Роторный экскаватор — самоходная выемочно-погрузочная машина непрерывного действия на гусеничном или шагающе-рельсовом (преимущественно мощные ЭР) ходовом оборудовании с выдвижной или невыдвижной стрелой, предназначенная для ведения вскрышных или добычных работ верхним (в основном) и нижним черпанием, для разработки выемок (каналов), удаления породы в отвал или погрузки горной массы на транспортное средство непрерывного или реже цикличного действия на породах и углях малой и средней крепости (без предварительного рыхления взрывом до категории IV включительно, а более крепких — после взрыва на встряхивание уступа) при температурах (если специально не оговорено) -40...+35 °С.
Промышленное производство карьерных роторных экскаваторов в СССР было начато в конце 50-х гг. XX в. и в настоящее время осуществляется в России ОАО «Крастяжмаш» (табл. 3.7.9).
На Украине роторные экскаваторы выпускают Донецкий машиностроительный завод и НКМЗ.
За рубежом наиболее крупными производителями роторных экскаваторов являются фирмы ФРГ Krupp Industrietechnik и Orenstein-Koppel.
Выпуск зарубежной продукции осуществляется в соответствии с типоразмерными рядами, включающими в себя широкую номенклатуру машин со следующими максимальными параметрами: теоретической часовой производительностью 20 000 м3/ч и суточной 240 000 м3, расчетным коэффициентом сопротивления копанию до 2,1 МПа, диаметром ротора 22 м, вместимостью ковша до 6,34 м3, длиной роторной стрелы 70 м, установленной мощностью силового оборудования 15 000 кВт и массой 13 500 т (вместе с погрузочным устройством).
Маркировка роторного экскаватора на примере ЭРШРД-5000.40/3: начальные буквы в обозначении марки экскаватора показывают: тип экскаватора (ЭР — экскаватор роторный); тип ходового устройства (ШР — шагающе-рельсовое; Г — гусеничное); назначение (Д — добычной или П — с повышенным коэффициентом удельной силы копания на режущей кромке ковша). Далее приводится производительность экскаватора, м3/ч, по рыхлой массе при номинальном расчетном удельном коэффициенте сопротивления копанию KF и, наконец, после точки через косую линию записывается отношение высоты к глубине копания, м. Если экскаватор имеет центробежный ротор, то в его маркировку обычно вводится индекс Ц, если он содержит выдвижную стрелу, то через дефис вписывается величина выдвижения, м.
На горных предприятиях нашей страны используют роторные экскаваторы, изготовленные в Германии и Чехии (табл. 3.7.10).
В последние годы начинают широко применять роторные экскаваторы с укороченными (малыми) линейными параметрами. Их мобильность и зачастую наличие автономного привода (дизеля) позволяют успешно эксплуатировать эти экскаваторы на строительных и земляных работах большой протяженности, а также при механизации погрузки сыпучих и мелкокусковатых материалов, на открытых горных работах при разработке уступов небольшой (до 15 м) мощности.
Роторные экскаваторы малых линейных параметров имеют сходную между собой компоновку. Среди характерных особенностей следует отметить: нижнее расположение противовеса (под машинным отделением поворотной платформы); наличие гидроцилиндров подъема роторной стрелы и, как следствие этого, отсутствие надстройки, предназначенной для поддержания стрелы; соосное расположение роторной стрелы и разгрузочной консоли; неуравновешенную разгрузочную консоль; ограниченную поворотность верхнего строения относительно гусеничной ходовой части, а также большей частью комбинированный привод механизмов (электрогидравли-ческий и дизель-гидравлический).
Благодаря малым линейным параметрам эти экскаваторы отличаются высокой жесткостью системы ротор-стрела-подвеска-платформа и могут развивать высокие удельные коэффициенты сопротивления копанию (KF > > 2 МПа), что расширяет область их применения на крепких породах и углях.
Роторный экскаватор ЭРГВ-630.9/0,5Ц (рис. 3.7.2) с центробежным ротором предназначен для добычи крепких полезных ископаемых с удельным коэффициентом сопротивления копанию KFдо 2,1 МПа, теоретической производительностью по рыхлой массе 690 м3/ч. При снижении KF до 1 МПа теоретическая производительность может быть повышена до 1300 м3/ч.
Центробежный рабочий орган с инерционной разгрузкой обеспечивает фракции экскавируемой массы с куском < 250 мм, эффективную селективную выемку пластов сложного строения при пологом и слабонаклонном их залегании.
Экскаватор имеет модификацию ЭР-630.10.5/1,0, предусматривающую применение рабочего оборудования с гравитационным ротором для ведения добычных или вскрышных работ с теоретической производительностью в рыхлой массе 1100м3/ч при удельном коэффициенте сопротивления копанию KF = 0,45 МПа и 630 м3/ч при KF = = 0,9 МПа. Диапазон температуры окружающего воздуха при работе +35... -20 °С. В обоих вариантах у экскаватора есть компоновочная схема, характерная для экскаватора с малыми линейными параметрами.
Экскаваторы ЭРП-1600 и ЭР-1250.17/1,5 (ЭР-1250.16/1,5Д; ЭР-1250.17/10Ц) заменили модели ЭРГ-350/1000, ЭРГ-400.17/1,5.
Роторный экскаватор ЭРП-1600 предназначен для добычи крепких нелипких полезных ископаемых с KF < 1,8 МПа. Используют его для селективной разработки пластов сложного строения горизонтального и наклонного залегания с погрузкой экскавируемой массы на все основные виды транспорта (железнодорожный, автомобильный и конвейерный). Выходной размер куска до 300 мм.
Аналогичные конструктивные схемы имеют экскаватор ЭРП-1600 и его модификация с центробежным ротором ЭРП-1600Ц. Последняя модель имеет стрелу 30,4 против 21,1 м (ЭРП-1600) и ротор диаметром 4 м, вместимость ковша соответственно 4 м/190 л и 7,2 м/420 л. Расчетная производительность обеих моделей при удельном коэффициенте сопротивления копанию KF = 1,37 МПа около 1650 м3/ч.
Базовая модель роторного экскаватора ЭР-1250.17/1,5 предназначена для ведения вскрышных работ по породам средней крепости с погрузкой горной массы на конвейерный транспорт (забойный конвейер, перегружатели, отва-лообразователь). Он может использоваться на угольных разрезах при добыче некрепких углей.
Модификацию экскаватора ЭР-1250.16/ 1,5Д применяют для добычи нелипких полезных ископаемых с К/.<4 МПа с погрузкой в железнодорожные транспортные сосуды, а также на автомобильный или конвейерный транспорт. Теоретическая производительность экскаватора при KF = 1,4 МПа не превышает 1000 м3/ч (при кратковременном режиме), а при номинальном KF= 1 МПа она равна 1700 м3/ч.
Экскаваторы ЭР-1250 и ЭРП-1250 максимально унифицированы, имеют повернутые в плане бескамерное роторное колесо и его привод, что позволяет им одинаково эффективно работать вертикальной стружкой в обе стороны от продольной оси. У отвальной и роторной стрел общая ось вращения и индивидуальные приводы, что обеспечивает независимое положение стрел при работе.
Экскаватор ЭРП-2500 предназначен для производства вскрышных (по породам с KF > > 8 МПа при расчетной производительности Q > 2500 м3/ч) и добычных (по углям и другим полезным ископаемым с KF> 1,4 МПа при Q > 500 м3/ч ис^>2 МПа при Q > 1750 м3/ч) работ. Экскаватор ЭРП-2500 используют в комплексе с погрузочно-дозировочной машиной ПДМ-2500; комплексы снабжены кабель-передвижчиками для кабеля на напряжение 6 кВ.
Экскаватор ЭРГ-1600.40/10-31 являлся единственной в СССР моделью с выдвижной стрелой. Его производительность составляет 2700...4500 м3/ч при работе в грунтах категорий IV и III, максимальная высота и глубина черпания соответственно 40 и 10 м при радиусе черпания 33...66 м. В 1970 г. он был заменен более мощными моделями типа ЭРШР-5000 и ЭРШРД-5000.40/3 на шагающе-рельсовом ходу. Экскаваторы предназначены для проведения круглогодичных соответственно вскрышных и добычных работ.
Поворотная часть экскаватора ЭРШРД-5000 состоит из: прямоугольной ферменной стрелы ротора, на оголовке которой установлен дисковый бескамерный ротор, имеющий 16 ковшей косого резания; пространственной балочной надстройки; поворотной платформы с тремя механизмами поворота, работающими на один зубчатый венец; консоли противовеса, на которой размещены грузоподъемные средства, лебедка механизма подъема стрелы ротора и помещения с электро- и вспомогательным оборудованием.
В нижней раме экскаватора находятся электрооборудование, механизм поворота, гидросистема, а на выносных консолях — гидродомкраты плунжерного типа с раздельными цилиндрами для подъема машин и лыж. Управление всеми движениями экскаватора осуществляют из кабины машиниста, расположенной справа у головной части стрелы и перемещающейся в вертикальной плоскости по направляющим, а также из кабины хода, размещенной на нижней раме машины. Разгрузочной консолью управляют из кабины бункера погрузочного устройства.
Питание напряжением 10 кВ к экскаваторному кабельному барабану поступает по гибкому кабелю от карьерной высоковольтной сети через распределительное устройство.
Экскаватор ЭР111РД-5250 имеет дробилку, установленную в ссыпке центральной части экскаватора и обеспечивающую выпуск дробленой массы с куском стандартного размера.
Вскрышная модификация ЭРП-5250В отличается от базовой наличием устройств, уменьшающих налипание породы на цепные днища ковшей, на барабанные питатели в местах перегрузок и на самоочищающиеся течки в центральной части машины. Экскаватор содержит перегрузочный мост, опирающийся одним концом на экскаватор, а другим на самоходную опорную тележку.
Технические характеристики современных универсальных вскрышных и добычных мощных роторных экскаваторов на шагающе-рельсовом ходу приведены в табл. 3.7.11.
