Роторный экскаватор

Роторный экскаватор (С) является большой тяжелой техникой машина используется в горнодобывающей промышленности поверхности .

Роторные экскаваторы на карьере Гарцвайлер , Германия . Обратите внимание на 40-тонный колесный бульдозер CAT внизу слева для сравнения размеров.

Основная функция BWE - действовать как машина непрерывного действия при проведении крупномасштабных открытых горных работ, удаляя тысячи тонн вскрыши в день. Что отличает BWE от другого крупномасштабного горнодобывающего оборудования, такого как цепные ковшовые экскаваторы , так это то, что они используют большое колесо, состоящее из непрерывного ряда ковшей, используемых для зачерпывания материала при вращении колеса. Они входят в число крупнейших транспортных средств (наземных или морских) из когда-либо созданных, а самый большой из роторных экскаваторов ( Bagger 293 грузоподъемностью 14 200 тонн ) по-прежнему занесен в Книгу рекордов Гиннеса как самый тяжелый из когда-либо построенных наземных транспортных средств.

"> File:Tagebau Garzweiler bei Otzerath Schaufelradbagger Januar2008.ogvВоспроизвести медиа
Роторный экскаватор на карьере Гарцвайлер (видео, 1:40 мин., Ок. 9 МБ)

Роторные экскаваторы использовались в горнодобывающей промышленности в течение прошлого века, и некоторые из первых были произведены в 1920-х годах. [1] Они используются вместе со многими другими частями горного оборудования ( конвейерные ленты , разбрасыватели , дробильные станции , системы кучного выщелачивания и т. Д.) Для перемещения и добычи огромных объемов вскрыши (отходов). Хотя общие концепции, входящие в BWE, не сильно изменились, их размер резко вырос после окончания Второй мировой войны.

В 1950-х годах две немецкие горнодобывающие компании заказали первые в мире чрезвычайно крупные BWE и построили три BWE для добычи бурого угля недалеко от Кельна, Германия. Немецкие BWE имели колесо диаметром более 16 м (52 фута), весили 5500 коротких тонн (5000 т) и имели длину более 180 м (600 футов), с восемнадцатью гусеницами для движения и могли срезать валок шириной более 180 м (600 футов) за один раз [2]

BWE, построенные с 1990-х годов, такие как Bagger 293, достигли размеров 96 м (315 футов) в высоту, 225 м (738 футов) в длину и веса 14 200 т (31 300 000 фунтов). Само роторное колесо может иметь диаметр более 21 м (70 футов) с 20 ковшами, каждый из которых может вмещать более 15 м 3 (20 куб. Ярдов) материала. BWE также продвинулись вперед в отношении экстремальных условий, в которых они теперь могут работать. Многие BWE были разработаны для работы в климатических условиях с температурами до -45 ° C (-49 ° F). Сейчас разработчики смещают акцент на автоматизацию и использование электроэнергии. [3]

Роторный экскаватор (BWE) состоит из надстройки, к которой прикреплено еще несколько компонентов.

Ковшовое колесо, от которого машины получили свое название, представляет собой большое круглое колесо с ковшовой конфигурацией, которое закреплено на стреле и способно вращаться. Материал, захваченный режущим колесом, перемещается обратно вдоль стрелы. В ранних ковшовых колесах ячеистого типа материал перемещался по желобу, ведущему от каждого ковша, в то время как в более новых безячеечных и полуячеистых конструкциях используется стационарный желоб, через который выгружаются все ковши. [4]

Разгрузочная стрела принимает материал через надстройку от режущей стрелы и уносит его от машины, часто к внешней конвейерной системе.

Противовес стрела уравновешивает стрелу резки и консольна либо на нижней части надстройки (в случае компактных BWEs) или верхней части (в случае среднего размера С-кадре BWEs). В более крупных BWE все три стрелы поддерживаются тросами, проходящими через башни в верхней части надстройки. [5]

Под надстройкой лежали системы движения. На старых моделях они были бы рельсы для машины , чтобы поехать вместе, но новая BWEs часто оснащены сканерами , которые предоставляют им большой гибкость движения.

Чтобы позволить ему выполнять свои обязанности, надстройка BWE может вращаться вокруг вертикальной оси (поворачиваться). Режущую стрелу можно наклонять вверх и вниз (поднимать). Скорость этих операций составляет порядка 30 м / мин и 5 м / мин соответственно. Поворот осуществляется с помощью больших шестерен, а для подъема обычно используется тросовая система. [4]

Размер

Роторный экскаватор в Феррополисе , Германия

Масштаб BWE значительно варьируется и зависит от предполагаемого применения. Компактные BWE, разработанные ThyssenKrupp, могут иметь длину стрелы до шести метров (20 футов), весить 50 тонн и перемещать 100 м 3 (3500 кубических футов) земли в час. Их более крупные модели достигают длины стрелы 80 м (260 футов), весят 13 000 тонн и перемещают 12 500 м 3 (440 000 куб. Футов) в час. [6] Самый большой из когда-либо построенных BWE - это Bagger 293 компании TAKRAF , который весит 14 200 тонн и способен ежедневно перемещать 240 000 м 3 (8 500 000 куб. Футов) вскрыши. [1] Были зарегистрированы выемки 380 000 м 3 (13 000 000 куб. Футов) в день. [4] BWE, используемые в Соединенных Штатах, как правило, меньше, чем построенные в Германии. [5]

BWE используются для непрерывного удаления вскрыши при открытых горных работах. Они используют свои режущие диски, чтобы срезать участок земли (рабочий блок) в зависимости от размера экскаватора. Путем подъема рабочий блок может включать зону как выше, так и ниже уровня машины (уровень скамьи). При поворота крана , экскаватор может достигнуть через горизонтальный диапазон.

Затем вскрыша поступает в разгрузочную стрелу, которая передает скошенную землю другой машине для передачи на разбрасыватель. Это может быть стационарный ленточный конвейер или мобильный конвейер с гусеницами, аналогичными тем, что используются на BWE. Мобильные конвейеры, постоянно прикрепленные к экскаватору, снимают с оператора бремя перемещения материала. [4] Вскрышные породы также могут быть переданы непосредственно к поперечному яму Распределителя , который достигает через яму и рассеивает перегружать на свалке.

Автоматизация

Автоматизация BWE требует интеграции многих датчиков и электрических компонентов, таких как GPS , системы сбора данных и возможности онлайн-мониторинга. Цель этих систем - избавить операторов от некоторой работы, чтобы добиться более высоких скоростей добычи. Руководители проектов и операторы теперь могут отслеживать важные данные о BWE и другом оборудовании в горнодобывающей промышленности через Интернет. Датчики могут определять, сколько материала зачерпывается на конвейерной ленте, а затем система автоматизации может изменять скорость на конвейерной ленте, чтобы подавать непрерывное количество материала.

Роторные экскаваторы и цепные ковшовые экскаваторы выполняют работу, которую раньше выполняли канатные лопаты и драглайны . В большинстве случаев они были заменены гидравлическими экскаваторами , но все еще используются для очень крупномасштабных операций, где их можно использовать для перемещения сыпучих материалов или выемки мягких и полутвердых покрывающих пород. [3]

Добыча бурого угля

Основное применение BWE - это добыча бурого угля (бурого угля), где они используются для удаления покрывающих отложений мягких пород без взрывных работ. В этом качестве они полезны благодаря своей способности непрерывно доставлять большие объемы материалов переработчикам, что особенно важно, учитывая постоянный спрос на бурый уголь.

Из-за большого спроса на бурый уголь добыча бурого угля также была одной из областей наибольшего развития BWE. Добавление автоматизированных систем и большая маневренность, а также компоненты, разработанные для конкретного применения, повысили надежность и эффективность, с которой BWE доставляют материалы. [3]

Обработка материалов

Роторная техника широко используется при транспортировке сыпучих материалов. Рельсовые реклаймеры используются для сбора материала, который был размещен штабелером для транспортировки на перерабатывающий завод. Штабелеры / реклаймеры, которые объединяют задачи для уменьшения количества требуемых машин, также используют ковшовые колеса для выполнения своих задач.

На верфях ковшовые колеса используются для непрерывной погрузки и разгрузки судов, где они забирают материал со верфи для передачи в систему доставки. Цепи ковша могут использоваться для выгрузки материала из трюма корабля. Судовой разгрузчик непрерывного действия TAKRAF способен удалять до 95% материала из судового трюма благодаря гибкой конфигурации приспособления для выемки грунта. [1]

Кучное выщелачивание

Расширение их других применений, BWE используются в процессах кучного выщелачивания . Кучное выщелачивание включает в себя строительство штабелей измельченной руды, через которые пропускается растворитель для извлечения ценных материалов. Строительство и удаление отвалов - очевидное применение технологии штабелирования и регенерации.

Немногие компании хотят или могут производить массивные и дорогие шестерни, необходимые для BWE. [3] Unex, Чешская Республика, все еще имеет оригинальные литейные формы и все еще может производить BWE. Однако эти машины были сконструированы таким образом, чтобы служить в течение неограниченного времени в условиях непрерывной интенсивной эксплуатации, а добыча методом вскрыши в настоящее время менее популярна, поэтому спрос на новые машины невелик. Производители BWE и аналогичных систем добычи полезных ископаемых теперь получают некоторую прибыль от проектов по техническому обслуживанию и ремонту, но также производят крупные стальные детали для других целей. В настоящее время роторные экскаваторы используются в основном в области добычи бурого угля (бурого угля) для производства электроэнергии, в основном в Германии и Восточной / Юго-Восточной Европе. Компания Unex также создала BWE для добычи алмазов из вечной мерзлоты Сибири.

Ковшовое колесо

  • Бэггер 288
  • Баггер 293
  • Баггер 1473
  • Конвейерный мост для вскрышных пород F60
  • Траншеекопатель (машина)

  1. ^ a b c "Tenova TAKRAF. (2007). Tenova Takraf Mining Equipment" . Архивировано из оригинала на 2011-12-06 . Проверено 10 марта 2010 .
  2. ^ "Earth Eating Monster" Popular Mechanics , июнь 1956, стр. 114-115
  3. ^ а б в г «Большие колеса продолжают вращаться» . womp-int.com .
  4. ^ a b c d Grathof, H. (1986). Конструкция (конструктивные характеристики) крупных колесных экскаваторов. Журнал горнодобывающей промышленности, металлов и топлива, 34 (4), 204-213.
  5. ^ a b Хиронис, Н. (1984). Колесные экскаваторы компактной конструкции становятся все популярнее. Угольный век, 84 (10), 84-91.
  6. ^ ThyssenKrupp Fördertechnik. (2005). Бизнес-подразделение: Горнодобывающая промышленность. Архивировано 11 февраля 2011 г., в Wayback Machine.

  • Экономические и технологические аспекты роторных экскаваторов и дробильных / конвейерных систем
  • Роторные экскаваторы Extreme Machines
  • Роторные экскаваторы Установки по всему миру
  • Tenova Takraf, крупный производитель оборудования для открытых горных работ, включая самый большой в мире роторный экскаватор
  • NASA Astronomy Picture of the Day: Фотография роторного экскаватора, пересекающего дорогу (22 ноября 2006 г.)
  • «Большие колеса продолжают вращаться» - Информация о разработке роторных экскаваторов и аналогичной техники.
  • «Лопаты, прикрепленные к колесу в большом эвкаваторе». Популярная механика , февраль 1935 г.
  • Sandvik Mining and Construction Products> Погрузочно-разгрузочное оборудование для сыпучих материалов> Роторные экскаваторы> PE200-1400 / 2x30
  • Структурный анализ судового разгрузчика непрерывного действия, Общество инженеров-механиков, Труды 2012, 2012.11, 2075-2078 (4 страницы)