Click here to load reader

PIERWSZA POLSKA KOPARKA KWK 910 DO PRACY W · PDF fileMechanizm sterowania sterowanie hydrauliczne gąsienic koparki promień skrętu gąsienic 25,0 m sterowanie hydrauliczne średnica

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of PIERWSZA POLSKA KOPARKA KWK 910 DO PRACY W · PDF fileMechanizm sterowania sterowanie...

449

Grnictwo i Geoinynieria Rok 33 Zeszyt 2 2009

Norbert Wocka*

PIERWSZA POLSKA KOPARKA KWK 910 DO PRACY W UTWORACH TRUDNO URABIALNYCH

1. Wstp

Koparka KWK 910 (rys. 1) naley do grona koparek specjalnych przeznaczonych do urabiania ska trudno i bardzo trudno urabialnych. Koparka ta zostaa zaprojektowana, wy-konana i zmontowana cakowicie siami polskich firm.

Rys. 1. Widok oglny koparki

W dniach 1215 kwietnia 2007 r. koparka z wynikiem pozytywnym zrealizowaa za-dania ujte w prbie wydajnoci osigajc wymagan wydajno przy urabianiu uzgod-nionego trudno urabialnego bloku prbnego, a w dniu 16 kwietnia 2007 r. przekazana zostaa do eksploatacji ostatecznej. * SKW Biuro Projektowo-Techniczne, Zgorzelec

450

Bezcenne dla przyszych potrzeb umaszynowienia brany wgla brunatnego s ju zdobyte i nadal zdobywane dowiadczenia z pracy tej koparki. Pracuje ona m.in. w utwo-rach, w ktrych zalegaj silnie zwarte i zapiaszczone iy z mikstytami syderytowymi, e-lazistymi oraz wirowo piaszczystymi o oporach skrawania dochodzcych do 200 kN/mb. Koparka urabia te frakcje bez strzelania rozluniajcego oraz bez zrywania spycharkami tych ska. Stanowi to o osigniciu zasadniczego efektu jakim jest urabianie t kopark trudno urabialnych gboko zalegajcych warstw nadspgowych w Kopalni Turw.

Generalnym wykonawc koparki byo SKW Biuro Projektowo-Techniczne Sapkow-ski, Kanczewski, Wocka sp. j. ze Zgorzelca. Projekt czci maszynowo-konstrukcyjnej oraz nadzr nad wykonawstwem i montaem realizowao SKW. Projekt czci elektrycznej i oprogramowania oraz nadzr nad wykonawstwem i montaem zrealizowa zesp projek-towy IGO-Poltegor z Wrocawia.

W tabeli 1 zestawiono gwnych podwykonawcw koparki KWK 910.

TABELA 1 Gwni podwykonawcy koparki KWK 910

Podwykonawca Zakres prac

FUGO SA dostawca konstrukcji stalowej oraz mechanizmw (w tym m.in. caego GMJ, ukadu olinowania i zwodzenia wysignika koa czerpakowego, przegubw kulistych)

KOPEX-FAMAGO SA dostawca konstrukcji stalowej pomocniczej oraz bbnw i czerpakw

FAMAK SA dostawca konstrukcji stalowej i mechanizmw (w tym m.in. portalu podwozia i koa czerpakowego)

Firma Prespol z Lenej Kocielnika

dostawca m.in. oa kulowego i wieca zbatego do mechanizmu obrotu (w kooperacji z FAMAGO SA) oraz dostawca krnikw

Bosch Rexroth i Kret i S-ka z Chojnowa

dostawca oraz montaysta caego (licznego przy tej koparce) wyposaenia hydraulicznego

Firma FLENDER AG dostawca przekadni napdu koa czerpakowego oraz do wcigarki gwnej i wcigarki kabiny operatora

Mostostal-Monta Supca realizator montau czci maszynowo-konstrukcyjnej

Elektrobudowa SA z Konina

gwny dostawca wyposaenia elektrycznego oraz wykonawca montau czci elektrycznej i sterowania

T-System z odzi wykonawca montau i uruchomienia falownikw

INTER TECHNIK ze Zgorzelca dostawca falownikw, kabin, szaf sterowniczych

Prftechnik-VIBREM Sp. z o.o.

wykonawca i dostawca systemu diagnostyki wzw oyskowych oraz konstrukcji nonej

2. Dane techniczne-technologiczne koparki KWK 910

Zaoenia techniczno-technologiczne oraz gwne wymogi eksploatacyjne dla pracy koparki zostay opracowane przez suby techniczne i inwestycyjne KWB Turw (rys. 2).

451

R

ys. 2

. Sch

emat

tech

nolo

gicz

ny k

opar

ki K

WK

910

452

W tabeli 2 przedstawiono najwaniejsze dane techniczno-technologiczne koparki KWK 910.

TABELA 2 Dane techniczno-technologiczne koparki KWK 910

Dane techniczne

moc napdu 2 500 kW

rednica koa czerpakowego 10,2 m

ilo czerpakw 16 szt.

pojemno czerpaka nominalna 910 l

Ukad urabiania

liczba wysypw 66,5 min1

Szeroko tamy przenonika 1800 mm

ilo gsienic 3 2 szt.

prdko jazdy 08,8 m/min Mechanizm jazdy koparki

szeroko pyt gsienic 2,8 m

sterowanie hydrauliczne Mechanizm sterowania gsienic koparki promie skrtu gsienic 25,0 m

sterowanie hydrauliczne

rednica oa kulowego 9000 mm Mechanizm obrotu nadwozia prdko obrotu nadwozia (w osi koa czerpakowego) 830 m/min

sterowanie hydrauliczne Mechanizm obrotu wysignika zaadowczego prdko obrotu wysignika

(w osi bbna zrzutowego) 314 m/min

Mechanizm zwodzenia wysignika urabiajcego

prdko zwodzenia wysignika (w osi koa) 5,6 m/min

Mechanizm zwodzenia wysignika zaadowczego rodzaj mechanizmu

siownikowo- -hydrauliczny

napicie zasilania 6 kV Cz elektryczna

cakowita moc zainstalowana na koparce 2700 kW

Dane technologiczne

nominalna 3600 m3/godz. Wydajno teoretyczna

maksymalna 4400 m3/ godz.

453

TABELA 2 cd.

Dane technologiczne cd.

nominalna 419 kN Sia obwodowa

maksymalna 461 kN

Jednostkowa sia kopania maksymalna (porwnawcza, wg wzoru Lauchhammer) 200 kN/m

Wysoko urabiania maksymalna 21,6 m

Gboko urabiania 2 m

Kt skarpy bocznej 60

Kt skarpy czoowej 50

Sia boczna (w osi koa czerpakowego) 235 kN

Maksymalny promie urabiania 30 m

Promie adowania 34 m

optymalna 35,0 m Szeroko bloku

maksymalna 45,6 m

Rnica poziomw pracy koparki i przenonika poziomowego 5 m

maksymalna 11,3 m Wysoko zaadunku (mierzona do osi bbna zrzutowego) minimalna 0,57 m

praca 1:20 Dopuszczalne pochylenie terenu wzdune

transport 1:15

praca 1:25 Dopuszczalne pochylenie terenu poprzeczne

transport 1:33

Kt obrotu nadwozia wzgldem podwozia koparki 180

Kt obrotu wysignika zaadowczego wzgldem nadwozia 105

Maksymalna prdko wiatru w czasie pracy 25 m/s

redni nacisk na grunt 116,6 kPa

Cakowita masa maszyny 1610,7 kg

3. Podstawowe rozwizania konstrukcyjne

Koparka KWK 910 wsparta jest w ukadzie statycznie wyznaczalnym na trzech parach gsienic (rys. 3), kada o szerokoci B = 2800 oraz rozstawie L 8000 midzy osiami k

454

napdowych i zwrotnych. Obcienie na poszczeglne pary gsienic sterowanych przeka-zywane jest z nadwozia poprzez przeguby kuliste 600 (wyoone specjalnymi wkadkami z DEVA Bandmetal). Kada z gsienic wsparta jest na omiu (gbokohartowanych) koach 480 smarowanych olejowo, uszczelnianych specjalnymi piercieniami typu Gtze. Ogniwa pyt gsienicowych wykonane s ze specjalnie cieplnie obrobionego staliwa L35GSM-T. Do napdu gsienic zastosowano nowoczesne niesamohamowne przekadnie limakowo-pla-netarne RdPs 520/280 o przeoeniu i = 520 i mocy 55 kW z napdem falownikowym. Ste-rowanie GMJ realizowane jest siownikiem hydraulicznym (rys. 4).

Rys. 3. Gsienicowy mechanizm jazdy

Rys. 4. Hydrauliczne sterowanie gsienic

455

Poprzez zastosowanie nowoczesnych rozwiza konstrukcyjnych przy budowie gsie-nicowego mechanizmu jazdy (GMJ) osignito bardzo ma warto promienia skrtu. Na rysunku 5 pokazano charakterystyczne lady jazdy po uku o promieniu R = 25 m.

Rys. 5. Koparka w trakcie zjazdu z placu montaowego na poziom roboczy

Na rysunkach 6 i 7 pokazano zesp napdowy ukadu urabiania oraz czerpaki z naro-ami odlewanymi gbokohartowanymi.

Do obrotu nadwozia zastosowano cztery napdy hydrauliczne produkcji firmy Bosch Rexroth z cig regulacj prdkoci bocznej wysignika koa czerpakowego od 830 m/min (mierzonej w osi koa czerpakowego).

Napd koa czerpakowego 2 500 kW (rys. 6) realizowany jest przez specjalnie za-projektowan (SKW + Flender) przekadni stokowo-planetarn, w ktrej zabudowane jest specjalne sprzgo przecieniowe szybkoodcinajce (0,10,15 sek.) udarowe nadwy-ki dynamiczne przekraczajce ustalone wartoci (rys. 8).

W rozwizaniach tradycyjnych gwn przyczyn zniszcze (przekadni, wau koa czerpakowego, koa czerpakowego, czerpakw oraz elementw konstrukcji nonej) by i jest brak takiego sprzga eliminujcego oddziaywanie takich przecie udarowych.

Przy napdach obcionych dynamicznie czny moment napdowy wywouj obci-enia statyczne i dynamiczne, wynosi on:

ddstat dyn stat

M M M M It= + = + (1)

456

Rys. 6. Ukad urabiania z zespoem napdowym 2 500 kW

Rys. 7. Czerpaki z naroami odlewanymi gbokohartowanymi

457

Rys. 8. Sprzgo przecieniowe szybko odcinajce nadwyki dynamiczne procesu urabiania

W warunkach trudno urabialnych, przy duej iloci kamieni zachodz czste przypadki gwatownych zatrzyma koa czerpakowego, przy ktrych (w podanym wzorze) czon dy-namiczny d dI t kilkakrotnie przekracza wielko maksymalnych obcie statycznych. Dlatego dla zminimalizowania wpywu tego czonu przekadnia napdu koa czerpakowego koparki KWK 910 zostaa wyposaona w dodatkowy ukad ze specjalnym sprzgem od-cinajcym szkodliwe oddziaywania takich nadwyek dynamicznych.

W okresie od grudnia 2006 do grudnia 2008 odnotowano ponad 4000 wycze od ob-cie udarowych. Mimo tak duej iloci wycze sprzga nie stwierdzono znaczcego zuycia tarczy hamulcowej.

Konstrukcja stalowa nadwozia wsparta jest na platformie uoyskowanej na specjal-nym (dostosowanym do wymogw wikszych pochyle przy transporcie i urabianiu) dwu-rzdowym ou kulowym skonym o rednicy 9 000 mm i rednicy kul 150. Kon-strukcja nona nadwozia zostaa zaprojektowana w sposb umoliwiajcy osignicie wy-sokiej trwaoci zmczeniowej i prowadzenie jej eksploatacji wg konkretnego zasobu pro-jektowego w zakresie trwaoci.

Wzy konstrukcyjne zostay uksztatowane w taki sposb, aby unikn spitrzenia na-pre w rejonie zcz spawanych. W punktach pocze gwnych zespow konstrukcyj-nych wprowadzono przeguby eliminujce szkodliwe oddziaywanie momentw gncych w miejscach skokowej zmia