ПРИМЕНЕНИЕ ГИДРОЦИЛИНДРА С РУЧНЫМ НАСОСОМ ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫХ ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ ПРИ ЕГО СОЕДИНЕНИИ С ВАЛОМ РЕДУКТОРА В МЕХАНИЗМЕ ПОДЪЕМА КОВША ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ГУСЕНИЧНОГО ЭКСКАВАТОРА ЭКГ-10

​АННОТАЦИЯ

Данная работа полностью раскрывает тему применения гидроцилиндра с ручным насосом для перемещения в различных горизонтальных направлениях электрического двигателя при его соединении с валом редуктора в механизме подъема ковша электрического гусеничного экскаватора ЭКГ-10.

Проведена работа по изучению устройства, принципа действия ЭКГ-10 с объёмом ковша 10 м³ и приводного механизма подъема ковша ЭКГ-10: электрического двигателя постоянного тока, соединенного с редуктором.

Основным направлением работы явилось изучение проблемы трудоемкости, трудозатрат и потери времени на этапе регулировки соосности ЭД, установленного на свое посадочное место и вала редуктора подъема ковша ЭКГ-10 при их монтаже. Изучена технология монтажа электрического двигателя и редуктора механизма подъема ковша ЭКГ-10, с учетом соблюдения и регулировки соосности их валов.

Использование комплекта домкрата с гидроцилиндром и ручным насосом снижает эти показатели, тем самым уменьшается количество отказов агрегатов в механизме подъема ковша ЭКГ по причине отсутствия соосности валов ЭД и редуктора.

Данный комплект имеет прямое свое назначение – усовершенствовать и облегчить процесс регулировки соосности соединении ЭД после установки его на посадочное место (раму) и редуктора привода подъема ковша ЭКГ-10.

Таким образом, приобретение и применение домкрата с гидроцилиндром малой высоты и ручным насосом, который позволит передвигать агрегаты большой массы в горизонтальном положении по разным направлениям.

Цель проекта: Обоснование эффективности использования комплекта домкрата с гидроцилиндром и ручным насосом для перемещения в различных горизонтальных направлениях агрегатов и механизмов большой массы.

Ключевые слова: ЭКГ, ковш, редуктор, механизм, гидроцилиндр, ручной насос, агрегаты, трудозатраты, электрический двигатель, соосность, вал.

ВВЕДЕНИЕ

Одноковшовые карьерные экскаваторы являются основными машинами, применяемыми на угольных и рудных карьерах, как наиболее удовлетворяющие требованиям работы в самых тяжелых горно-геологических и климатических условиях.

Экскаватор ЭКГ-10 - карьерная, полноповоротная электрическая лопата на гусеничному ходу, который предназначен для разработки и погрузки в транспортные средства горной породы на открытых горных выработках (карьерах). Так же он может быть использован для размещения вскрыши (пустой породы) в отвалы.

Объект исследования: Приводной механизм подъема ковша ЭКГ-10: электрический двигатель постоянного тока, соединенный с редуктором.

Предмет исследования: Электрический гусеничный экскаватор с объёмом ковша 10 м3 (ЭКГ-10).

Цель проекта: Обосновать эффективность приобретения и внедрения в эксплуатацию комплекта домкрата с гидроцилиндром и ручного насоса для регулировки в горизонтальной плоскости соосности соединения валов электрического двигателя и редуктора в механизме подъема ковша ЭКГ-10 в условиях карьера УГОК АК «АЛРОСА» (ПАО).

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1. Изучить устройство основных механизмов ЭКГ-10;

2. Изучить устройство, принцип работы механизма подъема   ковша ЭКГ-10;

3. Узнать, каким образом происходит соединение валов электрического двигателя и редуктора;

4. Изучить проблемы, которые возникают при несоблюдении соосности соединения валов электрического двигателя и редуктора.

На основании изученного и технических составляющих сделать выводы и предложить рекомендации по использованию комплекта домкрата с гидроцилиндром и ручным насосом для облегчения процесса регулировки соосности соединении ЭД после установки его на посадочное место (раму) и редуктора привода подъема ковша ЭКГ-10.

Гипотеза: Использование комплекта домкрата с гидроцилиндром и ручным насосом снизит трудоемкость, трудозатратность и количество времени на этапе регулировки соосности ЭД и редуктора подъем ковша ЭКГ-10 при их монтаже, тем самым снизит отказы агрегатов в механизме подъема ковша ЭКГ по причине возникающих неполадок из-за отсутствия соосности валов ЭД и редуктора.

Рисунок 1. Погрузка большегрузного автосамосвала под ЭКГ

На производственной площадке Удачнинского ГОК АК «АЛРОСА» (ПАО) эксплуатируется электрический экскаватор ЭКГ-10 с НКУ:

- ЭКГ – экскаватор карьерный гусеничный;

- НКУ – низковольтное комплектное устройство для системы управления электроприводами экскаваторов.

Рисунок 2. Общий вид ЭКГ – 10

1. КОНСТРУКТИВНОЕ УСТРОЙСТВО ЭКГ – 10

Основная часть состоит из ходовой тележки, поворотной платформы с механизмами и рабочего оборудования:

Рисунок 3. Структурный вид ЭКГ-10

1. Кабельный барабан;
2. Входная лестница;
3. Кузов;
4. Кабина машиниста с органами управления ЭКГ;
5. Вспомогательная лебедка;
6. Двуногая стойка;
7. Подвеска стрелы (канаты);
8. Стрела;
9. Ковш с подвеской;
10. Рукоять;
11. Механизм открывания днища.

Таблица 1

Технические характеристики ЭКГ-10

ХОДОВАЯ ТЕЛЕЖКА

Ходовая тележка предназначена для установки поворотной платформы с механизмами и рабочим оборудованием и передвижения экскаватора.

Тележка состоит из сварной нижней рамы, к которой с двух сторон крепятся гусеничные рамы.

МЕХАНИЗМ ХОДА

Механизм хода – двухгусеничный, который приводится в движение механизмами хода, каждый из которых включает в себя электродвигатель, тормоз, редуктор и бортовую передачу гусеничной рамы.

Электродвигатель установлен на корпусе редуктора, который крепится к гусеничной раме.

Соединение двигателя с редуктором осуществляется эластичной муфтой. Редуктор хода четырехступенчатый, коническо-цилиндрический.

ПОВОРОТНАЯ ПЛАТФОРМА

Поворотная платформа опирается на ходовую тележку через опорно-поворотное устройство, состоящее из центральной цапфы, роликового круга и зубчатого венца.

На поворотной платформе установлены: подъёмная лебёдка, два поворотных механизма, электрическое оборудование, пневматическая система, двуногая стойка, стреловая лебёдка и кузов.

В передней части платформы, справа, установлена кабина машиниста.

РАБОЧЕЕ ОБОРУДОВАНИЕ

В состав рабочего оборудования ЭКГ-10 входят: ковш с подвеской, однобалочная рукоять, двухбалочная стрела, механизм открывания днища ковша, подвеска стрелы, канатный напорный механизм, подъемная лебедка.

Некоторые особенности рабочего оборудования:

• — состоит из двух стенок — передней и задней, днища, коромысла и обоймы с уравнительным блоком.
• — состоит из двух шарнирно-сочленённых секций: верхней и нижней. Секции стрелы — двухбалочные с мощными поперечными связями между балками.

Двуногая стойка — предназначена для передачи усилия от ковша на рукоять и поворотную платформу, а также для подвески стрелы в рабочее положение.

Подъёмная лебедка предназначена для подъёма ковша экскаватора.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

Экскаватор ЭКГ-10 оборудован электрическими приводами главного движения по системе: ГЕНЕРАТОР-ДВИГАТЕЛЬ (Г-Д) постоянного тока, управления этими приводами осуществляется низковольтным комплектным устройством (НКУ). Напряжение 6 кВ (6000 В).

Основные движения ЭКГ-10, осуществляемые главными электрическими приводами:

- Ход;

- Подъема ковша;

- Напора;

- Поворота;

РЕДУКТОРНАЯ ГРУППА

- Редуктор хода – комбинированный рядно-планетарный трехступенчатый – 2 ед.;

- Редуктор подъема – рядный двухступенчатый – 1 ед.;

- Редуктор напора – рядный трехступенчатый – 1 ед.;

- Редуктор поворота – планетарный двухступенчатый – 2 ед.

2. РЕДУКТОР ПОДЪЕМА – устройство и назначение

В  данной исследовательской работе нам необходимо более подробно рассмотреть устройство и назначение редуктора подъема ЭКГ-10. Так именно с ним будет рассмотрено решение проблемы по его стыковке с электродвигателем подъема без нарушения соосности их соединения.

Редуктор установлен в подъемном механизме, который служит для подъема и опускания ковша.\механизм момтоит из подъемной лебедки и канатов. Лебедка приводится в движение двумя электродвигателями, соединными с редуктором двумя упругими муфтами. На выходные валы редуктора насажены барабаны, на которых крепятся подъемные канаты.

Редуктор подъёма ковша экскаватора — механизм, который передаёт крутящий момент от двигателя на элементы, отвечающие за подъём и опускание ковша.

Назначение: обеспечивает подъём ковша при копании, перемещая его по массиву забоя до наполнения.

Основной принцип работы редуктора — взаимодействие шестерни и зубчатого колеса. При контакте этих элементов передаётся круий момент. Линейная скорость шестерни и зубчатого колеса одинакова, но угловая — отличается, поэтому каждый компонент вращается с разной скоростью за одно и то же время.

Когда элементы зубчатой передачи начинают вращаться, усилие передаётся с одного компонента на другой, а крутящий момент поступает на выходной вал, который, в свою очередь, приводит в движение элементы, отвечающие за подъём ковша.

Рисунок 4. Общий вид редуктора подъема ковша - рядный двухступенчатый

Рисунок 5. Конструктивное внутреннее устройство редуктора подъема ковша:

1-корпус редуктора; 2- элктрический двигатель;3- зубчатая передача;4-вал;5-подшипники.

3. ОПИСАНИЕ ПРОБЛЕМЫ

При монтаже  электрического двигателя после его установки на свое посадочное место, требуется настройка соединения его с редуктором с сооблюдением соосности соединения Среди этапов присоединения требуется передвигать электрический двигатель как в вертикальном направлении, так и в горизонтальном.

При вертикальном перемещении ЭД используются стационарные лебедки на ЭКГ и переносные цепные.Что позволяет их перемещать без больших усилий.

Но особый важный этап это возникаюющая  необходимость перемещения ЭД в горизонтальной плоскости после его установки на рабочее посадочное место,что  требует больших усилий для его соединения с механической приводной частью (редуктором) и соблюдением соосности соединения. Так как масса ЭД составляет в среднем 4 тонны  и работы проводятся непостредственно после установки ЭД на своое посадочное место.

Соосность – это совпадение осей вращения соединяемых валов электрического двигателя и редуктора. Если не соосность будет нарушена, это приведет к возникновению вибрации, повышенному шуму, перегреву муфт и редуктора, быстрому износу подшипников и уплотнений как элетрического двигателя, так и редуктора. Что очень быстро приведет к преждевременному отказу оборудования механизма подъема ковша ЭКГ-10. И одной из самых первостепенных причин не соблюдения соосности соединения является некачественная или некорректная установка электрического двигателя на дундамент (раму).

Затрачивается много времени на эти работы: стыковка вала двигателя через соединительные муфты с редуктором, при этом двигатель необходимо передвигать в горизонатальном положении в разные направления , до полного совпадения осей валов ЭД и редуктора. Именно эти работы по соблююдению стыковочной сооосности соединения  валов ЭД и редуктора были очень трудоемкими, требовали больших ручных усилий. И только после того как выполнялось соединение ,ЭД крепился к станине (раме).

Рисунок 6. Внешний вид электрического двигателя механизма подъема ковша ЭКГ-10

4. РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ:

Для облегчения труда, снижения усилий и сокращения времени выполнения этих работ принято решение использовать комплект гидравлического цилиндра и ручного насоса , для перемещения ЭД в горизонтальной плоскости в разных направлениях  после его установки на посадочное место с целью соосного соединения с редуктором подъема ковша ЭКГ.

Для этого функционала подходит комплект - KSRCS-1002  Домкрат с гидроцилиндром малой высоты на 100 тонн с ручным насосом.

НАЗНАЧЕНИЕ И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ:

Непосредственно гидроцилиндр с ручным насосом используют для создания высокого давления и механического движения в гидравлических системах, там  где нет внешнего источника энергии – напрмер для перемещения тяжелых гузов (домкраты) Предназначен для создания значительного усилия . Ручной насос обеспечивает гидравлическую энергию, перемещая жидкость (масло), что приводит к выдвижению штока гидроцилиндра, создавая необходимое усилие для работы устройства.Выдвигающийся шток выполняет полезную работу – давит на материал или перемещает механизм.

Рисунок 7. KSRCS-1002  Домкрат с гидроцилиндром малой высоты на 100 тонн с ручным насосом

Технические характеристики комплекта:

Фирменное наименование - KASHON

Номер модели - KSRCS-1002

Тип - Гидравлический домкрат малой высоты с ручным насосом

Минимальная высота - 141 мм

Максимальная высота - 198 мм

Грузоподъемность -  >50 тонн

Рабочее давление - 700 бар/ 70 МПа/ 10000 фунтов на квадратный дюйм

Наружный диаметр - 165 мм

Материал корпуса - Легированная сталь 40 cr

ВЫВОД

При выполнении работ по соединению электрического двигателя подъема ковша ЭКГ-10 с редуктором и соблюдением соосности валов ЭД и редуктора возникают следующие проблемы: недостаточность ручного усилия для передвижения электрического двигателя в горизонтальной плоскости в разные направления для соблюдения соосности соединения, тратится большое количество времени и усилий на этот вид работ. Поэтому для облегчения выполнения этой задачи, снижения трудозатрат и экономии времени рекомендуется применить домкрат с гидроцилиндром малой высоты и ручным насосом, который позволит передвигать агрегаты большой массы в горизонтальном положении по разным направлениям.

Список литературы:

1. Руководство по эксплуатации экскаваторами ЭКГ-10, ЭКГ-8У, ЭКГ-5У, г. Москва-2014 г.; - 25 с.
2. Технологические карты по обслуживанию рабочих механизмов ЭКГ-10.
3.  [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.ekg-leader.ru/hodovaya-telejka (дата обращения 10.09.2025)
4. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://spmi.ru/sites/default/files/imci_images/univer/svedenia_jb_organizacii/metrek_spec/-21.05.04-gornye-mashiny-i-oborudovanie-karerov.-ekskavator-karernyy-s-kanatnym-mekhanizmom-napora-lr.pdf (дата обращения 08.09.2025)
5. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://ru.made-in-china.com/co_hydraulicwrench/product_30-Tons-Single-Acting-Center-Hole-Hydraulic-Cylinder-and-Manual-Pump-Set-Rch306-36-1-Ton-Capacity-6-13-in-Stroke-Hollow-Plunger-Hydraulic-Jack_uonsgnseuu.html (дата обращения 08.09.2025)
6. [Электронный ресурс] - Режим доступа: https://www.stanok-trading.ru/industrial_equipment_Reduktor_podyema_dlya_ekskavatora_EKG8I_229124.html (дата обращения 08.09.2025)