Экскаватор-драглайн

редактировать
Страница 725 драглайн в Турецкой угольной ассоциации - Угольный разрез Еникой, Милас

A экскаватор-драглайн часть тяжелого оборудования, используемого в гражданском строительстве и открытых горных работах.

Драглайны делятся на две большие категории: стандартные, подъемные краны и тяжелые единицы, которые должны быть построены на месте. Большинство гусеничных кранов с дополнительным барабаном лебедки на передней части могут работать как драглайн. Эти агрегаты (как и другие краны) предназначены для демонтажа и транспортировки по дороге на бортовых прицепах. Драглайны, используемые в гражданском строительстве, почти всегда относятся к этому меньшему типу кранов. Они используются для дороги, строительства портов, дноуглубления прудов и каналов, а также в качестве свай буровых установок. Эти типы построены такими производителями кранов, как Link-Belt и Hyster.

. Гораздо более крупные модели, которые производятся на месте, обычно используются в вскрышных работах для удалить вскрышу над углем, а в последнее время - для добычи нефтеносных песков. Самые большие тяжелые драглайны - одни из самых больших мобильных наземных машин из когда-либо построенных. Самый маленький и самый распространенный тяжелый тип весит около 8000 тонн, а самый большой из построенных - около 13000 тонн.

Ковшовая система драглайна состоит из большого ковша, который подвешен к стреле (большая ферменная конструкция ) с помощью тросов. Ковш перемещается с помощью нескольких тросов и цепей. Подъемный канат, приводимый в движение большим дизельным или электродвигателем, поддерживает ковш и подъемно-сцепное устройство в сборе от стрелы. Драгрос используется для горизонтального рисования узла ковша. Благодаря умелому маневру подъемника и тележки ковш управляется для выполнения различных операций. Схема большой системы ковшей драглайна показана ниже.

Содержание

  • 1 История
  • 2 Эксплуатация
  • 3 Драглайны в горнодобывающей промышленности
  • 4 Ограничения
  • 5 Яркие примеры
  • 6 Технологические достижения
    • 6.1 Автоматизация
    • 6.2 Программное обеспечение для моделирования
    • 6.3 UDD
  • 7 См. Также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

История

Драглайн был изобретен в 1904 году (в качестве партнера фирмы Page Schnable Contracting) для использования при рытье Чикагского канала. К 1912 году Пейдж понял, что строительство драглайнов более прибыльно, чем заключение контрактов, поэтому он создал компанию для строительства драглайнов. Пейдж построил свой первый грубый шагающий драглайн в 1923 году. В них использовались стойки, приводимые в движение реечной передачей на отдельной раме, которая поднимала кран. Затем тело тащили вперед цепью по роликовой направляющей, а затем снова опускали. Пейдж разработал первые дизельные двигатели исключительно для драглайнов в 1924 году. Пейдж также изобрел арочный ковш драглайна, конструкция которого до сих пор широко используется драглайнами многих других производителей, а в 1960-х годах впервые разработал конструкцию ковша без арки. Поскольку его шагающий механизм сильно отстает от механизма конкурента Monighan (см. Ниже), Пейдж обновил свой механизм до эксцентрикового привода в 1935 году. Этот значительно улучшенный механизм давал правильное эллиптическое движение и использовался до 1988 года. в 1954 году. Самым большим драглайном Пейджа была модель 757, поставленная на рудник Обед недалеко от Хинтона, Альберта, в 1983 году. Он отличался 75-ярдовым ковшом на 298-футовой стреле и рабочим весом 4500 тонн. В 1988 году компания Harnischfeger Corporation (PH Mining Equipment ) приобрела компанию Page Engineering Company.

Harnischfeger Corporation была основана как PH Mining в 1884 году и Генри Харнишфегером. В 1914 году компания PH представила первый в мире драглайн с бензиновым двигателем. В 1988 году компания Page была приобретена компанией Harnischfeger, которая производит линейку экскаваторов PH , драглайнов и кранов. Самый большой драглайн PH - 9030C с ковшом длиной 160 ярдов и стрелой длиной до 425 футов.

Файл: Драглайн Marion 111-M в Нью-Афинах, Огайо.ogv Воспроизвести медиа Драглайн Marion 111-M в действии. (30 секунд)

В 1907 году машиностроительный завод Монигана в Чикаго заинтересовался производством драглайнов, когда местный подрядчик Джон У. Пейдж разместил заказ на подъемное оборудование для его установки. В 1908 году Monighan изменила свое название на Monighan Machine Company. В 1913 году инженер Монигана по имени Оскар Мартинсон изобрел первый шагающий механизм для драглайна. Устройство, известное как трактор Мартинсона, было установлено на драглайне Мониган, что стало первым шагающим драглайном. Это дало Monighan значительное преимущество перед другими драглайнами, и компания преуспела. В 1925 году кулачковый механизм был дополнительно улучшен за счет устранения тормозных цепей для башмаков и перехода на кулачковое колесо, работающее по овальной дорожке. Это придавало обуви правильное эллиптическое движение. Первым драглайном, в котором использовался новый механизм, был 3-W, доступный в 1926 году. Эти машины были настолько популярны, что имя Monighan стало общим термином для драглайна. В начале 1930-х годов Bucyrus-Erie с одобрения Монигана начал покупать акции компании Monighan. Bucyrus приобрела контрольный пакет акций, и совместная компания стала называться Bucyrus-Monighan до официального слияния в 1946 году. Первый шагающий экскаватор-драглайн в Соединенном Королевстве использовался на железном карьере Веллингборо в 1940 году.

Ransomes Rapier была основана в 1869 году четырьмя инженерами для производства железнодорожного оборудования и других тяжелых работ. В 1914 году они начали строительство двух небольших паровых экскаваторов по запросу клиента. Созданная для этого система толкания с тросом была запатентована и позже продана Bucyrus. После Первой мировой войны спрос на экскаваторы увеличился, и в 1924 году было достигнуто соглашение о строительстве драглайнов Marion емкостью от 1 до 8 кубических метров. В 1927 году построили 1-ярдовые модели Тип-7 и 1,5-ярдовые модели Тип-460. Сделка по производству машин Marion закончилась в 1936 году. RR начала строить собственные проекты с Type-4120, за которым последовала модель 4140 объемом 3,5 кубических ярда. В 1958 году подразделение Ramsomes Rapier было продано компании Newton, Chambers Co. Ltd из Шеффилда, которая была объединена с их подразделением NCK Crane Excavator. Это стало NCK-Rapier. Подразделение шагающих драглайнов NCK-Rapier было приобретено Bucyrus в 1988 году.

Marion Power Shovel Company (основанная в 1880 году) построила свой первый шагающий драглайн с простым однокривошипным механизмом. 1939. Самый большой драглайн 8950 был продан Amax Coal Company в 1973 году. Он имел ковш объемом 150 кубических ярдов на 310-футовой стреле и весил 7300 тонн. Компания Marion была приобретена Bucyrus в 1997 году.

Bucyrus Foundry and Manufacturing Company вышла на рынок драглайнов в 1910 году, купив права на производство драглайнового экскаватора Heyworth-Newman. Их драглайн «Класс 14» был представлен в 1911 году как первый гусеничный драглайн. В 1912 году Bucyrus стал пионером в использовании электричества в качестве источника энергии для больших экскаваторов и драглайнов, используемых в горнодобывающей промышленности. Итальянская компания Fiorentini производила экскаваторы-драглайны с 1919 года по лицензии Bucyrus. После слияния с Monighan в 1946 году Bucyrus начала производить гораздо более крупные машины с шагающим механизмом Monighan, такие как 800-тонная 650-B с 15-ярдовым ковшом. Самый большой драглайн Bucyrus был Big Muskie, построенный для компании Ohio Coal в 1969 году. Эта машина имела 220-ярдовый ковш на 450-футовой стреле и весила 14 500 тонн. Сам Bucyrus был приобретен компанией Caterpillar, производящей тяжелое оборудование и дизельные двигатели, в 2011 году. Самый большой драглайн Caterpillar - это 8750 с ковшом длиной 169 ярдов, стрелой длиной 435 футов и массой 8350 тонн.

Рынок драглайнов начал быстро сокращаться после бума 1960-х и 1970-х годов, который привел к большему количеству слияний. Приобретение PH компании Page в 1988 году вместе с приобретением Bucyrus компаний Ransomes Rapier в 1988 году и Marion в 1997 году сократило количество мировых поставщиков тяжелых драглайнов более чем наполовину. Сегодня PH и Caterpillar - единственные оставшиеся производители больших драглайнов.

Другие производители

Heavy Engineering Corporation Limited была первой индийской компанией, которая произвела шагающий драглайн с ковшом вместимостью 31 ярд. HEC составляет до 44 ярдов ведра. Для сравнения, это сопоставимо с серией Small Draglines 8000 компании Caterpillar с 42-ярдовым ковшом. HEC поставила пятнадцать драглайнов горнодобывающей промышленности Индии.

Операция

Экскаватор-драглайн.

В типичном цикле земляных работ ковш располагается над материалом, который необходимо вырыть. Затем ведро опускается, и затем рисуется перетяжка, так что ведро волочится по поверхности материала. Затем ковш поднимается с помощью подъемного троса . Затем выполняется операция поворота, чтобы переместить ковш к месту, где материал должен быть выгружен. Затем драгроп отпускается, в результате чего ведро наклоняется и опорожняется. Это называется операцией дампа.

На драглайнах кранового типа ковш также можно «подбросить», намотав до гуська, а затем отпустив муфту на тросе. Затем ковш будет раскачиваться как маятник. Как только ковш пройдет вертикаль, подъемный трос отпустит, тем самым выбросив ковш. На небольших драглайнах опытный оператор мог заставить ковш приземлиться примерно на половину длины стрелы дальше, чем если бы он был только что опущен. На больших драглайнах это не обычная практика.

Драглайны имеют разную последовательность резания. Первый - это метод боковой забивки с использованием офсетных станков; это включает в себя бросание покрывающей породы боком на взорванный материал, чтобы получилась скамья. Второй - ключевой. Этот проход разрезает ключ на носке новой высокой стены, а также сдвигает скамейку дальше к нижней стене. Это также может потребовать прохода, если стена блочная. При проходе срезки ведро опускается на наклонный высокий вал для масштабирования поверхности. Следующая последовательность - самая медленная операция, блоки проходят. Однако этот проход перемещает большую часть материала. Это включает использование ключа для доступа к нижней части материала, чтобы поднять его до порчи или на приподнятый уровень скамьи. Последний проход, если это необходимо, - это отвод, отводящий материал обратно к стороне с низкими стенками.

Драглайны при добыче

Драглайн на угольной шахте Курра

Большая система драглайнов, используемая в добыча открытым способом обходится примерно в 50–100 миллионов долларов США. Типичный ковш имеет объем от 40 до 80 кубических ярдов (от 30 до 60 кубических метров), хотя очень большие ковши имеют объем до 168 кубических метров (5900 кубических футов). Длина стрелы составляет от 45 до 100 метров (от 148 до 328 футов). За один цикл он может перемещать до 450 тонн материала.

Большинство горных драглайнов не имеют дизельного двигателя, как большинство другого горнодобывающего оборудования. Их потребляемая мощность порядка нескольких мегаватт настолько велика, что они имеют прямое подключение к высоковольтной сети при напряжении от 6,6 до 22 кВ. Типичный драглайн массой от 4000 до 6000 тонн с ковшом объемом 55 кубических метров может потреблять до 6 мегаватт во время обычных земляных работ. Из-за этого было рассказано много (возможно, апокрифических ) историй о влиянии горнодобывающих драглайнов на затемнение. Например, есть давняя история о том, что еще в 1970-х, если все семь драглайнов на Peak Downs Mine (очень большая угольная шахта BHP в центре Квинсленда, Австралия) повернулись одновременно, они затемнили весь Северный Квинсленд. Однако даже сейчас, если они были остановлены, они всегда перезапускаются по одному из-за огромных требований к мощности при запуске.

Анимация «шагающего» драглайна на основе патента Мартинсона от 1926 г.

Во всех, кроме самых маленьких драглайнов движение осуществляется «ходьбой» с использованием опор или понтонов, так как гусеницы гусеницы оказывают слишком большое давление на землю и испытывают большие затруднения под огромным весом драглайна. Максимальная скорость составляет не более нескольких метров в минуту, так как ступни необходимо менять при каждом шаге. При перемещении на средние расстояния (около 30–100 км) для перевозки драглайна можно привезти специальный драглайновоз. При превышении этого расстояния обычно требуется разборка. Но горнодобывающие драглайны из-за их досягаемости могут работать на большой площади с одной позиции и им не нужно постоянно перемещаться вдоль забоя, как машины меньшего размера.

Ограничения

Основными ограничениями драглайнов являются их высота и длина стрелы, которые ограничивают место, где драглайн может сбрасывать отходы. Другим основным ограничением является их глубина копания, которая ограничивается длиной троса, который может использовать драглайн. В соответствии с их конструкцией, драглайн является наиболее эффективным инструментом для выемки грунта ниже уровня основания. Хотя драглайн может копать над собой, он делает это неэффективно и не подходит для погрузки скопившегося материала (как канатная лопата или колесный погрузчик ).

Несмотря на свои ограничения и чрезвычайно высокие капитальные затраты, драглайны остаются популярными на многих рудниках благодаря своей надежности и чрезвычайно низкой стоимости удаления отходов.

Примечательные примеры

Шагающий механизм на сохранившемся драглайне Bucyrus-Erie 1150 в Великобритании

Драглайн для добычи угля, известный как Big Muskie, принадлежит Компания Central Ohio Coal Company (подразделение American Electric Power ) была самой большой в мире мобильной землеройной машиной, весившей почти 13 000 тонн и высотой почти 22 этажа. Он работал в округе Маскингам, в штате США Огайо с 1969 по 1991 год, и получал питание от источника питания 13 800 вольт. В 1999 году его разобрали за 700 000 долларов переработанного металла.

Британская фирма Ransomes Rapier произвела несколько больших (1400-1800 тонн) экскаваторов, самых больших в Европе в то время. (1960-е). Энергия была от двигателей внутреннего сгорания, приводящих в действие электрогенераторы. Один, названный SUNDEW, использовался в карьере с 1957 по 1974 год. После окончания срока службы на первом участке в Ратленде он прошел 13 миль к новой жизни в Корби ; прогулка длилась 9 недель. Затем Sundew был списан с января по июнь 1987 года.

Меньшие драглайны также широко использовались до того, как гидравлические экскаваторы стали широко использоваться, меньшие драглайны сейчас редко используются, кроме как на речных и гравийных работах. Малые машины имели механический привод со сцеплениями. Такие фирмы, как Ruston и Bucyrus, производили модели, такие как RB10, которые были популярны для небольших строительных и дренажных работ. Некоторые из них до сих пор можно увидеть в английском Fens из Кембриджшир, Линкольншир и некоторых частях Норфолк. Компания Ruston's также занимается производством дренажных насосных двигателей. Системы электропривода использовались только на более крупных горнодобывающих машинах, в большинстве современных машин используется дизель-гидравлический привод, поскольку машины редко находятся в одном месте достаточно долго, чтобы оправдать затраты на установку подстанции и кабелей питания.

Технологические достижения

Драглайны, в отличие от большинства оборудования, используемого при землеройных работах, оставались относительно неизменными в конструкции и системах управления на протяжении почти 100 лет. За последние несколько лет произошли некоторые улучшения в системах и методологиях драглайнов.

Автоматизация

Исследователи из CSIRO в Австралии занимаются долгосрочным исследовательским проектом по автоматизации драглайнов. Команды автоматизации майнинга в QCAT, подразделении CSIRO; разрабатывают технологию автоматизации с 1994 года. Автоматизированные системы включают круиз-контроль и цифровое картографирование местности. Рабочие решения включают проверенный концепцией круиз-контроль поворота драглайна на Таронг BE1370.

Программное обеспечение для моделирования

Поскольку драглайны обычно большие, сложные и очень дорогие, обучение новые операторы могут быть непростым процессом. Подобно тому, как имитаторы полета были разработаны для обучения пилотов, имитатор горных работ был разработан, чтобы помочь новым операторам научиться управлять машинами.

UDD

UDD означает Universal-Dig-Dump. Он представляет собой первое фундаментальное изменение драглайнов за почти столетие с момента изобретения «чудо-сцепки». Вместо использования двух тросов (подъемного троса и тягового троса) для управления ковшом в машине UDD используются четыре троса, два подъемника и два троса. Это позволяет оператору драглайна иметь гораздо большую избирательность в том, когда брать ковш и как его можно выгрузить. Машины UDD обычно имеют более высокую производительность, чем стандартный драглайн, но часто имеют более серьезные механические проблемы. В горнодобывающей отрасли до сих пор ведутся споры о том, оправдывают ли усовершенствования УДА свои затраты.

См. Также

Ссылки

  • K. Патак, К. Дасгупта, А. Чаттопадхьяй, «Определение рабочей зоны ковша драглайна - графический подход», Донкастер, Институт горных инженеров, 1992.
  • Питер Ридли, Питер Корк, «Расчет положения ковша драглайна при гравитационной нагрузке», Теория механизмов и машин, Том. 35, 2000.

Внешние ссылки

Викискладе есть материалы, связанные с экскаваторами-драглайнами.
Найдите dragline в Викисловаре, бесплатном словаре..

Последняя правка сделана 2021-05-18 03:36:24
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте