных коэффициентов).
Упрощается процесс настройки, диагностики и ремонта (исключаются сезонные наладки).
Уменьшается время простоев из-за отказов электрооборудования.
Дополнительные преимущества цифрового НКУ "второго поколения":
Исключается пятимашинный преобразовательный агрегат и связанные с ним работы по обслуживанию и ремонту.
Снижается температура и вибрация в машинном отделении за счёт исключения силовых агрегатов генераторной группы.
Удельное потребление электроэнергии сокращается почти вдвое.
Осуществляется рекуперация энергии торможения приводов в сеть.
Обеспечивается стабильность характеристик электроприводов при изменении параметров питающей сети и условий окружающей среды.
Замена кабины машиниста
Следующим важным шагом при модернизации экскаваторов ЭКГ-5А (4.6) до 2000 года выпуска является замена кабины машиниста старого типа на конструктивно новую.
Основные технические решения в конструкции кабины машиниста завода УРАЛГОРМАШ:
Универсальность: возможно применение любой системы управления электроприводами.
Остекление кабины выполнено из стеклопакетов с инертным газом, исключающим запотевание и обмерзание стекол при низких температурах. Стеклопакеты имеют высокую термо- и шумоизоляцию.
Применена система кондиционирования и вентиляции с регулировкой объёма и направления потоков воздуха.
В системе отопления, помимо навесных конвекторов, реализован секционный подогреваемый пол.
Система климатконтроля поддерживает установленную температуру в кабине при температуре наружного воздуха от -45 до +45°С.
В штатной комплектации предусмотрена система видеомониторинга.
Для снижения вибрации в основание кабины установлены десять виброизолирующих опор.
Переднее окно оборудовано стеклоочистителем со стеклоомывателем.
Для ТО наружных электроприборов и переднего стекла предусмотрена откидная площадка с ограждением.
В качестве наружных и внутренних осветительных приборов использованы современные светодиодные светильники.
В кабине размещён угловой столик и откидное кресло помощника машиниста.
Утепление кабины выполнено современными материалами, включая напыляемый полиуретановый утеплитель типа Polynor.
Внутренняя облицовка изготовлена из алюминиевых композитных панелей с применением алюминиевых профилей.
При комплектации кабины доступен большой выбор дополнительных опций.
Установка новой кабины машиниста на экскаваторы типа ЭКГ-5А (4.6) (категории — 20 лет и старше) влечёт за собой изменения в конструкции их правой боковой площадки и входной группы кузова. Специально для модернизации таких экскаваторов завод УРАЛГОРМАШ организовал выпуск кабин машиниста в комплекте со всем необходимым оборудованием.
Установка системы централизованной автоматической смазки (ЦАС)
Все современные карьерные экскаваторы оборудованы системой ЦАС. Учитывая то, что в экипаже экскаватора ЭКГ-5А помощник машиниста, как правило, сокращён, и все регламентные работы по смазке машины ложатся на машиниста экскаватора (если нет для этого отдельной сервисной службы), актуальность системы ЦАС более чем очевидна.
Базовая конфигурация системы ЦАС, как правило, состоит из четырёх контуров, автоматической смазки и одного контура полуавтоматической смазки (конкретный вариант согласовывается с потребителем). Автоматически смазываются узлы трения основных механизмов на поворотной платформе и стреле, а также открытые передачи механизма поворота, кремальерные шестерни, ползуны напорного механизма и рельсы опорно-поворотного механизма. Полуавтоматически (с помощью смазочного пистолета) смазываются оси роликового круга и узлы трения ходовой тележки экскаватора.
Основные преимущества системы централизованной автоматической смазки:
Смазка рабочего оборудования производится непосредственно во время работы экскаватора.
Периодичность смазки отслеживается автоматически.
Исключается "человеческий фактор".
Обеспечивается обслуживание труднодоступных узлов смазки (подшипники головных блоков и т.д.).
Система диагностики контролирует состояние смазочного оборудования.
Применяется современное оборудование брендов Lincoln, Beka, SKF, Graco и Fluid, которое обеспечивает работоспособность системы ЦАС при температурах от +50°С до -50°С.
Экономия смазочных материалов (относительно норм расхода по регламенту) составляет от 25% до 40%.
Применение системы ЦАС позволяет существенно увеличить срок службы отдельных узлов и экскаватора в целом.
Установка дополнительной защиты на стрелу
Для дополнительной динамической защиты стрелы по всей длине нижнего листа устанавливаются резинометаллические демпферы (отбойники). Это позволяет добиться частичного поглощения и распределения кинетической энергии удара ковшом о нижний лист стрелы.
Допзащита эффективно работает совместно с активной штатной защитой стрелы типа "струна". Функция последней — в процессе экскавации, при опасном приближении ковша к стреле, в моменты касания им "струны", отключать привод напора.
Как правило, на экскаваторах ЭКГ-5А (4.6) рассматриваемой категории (20 лет и старше) штатная защита стрелы типа "струна" полностью отсутствует и требует восстановления.
Большой плюс допзащиты заключается в том, что она не только гасит энергию удара ковша, но и конструктивно, на 100% исключает риск повреждения "струны" штатной защиты. В отбойниках используются специальные демпфирующие эластомерные пластины. Элементы защиты легко заменить. Это позволяет эффективно использовать дополнительную динамическую защиту стрелы в течение всего срока эксплуатации экскаватора.
Установка дополнительной защиты на ковш
Помимо стандартной наплавки электродами типа "Сормайт", завод предлагает дополнительную, более эффективную, защиту передней стенки ковша. Для этих целей используются специальные биметаллические элементы, нижняя часть которых выполнена из легкосвариваемой стали, а верхняя — из белохромистого чугуна (БХЧ).
Чугун, который применяется в элементах (как правило, речь идёт о марке WB90), обладает твёрдостью по Бриннелю не менее 700 HB. Для сравнения: аналогичный показатель у марганцовистой стали марки 110Г13Л, из которой отливается передняя стенка ковша экскаватора, не превышает 217 НВ. Также сильно "марганцовка" уступает БХЧ и по устойчивости к абразивному износу.
Из преимуществ нужно отметить простоту замены защитных элементов (их можно приварить к ковшу "в полевых условиях"). В числе минусов — импортное производство и высокая стоимость элементов. Однако, как показывает практика, при ежегодных затратах на защиту передней стенки в размере 5–10% от её стоимости, ресурс работы ковша увеличивается как минимум в 3 раза.