Драга представляет собой плавучее горнодобывающее судно, основой которого является понтон. Понтон — это металлическое плоскодонное судно сварной конструкции, изготавливаемое из специальной судостроительной стали (М16С, ВСтЗсп). Его ключевая задача — обеспечение плавучести и стабильности всей установки.
Типы и устройство понтонов
В зависимости от системы внутренних элементов, обеспечивающих прочность, выделяют три основные конструктивные разновидности понтонов: с поперечной системой набора, с поперечно-продольной и ящичного (секционного) типа. Наиболее распространенной в отечественном драгостроении является поперечно-продольная система. Её каркас состоит из стальных замкнутых рам (шпангоутов), усиленных связями жесткости. Внутреннее пространство понтона разделено водонепроницаемыми перегородками на отсеки, что повышает его живучесть в случае пробоины. Наиболее уязвимые участки (нос, корма, периметр прореза для черпаковой рамы) дополнительно защищены изолированными отсеками.
Металлоконструкции и надстройка
Над понтоном устанавливаются ключевые металлоконструкции: суперструктура (главная рама), а также передняя и задняя мачты. Они придают жесткость всей системе и воспринимают значительные нагрузки от рабочего оборудования. Конструкция может быть сварной или клепаной. Соединение мачт с суперструкцией бывает жестким или шарнирно-гибким. Гибкое соединение (используемое, например, на драгах 250ДШ) позволяет смягчать динамические удары во время работы, но несколько снижает общую жесткость корпуса.
Для защиты механизмов от непогоды драга оснащается надпалубной надстройкой. Её обшивка должна обладать малой массой, высокой прочностью, огнестойкостью и низкой теплопроводностью.
Рабочее оборудование (драгирующий аппарат)
Сердцем драги является её рабочее оборудование, предназначенное для выемки и подъема породы. Оно состоит из черпаковой рамы, черпаковой цепи с ковшами, рамного подъемника и главного привода. По принципу действия этот узел схож с цепным многоковшовым экскаватором, но отличается гораздо большей прочностью, так как предназначен для разработки плотных коренных пород.
Черпаковая рама
Черпаковая рама — это массивная стальная балка, состоящая из нескольких секций для удобства транспортировки. Она изготавливается из низколегированной стали 10ХСНД. На раме крепятся верхний и нижний черпаковые барабаны, а также поддерживающие ролики для цепи. Конструкция и изготовление рамы сопряжены с высочайшими требованиями к точности: допустимые отклонения по геометрии и винтообразности измеряются миллиметрами на многометровой длине. Технология сварки должна исключать возникновение остаточных напряжений.
Для подъема и опускания рамы используется система полиспастов, сбалансированных уравнительным коромыслом. Чтобы предотвратить провисание цепи и повреждение конструкции, на раме и в прорезе понтона устанавливают поддерживающие и подчерпаковые барабаны.
Черпаковая цепь и черпаки
Черпаковая цепь состоит из цельнолитых ковшей (черпаков). Наиболее долговечными и прочными считаются черпаки, отлитые из высокомарганцовистой стали 110Г13Л, срок службы которых достигает 5–8 лет. Черпаки могут быть оснащены съемными козырьками или быть бескозырьковыми. Бескозырьковые цельнолитые черпаки с оптимальной геометрией считаются наиболее эффективными с точки зрения выемки и выгрузки породы.
Цепи бывают прерывистыми (черпаки соединены планками) и сплошными (черпаки соединяются напрямую пальцами). Натяжение цепи регулируется специальным механизмом.
Главный привод
Главный привод приводит в движение черпаковую цепь. В современных драгах он может быть выполнен в виде планетарного редуктора с предохранительным устройством или состоять из нескольких синхронных электродвигателей. Двигатели могут соединяться с валом верхнего барабана через клиноременные, редукторные или зубчатые передачи. Клиноременная передача ценна своей способностью гасить динамические нагрузки за счет проскальзывания ремней при внезапной остановке цепи.
Важными элементами привода являются шкивы и корпус верхнего черпакового барабана. Шкивы для мощных драг делают сборными (стальная ступица + алюминиевые ободы) для снижения махового момента. Рабочие поверхности барабана, контактирующие с черпаками, армируются износостойкими накладками из стали 110Г13Л.