Экскаватор-драглайн - Dragline excavator

«Драглайн» перенаправляется сюда. Об альбоме Paw см. Драглайн (альбом).
Страница 725 Драглайн Турецкой угольной ассоциации - Угольный разрез Еникёй, Милас

А экскаватор-драглайн это часть тяжелое оборудование используется в гражданское строительство и открытая разработка.

Драглайны делятся на две большие категории: те, которые основаны на стандартных подъемных кранах, и тяжелые агрегаты, 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 гражданское строительство почти всегда крана меньшего размера. Они используются для Дорога, строительство портов, дноуглубление прудов и каналов, а также куча буровые установки. Эти типы построены такими производителями кранов, как Ссылка-Пояс и Истер.

Гораздо более крупный тип, который создается на месте, обычно используется в вскрытие операции по удалению перегружать над каменный уголь и совсем недавно для нефтеносные пески добыча полезных ископаемых. Самые большие тяжелые драглайны - одни из самых больших мобильных наземных машин из когда-либо построенных. Самый маленький и самый распространенный из тяжелых типов весит около 8000 тонн, а самый большой из построенных - около 13000 тонн.

Ковшовая система драглайна состоит из большого ковша, подвешенного к стреле (большой ферма -подобная структура) с тросы. Ковш перемещается с помощью нескольких тросов и цепей. Подъемный канат, приводимый в действие большой дизель или же электродвигатели, поддерживает ковш и подъемно-сцепное устройство со 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.

История

Драглайн был изобретен в 1904 г. Джон У. Пейдж (в качестве партнера фирмы Page & Schnable Contracting) для использования при рытье Чикагский канал. К 1912 году Пейдж понял, что строительство драглайнов более прибыльно, чем заключение контрактов, поэтому он создал Пейдж Инжиниринговая Компания строить драглайны. 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.[1] 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. Пейдж дополнительно модернизировал свои драглайны с серией 700 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 г. корпорация Harnischfeger (Горное оборудование P&H ) приобрел Пейдж Инжиниринговая Компания.

Harnischfeger Corporation была создана как P&H Mining в 1884 г. Алонзо Полинг и Генри Харнишфегер. В 1914 году компания P&H представила первый в мире драглайн с бензиновым двигателем. В 1988 году Page была приобретена Harnischfeger, что сделало линию P&H лопаты, драглайны и краны. Самый большой драглайн P&H - 9030C с ковшом длиной 160 ярдов и стрелой длиной до 425 футов.

Драглайн Марион 111-М 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.[2][3][4] 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 придало обуви правильное эллиптическое движение.[5][6] 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 гг. Bucyrus-Erie начал покупку акций Monighan с одобрения Monighan. Bucyrus приобрела контрольный пакет акций, и совместная компания стала называться Bucyrus-Monighan до официального слияния в 1946 году. Первый шагающий экскаватор-драглайн в объединенное Королевство использовался в Железный карьер Веллингборо в 1940 г.[7]

Компания 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.[8] и позже продан 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. R&R 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 объединилась с подразделением NCK Crane & Excavator. Это стало NCK-Rapier. Подразделение шагающих драглайнов NCK-Rapier было приобретено Bucyrus в 1988 году.

В Компания Marion Power Shovel (основана в 1880 году) построила свой первый шагающий драглайн с простым однокривошипным механизмом в 1939 году. Самым большим драглайном был драглайн 8950, проданный Amax Coal Company в 1973 году. Он имел ковш объемом 150 кубических ярдов на стреле длиной 310 футов и весил 7300 тонн. Марион была приобретена Bucyrus в 1997 году.

Литейно-производственная компания Bucyrus вышла на рынок драглайнов в 1910 году с покупкой прав 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, Фиорентини, производит 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 Большой Маски построена для угольной компании Огайо 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 P&H компании Page в 1988 году вместе с приобретением Bucyrus компаний Ransomes & Rapier в 1988 году и Marion в 1997 году сократило число мировых поставщиков тяжелых драглайнов более чем наполовину. Сегодня P&H 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 выемки ковш располагается над материалом, который необходимо вырыть. Затем ведро опускается, и драгировать затем рисуется так, что ведро волочится по поверхности материала. Затем ковш поднимается с помощью подъемный трос. 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 «выбросить». обмотка до стрелы, а затем отпустив схватить на тросе. Тогда это приведет к качанию ведра, 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 рубки ведро опускается на наклонный высокий вал для масштабирования поверхности. Следующая последовательность - самая медленная операция, блоки проходят. Однако этот проход перемещает большую часть материала. Он включает использование ключа для доступа к нижней части материала, чтобы поднять его до порчи или на приподнятый уровень скамейки. Последний разрез, если требуется, - это оттягивание материала назад к стороне с низкими стенками.[9]

Драглайны в майнинге

Драглайн на угольной шахте Курра

Большая система драглайна, используемая в открытый карьер промышленность стоит примерно АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 50–100 миллионов. 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).[10] 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 энергопотребление порядка нескольких мегаватт настолько велико[количественно оценить ] что они имеют прямую связь с высокое напряжение сеть на напряжение от 6,6 до 22 кВ. Типичный[требуется дальнейшее объяснение ] драглайн массой от 4000 до 6000 тонн с ковшом объемом 55 кубометров может потреблять до 6 мегаватт во время обычных земляных работ. Из-за этого многие (возможно, апокрифический ) рассказы[пример необходим ] были рассказаны о воздействии горных драглайнов, вызывающих затемнение. Например, есть долгоживущая история[согласно кому? ] что еще в 1970-х, если все семь драглайнов на Шахта Пик Даунс (очень большой Л.с. угольная шахта в центре Квинсленд, Австралия) повернулись одновременно, они затемнить все Северный Квинсленд. Однако даже сейчас[когда? ] если они были отключены, они всегда перезапускаются по одному из-за огромных требований к мощности при запуске.[нужна цитата ]

Анимация "шагающего" драглайна на основе патента Мартинсона 1926 г.

Во всех драглайнах, кроме самых маленьких, движение осуществляется «ходьбой» с использованием ног или понтоны, так как гусеницы слишком сильно давите на землю и испытываете большие трудности под огромным весом драглайна. Максимальная скорость составляет всего несколько метров в минуту,[11] так как ступни нужно менять на каждом шаге.[12] При перемещении на средние расстояния (около 30–100 км) для перевозки драглайна можно привезти специальный драглайновоз. При превышении этого расстояния обычно требуется разборка. Но горные драглайны из-за их досягаемости могут работать на большой площади с одной позиции и им не нужно постоянно перемещаться вдоль забоя, как небольшие машины.

Ограничения

Основными ограничениями драглайнов являются высота и длина стрелы, которые ограничивают место, где драглайн может сбрасывать отходы. Еще одним основным ограничением является их глубина копания, которая ограничивается длиной троса, который может использовать драглайн. В соответствии с их конструкцией, драглайн является наиболее эффективным способом 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 же фронтальный погрузчик может).

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

Известные примеры

Ходячий механизм на сохранившемся Bucyrus-Erie Драглайн 1150 в Великобритании

Угольный драглайн, известный как Большой Маски, принадлежащая 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.[13] Он работал в Округ Маскингам, в штате США Огайо с 1969 по 1991 год, и получал питание от источника питания 13 800 В. В 1999 году его разобрали за переработанный металл на сумму 700000 долларов.

Британская фирма Выкуп и рапира произвел несколько больших (1400-1800 тонн) экскаваторов, крупнейших в Европе того времени (1960-е). Питание было от двигатель внутреннего сгорания приводные электрогенераторы. Один, названный РОСЯНКА, использовалась в карьере с 1957 по 1974 год. После отработки на первом участке в г. Rutland был закончен, он прошел 13 миль к новой жизни в Корби; прогулка длилась 9 недель. С января по июнь 1987 г. росянка была списана.

Меньшие драглайны также обычно использовались до того, как гидравлические экскаваторы вошли в широкое использование, меньшие драглайны сейчас редко используются, кроме как на речных и гравийных работах. Малые машины имели механический привод со сцеплением. Такие фирмы, как Растон и Bucyrus сделали такие модели, как RB10, которые были популярны для небольших строительных и дренажных работ. Некоторые из них все еще можно увидеть на английском языке. Fens из Кембриджшир, Линкольншир и части 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.

Технический прогресс

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

Автоматизация

Исследователи из CSIRO в Австралии есть долгосрочный исследовательский проект[14] на автоматизацию драглайнов. Команды автоматизации майнинга в QCAT, подразделении CSIRO; разрабатывают технологии автоматизации с 1994 года. Автоматизированные системы включают круиз-контроль и Цифровое картографирование местности. Рабочие решения включают проверенный концепцией круиз-контроль поворота драглайна на Tarong BE1370.[15]

Программное обеспечение для моделирования

Поскольку драглайны обычно большие, сложные и очень дорогие, обучение новых операторов может оказаться непростым процессом. Таким же образом авиасимуляторы разработали для обучения пилотов, симулятор горного дела Программное обеспечение было разработано, чтобы помочь новым операторам научиться управлять машинами.

UDD

UDD расшифровывается как Universal-Dig-Dump. Он представляет собой первое фундаментальное изменение драглайнов за почти столетие с момента изобретения «чудо-сцепки». Вместо использования двух тросов (подъемный трос и тяговый трос) для управления ковшом машина UDD использует 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.

Смотрите также

  • Большой Маски - Самый тяжелый из построенных драглайнов
  • Роторный экскаватор - альтернативная горная машина
  • Bucyrus-Erie – Производитель драглайнов
  • Экскаватор - общий класс машин, подклассом которых являются драглайны
  • Экскаватор Marion - бывший производитель экскаваторов с прямой лопатой
  • P&H Mining – Производитель драглайнов, экскаваторов и буров для взрывных работ
  • Лопата - тип карьерной машины (также называется прямой лопатой)
  • Паровая лопата - самый ранний тип карьерного экскаватора

Рекомендации

  1. ^ Редакторы (29 июля 1916 г.). «Шагающий экскаватор». Литературный дайджест. п. 249. Получено 30 августа 2019.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов (связь)
  2. ^ США 1095464, Мартинсон, Оскар Дж., «Экскаватор-Трактор.», Выпущенный 5 мая 1914 года, переданный компании Monighan Machine Co. 
  3. ^ США 1101459, Мартинсон, Оскар Дж., "Трактор.", Выпущенный 23 июня 1914 года, передан компании Monighan Machine Co. 
  4. ^ США 1101460, Мартинсон, Оскар Дж., «Экскаватор-Трактор.», Выпущенный 23 июня 1914 г., переданный компании Monighan Machine Co. 
  5. ^ США 1591764, Мартинсон, Оскар Дж., «Тяговый механизм», выпущенный 6 июля 1926 года, переданный компании Monighan Machine Co. 
  6. ^ США 1627984, Мартинсон, Оскар Дж., "Traction Machine.", Выпущенный 10 мая 1927 года, переданный Monighan Machine Co. 
  7. ^ Куайн, Дэн (2016). Четыре трамвая из Айронстоун Ист-Мидлендс, часть третья: Веллингборо. 108. Garndolbenmaen: Обзор моделирования узкоколейных и промышленных железных дорог.
  8. ^ ГБ 110458, Bowtell, William John, «Усовершенствования в подъемных кранах или относящиеся к ним», выпущенный 25 октября 1917 года, переданный Ransomes & Rapier Ltd. 
  9. ^ Мирабедини, Х .; Баафи, Э. (1 января 1998 г.). "Методы рытья драглайном в австралийских шахтах - исследование". Конференция угольных операторов.
  10. ^ Кейт Хэддок, «Экстремальные горные машины - лопаты и драглайны», издано MBI, Приложение 4 Таблицы грузоподъемности стр. 127 ISBN  0-7603-0918-3
  11. ^ «Путешествие горничной Мэриан становится« тормозом »» The Daily Gleaner (10 октября 2008 г.), по состоянию на 1 ноября 2008 г.]
  12. ^ «Рай для смотрителей тротуаров» Популярная механика, Октябрь 1947 г., стр. 153-157, детальные чертежи и фотографии работы драглайна
  13. ^ http://little-mountain.com/bigmuskie/
  14. ^ Исследовательский проект CSIRO
  15. ^ «Автоматизация драглайна» Д-р Джонатан Робертс CSIRO (11 декабря 2009 г.), по состоянию на 19 декабря 2011 г.
  • К. 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», Механизм и теория машин, Vol. 35, 2000.

внешняя ссылка