СПОСОБ ПОДНЯТИЯ МОДУЛЕЙ ТЯЖЕЛОГО КАРЬЕРНОГО ОБОРУДОВАНИЯ
METHOD FOR LIFTING OF HEAVY QUARRY EQUIPMENT MODULES

Изобретение относится к машиностроительному обеспечению горной отрасли, в частности как способ, положенный в основу оборудования для обслуживания ремонтов и монтажно-демонтажных работ при эксплуатации тяжелой погрузочной и буровой техники, используемой при добыче полезных ископаемых открытым (карьерным) способом.
Особенностями работы карьерного погрузочного (экскаваторы) и бурового (станки) оборудования являются агрессивность окружающей среды через ее химическое воздействие, абразивность горных пород, различие в широких пределах их крепости, высокая энергозатратность и интенсивность работы, большие габариты и вес. Последний превышает сотни тон.
Приведенные особенности вызывают интенсивный износ узлов экскаваторов и буровых станков.
Кроме того, имеют место нормативно-правовые ограничения местонахождения обслуживающего персонала во время ведения ремонтных работ в части обеспечения при этом безопасности.
Указанное определяет необходимость регламентного ведения ремонтных работ, как правило, выполняемых в условиях карьера и связанных с демонтажом (монтажом) крупных узлов оборудования и их взаимным перемещением. Например, демонтаж гусеничных ходов экскаватора или бурового станка, требующих поднятия соответственно поворотной и буровой платформы.
Известны технические решения, в которых реализован способ поднятия бурового модуля шахтной установки с целью его дискретно-поперечного перемещения, ведения ремонтных работ, диагностирования отдельных элементов, выполняемых с помощью гидродомкратов, гидрозамков и распределителей, направляющих, поперечных катков и др. [1, 2, 3, 4]. Однако этим разработкам присущи существенные недостатки: ограниченность использования; сложность машиностроительных решений; ненадежность из-за возможности создания аварийной ситуации при отказах элементов гидросистемы.
Ближайшим из известных технических решений, принятым за прототип заявляемого изобретения, по целевому использованию, операциям реализации, модульной конструкции, показателям применения, функциональным возможностям, весогабаритным характеристикам является способ, использованный в системе для извлечения колесно-моторных пар железнодорожных локомотивов [5]. Согласно способу-прототипу усилие поднятия локомотива создают гидродомкратами за счет энергии гидравлической системы, посредством которой подают рабочую жидкость высокого давления индивидуально до каждого из гидродомкратов, в отдельные моменты поднятия локомотива обеспечивают устойчивость поднятого (вывешенного) оборудования и блокируют в эти моменты возможные отказы гидросистемы.
Анализ операций способа-прототипа и технических решений его реализации свидетельствует о наличии присущих ему недостатков.
- Ограниченная отрасль использования и несоответствие нормативно-правовым ограничениям в части обеспечения безопасности труда операторов. Последнее связано с необходимостью периодического нахождения персонала под поднятым гидродомкратами оборудованием, т.е. в моменты установки страховочных цилиндрических колец, и внесением при этом и действием на персонал психологических дискомфортных влияний из-за нахождения его (персонала) под поднятым грузом в десятки и сотни тонн.
- Вероятность аварийного падения поднятого (вывешенного) оборудования в период до полной постановки страховочных колец из-за отказов гидросистемы.
- Возникновение перекосов из-за неравномерного нагружения гидродомкратов и, как следствие, наличие излишних динамических нагружений и уменьшение устойчивости поднятого (вывешенного) обрудования от опрокидывания.
Последний из недостатков имеет место ввиду влияния неравномерного распределения веса поднимаемого оборудования между гидравлическими домкратами, т.е. из-за разноотдаленности центра массы оборудования от точек соприкосновения домкратов с поднимаемым модулем.
Задача заявляемого способа подъема модулей тяжелого карьерного оборудования, реализованного в системе поднятия модулей поворотной или буровой платформ - соответственно экскаватора или бурового станка, - расширение области использования, повышение надежности и безопасности работы, достижение инвариантности (независимости) процесса подъема от возможных отказов гидравлической системы, создание комфортных и безопасных условий работы ремонтному персоналу.
Поставленная задача решается тем, что в способе поднятия модулей тяжелого карьерного оборудования, при котором усилие подъема создают за счет энергии рабочей жидкости высокого давления, подают рабочую жидкость индивидуально до каждого из гидравлических домкратов, в отдельные моменты поднятия блокируют возможные отказы элементов гидросистемы и в эти же моменты обеспечивают устойчивость поднятого оборудования от перекосов и опрокидывания, - дополнительно блокирование отказов гидросистемы и устойчивость поднимаемого оборудования обеспечивают на протяжении всего процесса подъема, блокирующее действие создают путем постоянно действующего усилия винтовых домкратов, привод которых выносят за габариты поднимаемого оборудования.
Благодаря новым операциям осуществлено выполнение поставленной задачи: в первую очередь, повышение надежности работы, а также создание комфортных и безопасных условий ремонтному персоналу, расширена область использования базового способа.
Сравнительный анализ предложенного технического решения с известным уровнем техники не обнаружил влияния известных решений на достижение положительного результата согласно поставленной задаче.
Таким образом, данное техническое решение отвечает требованиям полезности, новизны и изобретательского уровня, предназначено для использования в промышленности - горнодобывающей отрасли, осуществлено с помощью существующих комплектующих изделий и материалов (гидравлические и механические домкраты, гидрокоммуникации высокого давления, насосная станция, храповые механизмы, гидрораспределители, цилиндры силовые двустороннего действия и другие, которые прошли промышленную апробацию, сертификацию и серийно освоены в производстве), а также признанных научно обоснованных методов и при его реализации в условиях карьеров криворожских обогатительных комбинатов в составе комплексов для поднятия поворотных платформ экскаваторов ЭКГ-4, ЭКГ-5 и ЭКГ-8, ЭКГ-10 (шифры разработок соответственно П5.00.00.000 и П10.00.00.000, разработчик конструкторской документации институт НИПИрудмаш г.Кривой Рог) достигнут практический результат, чем выполнено требование промышленного применения, которое реализовал автор.
Сущность изобретения поясняются чертежом и описанием его составных элементов. В состав реализующей системы входят маслостанция 1 с пультом 2 управления на основе гидрораспределителей и приборным обеспечением 3; в свою очередь, пульт 2 через краны 4, гидрокоммуникации 5 соединен с гидродомкратами 6. Последние снабжены гидрозамками, а гидросистема с целью ограничения аварийного уровня давления защищена регулируемым гидроклапаном; чистоту рабочей жидкости высокого давления обеспечивают соответствующие фильтры - позиции на чертеже не показаны. Параллельно каждому гидродомкрату 6 или их (гидродомкратов) группе на общей опорной площади в виде единого блока размещена пара винтовых домкратов 7, обустроенных каждый ручным приводом 8 и храповым механизмом 9 двустороннего действия. Объединение домкратов 6 используют при необходимости увеличения усилия поднятия при использовании последних применительно к экскаваторам массой 300 и больше тонн (ЭКГ-10).
2
2
Усилие гидродомкратов 6 и обеспечивающих безопасность винтовых домкратов 7 направлено на поднимаемый модуль (платформу) 10, стабильность процесса контролируют приборами 3. Пооперационное взаимодействие составных элементов выполняется следующим образом. Вначале выполняют организационно-технические подготовительные мероприятия по поднятию поворотной платформы, например экскаватора ЭКГ-8: подготовку персонала, присоединение привода маслостанции 1 к энергосети, обустройство рабочего места - последнее располагают в карьере на расстоянии не менее 10 метров от кромки уступа, его горизонтируют с последующим бетонированием мест размещения домкратов - толщина бетонирования 600 мм при размерах 1200×4000 мм - для блока домкратов (7-6-7) и 1200×8000 мм- для блока домкратов (7-6-6-7). Далее экскаватор размещают на рабочей площадке, а подъемные блоки размещают следующим образом: одинарные (7-6-7) попарно на расстоянии 2000±200 мм каждый от гусеничной тележки в задней части экскаватора (в районе контргруза), а спаренные (7-6-6-7) - по оси экскаватора на расстоянии 500±100 мм от его конца передней части (со стороны ковша). Маслостанцию 1 располагают со стороны задней части экскаватора по его оси на расстоянии не менее 15 м от экскаватора; оператор находится около пульта 2, а помощники оператора - вне границ поднимаемой платформы в районе нахождения ручного привода 8 винтовых домкратов 7. Перед запуском маслостанции 1 подается звуковой сигнал безопасности, а краны 4 включены на подачу гидрокоммуникациями 5 рабочей жидкости гидродомкратам 6.
Далее оператор с помощью гидрораспределителей пульта 2 управления подводит гидродомкраты 6 к платформе 10 экскаватора и начинает ее подъем - в реальных условиях скорость подъема не превышает 1 мм/сек. При этом оператор и его помощники контролируют позиционирование платформы в части его горизонтального положения. Существует ограничение нарушения горизонтальности поднимаемой платформы в 2°. Помощники оператора приводом 8 каждого винтового домкрата 7 поднимают их (7) последовательно за поднятием домкратов 6, исключая тем самым влияние возможных отказов элементов гидравлики.
При нарушении горизонтальности оператор гидрораспределителями пульта 2 изменяет подачу рабочей жидкости, добиваясь восстановления горизонтальности. При этом возможно обустройство разработки автоматической регулирующей гидросистемой на основе делителей потока рабочей жидкости к каждому из гидродомкратов с учетом их загруженности.
Дисбаланс загрузки гидродомкратов возникает из-за указанного ранее неравномерного нагружения гидроцилиндров домкратов [4]. Ручной привод 8 винтовых домкратов 7 может быть заменен на электрогидропривод с дистанционным управлением.
По факту поднятия поворотной платформы 10 экскаватора на технологично обоснованную высоту (в реальной системе на 630 мм) и ее фиксации в вывешенном состоянии винтовыми домкратами 7 отключают подачу рабочей жидкости от домкратов 6 и выключают маслостанцию 1. Убирают гусеничные тележки из-под поворотной платформы для их последующего ремонта, а платформу оставляют в вывешенном положении сколь угодно долго. При наличии запасных гусеничных тележек выполняют замену выведенных и производят спуск платформы 10, выполнив реверс привода винтовых домкратов 7 с помощью храповых механизмов 9.
Источники информации
1. SU 218096, Е21С 11/02, 29/22, 17.08.1966.
2. SU 626201, Е21С 29/22, 11/02, 29.04.1977.
3. UA 42825, Е21С 11/02, 29/22, 15.11.2001, Бюл. №10.
4. UA 12809, Е21В 21/00, 15.03.2006, Бюл. №3.
5. Промышленный гидравлический инструмент. Каталог ОК-0311-12, 2004, «Энергопром», www.energoprom.ru, с.74, 75.