Семинар: Перспективы создания и развития карьерных гидравлических экскаваторов на ОАО «Ижорские Заводы»

М.Н.Котровский, ст. научный сотрудник НПК «Гемос Лимитед»


Семинар проходил 13–15 февраля 2002 г. в г.Колпино и С-Петербурге. История создания гидравлических экскаваторов на ОАО «Ижорские Заводы» начала отсчет в 1991 г. Тогда был проведен Семинар по созданию горной техники с гидравлическим приводом, а в 1992 г. была приобретена лицензия у фирмы «Маннесман-Демаг» на производство экскаваторов ЭГ-10. Но ни в 1992 г., ни в последующие годы завод не наладил выпуск экскаватора: сначала здесь изготавливались отдельные узлы и детали, которыми комплектовались фирменные экскаваторы. Однако за этот период рабочие и инженерно-конструкторский персонал завода адаптировали и производство и мышление к выпуску собственной карьерной машины, а также накопили первоначальный опыт для ее создания.

В целях концентрации усилий по налаживанию производства карьерного экскаватора с гидравлическим приводом на ОАО «Ижорские Заводы» была учреждена фирма «КАРТЭКС». В 2000 г. началось проектирование и изготовление опытной машины при самом активном участии конструкторов, специалистов завода и его генерального директора С.Д.Сергеева. В итоге собственный экскаватор проектировался примерно два года, а на подготовку его выпуска ушло восемь предыдущих лет.

Выпуск в 2002 г. головного образца первого российского гидравлического экскаватора с ковшом 5.5 м3, показанного участникам Семинара, является первым результатом объединения двух машиностроительных гигантов «УРАЛМАШ» и «Ижорские Заводы» в ОМЗ «Уралмаш-Ижора».

После вступительного слова начальника производства «КАРТЭКС» А.Ю.Шарапова, кратко изложившего историю создания гидравлического экскаватора, директор Инженерного центра Горного Оборудования (ИЦ ГО) ОМЗ В.И. Щербачев доложил участникам Семинара, что принята Программа модернизации освоенного и создания нового поколения горных машин, предусматривающая, в частности, переход на новые системы управления горного оборудования (на постоянном и переменном токе), на цифровые системы управления, позволяющие осуществлять непрерывную и оперативную диагностику состояния механизмов и агрегатов машин. Программой предусматривается также разработка проектов экскаваторов – мехлопат с ковшом вместимостью 30–35 м3, драглайнов с полным отрывом базы при передвижении, гидравлических экскаваторов типа ЭГО-150 (с массой 150 т и ковшом 7–9 м3), ЭГО-350 (с массой 350 т и ковшом 12–15 м3) и семейства буровых станков с дизельным приводом.

Главной теме Семинара был посвящен доклад зам. главного конструктора по НИР «ОМЗ-ГО» А.И.Сапожникова, представившего основные технико-конструкторские характеристики головного образца опытного экскаватора ЭГ-5.5 «прямая лопата»: максимальное усилие копания – 40 т, радиус копания – 9.7 м, высота копания – 11 м, высота погрузки – 7 м; продолжительность рабочего цикла при повороте на 90° – 25 сек. В основе конструкции экскаватора заложен модульный принцип. Машина состоит из трех крупных частей: ходовой тележки, поворотной платформы и рабочего оборудования, которые после частичного демонтажа могут быть доставлены к месту эксплуатации на автомобильном или железнодорожном транспорте и смонтированы в сжатые сроки. В конструкции экскаватора максимально использованы серийно выпускаемые отечественными заводами узлы и агрегаты, хорошо зарекомендовавшие себя в сложных горнотехнических условиях эксплуатации. Многие узлы и агрегаты отечественного производства полностью аналогичны узлам и агрегатам, изготовленным зарубежными фирмами. Такая взаимозаменяемость предоставляет заказчику возможность выбора комплектации экскаватора. Гидрораспределительные устройства на экскаваторе – Липецкого завода. Кабина и ее оснащение взяты от экскаватора Ковровского завода. Зубья на ковше – взаимозаменяемы с ЭКГ-5У и с ЭКГ-5А. Сварные металлоконструкции экскаватора (рамы гусеничные, нижняя и поворотной платформы, стрела, рукоять и ковш) выполнены из стали марки 10ХСНД, обеспечивающей высокую прочность и ударную вязкость, подвергнуты вибро- и термообработке для снятия внутренних напряжений. В конструкции ковша применены также элементы из износостойких сталей 110Г13 и 20ХГСР. Платформа и все металлоконструкции экскаватора изготовлены на Ижорском заводе. Экскаватор имеет многоопорный гусеничный ход тракторного типа с жесткой подвеской опорных катков, что обеспечивает равномерное давление на грунт в различных условиях работы. Гусеничные тележки, опорно-поддерживающие катки и ведущие звездочки произведены по лицензии Komatsu на Чебоксарском заводе тракторных агрегатов.

Опорные катки и шарниры гусеничной цепи не нуждаются в смазке в течение всего срока эксплуатации. В механизме натяжения гусеничных цепей применен гидравлический демпфер, снижающий динамические нагрузки при наезде на препятствия. Редукторы приводов хода – планетарные, унифицированные с редукторами поворота. На каждом редукторе установлены по два аксиально-поршневых нерегулируемых гидромотора. Гидравлические насосы и моторы и система гидроуправления изготовлены на заводе «Пневмостроймашина» (Екатеринбург). По заказу потребителей на экскаваторе может быть установлена гидравлика от Bosch Rexroth (Германия). В гидроприводе экскаватора применены аксиально-поршневые насосы, моторы одной размерной группы, что сокращает номенклатуру изделий и запасных частей. Гидравлические шланги – российской сборки на основе рукавов фирмы Manuli (Италия), клапанная аппаратура – российских и украинских заводов. В гидроцилиндрах привода рабочего оборудования экскаватора использованы комбинированные фторопластовые уплотнения. Для повышения надежности и бесперебойности работы узлов и агрегатов на опытном образце экскаватора установлена система автоматической смазки фирмы Lincoln. Для снижения удельного расхода топлива гидропривод экскаватора снабжен системой рекуперации энергии. Силовая установка экскаватора мощностью 350 кВт собрана на основе двух дизельных двигателей ЯМЗ-238, каждый из которых приводит во вращение свою насосную установку, состоящую из четырех основных аксиально-поршневых регулируемых насосов и одного вспомогательного шестеренного. Конструкция гидропривода позволяет экскаватору сохранять ограниченную работоспособность при отказе одного из дизелей или насосной установки. Опорно-поворотное устройство изготовлено на Ивановском экскаваторном заводе, но может быть и от других фирм. По желанию заказчика на экскаваторе могут быть установлены воздушный кондиционер, централизованная и автоматическая система смазки.

Головной образец ЭГ-5.5 имеет массу около 120 т, после доработки машина должна «похудеть» до паспортной массы 100 т. По планам конструкторов к экскаватору будут дополнительно производиться ковши различной вместимости и назначения, в т.ч. ковши с активными зубьями. Экскаватор будет также выпускаться в северном исполнении. Запланированы переход на электрическое управление и установка системы компьютерной диагностики узлов и агрегатов.

Интерес к Семинару продемонстрировали крупнейшие горнодобывающие предприятия России и стран б.СССР: комбинаты «Апатит», «Ковдорский ГОК», «Норильский Никель», «Лебединский ГОК», «Атакайцемент», «Соколовско-Сарбайское ГПО» (Казахстан) и ГАК «Укррудпром» (Украина). Их представители были в числе участников Семинара. Особенно большой «десант» специалистов в ранге от механика участка до главного механика был от Лебединского ГОКа. Видимо, столь представительная делегация объясняется тем, что на комбинате назрела необходимость приобретения мобильных экскаваторов. Некоторые карьеры, например, ОАО «Апатит» уже используют гидравлические экскаваторы зарубежных фирм и на практике убедились в их технологических преимуществах.

Большую группу участников Семинара составили представители компаний, занимающихся поставками и сервисным обслуживанием горного оборудования. Среди них: АК «Технокомплект» (Москва), «Техноспецсталь-сервис» и «Техноспецсталь-инжиниринг» (С-Петербург), ЗАО «УралМонтоРем» (Кемерово), «Тяжмашсервис» (Красноярск), «Уралмашсервис» (Екатеринбург). Присутствие представителей таких организаций является прямым доказательством назревшей производственной необходимости в гидравлических экскаваторах и вселяет уверенность – недалек тот день, когда ЭГ-5.5, потеснив привычные ЭКГ-5.0А, займет достойное место в ряду экскаваторов, эксплуатирующихся на российских и зарубежных карьерах.

Внимание к «новорожденному» объяснимо – ведь спрос на машины такого класса, но российского производства, прежде всего, более дешевого, чем зарубежные аналоги, далек от удовлетворения. Вместе с тем, с учетом сложившейся тенденции к переходу на освоение малых и локальных месторождений и месторождений в отдаленных и слабо освоенных районах страны, можно прогнозировать рост спроса на такие машины.

Головные проектные организации, давно ожидающие отечественный карьерный гидравлический экскаватор, не упустили случая, чтобы убедиться в появлении «первенца» на «Ижорском Заводе». Поэтому главных специалистов на Семинар направили крупнейшие институты: «СПб-Гипрошахт», «СПб-ГИПРОРУДА» и «ГИПРОНИКЕЛЬ».

От корпорации «ОМЗ ГО» в семинаре приняли участие руководители и специалисты всех рангов, чей творческий, организационный и интеллектуальный потенциал был задействован при создании ЭГ-5.5. Естественно, фирма-«родитель» представила серию докладов, посвященных не только экскаватору, но и перспективным видам техники для горняков. Вот темы докладов: «Возможность рекуперации энергии в машинах циклического действия», «О ходе испытаний головного образца экскаватора ЭГ-5.5», «Обоснование математической модели процесса ударно-вращательного бурения», «Перспективы создания новой горной техники». Среди них хочется выделить доклад А.И.Сапожникова, в котором приоткрываются ближайшие и перспективные планы ОМЗ-ГО. В частности, конструкторы приступили к разработкам бурового станка массой 70 т для бурения скважин диаметром до 250 мм, бурового станка массой 25 т на экскаваторной гусеничной тележке Ковровского, либо Тверского заводов для бурения скважин 125 мм, гидромолота массой 5–6 т с энергией удара 20 кДж, ковша с активными зубьями на основе гидроударников, конусной дробилки с дизельным приводом и регулировкой эксплуатационных параметров без остановки машины, средств малой механизации – манипуляторов для замены зубьев ковша и ликвидации сводов породы в дробилках.

Участники Семинара заслушали большую группу докладов и сообщений от представителей предприятий-поставщиков комплектующих для гидравлических экскаваторов и другого горного оборудования: «Перспективы комплексной поставки гидравлических агрегатов» (ОАО «Пневмостроймашина»); «Углубленная диагностика гидропривода одноковшового экскаватора» (ЛИСИ); «Динамика работы фирмы Bosch Rexroth с производителями экскаваторов стран СНГ»; «Внедрение централизованной системы смазки на российских предприятиях» (Linkoln).

Современному состоянию экскаваторного парка, перспективам распространения гидравлических экскаваторов и потенциальным масштабам их применения на российских карьерах был посвящен доклад проф., А.А.Кулешова (ЛГИ). Докладчик отметил, что современная ситуация, когда около 80% карьерных экскаваторов в России отработали нормативный срок до полной амортизации, объективно создает благоприятные условия для внедрения отечественных гидравлических экскаваторов. Карьеры продолжают эксплуатировать старые машины, что побудило сотрудников ЛГИ к созданию сертификационного центра для аттестации их пригодности к дальнейшей эксплуатации.

Информационно интересными были доклады и сообщения на темы «Возможности и направления совершенствования карьерной техники» (ЛГИ): «Развитие систем управления одноковшовых экскаваторов» (ВНИИЗЕММАШ); «Продукция и услуги ОАО «Рудавтоматика»; «Опыт фирмы Komatsu по внедрению гидравлических экскаваторов на горных предприятиях России» (МОГОРМАШ); «Применение гидравлических экскаваторов в проекте разработки Архангельского месторождения алмазов» (ГИПРОРУДА).

Семинар хорошо показал, что ЭГ-5.5 – долгожданное детище российской корпорации «Объединенные машиностроительные заводы (ОМЗ-ГО) Уралмаш-Ижора», а интерес к головному образцу опытной машины со стороны крупнейших горнодобывающих предприятий России и стран СНГ – прямое подтверждение назревшей актуальности налаживания серийного выпуска отечественного гидравлического экскаватора, а для его создателей – дополнительный стимул к ускорению его доводки и передачи в опытно-промышленную эксплуатацию. По словам А.И.Сапожникова на доведение головного образца (заводские предварительные и приемочные испытания, аттестация и окончательное производство) потребуется несколько месяцев. Для опытно-промышленной эксплуатации ЭГ-5.5, скорее всего, поступит на один из карьеров Северо-Западного региона России.

Широкая аудитория участников семинара, количество и характер вопросов, обращенных к создателям машины свидетельствуют о том, что экскаватор ЭГ-5.5 будет востребован на карьерах страны: ведь в последние годы рынок горного оборудования России и стран б.СССР стал наполняться подобной техникой от фирм Komatsu, Liebherr, O&K и др. Однако потребность российских карьеров в гидравлических экскаваторах полностью может быть удовлетворена только за счет продукции отечественных заводов. И «Ижорские заводы» сделали крупный шаг в этом направлении. Остается только пожелать создателям ЭГ-5.5 насколько можно скорее сократить период доводки машины и приступить к поставкам надежного высокопроизводительного и экономичного гидравлического экскаватора на российский и зарубежный рынки.    

Журнал "Горная Промышленность" №3 2002