Τι κάνει μια τροχιά επιφανειακής εξόρυξης μοναδική σε ολόκληρη τη βιομηχανία εξοπλισμού
Ένα μηχάνημα επιφανειακής εξόρυξης (που ονομάζεται επίσης μηχάνημα συνεχούς επιφανειακής εξόρυξης ή κόφτης πετρωμάτων) είναι ένα αυτοκινούμενο ερπυστριοφόρο μηχάνημα με ένα εγκάρσιο τύμπανο κοπής τοποθετημένο κάτω από το σώμα του μηχανήματος. Καθώς το μηχάνημα προχωρά, το τύμπανο περιστρέφεται και κόβει το ορυκτό ή το πέτρωμα σε βάθος 200 έως 650 mm ανά πέρασμα, φορτώνοντας το κομμένο υλικό σε έναν μεταφορικό ιμάντα που το εκφορτώνει στο πλάι ή πίσω. πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με μετάδοση κίνησης σε τροχιά που τροφοδοτεί αυτή την πρόοδο αντιμετωπίζει έναν συνδυασμό απαιτήσεων που κανένα άλλο μηχάνημα με ιχνηλάτες δεν αντιμετωπίζει:
Τα μεγάλα μηχανήματα επιφανειακής εξόρυξης ζυγίζουν 100 έως 230 τόνους — βαρύτερα από τους περισσότερους ερπυστριοφόρους γερανούς και συγκρίσιμα με τις μεγαλύτερες μπουλντόζες εξόρυξης. Αλλά σε αντίθεση με μια μπουλντόζα (η οποία σπρώχνει σε σύντομα περάσματα), η μηχανή επιφανειακής εξόρυξης προχωρά συνεχώς για εκατοντάδες μέτρα με ταχύτητα κοπής. Οι ερπύστριες υποστηρίζουν αυτό το βάρος με διατηρούμενη σχεδόν μέγιστη ροπή για ολόκληρο το μήκος κοπής.
Η ταχύτητα του τυμπάνου κοπής καθορίζεται από τις στροφές του κινητήρα. Το μέγεθος των θραυσμάτων του προϊόντος καθορίζεται από τον ρυθμό προώθησης — πόσο μακριά κινείται το μηχάνημα προς τα εμπρός μεταξύ διαδοχικών εμπλοκών των δοντιών του τυμπάνου. Πολύ γρήγορα: υπερμεγέθη θραύσματα που υπερβαίνουν τις προδιαγραφές. Πολύ αργά: υπερβολική σκόνη και λεπτά σωματίδια που μειώνουν την ανακτήσιμη απόδοση προϊόντος. Η μετάδοση κίνησης της τροχιάς πρέπει να διατηρεί τον ρυθμό τροφοδοσίας εντός ±5% από τον στόχο για να επιτυγχάνεται το παράθυρο μεγέθους προϊόντος.
Οι επιφανειακοί εξορύκτες λειτουργούν σχεδόν όλο το εικοσιτετράωρο — σταματώντας μόνο για αλλαγές βάρδιας, αντικατάσταση δοντιών και ανεφοδιασμό καυσίμων. Οι κινητήρες των ερπυστριών λειτουργούν σε ένα συνεχές νέφος λεπτής σκόνης βράχου που είναι πιο λειαντικό από οποιοδήποτε φυσικό χώμα. Αυτή η σκόνη διαπερνά κάθε στεγανοποίηση, κάθε άνοιγμα αναπνοής και κάθε κενό στο περίβλημα — καθιστώντας τον επιφανειακό εξορύκτη το πιο επιθετικό περιβάλλον απορρόφησης σκόνης για οποιονδήποτε κινητήρα σιδηροτροχιάς στον κόσμο.
Δύναμη Αντίδρασης Τυμπάνου Κοπής — Το Παρατεταμένο Φορτίο που Μειώνει την Αντίσταση Κύλισης
Το τύμπανο κοπής σε ένα μεγάλο μηχάνημα επιφανειακής εξόρυξης τροφοδοτείται από κινητήρα ισχύος 500 έως 1.200 kW. Καθώς τα δόντια του τυμπάνου εμπλέκονται με το βράχο, η οριζόντια δύναμη αντίδρασης ωθεί το μηχάνημα προς τα πίσω — ακριβώς όπως ένα μηχάνημα εκσκαφής τάφρων, αλλά με μέγεθος 3 έως 10 φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος της δύναμης, επειδή το τύμπανο κόβει συμπαγή βράχο σε πλάτος 2,2 έως 4,2 μέτρα σε βάθη 200 έως 650 mm.
| Κλάση Μηχανής | Βάρος (t) | Ισχύς τυμπάνου (kW) | Αντίδραση τυμπάνου (kN) | Ρυθμός τροφοδοσίας | Ροπή/Πλευρά τροχιάς |
|---|---|---|---|---|---|
| Μεσαίο (τύμπανο 2200 mm) | 100 – 140 | 500 – 700 | 200 – 350 | 5 – 25 μ/λεπτό | 60.000 – 110.000 Nm |
| Μεγάλο (τύμπανο 3800 mm) | 180 – 230 | 800 – 1.200 | 350 – 600 | 3 – 18 μ/λεπτό | 120.000 – 200.000 Nm |
Η αντίδραση του τυμπάνου κυριαρχεί με ακόμη μεγαλύτερη διαφορά από τους εκτοξευτές: Σε ένα επιφανειακό ορυχείο 200 τόνων που κόβει ασβεστόλιθο σε βάθος 400 mm, η δύναμη αντίδρασης του τυμπάνου είναι 400 kN (200 kN ανά τροχιά). Η αντίσταση κύλισης στο 4% σε έναν συμπιεσμένο πάγκο είναι 200.000 x 9,81 x 0,04 / 2 = 39.240 N ανά τροχιά. Η αντίδραση του τυμπάνου (200.000 N) είναι 5,1 φορές η αντίσταση κύλισης — που σημαίνει ότι το εργαλείο κοπής, και όχι το βάρος του μηχανήματος, καθορίζει το 84% της ροπής κίνησης της ερπύστριας. Μια ερπύστρια που έχει διαστασιολογηθεί μόνο για το βάρος του μηχανήματος θα ήταν υποδιαστασιολογημένη κατά έναν παράγοντα 5.
Ρυθμός τροφοδοσίας και ποιότητα προϊόντος — Η άμεση σύνδεση μεταξύ ακρίβειας μετάδοσης κίνησης σε τροχιά και εσόδων
Σε αντίθεση με κάθε άλλη εφαρμογή οδήγησης τροχιάς — όπου η ακρίβεια της ταχύτητας επηρεάζει μόνο την απόδοση της μηχανής — ο ρυθμός τροφοδοσίας του επιφανειακού εξορυκτικού μηχανήματος επηρεάζει άμεσα την αξία του εξορυκθέντος προϊόντος. Αυτό συμβαίνει επειδή το μέγεθος των θραυσμάτων που παράγονται από το τύμπανο κοπής είναι συνάρτηση δύο μεταβλητών: η ταχύτητα του τυμπάνου (σταθερή) και ο ρυθμός προώθησης της μηχανής (ελεγχόμενος από την κίνηση της τροχιάς).
Κάθε δόντι τυμπάνου κόβει ένα παχύτερο θραύσμα. Τα θραύσματα υπερβαίνουν την προδιαγραφή μεγέθους-στόχου. Το υπερμεγέθες υλικό απαιτεί δευτερογενή σύνθλιψη — προσθέτοντας ένα βήμα επεξεργασίας που ο επιφανειακός εξορύκτης υποτίθεται ότι θα εξαλείψει. Το κόστος της δευτερογενούς σύνθλιψης μπορεί να καταναλώσει 15 έως 25% από την εξοικονόμηση καυσίμου που δικαιολογούσε τη χρήση του επιφανειακού εξορύκτη αντί της γεώτρησης και αμμοβολής.
Κάθε δόντι κόβει ξανά ήδη σπασμένο υλικό, παράγοντας σκόνη και λεπτόκοκκα σωματίδια μικρότερα από το ελάχιστο χρήσιμο μέγεθος. Στην εξόρυξη άνθρακα, τα υπερβολικά λεπτόκοκκα σωματίδια μειώνουν την ανάκτηση του πωλήσιμου προϊόντος κατά 5 έως 15%. Στην παραγωγή αδρανών, τα λεπτόκοκκα σωματίδια κάτω των 4 mm έχουν το ένα δέκατο της αξίας του κλάσματος-στόχου των 20 έως 40 mm. Κάθε ποσοστό της υποτίμησης του ρυθμού τροφοδοσίας αντιστοιχεί σε έσοδα από το κόστος.
Με τον σωστό ρυθμό τροφοδοσίας, 70 έως 85% του κομμένου υλικού εμπίπτουν στο παράθυρο μεγέθους-στόχου — και μπορούν να φορτωθούν απευθείας σε φορτηγά μεταφοράς χωρίς δευτερογενή επεξεργασία. Αυτή η δυνατότητα «κοπής στο μέγεθος» είναι το κύριο οικονομικό πλεονέκτημα της επιφανειακής εξόρυξης έναντι της εξόρυξης με τρυπάνι και αμμοβολή. Η μετάδοση κίνησης της ερπύστριας που διατηρεί τη σταθερότητα του ρυθμού τροφοδοσίας σε ±5% είναι το στοιχείο που προσφέρει αυτό το πλεονέκτημα.
Διαστασιολόγηση τροχιάς για μεγάλη επιφάνεια εξόρυξης
Στα 180.000 Nm ανά τροχιά, η κίνηση της τροχιάς επιφανειακής εξόρυξης πλησιάζει τη ροπή του μεγαλύτερου Πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων Korea Ever-Power μοντέλα καταλόγου. Για τους μεγαλύτερους επιφανειακούς εξορύκτες (230+ τόνοι, βαρέλι 1.200 kW), ενδέχεται να απαιτούνται διπλές τροχιές μετάδοσης κίνησης ανά πλευρά ή προσαρμοσμένη μηχανική κατασκευή πέραν του τυπικού καταλόγου.
Κατάποση σκόνης — Το πιο τραχύ περιβάλλον που συναντά κανείς σε οδήγηση σε πίστα
Σκόνη από βράχους από το τύμπανο κοπής περιβάλλει ολόκληρο το μηχάνημα. Οι κινητήριες γραμμές, τοποθετημένες στο επίπεδο του εδάφους πίσω από το τύμπανο κοπής, λειτουργούν σε μια συνεχή αερομεταφερόμενη ανάρτηση σωματιδίων 10 έως 100 μικρών — σωματίδια αρκετά μικρά ώστε να παρακάμπτουν τους τυπικούς αεραγωγούς και αρκετά μεγάλα ώστε να τριβούν τα δόντια των γραναζιών και τις επιφάνειες των εδράνων εάν εισέλθουν στο λουτρό λαδιού.
Συγκέντρωση αερομεταφερόμενης σκόνης στην επιφάνεια του περιβλήματος της γραμμής κίνησης κατά την κοπή: 500 έως 5.000 mg/m3 — 50 έως 500 φορές το όριο επαγγελματικής έκθεσης για την εισπνεόμενη σκόνη. Δεν πρόκειται για περιστασιακή έκθεση. Είναι συνεχής για κάθε ώρα κοπής. Η σκόνη αποτελείται από φρεσκοσπασμένα σωματίδια βράχου με αιχμηρές, γωνιώδεις άκρες — πολύ πιο λειαντικά από τα φθαρμένα φυσικά σωματίδια εδάφους του ίδιου μεγέθους.
Μια τυπική βαλβίδα εξαέρωσης σε μια τροχιά σε λειτουργία επιφανειακής εξόρυξης επιτρέπει την εισαγωγή 50 έως 200 mg σκόνης βράχου ανά ώρα στο λουτρό λαδιού μέσω της κανονικής θερμικής αναπνοής. Σε ένα διάστημα αλλαγής λαδιού 500 ωρών, η συσσωρευμένη μάζα σκόνης είναι 25 έως 100 γραμμάρια — επαρκής για να αυξήσει τον αριθμό των σωματιδίων λαδιού πάνω από το ISO 22/20/17 και στο εύρος όπου η διάρκεια ζωής των ρουλεμάν μειώνεται κατά 50 έως 70%. Τα συστήματα εξαέρωσης υπό πίεση, με φίλτρο, μειώνουν την εισπνοή σε λιγότερο από 5 mg ανά ώρα — επεκτείνοντας την καθαρότητα του λαδιού σε αποδεκτά επίπεδα για το πλήρες διάστημα αλλαγής.
Τρεις τρόποι αστοχίας ειδικά για τις μονάδες επιφανειακής εξόρυξης
Η κυρίαρχη λειτουργία αστοχίας. Λεπτή σκόνη βράχου (10 έως 100 μικρά, γωνιακή, φρεσκοσπασμένη) εισέρχεται στο λουτρό λαδιού μέσω των διεπαφών αναπνοής και στεγανοποίησης. Μόλις αιωρηθούν στο λάδι, αυτά τα σωματίδια δρουν ως ένα συνεχές υλικό επικάλυψης σε κάθε επιφάνεια δοντιού γραναζιού, σε κάθε αυλάκι ρουλεμάν και σε κάθε επιφάνεια στεγανοποίησης. Οι ρυθμοί φθοράς κατά τη λειτουργία επιφανειακών ορυχείων είναι 3 έως 8 φορές υψηλότεροι από ό,τι κατά τη λειτουργία εκσκαφέων σε καθαρό εργοτάξιο με την ίδια ροπή στρέψης — όχι επειδή η ροπή στρέψης είναι διαφορετική, αλλά επειδή το λάδι είναι μολυσμένο από την πρώτη ώρα λειτουργίας.
Οι επιφανειακοί εξορύκτες λειτουργούν 18 έως 22 ώρες την ημέρα. Με 167.000 Nm που διατηρούνται μέσω ενός τριβάθμιου πλανητικού κινητήρα με απόδοση 94%, η συνεχής παροχή θερμότητας είναι σημαντική — συγκρίσιμη με μια μπουλντόζα σε συνεχή ώθηση αλλά για 3 έως 4 φορές την ημερήσια διάρκεια. Η θερμοκρασία του λαδιού μετάδοσης κίνησης της τροχιάς σταθεροποιείται στους 80 έως 100 βαθμούς C κατά την κοπή — και παραμένει εκεί για ολόκληρη τη βάρδια χωρίς τη θερμική ανακούφιση που λαμβάνουν τα φορτηγά με ανατρεπόμενο φορτίο στις διαδρομές επιστροφής τους χωρίς φορτίο ή που λαμβάνουν οι εκσκαφείς κατά τον χρόνο αδράνειας του σκαψίματος.
Καθώς τα δόντια των γραναζιών φθείρονται από τη μόλυνση από σκόνη και το παρατεταμένο φορτίο, η οπισθοδρόμηση αυξάνεται. Η αυξανόμενη οπισθοδρόμηση προκαλεί διακυμάνσεις του ρυθμού πρόωσης κατά τις μεταβάσεις στη σκληρότητα του βράχου — το μηχάνημα κινείται προς τα εμπρός όταν εισέρχεται σε μια μαλακή ζώνη (η απορρόφηση της οπισθοδρόμησης επιταχύνει την απόκριση) και διστάζει όταν εισέρχεται σε μια σκληρή ζώνη (η οπισθοδρόμηση καθυστερεί τη μετάδοση ροπής). Αυτές οι διακυμάνσεις, αόρατες στον χειριστή, παράγουν εναλλασσόμενες ζώνες υπερμεγέθους και υπομεγέθους προϊόντος στην επιφάνεια κοπής — ορατές στην εκκένωση του μεταφορικού ιμάντα, αλλά αποδίδονται μόνο μέσω της μέτρησης της οπισθοδρόμησης της τροχιάς.
Πλανητικό κιβώτιο ταχυτήτων με σύστημα μετάδοσης κίνησης τροχιάς για επιφανειακούς μεταλλωρύχους — Συχνές ερωτήσεις
Η Korea Ever-Power παρέχει πλανητικά κιβώτια ταχυτήτων για επιφανειακά ορυχεία με κίνηση σε ερπύστριες από 60.000 έως 200.000 Nm με αναπνευστήρες υπό πίεση, εξωτερική ψύξη και ακρίβεια ρυθμού τροφοδοσίας ποιότητας προϊόντος. Παρέχετε το μοντέλο του επιφανειακού ορυχείου σας και το υλικό κοπής για μια σύσταση προδιαγραφών.
Επιμέλεια: Cxm
