Гидравлические эксковаторы KOMATSU

Японская фирма KOMATSU производит широкий спектр гидравлических экскаваторов (более 15 моделей) легкого класса (массой до 50 т) для строительной промышленности. Для работы на карьерах фирмой выпускается три модели среднего класса РС-650-5, РС-1000-1, РС-1600-1 массой от 67 до 160 т. На их базе с помощью сменного оборудования комплектуются 10 модификаций прямых мехлопат и 42 модификации обратных мехлопат.

Экскаваторы типоразмера 650 представляют собой современные машины пятого поколения так называемой серии Vanguard-5, а в типоразмере 400 фирмой уже освоен выпуск модели шестого поколения РС-400-6 серии Custom.

На экскаваторах KOMATSU устанавливаются двигатели собственной разработки с рабочим объемом 15-23 л. Двигатели имеют систему прямого впрыска, позволяющую сократить расход топлива и развить большую мощность. Карьерные модели оснащены системой OLSS (Open-center Load Sensing System) управления распределением нагрузки гидросистемы с открытым центром. Система OLSS сводит к минимуму гидравлические потери и обеспечивает постоянное поддержание оптимального режима работы экскаватора независимо от условий эксплуатации. Эта система позволяет регулировать величину крутящего момента, подводимого к насосам, благодаря выбору одного из трех режимов работы: номинальный S (standart), тяжелый Н (heavy duty) и легкий L (light duty). Последний обеспечивает сокращение времени цикла экскавации и экономию топлива при работе в слабых породах и других щадящих условиях.

В гидросистеме OLSS предусмотрены клапаны (датчики струи) для уменьшения подачи гидросмеси насосами при нейтральном положении золотников, при регулировании скоростей рабочих движений (при точном управлении) и при срабатывании предохранительного (редукционного) клапана в случае встречи рабочего органа с препятствием.

Гидросистема обеспечивает возможность объединения потоков гидросмеси от разных насосов при работе стрелоподъемного механизма и механизма поворота рукояти, что позволяет повысить скорости поворота рукояти и ковша и сократить время цикла.  На нижнем рисунке показано движение потока рабочей жидкости при самостоятельной работе рукояти. Дополнительно фирма устанавливает клапан прямолинейного хода, соединяющего левый и правый гидроконтуры, который позволяет совместить во времени движение рабочих органов и поворот платформы в процессе передвижения машины. Это облегчает перебазировку машины на новую позицию и разработку пород в стесненных условиях.

На экскаваторах серии Custom (PC 400-6, PC 400 LC-6), разработанных специально для российского рынка, применяется гидросистема CLSS, в которой вместо датчика струи используется сенсор нагрузки, что значительно упрощает управление и обслуживание гидросистемы.

Гидроцилиндры рукояти и ковша снабжены демпферами, которые дают возможность снизить ударные нагрузки при работе цилиндров в конце хода, увеличивая ресурс деталей и улучшая комфорт оператору. Для улучшения управлением стрелой используется дополнительный клапан, предотвращающий самопроизвольное опускание стрелы.

По спецзаказу предоставляется система автоматического прогрева двигателя. Система автоматически регулирует частоту вращения двигателя при низкой температуре жидкости в системе охлаждения.

Устройство тормоза механизма поворота платформы предотвращает ее самопроизвольный поворот из-за утечек в гидросистеме. Тормоз автоматически предохранаяет от поворота платформы машины даже тогда, когда она находится на наклонной плоскости.

Ходовая часть экскаваторов имеет длинную гусеничную раму, аналогичную крупным бульдозерам KOMATSU. Для удобства транспортировки колея гусениц регулируема. Работа всех систем контролируется с помощью электронной системы. На контрольной панели, установленной в кабине машиниста, высвечиваются данные о времени работы, температуре воды, уровне топлива. На российский рынок фирма для условий эксплуатации при температуре воздуха от -30 до -50°С поставляет традиционную систему электрического контроля. При температуре воздуха -30°С  поставляется система электронного контроля на жидких кристаллах.

Фирма KOMATSU уделяет большое внимание повышению уровня качества своих машин:

  • расчет на прочность деталей производится с использованием ЭВМ;
  • все сварные конструкции проходят инфракрасный контроль;
  • в процессе стендовых и полевых испытаний предусмотрены нагрузки, превышающие расчетные критерии.

Поворотная платформа, ходовая рама и рабочее оборудование современных экскаваторов KOMATSU имеют усиленную конструкцию. Увеличена прочность тех составных частей, которые подвергаются наибольшему воздействию напряжений и сосредоточенных нагрузок:

1. отдельные детали ковша изготовлены из стали повышенной толщины;

2. увеличено сечение пальца пяты стрелы;

3. увеличена толщина боковин рукояти;

4. в конструкции стрелы и рукояти использована толстолистовая сталь высокой прочности;

5. бобышка рамы поворотной платформы изготовлена из высокопрочной стали, а ее размер увеличен;

6. хребтовая балка рамы платформы имеет двутавровое сечение;

7. верхняя и нижняя силовые пластины ходовой рамы выполнены сплошными;

8. соединение главной ходовой рамы с гусеничной рамой удлинено.

Электрические разъемы с двойной фиксацией обеспечивают повышенную надежность соединений и их защиту от внешних воздействий. Надежность гидросистемы повышают:

1. сетчатые линейные фильтры, предотвращающие загрязнение и перегрев гидрожидкости;

2. клапаны управления большого диаметра;

3. расположение фильтров в зоне высокого давления;

4. трубопроводы, изготавляемые с использованием импульсного метода сварки вольфрамовым электродом в газовой среде;

5. гидравлические цилиндры с поршневым клапаном, что исключает повреждение уплотнений, вызванное «эффектом дизеля» при сжатии.

Перечисленные технические и электронные устройства способствуют снижению эксплуатационных расходов в связи с сокращением затрат на обслуживание и ремонт машины.

Для экскаваторов KOMATSU характерны высокие показатели эксплуатации. Например, продолжительность рабочего цикла экскаватора РС 650-3 при погрузке известняка в автосамосвал на одном из строительных карьеров составила 24.4 с, в т.ч. черпание — 10.4-12.0 с, поворот на разгрузку — 4.8-5.7 с, разгрузку — 2 с и поворот в забой 5.6-6.3 с. При этом максимальная производительность экскаватора составила 1885 т/ч. Расход топлива изменялся от 75-85 до 99-109 л/ч; коэффициент готовности экскаватора от 90 до 98%.

Журнал "Горная Промышленность" №2 1996, стр.