Dragline ekskavatör - Dragline excavator
Bir çekme-kepçeli vinç ekskavatör bir parça ağır ekipman kullanılan inşaat mühendisliği ve açık işletmelerde .
Sürgülü halatlar iki geniş kategoriye ayrılır: standart, kaldırma vinçlerine dayalı olanlar ve sahada yapılması gereken ağır üniteler. Ön tarafında ilave bir vinç tamburu bulunan çoğu paletli vinç, çekme halatı görevi görebilir. Bu üniteler (diğer vinçler gibi) demonte ve düz yataklı treylerler üzerinde yol üzerinde taşınmak üzere tasarlanmıştır. İnşaat mühendisliğinde kullanılan çekme halatları neredeyse her zaman bu daha küçük, vinç tipindedir. Bunlar yol , liman inşaatı, gölet ve kanal tarama için ve kazık çakma kuleleri olarak kullanılır. Bu tipler Link-Belt ve Hyster gibi vinç üreticileri tarafından üretilmektedir .
Yerinde inşa edilen çok daha büyük tip, kömür üzerindeki aşırı yükü kaldırmak için şerit madenciliği operasyonlarında ve daha yakın zamanda petrol kumu madenciliği için yaygın olarak kullanılmaktadır . En büyük ağır çekme halatları, şimdiye kadar yapılmış en büyük mobil kara makineleri arasındadır. Ağır türün en küçüğü ve en yaygını yaklaşık 8.000 ton ağırlığındayken, en büyük yapılı yaklaşık 13.000 ton ağırlığındaydı.
Bir halatlı kepçe sistemi, bir bomdan (büyük bir kafes benzeri yapı) tel halatlarla asılan büyük bir kepçeden oluşur . Kova, bir dizi halat ve zincir vasıtasıyla hareket ettirilir. Büyük dizel veya elektrik motorları tarafından çalıştırılan kaldırma halatı, kepçe ve vinç-bağlantı tertibatını bomdan destekler. Sürgü ipi, kepçe tertibatını yatay olarak çekmek için kullanılır. Kaldırma ve çekme halatlarının ustaca manevraları ile kepçe çeşitli işlemler için kontrol edilir. Aşağıda büyük bir halatlı kepçe sisteminin bir şeması gösterilmektedir.
Tarih
Dragline, 1904 yılında John W. Page (Page & Schnable Contracting firmasının ortağı olarak) tarafından Chicago Kanalı'nın kazılmasında kullanılmak üzere icat edildi . 1912'de Page, çekme halatları inşa etmenin müteahhitlikten daha kazançlı olduğunu fark etti ve bu nedenle, çekme halatları inşa etmek için Page Engineering Company'yi kurdu . Page, 1923'te ilk ham yürüyen çekme halatını inşa etti. Bu kullanılmış bacaklar, vinci kaldıran ayrı bir çerçeve üzerinde kremayer ve pinyon tarafından çalıştırıldı. Gövde daha sonra zincirle bir makaralı ray üzerinde öne çekildi ve sonra tekrar indirildi. Page, 1924 yılında ilk dizel motorları özel olarak halatlı kepçe uygulaması için geliştirdi. Page ayrıca, diğer birçok üreticinin halatlı halatlı kepçeleri tarafından bugün hala yaygın olarak kullanılan bir tasarım olan kavisli halatlı kepçeyi icat etti ve 1960'larda kavissiz kepçe tasarımına öncülük etti. Yürüme mekanizması rakibi Monighan'ın (aşağıya bakınız) çok gerisinde olan Page, 1935'te mekanizmalarını eksantrik bir tahrikle güncelledi. Bu çok geliştirilmiş mekanizma, düzgün bir eliptik hareket sağladı ve 1988'e kadar kullanıldı. Page, çekme halatlarını 700 serisi ile daha da modernize etti. 1954'te Page'in en büyük çekme halatı, 1983'te Hinton, Alberta yakınlarındaki Obed Madenine teslim edilen Model 757 idi. 298 fitlik bir bom üzerinde 75 yarda bir kovaya ve 4.500 ton çalışma ağırlığına sahipti. 1988'de Harnischfeger Corporation ( P&H Mining Equipment ) Page Engineering Company'yi satın aldı.
Harnischfeger Corporation , 1884 yılında Alonzo Pawling ve Henry Harnischfeger tarafından P&H Mining olarak kuruldu . 1914'te P&H, dünyanın ilk benzinli motorla çalışan dragline'ını piyasaya sürdü. 1988'de Page, P&H kürek , çekme halatı ve vinç hattını yapan Harnischfeger tarafından satın alındı . P&H'nin en büyük çekme halatı, 160 yarda kovaya ve 425 fit'e kadar boma sahip 9030C'dir.
1907'de, Monighan'ın Chicago'daki Machine Works ofisi, yerel müteahhit John W. Page bir kaldırma makinesinin kurulması için bir sipariş verdiğinde, çekme halatlarının üretimiyle ilgilenmeye başladı. 1908'de Monighan, adını Monighan Machine Company olarak değiştirdi. 1913 yılında, Oscar Martinson adlı bir Monighan mühendisi, bir çekme halatı için ilk yürüme mekanizmasını icat etti. Martinson Tractor olarak bilinen cihaz, bir Monighan çekme halatı üzerine kuruldu ve ilk yürüyen halatlı halatı oluşturdu. Bu, Monighan'a diğer dragline'lara göre önemli bir avantaj sağladı ve şirket başarılı oldu. Kam mekanizması, 1925'te ayakkabılar için çekme zincirlerinin ortadan kaldırılması ve oval bir rayda çalışan bir kam çarkına geçilmesiyle daha da geliştirildi. Bu, ayakkabıya uygun bir eliptik hareket kazandırdı. Yeni mekanizmayı kullanan ilk çekme halatı 1926'da mevcut olan 3-W'ydi. Bu makineler o kadar popülerdi ki Monighan adı halat çekme halatı için genel bir terim haline geldi. 1930'ların başında, Bucyrus-Erie , Monighan'ın onayıyla Monighan hisselerinin hisselerini satın almaya başladı. Bucyrus, bir kontrol hissesi satın aldı ve ortak şirket, 1946'daki resmi birleşmeye kadar Bucyrus-Monighan olarak tanındı. Birleşik Krallık'taki ilk yürüyen halatlı kepçe ekskavatörü 1940'ta Wellingborough demir ocağında kullanıldı .
Ransomes & Rapier, 1869'da dört mühendis tarafından demiryolu ekipmanı ve diğer ağır işler inşa etmek için kuruldu. 1914 yılında bir müşteri talebi üzerine iki küçük Buhar küreği inşa etmeye başladılar. Bunun için inşa ettikleri iple çalışan kalabalık sisteminin patenti alınmış ve daha sonra Bucyrus'a satılmıştır. Birinci Dünya Savaşı'ndan sonra, ekskavatörlere olan talep arttı ve 1924'te 1 ila 8 metreküp kapasiteli Marion çekme halatları inşa etmek için bir anlaşmaya vardılar. 1927'de Type-7 1-yard ve Type-460 1.5-yard modelleri ürettiler. Marion makinelerini inşa etme anlaşması 1936'da sona erdi. R&R, Type-4120 ile kendi tasarımlarını oluşturmaya başladı, ardından 4140 3.5 kübik yarda izledi. 1958'de Ramsomes & Rapier bölümü, NCK Crane & Excavator bölümü ile birleştirilen Newton, Chambers & Co. Ltd of Sheffield'e satıldı. Bu NCK-Rapier oldu. NCK-Rapier'in yürüyen halatlı bölümü 1988'de Bucyrus tarafından satın alındı.
Marion Güç Kürek Şirketi (1880 yılında kuruldu) büyük vargel Bir 310 üzerinde 150 kübik yarda kova özellikli 1973 yılında Amak Kömür Şirketi'ne satıldı 8950 idi 1939. Its basit bir tek krank mekanizması ile ilk yürüyüş dreglayn inşa -ayak patlaması ve 7.300 ton ağırlığındaydı. Marion, 1997 yılında Bucyrus tarafından satın alındı.
Bucyrus Foundry and Manufacturing Company , 1910 yılında Heyworth-Newman halatlı kepçeli ekskavatör için üretim haklarının satın alınmasıyla halatlı kepçe pazarına girdi. "Sınıf 14" çekme halatı 1911'de ilk paletli halatlı çekme halatı olarak tanıtıldı. 1912'de Bucyrus, elektriğin madencilikte kullanılan büyük kazıma kürekleri ve çekme halatları için bir güç kaynağı olarak kullanılmasına öncülük etti. Bir İtalyan şirketi olan Fiorentini , 1919'dan itibaren Bucyrus tarafından lisanslanan dragline ekskavatörleri üretti. 1946'da Monighan ile birleşmeden sonra, Bucyrus, 15 yardalık bir kova kullanan 800 tonluk 650-B gibi Monighan yürüme mekanizmasını kullanarak çok daha büyük makineler üretmeye başladı. Bucyrus'un en büyük çekme halatı , 1969'da Ohio Coal Company için inşa edilen Big Muskie idi . Bu makine, 450 fitlik bir bom üzerinde 220 yarda bir kovaya sahipti ve 14.500 ton ağırlığındaydı. Bucyrus, 2011 yılında ağır ekipman ve dizel motor üreticisi Caterpillar tarafından satın alındı. Caterpillar'ın en büyük çekme halatı, 169 yard kova, 435 fit bom ve 8.350 ton ağırlığa sahip 8750'dir.
Draglines pazarı, 1960'ların ve 1970'lerin patlamasından sonra hızla küçülmeye başladı ve bu da daha fazla birleşmeye yol açtı. P&H'nin 1988'de Page'i satın almasıyla birlikte Bucyrus'un 1988'de Ransomes & Rapier'i ve 1997'de Marion'u satın alması, dünya çapında ağır çekme halatı tedarikçilerinin sayısını yarıdan fazla azalttı. Bugün, P&H ve Caterpillar, büyük çekme halatlarının geriye kalan tek üreticisidir.
Diğer Üreticiler
Heavy Engineering Corporation Limited, 31 yard kova kapasiteli yürüyen bir Dragline üreten ilk Hintli şirketti. HEC, 44 yarda bir kovaya kadar çıkıyor. Karşılaştırma için bu, 42 yarda kovalı Caterpillar'ın Small Draglines 8000 serisiyle karşılaştırılabilir. HEC, Hindistan Madencilik endüstrisine on beş çekme halatı tedarik etti.
Operasyon
Tipik bir kazı döngüsünde, kepçe, kazılacak malzemenin üzerine yerleştirilir. Daha sonra kepçe alçaltılır ve daha sonra çekme ipi çekilir, böylece kepçe malzemenin yüzeyi boyunca sürüklenir. Kova daha sonra kaldırma halatı kullanılarak kaldırılır . Daha sonra, kovayı malzemenin boşaltılacağı yere taşımak için bir sallama işlemi gerçekleştirilir. Sürgü ipi daha sonra serbest bırakılır ve kepçenin eğilmesine ve boşalmasına neden olur. Buna döküm işlemi denir.
Vinç tipi çekme halatlarında, kepçe, kola sarılarak ve ardından çekme halatı üzerindeki bir kavrama serbest bırakılarak da 'fırlatılabilir' . Bu daha sonra kepçeyi bir sarkaç gibi sallayacaktır . Kova dikeyi geçtikten sonra, kaldırma kablosu serbest bırakılır ve böylece kova fırlatılır. Daha küçük çekme halatlarında, yetenekli bir operatör, kepçeyi, henüz düşürüldüğünden daha uzağa, pergel uzunluğunun yaklaşık yarısı kadar uzağa indirebilir. Daha büyük çekme halatlarında bu yaygın bir uygulama değildir.
Dragline'lar farklı kesme sıralarına sahiptir. Birincisi ofset tezgahların kullanıldığı yandan döküm yöntemi; bu, bir tezgah yapmak için aşırı yükün yanlara püskürtülmüş malzeme üzerine atılmasını içerir. İkincisi, bir anahtar geçiştir. Bu geçiş, yeni yüksek duvarın ucunda bir anahtarı keser ve ayrıca sırayı alçak duvara doğru kaydırır. Duvar blokluysa, bu ayrıca bir kesme geçişi gerektirebilir. Bir kesme geçişi, yüzeyi ölçeklendirmek için kepçenin açılı bir yüksek duvara düşürülmesini içerir. Sonraki sıra en yavaş işlemdir, bloklar geçer. Ancak, bu geçiş malzemenin çoğunu hareket ettirir. Malzemenin alt kısmına erişmek için anahtarı kullanarak onu yukarı kaldırmak veya yüksek bir tezgah seviyesine çıkarmayı içerir. Gerekirse son kesim, malzemeyi alçak duvar tarafına daha da geri çeken bir geri çekmedir.
Madencilikte çekme halatları
Açık ocak madencilik endüstrisinde kullanılan büyük bir çekme halatı sisteminin maliyeti yaklaşık 50–100 milyon ABD Dolarıdır. Tipik bir kova 40 ila 80 yarda (30 ila 60 metreküp) arasında değişen bir hacme sahiptir, ancak aşırı büyük kovalar 168 metreküpe (5.900 cu ft) kadar çıkabilmektedir. Bomun uzunluğu 45 ila 100 metre (148 ila 328 ft) arasında değişmektedir. Tek bir çevrimde 450 tona kadar malzeme taşıyabilir.
Çoğu maden çekme halatı, diğer madencilik ekipmanlarının çoğu gibi dizelle çalışmaz. Birkaç megavatlık güç tüketimi o kadar büyüktür ki , 6,6 ile 22 kV arasındaki voltajlarda yüksek voltajlı şebekeye doğrudan bağlantıya sahiptirler . 4000 ila 6000 ton ağırlığındaki ve 55 metreküplük bir kepçeye sahip tipik bir çekme halatı, normal kazma işlemleri sırasında 6 megawatt'a kadar güç kullanabilir. Bu nedenle, madencilik çekme halatlarının elektrik kesintisine neden olan etkileri hakkında birçok (muhtemelen uydurma ) hikaye anlatıldı. Örneğin, uzun ömürlü hikaye var ki 1970'li yıllarda sırt, tüm yedi paletli vinçler eğer Tepe Downs Mine (çok büyük bir BHP merkezi içinde kömür madeni Queensland , Avustralya) aynı anda açık, yapabilirler dışarı siyah tüm North Queensland . Ancak şimdi bile, kapatılmışlarsa, başlatmanın muazzam güç gereksinimleri nedeniyle her seferinde bir tane yeniden başlatılırlar.
Tüm ama halatlı kazıcılar en küçük hareket, "yürüyen" ayakları veya kullanılarak gerçekleştirilir dubaları olarak, tırtıl parça zeminde çok fazla baskı yerleştirin ve vincin muazzam ağırlığı altında büyük zorluk çekmektedir. Ayakların her adım için yeniden konumlandırılması gerektiğinden, maksimum hız dakikada en fazla birkaç metredir. Orta mesafelerde (yaklaşık 30–100 km) seyahat ediliyorsa, halatlı halatı taşımak için özel bir halatlı halat taşıyıcı getirilebilir. Bu mesafenin üzerinde, genellikle sökme işlemi gereklidir. Ancak madencilik çekme halatları, erişimleri nedeniyle geniş bir alanı tek bir konumdan çalıştırabilir ve daha küçük makineler gibi sürekli olarak yüz boyunca hareket etmelerine gerek yoktur.
sınırlamalar
Sürüklemeli halatların birincil sınırlamaları, çekme halatının atık malzemeyi nereye boşaltabileceğini sınırlayan bom yüksekliği ve bom uzunluğudur. Diğer bir birincil sınırlama, çekme halatının kullanabileceği halat uzunluğu ile sınırlı olan kazma derinliğidir. Yapılarının doğası gereği, bir çekme halatı, taban seviyesinin altında en verimli kazı malzemesidir. Bir çekme halatı kendi üzerinde kazabilirken, bunu verimsiz bir şekilde yapar ve yığılmış malzemeyi yüklemek için uygun değildir (bir halat kepçesi veya tekerlekli yükleyici gibi).
Sınırlamalarına ve son derece yüksek sermaye maliyetlerine rağmen, çekmeli halatlar güvenilirlikleri ve son derece düşük atık giderme maliyetleri nedeniyle birçok maden için popüler olmaya devam etmektedir.
Önemli örnekler
Central Ohio Coal Company'nin ( Amerikan Elektrik Gücü'nün bir bölümü) sahibi olduğu Big Muskie olarak bilinen kömür madenciliği çekme hattı , yaklaşık 13.000 ton ağırlığında ve yaklaşık 22 kat yüksekliğinde, dünyanın en büyük mobil hafriyat makinesiydi. 1969'dan 1991'e kadar ABD'nin Ohio eyaletindeki Muskingum County'de çalıştı ve 13.800 voltluk bir elektrik kaynağından güç elde etti. 1999 yılında 700.000 dolar değerinde geri dönüştürülmüş metal için sökülmüştür.
İngiliz Ransomes & Rapier firması birkaç büyük (1400-1800 ton) ekskavatör üretti, o zamanlar Avrupa'nın en büyüğü (1960'lar). Güç, elektrik jeneratörlerini çalıştıran içten yanmalı motorlardan geliyordu. Adlı biri sundew , ilk yerinde kullanım ömrü sonra 1974 1957 den bir taş ocağında kullanılan Rutland en yeni hayata 13 mil yürümüş bitirildi Corby ; yürüyüş 9 hafta sürdü. Sundew daha sonra Ocak-Haziran 1987 arasında rafa kaldırıldı.
Hidrolik ekskavatörler yaygın kullanıma girmeden önce daha küçük çekme halatları da yaygın olarak kullanılıyordu, daha küçük çekme halatları artık nehir ve çakıl ocağı işleri dışında nadiren kullanılmaktadır. Küçük makineler, kavramalı mekanik bir tahrikti. Ruston ve Bucyrus gibi firmalar , küçük inşaat işleri ve drenaj işleri için popüler olan RB10 gibi modeller yaptılar. Bunlardan birkaç hala İngilizce görülebilir Fens ait Cambridgeshire , Lincolnshire ve parçalarının Norfolk . Ruston's, drenaj pompalama motorlarıyla da ilişkili bir şirkettir. Elektrikli tahrik sistemleri sadece daha büyük madencilik makinelerinde kullanıldı, çoğu modern makine dizel-hidrolik tahrik kullanır, çünkü makineler nadiren bir yerde bir trafo merkezi ve besleme kabloları kurma maliyetini haklı çıkaracak kadar uzundur.
teknolojik gelişmeler
Dragline'lar, hafriyatta kullanılan çoğu ekipmanın aksine, neredeyse 100 yıldır tasarım ve kontrol sistemlerinde nispeten değişmeden kalmıştır. Son birkaç yılda, çekme halatı sistemlerinde ve metodolojilerinde bazı ilerlemeler meydana geldi.
Otomasyon
Araştırmacıları CSIRO Avustralya'da otomatik hale halatlı kazıcılar içine uzun süreli bir araştırma projesi var. Bir CSIRO bölümü olan QCAT'deki madencilik otomasyon ekipleri; 1994 yılından beri otomasyon teknolojisini geliştirmektedir. Otomatik sistemler arasında hız sabitleyici ve Dijital Arazi Haritalama bulunmaktadır . Çalışma çözümleri, bir Tarong BE1370'de konsept kanıtı olan halatlı salıncaklı hız sabitleyiciyi içerir.
simülasyon yazılımı
Çekme halatları tipik olarak büyük, karmaşık ve çok pahalı olduğundan, yeni operatörleri eğitmek zor bir süreç olabilir. Aynı şekilde uçuş simülatörleri , tren pilotlara geliştirdik simülatörü madencilik yazılım makineleri kontrol öğrenerek yeni operatörlere yardımcı olmak için geliştirilmiştir.
UDD
UDD, Universal-Dig-Dump anlamına gelir. 'Mucize aksama'nın icadından bu yana, neredeyse bir asırdır çekme halatlarında yapılan ilk temel değişikliği temsil ediyor. Bir UDD makinesi, kepçeyi hareket ettirmek için iki halat (kaldırma halatı ve çekme halatı) kullanmak yerine, iki kaldırma ve iki çekme olmak üzere dört halat kullanır. Bu, halatlı kepçe operatörünün kepçeyi ne zaman alacağı ve kepçenin nasıl boşaltılacağı konusunda çok daha fazla seçiciliğe sahip olmasını sağlar. UDD makineleri genellikle standart bir çekme halatından daha yüksek üretkenliğe sahiptir, ancak genellikle daha büyük mekanik sorunlara sahiptir. Madencilik endüstrisinde, UDD iyileştirmelerinin maliyetlerini haklı gösterip göstermediği konusunda hala çok fazla tartışma var.
Ayrıca bakınız
- Kepçe tekerlekli ekskavatör - alternatif madencilik makinesi
- Ekskavatör - çekme halatlarının bir alt sınıf olduğu genel makine sınıfı
- Güç küreği - madencilik makinesi türü (ön kürek olarak da adlandırılır)
- Buharlı Kürek - en eski madencilik ekskavatör tipi
Referanslar
- K. Pathak, K. Dasgupta, A. Chattopadhyay, "Bir çekme kepçesinin çalışma bölgesinin belirlenmesi - Bir grafiksel yaklaşım", Doncaster, Maden mühendisleri Enstitüsü , 1992.
- Peter Ridley, Peter Corke , "Dragline kepçesinin yerçekimi yükü altında pozunun hesaplanması", Mekanizma ve makine teorisi , Cilt. 35, 2000.