Зимняя эксплуатация экскаваторов Komatsu PC2000 PC3000 PC3400 PC4000 PC5500 PC7000 PC8000.

Опыт работы тяжелых гидравлических экскаваторов Komatsu в заполярных арктических условиях низких температур Якутии, подготовка модернизация зимний и арктический пакет на гидравлические экскаваторы Komatsu PC2000 PC3000 PC3400 PC4000 PC5500 PC7000 PC8000, адаптация установка монтаж пакета для низкий температур Арктика Полярник на экскаваторы, эксплуатационные жидкости масла гидравлическое моторное арктическое в наличии продажа.

Две трети территории России, на которой разрабатывается большое количество месторождений полезных ископаемых, частично или полностью сложены многолетнемерзлыми горными породами. Концентрация горного производства в экстремальных условиях разработки твердых полезных ископаемых при низких температурах окружающей среды, предъявляет повышенные требования к техническим параметрам карьерных гидравлических экскаваторов.

В работе рассматриваются линейные параметры экскаваторов (высота и радиус копания), продолжительность цикла экскавации, усилия копания, показатели надежности гидравлических систем. Именно эти параметры предопределяют значения производительности экскаваторов, которые особенно сложно реализовать в условиях их применения при низких температурах. История выпуска мощных карьерных гидравлических экскаваторов (с ковшом вместимостью 15 куб. м и более) насчитывает всего 35 лет. При этом в объемах поставок на мировом рынке соотношение количества поставляемых в год гидравлических экскаваторов по сравнению с механическими лопатами составляет 97 % к 3 %. В свою очередь, в 3 % механических лопат, поставляемых на рынок, более 90 % машин имеют вместимость ковша 50–60 куб.м.

Гидравлические экскаваторы такого уровня мощности в настоящее время не выпускаются и имеют предельную вместимость ковшей до 45 куб. м. То есть, из 312 экскаваторов в год только 10 единиц механических лопат приобретаются с ковшом более 15 куб. м. Более компактные линейные параметры машин не являются ограничением для их применения. Ниже приводятся основные требования к параметрам гидравлических экскаваторов, обеспечивающие эффективную замену механических лопат в условиях низких температур. Экскаваторы должны обеспечивать высокопроизводительную погрузку в автосамосвалы грузоподъемностью от 100 т до 300 т, что определяет требования к вместимости ковша от 15 до 40 куб. м. при продолжительности цикла экскавации на уровне 28-30 с. Запуск гидравлических систем экскаваторов должен осуществляться за короткий промежуток времени (несколько часов) после длительного простоя (смены или сутки), связанного с организационными, технологическими или ремонтными причинами горного производства.

Надежность функционирования гидравлических экскаваторов (с коэффициентом технической готовности до 97 %) зависит от надежности и качества механических конструкций экскаватора, надежности гидравлических систем и организации технического обслуживания и плановых ремонтов машин. Срок службы гидравлических экскаваторов (до 20 лет) и их систем должны совпадать с планами горных работ и функционирования предприятия при обеспечении требуемого уровня производительности и допустимого уровня затрат на эксплуатацию. Наиболее распространенная в настоящее время система разработки горных предприятий с применением автомобильного транспорта существенно не изменяет традиционных основных технологических параметров карьеров. Высота уступов по-прежнему составляет 15-20 м, а ширина экскаваторной заходки, продиктованная колеей автосамосвалов, на уровне 20-25 м. Параметры современных мощных гидравлических экскаваторов с рабочим оборудованием прямая и обратная лопата обеспечивают безопасную и эффективную разработку уступов с такими параметрами. В сочетании экскаваторов и средств транспорта рациональные значения соотношения вместимости ковша экскаватора и вместимости кузова автосамосвала составляют от 3-х до 5-ти. Именно поэтому механические лопаты с ковшом более 50 куб. м в сочетании с автосамосвалами грузоподъемностью 300 т имеют предпочтение у заказчика, так как осуществляют загрузку кузова автосамосвала всего 3-мя ковшами вместимостью 60 куб.м, тем самым сокращая их простои под погрузкой на 40 % по сравнению с продолжительностью погрузки 5 ковшами гидравлического экскаватора с вместимостью ковша 40 куб. м.

Однако рабочая масса сравниваемых экскаваторов у гидравлических машин в 2 раза меньше и это в конечном счете предопределяет существенно более низкие затраты на их эксплуатацию. Создают ли гидравлические системы ограничения по применению гидравлических экскаваторов в условиях низких температур по сравнению с механическими лопатами. Необходимо отметить, что в условиях низких температур функционирование гидравлических систем существенно усложняется. В Северной Канаде (при температурах ниже -40 °С до -50 °С в течение 3-х месяцев) имеется многолетний опыт эксплуатации, который показывает, что благодаря сервисному обслуживанию фирмы «TRANSWEST» срок службы значительно выше прогнозируемого заводом. В Южной Якутии на угольном разрезе «Нерюнгринский» нами был поставлен эксперимент по продолжительному мониторингу состояния гидравлических систем экскаваторов Komatsu PC-5500 и РС-8000. Основные параметры, которые непрерывно фиксировались на протяжении 6 месяцев - это давление в гидравлической системе и температуре рабочей жидкости.

Работа экскаватора производилась в ходе исследования в забоях по разработке вскрышных пород. Условия успешной эксплуатации гидравлических экскаваторов при низких температурах были реализованы, в первую очередь, за счет создания и применения специальных гидравлических жидкостей, масел и смазок, а также системы и средств предварительного подогрева всех рабочих жидкостей, включая антифриз для дизельных двигателей. Наиболее продвинутыми являются созданные с участием автора системы эксплуатации при низких температурах для экскаваторов KOMATSU MINIG GERMANI (KMG). Разработаны две системы подогрева рабочей жидкости – электрическим способом или за счет использования подогретой гидравлической жидкости и антифриза, подаваемых от других горных машин с гидроприводом – автосамосвалов, погрузчиков. В результате проведенных экспериментов в промышленных условиях установлена зависимость потребляемой мощности систем подогрева рабочей жидкости от вместимости ковша гидравлического экскаватора.

С увеличением мощности экскаватора, или вместимости ковша с 15 до 40 куб. м потребляемая мощность таких систем возрастает в 1,5-1,7 раза и составляет 2-3 % от установленной мощности экскаваторов. Время воздействия их зависит от продолжительности простоя машин, значений температуры окружающей среды и составляет от 3-х до 8-ми часов. Известно, холодный запуск без предварительного подогрева приводит к резкому снижению ресурсов гидравлических систем, в лучшем случае в 3-4 раза, к поломкам в системах, а также к авариям в металлоконструкциях. Рекомендуемые параметры систем предварительного запуска, которые были специально испытаны и адаптированы к экстремальным условиям Якутии, изготовленные фирмой Kim Hot Start, успешно применяются на 10 мощных экскаваторах с ковшами вместимостью от 10 до 36 куб. м. Срок службы основных компонентов системы гидропривода зависит от чистоты рабочей жидкости и ее химических свойств, в первую очередь вязкости. Так впервые, экстремальные условия Якутии поставили необходимость создания специальной рабочей жидкости всесезонного применения.

Результаты исследований этой задачи будут изложены в дополнительном материале. Обработка результатов наблюдений за сроком службы агрегатов и систем экскаваторов, с высокой степенью вероятности позволяет прогнозировать минимально возможные сроки эксплуатации на уровне 15000 часов и при соблюдении условий запуска с системами предварительного запуска не менее 25000 часов. Затраты на использование таких систем ничтожны по сравнению с продлением срока службы основных компонентов гидравлических систем экскаваторов и обеспечивают эффективное применение экскаваторов в условиях экстремально низких температур. Увеличение срока службы гидравлических компонентов систем экскаватора приводит к увеличению показателей надежности гидравлических систем и, как следствие, производительности экскаваторов. Значения коэффициента готовности за счет применения при отрицательных температурах системы предварительного подогрева увеличивается на 4 %. Еще более важным является сокращение времени на замену гидрокомпонентов и снижение простоя экскаваторов в ремонтах на 15 %. Эти показатели являются среднестатистическими для условий эксплуатации экскаваторов KMG с ковшами 23 и 36 куб. м на угольном разрезе «Нерюнгринский» ОАО ХК «Якутуголь» за двухлетний период наблюдений.

Сравнение интегрального значения производительности указанных машин с мехлопатами, имеющими вместимость ковша 20 и 40 куб.м, составили увеличение значений до 14 %. При рациональном применении сервисных мероприятий производительность гидравлических экскаваторов может быть достигнута выше, чем у мехлопаты.