Экскаваторы типа ЭШ представляют собой полноповоротные электрические драглайны с шагающим ходовым оборудованием, предназначенные для выемки нижним (реже верхним) черпанием пород I—IV категорий крепости по ЕНиР и более крепких после их взрывного рыхления при выполнении вскрышных работ по бестранспортной системе разработки с укладкой породы на отвал в выработанное пространство или на борт карьера; возможна погрузка драглайном горной массы в самоходный дробильный агрегат или транспортное средство цикличного, а через бункер и непрерывного действия.
Драглайны обладают преимуществом перед вскрышными лопатами в условиях больших мощностей вскрыши, при низкой несущей способности грунтов (особенно при работе на переэкскавации отвалов) и нижнем черпании.
Производство шагающих драглайнов в России сосредоточено в МК «Уралмаш» и ЗАО «Крастяжмаш» (г. Красноярск).
Номенклатура драглайнов производства МК «Уралмаш» предусматривает выпуск шести базовых моделей (табл. 3.7.4), а также ряда их модификаций с удлиненными стрелами (до ПО...130 м) и ковшами уменьшенной вместимости, в частности ЭШ-20.90, имеет модификацию ЭШ-15.100; ЭШ-25.90 - модификации ЭШ-20.100 и ЭШ-15.110; ЭШ-40.100 - модификации ЭШ-30.110 и ЭШ-25.120; ЭШ-65.100 - модификацию ЭШ-40.130.
Все упомянутые модели драглайнов МК «Уралмаш» с 1968 г. снабжаются: трехгранной стрелой, выполненной из труб с предварительно напряженным верхним поясом, обладающей более высокими надежностью и эксплуатационно-техническими показателями, чем вантовая; унифицированными лебедками тяги и подъема ковша и гидравлическими механизмами шагания.
Кроме того, особенностями драглайнов, выпускаемых МК «Уралмаш», являются: введение ферм надстройки и узлов передней стойки с шарнирно соединенными трубчатыми и коробчатыми элементами, что увеличивает жесткость ферм; раздельная установка блоков тяговых и направляющих канатов, способствующих повышению надежности этих узлов; применение унифицированных лебедок тяги и подъема (на более мощных машинах с приводом от низкооборотных двигателей), вплоть до устранения редукторных передач в механизмах поворота на экскаваторах с ковшами > 25 м3, где использованы тихоходные высокомоментные электродвигатели.
Допускаемые уклоны при шагании — поперечный ±3°, продольный +7° для всех моделей, кроме ЭШ-100.100, у которого эти величины не должны превышать соответственно ±5 и ±2°. При работе допускаемый уклон как в продольном, так и в поперечном направлении не должен превышать 2°, кроме ЭШ-100.100, для которого предельная величина должна быть < 1,5°.
Экскаватор-драглайн ЭШ-11.75 — единственная модель МК «Уралмаш» с электромеханическим механизмом шагания четырехзвенным кривошипно-шарнирным.
Информационно-диагностическая система на микропроцессорной базе позволяет контролировать производительность экскаватора, расход электроэнергии, наладочные параметры, загрузку и наличие вентиляционного потока, температуру подшипников, обмоток возбуждения и гидрожидкости.
Наиболее массовым драглайном производства МК «Уралмаш» является модель ЭШ-15.90 с треугольной трубчатой стрелой. Модификации ЭШ-15.90А (ЭШ-20.90) различных годов выпуска отличаются незначительными отклонениями линейных параметров, но заметным ростом мощностей двигателей установленных главных приводов исполнительных механизмов.
Головной образец ЭШ-20.90 создан на базе экскаватора ЭШ-15.90Б и изготовляется серийно с 1981 г. Благодаря увеличению энерговооруженности механизмов и снижению металлоемкости удалось повысить производительность экскаватора до 30 %.
На всех перечисленных экскаваторах, выпускаемых после 1982 г., электропривод главных механизмов выполнен по системе генератор-двигатель с возбуждением электрических машин от тиристорных преобразователей — тиристорное возбуждение.
Все модели шагающих драглайнов производства МК «Уралмаш», кроме ЭШ-100.100, имеют гидравлический механизм передвижения с неполным отрывом базы.
Драглайн ЭШ-100.100 работал на Назаров-ском угольном разрезе ПО «Красноярскуголь» и являлся одним из крупнейших шагающих драглайнов в мире. К основным его конструктивным особенностям относят: гидравлическое шагающее устройство с полным отрывом базы и длиной шага 3 м; трехгранную жесткую трубчатую стрелу; лебедки со сдвоенными барабанами диаметром 3,4 м с приводом от четырех средне-
скоростных электродвигателей каждая; четырьмя тяговыми и подъемными канатами диаметром по 90 мм; механизм поворота с приводом от восьми тихоходных электродвигателей.
Поворотная платформа имеет длину 42 м, ширину 28,5 м, высоту 2,7 м. Масса груженого ковша 300 т.
Подвод электроэнергии к экскаватору осуществляется по двум гибким кабелям с напряжением 10 кВ. Для транспортирования и укладки кабеля в забое предусмотрен самоходный кабельный передвижчик с двумя барабанами вместимостью 550 и 150 пог.м.
ЗАО «Крастяжмаш» (г. Красноярск) производит экскаваторыв ЭШ-40.85С и ЭШ-20.90.
Выпускает шагающие драглайны и ЗАО «НКМЗ» (Украина).
Номенклатура драглайнов, изготовляемых ЗАО «НКМЗ», предусматривает выпуск базовых моделей ЭШ-6,5.45, ЭШ-10.70 и модификации ЭШ-14.50, а также ЭШ-15.80 и ее модификаций ЭШ-20.65 и ЭШ-10.100, предназначенных для работы в умеренном климате.
Все выпускаемые модели (табл. 3.7.5) имеют аналогичное конструктивное исполнение, отличающееся деталями компоновки механизмов на поворотной платформе. Стрелы базовых моделей драглайнов шарнирно-сочлененные из двух секций. Заменой верхней секции и ковша с упряжью обеспечивают подбор необходимых параметров модификаций машин. Шагающее устройство механического типа, как правило кривошипно-рычажного.
Для драглайнов НКМЗ характерно расположение в хвостовой части платформы агрегатов генератор-двигатель и подъемно-тяговых лебедок с высокоскоростными двигателями и многоступенчатыми редукторными передачами. В передней части платформы размещают привод ходовой части со сквозным поперечным валом вращения бортовых кривошипов шагающего устройства и два двигателя механизма поворота платформы.
Для управления главными приводами экскаваторов на НКМЗ применяют систему генератор-двигатель с питанием обмоток возбуждения генератора от силовых магнитных усилителей. Питание экскаваторов осуществляется через гибкий кабель.
За рубежом шагающие драглайны выпускают фирмы США Bucyrus-Erie, Marion, Har-nischfeger и Page. Наиболее крупные и современные модели изготавливаются первыми тремя фирмами (табл. 3.7.6).
Фирма Bucyrus-Erie производит десять моделей драглайнов с ковшами вместимостью 3,4...168 м3, стрелами длиной 36,4...94,3 м и рабочей массой 180... 13 600 т. Самая мощная машина — модель 4250-W с ковшом вместимостью 168 м3 и стрелой 94,5 м. В основные трубчатые элементы стрелы накачан газ, что позволяет датчикам давления немедленно обнаруживать его утечку и место образования трещины. Подвеска стрелы осуществлена на 12 вантах. Кабина машиниста расположена в центре платформы между опорами стрелы, что создает хорошую обзорность рабочего пространства. Тяговая лебедка приводится в движение восемью двигателями мощностью по 735 кВт. Номинальная тяговая сила на ковше вместимостью 168 м3, равная 9 МН, передается по четырем тяговым канатам диаметром 12,8 мм на боковые стенки ковша шириной 6,08 м. Расчетная концевая нагрузка подъемной лебедки (5 МН) слагается из силы тяжести ковша (1,23 МН) и полезного груза. Подъемная лебедка приводится в движение десятью двигателями мощностью по 735 кВт. Шагающий ход гидравлический с полным отрывом базы на гидроцилиндрах.
Модель 3270-W массой -7900 т имеет модификации с ковшами вместимостью 95,5... 134,5 м3 и стрелами соответственно длиной 122... 100 м.
Фирма Marion выпускает ряд драглайнов из десяти базовых моделей с ковшами вместимостью 4,6... 137 м3, стрелами длиной 36... 122 м и массой 220...8400 т.
Наиболее крупным драглайном фирмы является модель 8950 с ковшом вместимостью 137 м3 и решетчатой четырехугольной стрелой длиной 94 м. Ее модификация имеет стрелу длиной 122 м и ковш 76 м3.
Модели драглайнов, выпускаемые в последние годы, обладают значительно более мощными двигателями, позволяющими эксплуатировать машины на высоких скоростях с высокими коэффициентами использования во времени. В современных конструкциях драглайнов сочетаются большие линейные параметры (в первую очередь стрелы), высокие скорости и мощности двигателей главных механизмов.
МК «Уралмаш» начал выпуск экскаваторов-драглайнов на гусеничном ходу (табл. 3.7.7).
