Породопогрузочные машины из Китая. Экскаваторы-погрузчики для угольных шахт

Китайское угольное машиностроение выпускает разнообразные по конструкции породопогрузочные машины. По способу погрузки и транспортировки горной массы, машины можно разделить на несколько основных типов:

  • экскаватор-погрузчик — машины с ковшом и стреловидным органом экскаваторного типа с разгрузкой на сторону, или на свой скребковый, ленточный (редко) конвейер;
  • машины со стреловидным экскаваторным органом, который может дополнительно поворачиваться вокруг своей продольной оси, без собственного конвейера, с погрузкой на сторону в вагонетку или на конвейер.
  • машины с ковшом бульдозерной формы с боковой разгрузкой, или на собственный скребковый конвейер.

Конструкция и принцип работы машины первого типа

Экскаватор-погрузчик для угольных шахт типа ZWY-120/55L в основном состоит из рабочего механизма, транспортного механизма, ходового механизма, электрической системы, гидравлической системы и других вспомогательных механизмов. Гусеничный ходовой механизм, оснащен 2-мя гидравлическими мотор-редукторами.

Экскаваторный (рабочий) механизм состоит из портальной рамы, опоры большой фермы, самой большой фермы, средней фермы, малой фермы, рычажных механизмов, ковша, молота дробления, поворотного гидроцилиндра, гидроцилиндра большой фермы, гидроцилиндра средней фермы, гидроцилиндра малой фермы, гидроцилиндра ковша, гидроцилиндра толкания и протяжки, и других элементов. Средняя ферма применяется для регулирования угла ковша и молота дробления. 

Экскаватор-погрузчик для угольных шахт типа ZWY-120/55L

Все конструктивные детали рабочего механизма данного погрузчика изготавливаются из высококачественной низколегированной стали путем сварки, и имеет хорошие противоударные, прочностные и противоусталостные свойства, что обеспечивает длительный срок эксплуатации.

Все гидроцилиндры произведенные специализированным изготовителем по производству гидроцилиндра, с использованием импортных уплотняющих элементов. Уплотнения изготовлены по международным общепринятым стандартам, что облегчает их покупку и ремонт. Детали гидроцилиндров проходят необходимую закалку и хромирование, что повышает их надежность при работе в шахте. Узлы всех соединительных частей оснащены стальными вставками с  антифрикционным покрытием и противопылевыми манжетами.

Транспортный механизм (скребковый конвейер) в состоит из главного приводного механизма, приемного лотка, ведомого вала, корпуса со скребковой транспортной цепью, гидроцилиндра подъемного корпуса конвейера, сбрасывающей стрелы, длину которой можно изменять по условиям работы, так как состоит из нескольких элементов. Скребковая цепь конвейера приводится в движение импортным гидравлическим мотором, который имеет большой крутящий момент, стабильный запуск, гидравлическую защиту от перегрузки.

Запатентованная конструкция конвейера позволяет транспортировать сильно обводненную горную массу, а также куски горной массы большого размера.

Опорная плита транспортного лотка изготовлена из монолитной импортной износостойкой стальной плиты, которая позволяет значительно увеличить срок службы транспортного лотка.

Секционная компоновка сбрасывающей стрелы и наличие гидродомкрата подъема позволяют регулировать высоту разгрузки при погрузке горной массы в вагонетки или самоходную транспортную машину.

Главный приводной механизм имеет один гидромотор и состоит из ведущей опоры, ведущей звездочки, крепежных элементов и устройства натяжения скребковой цепи. Ведущая звездочка отливается из износостойкой легированной стали. Рама главного приводного механизма крепится к корпусу конвейера в специальном пазе регулировочными болтами, с помощью которых можно степень натяжения скребковой цепи.

Механизм ведомой звездочки состоит из ведомой звездочки, подшипника, вала звёздочки, O-образного уплотнительного кольца, кольца для защиты от пыли и грязи.. Ведомая звездочка данного погрузчика изготовлена из износостойкой высокопрочной легированной стали точным литьем. Между колесом и валом используется уплотнение современной конструкции, обеспечивающее надежность узла. При сборке подшипники наполнены консистентной смазкой на кальциевой основе.

Ходовой механизм состоит из ходовой рамы, гусениц в сборе, опорных катков в сборе, поддерживающих роликов в сборе, направляющих колес в сборе, приводных звезд, натяжного устройства, гидромоторов с планетарными редукторами и т.д.

Ходовая рама является несущим каркасом гусеничного ходового устройства, которая состоит из приводного гнезда, направляющего гнезда, рамы гусеницы и накладки. Конструкция имеет малый вес и хорошую жесткость.

На данном погрузчике используются стандартные комбинированные гусеницы гидравлического экскаватора. Сборка гусениц производится на заводе. Траковые элементы, соединительные пальцы, втулки, фиксирующие штифты, выполнены из специальной стали на специализированном предприятии. С целью снижения износа от пыли, грязи, соединительные элементы предварительно смазаны, имеют плотную посадку с натягом, оснащены лабиринтными уплотнениями, полиуретановыми уплотнениями.  Каждая гусеница имеет 45 звеньев. Для удобства монтажа и демонтажа на каждой гусенице установлен быстросъёмный штифт (то есть главный штифт). При демонтаже гусеницы достаточно вынуть упорное кольцо для вала и выбивать главный штифт.

Опорный каток предназначен для передачи веса корпуса погрузчика к гусенице, передвижения корпуса погрузчика по направляющему пазу на гусенице и удержания гусеницы от поперечного скольжения. Опорный каток работает в условиях большого количества пыли и грязи, а порой и в воде, повергается сильным ударным нагрузкам. В связи с этим, его край и плоскость качения должны быть износостойкими. Герметизация между колесом и валом должна быть отличной. Данный погрузчик оснащен 14-ю опорными катками (7 шт. на каждой стороне). Корпус катка изготовлен из высокопрочной легированной стали, с последующей термозакалкой. Оснащены надежными уплотнениями. Подшипники смазаны при сборке катков на весь срок их службы. При износе поверхности катков, узел меняется целиком.

Поддерживающий ролик предназначен для поддерживания веса верхней гусеницы во избежание ее чрезвычайного провисания и уменьшения вибрации верхней части гусеницы при движении машины. Конструктивно выполнен как опорный каток и взаимозаменяемы.

Направляющее колесо вместе с натяжным устройством, монтированным за ним, поддерживают определенную степень натяжки гусеницы, смягчает ударную нагрузку из-за неровной поверхности почвы выработки при движении машины. При встрече с препятствием, при движении гусеницы, направляющее колесо двигается назад на определенное расстояние в передних направляющих пазах направляющей рамки на двух сторонах натяжного устройства, во избежание слишком большого локального натяжения гусеницы.

Ходовая часть машины оснащена пружинно-гидравлическим натяжным устройством, обеспечивающим автоматический необходимый натяг гусениц. 2 гусеницы отдельно приводится 2 гидравлическими моторами, через приводное колесо приводная сила передана к гусенице. Привод гидравлического мотора установлен на задней части рамы гусеницы, после открытия накладки могут проводить обслуживание и уход.

Система гидравлического управления данного погрузчика состоит из 2 гидравлических насосов, девятиблочного пропорционального многоканального переключательного клапана гидроуправления, пятиблочного многоканального переключательного клапана гидроуправления, ручного переключательного клапана, ручного пилотного клапана, педального пилотного клапана, радиатора, масляного бака и других гидравлических элементов.

Давление гидравлической системы данного погрузчика установлено на 27MPa. 2 главных насоса дуплексного поршневого насоса создают нужное высокое давление для движения машины (27MPa), погрузки горной массы (27MPa) и подъема корпуса конвейера (23MPa). Вспомогательные насосы обеспечивают нужное низкое давление для пилотного управления (4MPa). Производительность насосной станции данного погрузчика обеспечивает как синхронную, так и раздельную работу всех механизмов (включая механизмы для движения, погрузки и транспортировки).  Система использовала 2 группы комбинации многоканальных переключательных клапанов. При расположении золотника клапана в промежуточном положении масло под давлением возвращается в масляный бак через разгрузочный клапан. Кроме гидравлических каналов для поднимания ковша и опускания сбрасывающей стрелы, все другие каналы оснащены предохранительными клапанами, со сбросом давления в слив системы. Гидроцилиндры экскаваторной стрелы оснащены гидрозамками для предотвращения сброса давления в той или иной полости гидроцилиндра при остановке в работе.

Все рабочие механизмы используют пилотное пропорциональное управление. 2 ручных пилотных клапана управляют механизмами для погрузки горной массы, 1 педальный пилотный клапан с двумя подножками управляет ходовым механизмом.

Насосная станция состоит из электродвигателя, дуплексного поршневого насоса, шестеренчатой муфты, бака и аппаратуры регулирования. Данный погрузчик использует электродвигатель взрывозащиты серии YB. Электродвигатель соединен с  дуплексным поршневым насосом с помощью нейлоновой шестеренчатой муфты. Конструкция простая, компактная, надежная в работе.

Экскаватор-погрузчик для угольных шахт типа ZWY-120/55L

Машина с укороченной сбрасывающей стрелой конвейера

Машина с укороченной сбрасывающей стрелой конвейера

Машина с удлиненной сбрасывающей стрелой

Машина с удлиненной сбрасывающей стрелой

Машина с удлиненной сбрасывающей стрелой

На шахте им. Миндели компании «Грузуголь», для размещения в Восточном полевом штреке комплекса скважинной выемки угля (КСВУ-Н), необходимо было расширить сечение штрека с 16,0 м² до 28,0 м², за счет увеличения ширины и высоты выработки. Крепость пород до 8 единиц. С этой целью была приобретена машина ZWY-120/55L.  Учитывая, что сама выработка достаточно старая, пройдена в зоне горно-геологического нарушения, и планируемая ширина 6м при прямоугольном сечении, ведение взрывных работ было нецелесообразным. Добор сечения планировалось осуществлять небольшими заходками, используя гидромолот, энергии которого достаточно, чтобы легко пробивать отверстия в металлическом листе толщиной 5-8 мм. (см. видео).

Размерный ряд машин данного типа имеет различную производительность, в зависимости от размера ковша, производительности насосной станции. У них различные габариты, и различный вес. Некоторые заводы выпускают такие машины без возможности установки гидромолота. Иные заводы, вместо ковша, могут комплектовать стреловидный орган режущим органом оппозитного типа (с двумя режущими коронками), с приводом от гидромотра.

Ниже приводятся технические параметры машин со стреловидным экскаваторным органом:

Модель ZWY-120/55L
Погрузочная способность, м3/час 120
Вес целой машины (основной тип), кг 15000
Минимальный радиус поворота, м ≤4
Зазор корпуса до почвы, мм ≤300
Ширина копания, мм ≤5800
Высота копания, мм ≤5200
Расстояние экскавация, мм ≤2450
Высота выгрузки, мм ≤1500
Глубина копания, мм ≤770
Способность к подъему по склону, градус ≤32°
Скорость скребковой цепи, м/сек 0.65±5%
Мощность главного электродвигателя (kW) 55
Скорость хода, м/мин 0—27
Среднее удельное давление гусеницы, KPa 46.3
Номинальное рабочее давление в гидросистеме, Mпa 27
Давление запуска предохранительного клапана, Mпa 28
Изоляция электроаппарата, Трехфазная, MΩ >1.5
Изоляция электроаппарата, Междуфазная, MΩ >1.5
Температура рабочей среды, градус -5~+40
Способ управления Гидравлическое управление
Способ отвода теплоты Охлаждение водой
Габаритный размер, Длина×ширина×высота, мм 7300X2150×2150

Машины второго типа ZWY30-70

Машины второго типа ZWY30-70 гораздо меньше по габаритам и весу, чем машины первого типа. У них нет своего конвейера, они значительно уже и меньше по высоте. Такие машины удобно применять в выработках малого сечения, а также в качестве механизации при разделке ниш в лавах, или при проходке опережающих выработок при сплошной системе отработки запасов. Такие машин могут быть очень полезны при отработке запасов камерным способом на пластах мощность более 1,3 м.

Ниже представлены технические характеристики такой машины, а в приложении имеется видео:

  • Ширина копания, мм   — 4856 ковшом, 6300 молотом;
  • Высота обработки забоя, мм   — 4387;
  • Глубина копания, мм   — 1800;
  • Угол поворота стрелы вокруг своей продольной оси, градусов   — 360;
  • Угол подъема/падения выработки, градусов   — -26, +26;
  • Тяговое усилие хода, Кн   — 20,4;
  • Номинальное давление в гидросистеме, Мпа   — 23;
  • Мощность электродвигателя насосной станции, квт   — 30;
  • Скорость перемещения, м/мин   — 35;
  • Удельное давление на грунт, Кпа/см²   — 42;
  • Вес машины, кг   — 5200;
  • Длина с вытянутой стрелой, мм    — 7020, по корпусу, около 3500 мм;
  • Ширина машины по гусеницам, мм    — 1100;
  • Высота по корпусу, мм   — 1200;

Экскаватор-погрузчик для угольных шахт типа ZWY-120/55L схема

Машины третьего типа имеют ковш, в который, за счет хода машины, нагребается горная масса. Далее, горная масса опрокидывается или на сторону (тип машин ZCY…R), как правило, на конвейер, находящийся рядом с машиной, или опрокидывается на собственный скребковый конвейер, если таковой установлен на машине (например ZTY-200/75)

машина ZCY60R

Параметрический ряд таких машин представлен в таблице ниже. Машины различаются по мощности двигателей, емкости ковшей, тяговому усилию ходовой части, весу.

Наименование Параметры
Модель ZCY45R ZCY60R ZCY80R ZCY100R ZCY120R
Емкость ковша (m3) 0.45 0.60 0.80 1.00 1.20
Мощность мотора (kW) 30 30 55 55 55
Напряжение сети (V) 380/660 or 660/1140 660/1140 660/1140 660/1140
Максимальная высота погрузки (mm) 1400 1650 1700 1700 1700
Макс. глубина копания (mm) 600 600 400 400 400
Угол выработки (°) ≤16 ≤16 ≤16 ≤16 ≤16
Тяговое усилие хода (kN) 20 20 40 40 40
Клиренс (mm) 180 180 180 180 180
Скорость передвижки (m/s) 0,42 0,42 0,81 0,81 0,81
Давление в гидроцилиндрах, (MPa) 16 16 16 16 16
Давление на гидромоторах, (MPa) 16 16 16 16 16
Давление на выносном штуцере  (MPa) 16 16 16 16 16
Уровень шума (dB) ≤90 ≤90 ≤90 ≤90 ≤90
Координаты центра массы, Xg(mm) 635 650 710 750 780
Координаты центра массы, Yg(mm) 625 625 685 685 685
Давление на грунт (MPa) 0,07 0,07 0,1 0,1 0,1
Длина (mm) 4150 4150 5010 5010 5010
Ширина (mm) 1348 1520 1420 1420 1600
Высота (mm) 2046 2046 2180 2180 2180
Общий вес (kg) 4500 4650 8500 8700 8900

По способу погрузки горной массы к этому типу относятся машины на рельсовом ходу (известные нам ППМ). Эти машины грузят горную массу в ковш при перемещении машины по рельсам, а потом опрокидывающим движением ковша перегружают её в сзади стоящую вагонетку.

Модель Z 303

Модель Z30

Модель Z30Выводы:

  1. В Китае выпускают много породопогрузочных машин с широким спектром действия, различных типоразмеров со множеством модификаций. Некоторые компании оснащают машины различными дополнительными системами, например барабаном с автоматическим сматыванием или разматыванием питающего кабеля. Имеется модификация со шнековым нагребающим устройством и специальным скребковым конвейером, которую используют для зачистки водосборников от ила.
  2. Спектр функциональных возможностей представленных машин обеспечивает выполнение задач по перекреплению горных выработок любого сечения, подрывке почвы выработки при её пучению, погрузке горной массы в местах её перегрузки.
  3. Стоимость китайских машин в 3-4 раза меньше, по сравнению с европейскими, что делает их особенно привлекательными.
  4. Покупать китайские машины надо у проверенных производителей, которые могут обеспечить необходимое качество изготовления, комплектацию качественными агрегатами и материалами, а также учесть пожелания покупателя по внесению дополнительных изменений в конструкцию по её усилению.
  5. Опыт применения машины ZWY-120/55L в Грузии показал её простоту конструкции и надежность в эксплуатации.
  6. Учитывая невысокую стоимость и компактность некоторых машин, можно их рассматривать, как средство механизации концевых операций в лавах при разделке ниш или опережающих забоев.
Статья подготовлена с использованием материалов Строяковского Л.М.