Инженеры-конструкторы из Челябинска совместно с учеными разработали и произвели модернизированную стрелу для шагающего экскаватора ЭШ-10/70, которая на сегодняшний день не имеет аналогов в РФ. В результате модернизации был существенно повышен запас прочности семидесятиметровой стрелы, а также ее эргономичность и безопасность эксплуатации при незначительном увеличении массы. Проект выполнялся по заказу одного из горнодобывающих предприятий в Красноярском крае.
Экскаваторы на шагающем ходу марок ЭШ-10/70, ЭШ-13/50, ЭШ-14/50 и ЭШ-10/60 производились еще в 70-х гг. прошлого века и до сих пор широко используются предприятиями горнорудной и угольной промышленности. Как отметил коммерческий директор АО «ЭКГСервис» Виктор Лапин, в текущей ситуации основные заводы-изготовители («Новокраматорский машиностроительный завод» и «Донецк-Гормаш») испытывают сложности с поставками запчастей к данной технике. Уже в ближайшем будущем это может привести к серьезному сокращению парка шагающих экскаваторов, а значит и объемов выработки отечественных предприятий добывающей промышленности.
«Сегодня крайне важно последовательно развивать изготовление запасных частей и металлоконструкций для экскаваторов и других видов горных машин на российских площадках с гарантией качества и по приемлемой стоимости. Мы сделали большой шаг в этом направлении, своими силами реализовав проект модернизированной стрелы», — подчеркнул Виктор Лапин.
В частности, стрела получила изменённую конструкцию переходного конуса, усиленную внутренними ребрами жесткости, а также новую форму каплевидной серьги, что позволило повысить прочность этих узлов в несколько раз и снять с них излишнее напряжение. За счет применения стали марки 17Г1С-У значительно возросла устойчивость стрелы к воздействию повышенного давления, крайне низких отрицательных температур (вырос предел хладоломкости и холодостойкости металла) и температурных перепадов. Кроме того, при изготовлении верхнего пояса стрелы использовались 12-метровые металлические листы – так удалось почти вдвое сократить количество сварных швов.
Сбалансировать всю конструкцию по нагрузке позволило размещение лестниц для осмотра по обеим ее сторонам. Оптимальный угол наклона лестниц и площадок для обслуживания относительно горизонта, замена их заводского покрытия на оцинкованный пресс-настил (препятствующий налипанию и намерзанию снега) способствуют значительному повышению безопасности технического персонала при обслуживании стрелы. В установке предохранительных роликов вместо направляющих роликов применены рамки-ограничители без вращающихся элементов с рельсовыми вставками. При этом в результате всех улучшений масса стрелы увеличилась всего на 2,8 тонны (с 52 до 54,8 тонн, при этом расчеты на прочность проведены из расчета массы стрелы 60 тонн, то есть с 10%-м запасом).
На первом этапе проекта, длившемся почти год, специалисты «ЭКГСервис» провели анализ эксплуатации экскаваторов ЭШ-10/70 на разных предприятиях (в том числе предприятии заказчика) и в разных условиях, в результате чего выявили все недочеты и слабые места в конструкции и процессе ремонтного обслуживания стрел. Затем они обратились к ученым кафедры «Горные машины и комплексы» Уральского государственного горного университета (УГГУ, Екатеринбург), которые смоделировали воздействие основных и дополнительных видов нагрузок и выполнили расчеты на прочность, устойчивость и выносливость конструкции. В результате расчетов было доказано, что условие прочности стрелы обеспечено. Сотрудники научно-исследовательского института открытых горных работ (АО «НТЦ-НИИОГР», Челябинск) помогли разработать регламенты на техобслуживание и ремонт. Финальным этапом стали производство, поставка, шеф-монтаж и успешные приемо-сдаточные испытания стрелы. «Сложность конструкции стрелы и наличие нескольких видов нагрузок требовали применения новейших технологий 3D-проектирования. Так мы совместно с коллегами-учеными смогли определить значения напряжений во всех элементах стрелы, подобрать рациональные геометрические параметры и внести элементы модернизации. Найденные и реализованные решения при надлежащей эксплуатации стрелы позволят значительно повысить срок службы стрелы и обеспечить безопасность ее обслуживания», — добавил Виктор Лапин.
