Máy xúc kéo – Wikipedia

Đường dây kéo tại Hiệp hội Than Thổ Nhĩ Kỳ – Mỏ than lộ thiên Yenikoy, Milas

Máy đào kéo là một thiết bị hạng nặng được sử dụng trong kỹ thuật dân dụng và khai thác bề mặt.

Đường kéo rơi vào hai loại lớn: những đường trục dựa trên tiêu chuẩn, cần cẩu nâng và các đơn vị nặng phải được xây dựng tại chỗ. Hầu hết các cần cẩu bánh xích, với một trống tời được thêm vào ở phía trước, có thể hoạt động như một đường kéo. Các đơn vị này (giống như các cần cẩu khác) được thiết kế để tháo dỡ và vận chuyển trên đường trên các xe moóc phẳng. Đường kéo được sử dụng trong kỹ thuật dân dụng hầu như luôn luôn thuộc loại cần cẩu nhỏ hơn này. Chúng được sử dụng cho đường bộ, xây dựng cảng, nạo vét ao và kênh, và như các giàn khoan đóng cọc. Những loại này được chế tạo bởi các nhà sản xuất cầu trục như Link-Belt và Hurr.

Loại lớn hơn nhiều được xây dựng tại chỗ thường được sử dụng trong các hoạt động khai thác dải để loại bỏ quá tải trên than và gần đây là khai thác cát dầu. Các đường kéo nặng lớn nhất là một trong những máy di động lớn nhất từng được chế tạo. Loại nhỏ nhất và phổ biến nhất thuộc loại nặng nặng khoảng 8.000 tấn trong khi loại lớn nhất được chế tạo nặng khoảng 13.000 tấn.

Một hệ thống xô kéo bao gồm một thùng lớn được treo từ một cần cẩu (một cấu trúc giống như một giàn lớn) với các dây cáp. Cái xô được điều khiển bằng một số dây thừng và dây xích. Dây tời, chạy bằng động cơ diesel hoặc điện lớn, hỗ trợ lắp ráp gầu và khớp nối từ cần trục. Dragrope được sử dụng để vẽ cụm gàu theo chiều ngang. Bằng cách vận động khéo léo của vận thăng và các thanh kéo, xô được điều khiển cho các hoạt động khác nhau. Một sơ đồ của một hệ thống xô kéo lớn được hiển thị dưới đây.

Lịch sử [ chỉnh sửa ]

Đường kéo được phát minh vào năm 1904 bởi John W. Page (với tư cách là đối tác của Công ty Page & Schnable ký kết) để sử dụng cho việc đào kênh Chicago. Đến năm 1912, Page nhận ra rằng việc xây dựng đường dây kéo sinh lợi hơn so với hợp đồng, vì vậy ông đã tạo ra Công ty Kỹ thuật Trang để xây dựng đường dây kéo. Page đã xây dựng đường kéo đi bộ thô đầu tiên vào năm 1923. Những chiếc chân được sử dụng này được vận hành bằng giá đỡ và bánh răng trên một khung riêng biệt nâng cần trục. Cơ thể sau đó được kéo về phía trước bằng dây xích trên một đường lăn và sau đó hạ xuống một lần nữa. [1] Trang đã phát triển các động cơ diesel đầu tiên dành riêng cho ứng dụng kéo vào năm 1924. Trang cũng đã phát minh ra thùng kéo hình vòng cung, một thiết kế vẫn được sử dụng ngày nay bởi các đường kéo nhiều nhà sản xuất khác, và trong những năm 1960 đã tiên phong trong một thiết kế xô không có vòm. Với cơ chế đi bộ kém hơn so với đối thủ Monighan (xem bên dưới), Page đã cập nhật cơ chế của họ thành một ổ lệch tâm vào năm 1935. Cơ chế cải tiến nhiều này đã tạo ra một chuyển động elip thích hợp và được sử dụng cho đến năm 1988. Trang hiện đại hóa các đường kéo của nó hơn nữa với loạt 700 vào năm 1954. Đường dây kéo lớn nhất của Trang là Model 757 được giao cho Obed Mine gần Hinton, Alberta vào năm 1983. Nó có một thùng 75 yard trên một cần cẩu cao 300 feet và trọng lượng vận hành 4.500 tấn. Năm 1988, Tập đoàn Harnischfeger (Thiết bị khai thác P & H) đã mua Công ty Kỹ thuật Trang.

Tập đoàn Harnischfeger được thành lập dưới dạng Khai thác P & H vào năm 1884 bởi Alonzo Pawling và Henry Harnischfeger. Năm 1914, P & H đã giới thiệu đường dây kéo chạy bằng động cơ xăng đầu tiên trên thế giới. Năm 1988, Page được mua lại bởi Harnischfeger, công ty sản xuất dòng máy xúc, kéo và cần cẩu của P & H. Đường kéo lớn nhất của P & H là 9030C với thùng 160 yard và bùng nổ lên đến 425 feet.

Marion 111-M Dragline đang hoạt động. (30 giây)

Năm 1907, Công trình máy móc của Chicago của Monighan bắt đầu quan tâm đến việc sản xuất dây kéo khi nhà thầu địa phương John W. Page đặt hàng cho máy móc lắp đặt. Năm 1908, Monighan đổi tên thành Công ty Máy Monighan. Năm 1913, một kỹ sư người Monighan tên Oscar Martinson đã phát minh ra cơ chế đi bộ đầu tiên cho đường kéo. [2][3][4] Thiết bị có tên là Martinson Tractor, được lắp đặt trên đường kéo Monighan, tạo ra đường kéo đi bộ đầu tiên. Điều này đã mang lại cho Monighan một lợi thế đáng kể so với các dòng khác và công ty đã phát triển thịnh vượng. Cơ chế cam được cải tiến hơn nữa vào năm 1925 bằng cách loại bỏ các dây kéo cho giày và thay đổi thành một bánh xe cam chạy trên đường ray hình bầu dục. Điều này đã mang lại cho chiếc giày một chuyển động elip thích hợp. [5][6] Đường kéo đầu tiên sử dụng cơ chế mới là 3-W có sẵn vào năm 1926. Những máy này phổ biến đến mức cái tên Monighan trở thành một thuật ngữ chung cho đường kéo. Đầu những năm 1930, Bucyrus-Erie bắt đầu mua cổ phiếu của cổ phiếu Monighan với sự chấp thuận của Monighan. Bucyrus đã mua một quyền lợi kiểm soát và công ty chung được gọi là Bucyrus-Monighan cho đến khi sáp nhập chính thức vào năm 1946. Máy đào kéo đi bộ đầu tiên ở Vương quốc Anh đã được sử dụng tại mỏ đá Wellingborough vào năm 1940. [7]

Ransomes & Rapier được thành lập vào năm 1869 bởi bốn kỹ sư để chế tạo thiết bị đường sắt và các công trình nặng khác. Năm 1914, họ bắt đầu xây dựng hai máy xúc hơi nhỏ do yêu cầu của khách hàng. Hệ thống đám đông vận hành bằng dây thừng mà họ chế tạo cho việc này đã được cấp bằng sáng chế [8] và sau đó được bán cho Bucyrus. Sau WWI, nhu cầu về máy đào tăng lên và năm 1924, họ đã đạt được thỏa thuận xây dựng đường dây kéo Marion từ 1 đến 8 mét khối. Năm 1927, họ đã chế tạo các mẫu Type-7 1 yard và Type-460 1.5 yard. Thỏa thuận chế tạo máy Marion kết thúc vào năm 1936. R & R bắt đầu xây dựng các thiết kế của riêng họ với Type-4120, sau đó là 4140 của 3,5 mét khối. Năm 1958, bộ phận Ramsomes & Rapier đã được bán cho Newton, Chambers & Co. Ltd của Sheffield, được kết hợp với bộ phận Máy xúc & Máy xúc NCK của họ. Điều này đã trở thành NCK-Rapier. Bộ phận kéo đi bộ của NCK-Rapier đã được Bucyrus mua lại vào năm 1988.

Công ty Xẻng điện Marion (được thành lập năm 1880) đã xây dựng đường kéo đi bộ đầu tiên với cơ chế quay đơn đơn vào năm 1939. Đường kéo lớn nhất của nó là 8950 được bán cho Công ty Than Amax vào năm 1973. Nó có một thùng sân 150 khối trên một sự bùng nổ 310 feet và nặng 7.300 tấn. Marion được Bucyrus mua lại vào năm 1997.

Công ty sản xuất và sản xuất Bucyrus bước vào thị trường đường dây kéo vào năm 1910 với việc mua quyền sản xuất cho máy đào kéo dây Heyworth-Newman. Đường kéo "Lớp 14" của họ được giới thiệu vào năm 1911 với tư cách là đường kéo đầu tiên được gắn bánh xích. Năm 1912 Bucyrus đã giúp tiên phong sử dụng điện làm nguồn năng lượng cho các máy xúc và dây kéo lớn được sử dụng trong khai thác mỏ. Một công ty của Ý, Fiorentini, đã sản xuất máy xúc kéo từ năm 1919 được cấp phép bởi Bucyrus. Sau khi sáp nhập với Monighan vào năm 1946, Bucyrus bắt đầu sản xuất những cỗ máy lớn hơn nhiều bằng cách sử dụng cơ chế đi bộ Monighan như chiếc 650-B 800 tấn sử dụng thùng 15 yard. Đường kéo lớn nhất của Bucyrus là Big Muskie được xây dựng cho Công ty Than Ohio vào năm 1969. Cỗ máy này có một cái xô 220 yard trên một cần cẩu 450 feet và nặng 14,5 tấn. Bucyrus đã được mua lại bởi nhà sản xuất động cơ diesel và thiết bị hạng nặng, Caterpillar, vào năm 2011. Đường dây kéo lớn nhất của Caterpillar là 8750 với một cái xô 169 yard, boom boom 435 và trọng lượng 8.350 tấn.

Thị trường cho các đường kéo bắt đầu thu hẹp nhanh chóng sau sự bùng nổ của những năm 1960 và 1970 dẫn đến nhiều vụ sáp nhập. Việc P & H mua lại Trang vào năm 1988 cùng với việc mua lại Ransomes & Rapier của Bucyrus năm 1988 và Marion năm 1997 đã cắt giảm hơn một nửa số nhà cung cấp trên toàn thế giới về các đường kéo nặng. Ngày nay, P & H và Caterpillar là những nhà sản xuất duy nhất còn lại của những đường kéo lớn.

Các nhà sản xuất khác

Công ty TNHH Kỹ thuật nặng là công ty Ấn Độ đầu tiên sản xuất Dragline đi bộ có sức chứa 31 yard. HEC tạo ra một thùng 44 yard. Để so sánh, điều này có thể so sánh với sê-ri Small Draglines 8000 của Caterpillar với một thùng 42 yard. HEC đã cung cấp hơn một chục cho ngành công nghiệp khai thác Ấn Độ.

Hoạt động [ chỉnh sửa ]

Trong một chu kỳ khai quật điển hình, gầu được đặt phía trên vật liệu cần đào. Xô sau đó được hạ xuống và kéo xuống sau đó được kéo để xô được kéo dọc theo bề mặt của vật liệu. Xô sau đó được nâng lên bằng cách sử dụng dây tời. Một thao tác xoay sau đó được thực hiện để di chuyển xô đến nơi đổ nguyên liệu. Dragrope sau đó được giải phóng khiến xô nghiêng và trống rỗng. Đây được gọi là một hoạt động đổ.

Trên các đường kéo kiểu cần trục, xô cũng có thể được 'ném' bằng cách cuộn dây lên cần trục và sau đó nhả một ly hợp trên cáp kéo. Điều này sau đó sẽ xoay cái xô như một con lắc. Khi xô đã đi theo chiều dọc, cáp Palăng sẽ được giải phóng do đó ném xô. Trên các đường kéo nhỏ hơn, một người vận hành có kỹ năng có thể làm cho chiếc xô rơi xuống khoảng một nửa chiều dài của cần cẩu xa hơn nếu nó vừa bị rơi. Trên các đường kéo lớn hơn, đây không phải là một thực tế phổ biến.

Đường kéo có trình tự cắt khác nhau. Đầu tiên là phương pháp đúc bên sử dụng băng ghế bù; điều này liên quan đến việc ném các bên quá tải vào vật liệu nổ để làm một băng ghế. Thứ hai là một chìa khóa vượt qua. Đèo này cắt một chìa khóa ở chân của tường cao mới và cũng chuyển băng ghế xa hơn về phía bức tường thấp. Điều này cũng có thể yêu cầu vượt qua nếu bức tường bị khối. Một đường chuyền chặt liên quan đến cái xô được thả xuống một bức tường cao góc cạnh để phóng to bề mặt. Trình tự tiếp theo là hoạt động chậm nhất, các khối vượt qua. Tuy nhiên, vượt qua này di chuyển hầu hết các vật liệu. Nó liên quan đến việc sử dụng chìa khóa để truy cập vào dưới cùng của vật liệu để nâng nó lên để làm hỏng hoặc đến một mức độ băng ghế nâng. Việc cắt giảm cuối cùng nếu được yêu cầu là kéo lùi, kéo vật liệu trở lại phía bên tường thấp. [9]

Kéo dây trong khai thác [ chỉnh sửa ]

Kéo dây tại mỏ than Curragh [19659002] Một hệ thống kéo lớn được sử dụng trong ngành khai thác mỏ lộ thiên có giá khoảng 50 USD100 triệu USD. Một cái xô thông thường có thể tích dao động từ 40 đến 80 mét khối (30 đến 60 mét khối), mặc dù các thùng cực lớn đã dao động tới 168 mét khối (5.900 cu ft). [10] Chiều dài của sự bùng nổ dao động từ 45 đến 100 mét (148 đến 328 ft). Trong một chu kỳ duy nhất, nó có thể di chuyển tới 450 tấn vật liệu.

Hầu hết các đường dây khai thác không chạy bằng động cơ diesel như hầu hết các thiết bị khai thác khác. Mức tiêu thụ năng lượng của chúng rất lớn [ định lượng ] đến nỗi chúng có kết nối trực tiếp với lưới điện cao thế ở điện áp từ 6,6 đến 22 kV. Một giải thích thêm [ cần thiết giải thích thêm ] với một thùng 55 mét khối, có thể sử dụng tới 6 megawatt trong các hoạt động đào thông thường. Bởi vì điều này, nhiều câu chuyện (có thể là ngày tận thế) [ ví dụ cần thiết ] đã được kể về tác động gây mất điện của các đường dây khai thác. Chẳng hạn, có một câu chuyện tồn tại lâu dài [ theo ai? ] rằng, trở lại vào những năm 1970, nếu cả bảy đường kéo tại Mỏ than Down Downs (mỏ than BHP rất lớn ở trung tâm Queensland, Úc) đồng loạt quay đầu, họ sẽ bôi đen toàn bộ Bắc Queensland. Tuy nhiên, ngay cả bây giờ, [ khi nào? ] nếu chúng bị tắt, chúng luôn được khởi động lại cùng một lúc do yêu cầu sức mạnh to lớn của khởi động. [ ] cần trích dẫn ]

Hoạt hình kéo dây "Đi bộ" dựa trên bằng sáng chế của Martinson năm 1926

Trong tất cả trừ những đường nhỏ nhất, chuyển động được thực hiện bằng cách "đi bộ" bằng chân hoặc pontoons, vì đường ray của sâu bướm quá nhiều áp lực trên mặt đất, và gặp khó khăn lớn dưới sức nặng to lớn của đường kéo. Tốc độ tối đa chỉ tối đa vài mét mỗi phút, [11] vì bàn chân phải được đặt lại vị trí cho mỗi bước. [12] Nếu di chuyển quãng đường trung bình, (khoảng 30 nhiệt100 km), có thể mang theo một đường dây kéo đặc biệt vận chuyển đường dây kéo. Trên khoảng cách đó, thường phải tháo gỡ. Nhưng các đường khai thác do tầm với của chúng có thể hoạt động trên một diện tích lớn từ một vị trí và không cần phải liên tục di chuyển dọc theo mặt như các máy nhỏ hơn.

Hạn chế [ chỉnh sửa ]

Hạn chế chính của đường kéo là chiều cao bùng nổ và chiều dài bùng nổ của chúng, giới hạn ở đó đường kéo có thể đổ chất thải. Một hạn chế chính khác là độ sâu đào của chúng, bị giới hạn bởi độ dài của dây mà dây kéo có thể sử dụng. Kế thừa với việc xây dựng của họ, một đường kéo là vật liệu khai quật hiệu quả nhất dưới mức cơ sở của họ. Mặc dù một đường kéo có thể tự đào lên trên, nhưng nó không hiệu quả và không phù hợp để tải vật liệu chất đống (như một cái xẻng dây hoặc máy xúc lật có thể).

Mặc dù có những hạn chế và chi phí vốn rất cao, nhưng đường dây kéo vẫn phổ biến với nhiều mỏ, do độ tin cậy của chúng và chi phí loại bỏ chất thải cực kỳ thấp.

Ví dụ [ chỉnh sửa ]

Cơ chế đi bộ trên đường kéo Bucyrus-Erie 1150 được bảo tồn ở Anh

Đường dây khai thác than được gọi là Big Muskie, thuộc sở hữu của Trung tâm Ohio Công ty than (một bộ phận của Điện lực Mỹ), là cỗ máy di chuyển trái đất di động lớn nhất thế giới, nặng gần 13.000 tấn và cao gần 22 tầng. [13] Nó hoạt động ở quận Muskingum, thuộc bang Ohio của Hoa Kỳ từ năm 1969 đến 1991, và nguồn điện từ nguồn cung cấp điện 13.800 volt. Nó đã bị loại bỏ vào năm 1999.

Công ty Ransomes & Rapier của Anh đã sản xuất một vài máy đào lớn (1400-1800 tấn), lớn nhất ở châu Âu vào thời điểm đó (thập niên 1960). Sức mạnh là từ động cơ đốt trong điều khiển máy phát điện. One, tên là SUNDEW, được sử dụng trong một mỏ đá từ năm 1957 đến năm 1974. Sau khi cuộc đời làm việc của mình tại địa điểm đầu tiên trong Rutland đã kết thúc nó đi 13 dặm đến một cuộc sống mới tại Corby ; đi bộ mất 9 tuần.

Đường kéo nhỏ hơn cũng thường được sử dụng trước khi máy đào thủy lực được sử dụng phổ biến, đường kéo nhỏ hơn bây giờ hiếm khi được sử dụng ngoài các công trình hố sông và sỏi. Những cỗ máy nhỏ là một ổ đĩa cơ với bộ ly hợp. Các công ty như Ruston và Bucyrus đã tạo ra các mô hình như RB10 vốn phổ biến cho các công trình xây dựng nhỏ và công trình thoát nước. Một số trong số này vẫn có thể được nhìn thấy trong Fens of Cam điềugeshire, Lincolnshire và một phần của tiếng Anh. Ruston's là một công ty cũng liên quan đến động cơ bơm thoát nước. Hệ thống truyền động điện chỉ được sử dụng trên các máy khai thác lớn hơn, hầu hết các máy hiện đại đều sử dụng ổ thủy lực diesel, vì máy hiếm khi ở một địa điểm đủ lâu để chứng minh chi phí lắp đặt trạm biến áp và cáp cung cấp.

Những tiến bộ công nghệ [ chỉnh sửa ]

Đường kéo, không giống như hầu hết các thiết bị được sử dụng trong chuyển động trái đất, vẫn không thay đổi trong hệ thống thiết kế và điều khiển trong gần 100 năm. Trong vài năm qua, một số tiến bộ trong hệ thống kéo và phương pháp luận đã xảy ra.

Tự động hóa [ chỉnh sửa ]

Các nhà nghiên cứu tại CSIRO ở Úc có một dự án nghiên cứu dài hạn [14] để tự động hóa các đường kéo. Các đội tự động hóa khai thác tại QCAT, một bộ phận CSIRO; đã phát triển công nghệ tự động hóa từ năm 1994. Các hệ thống tự động bao gồm kiểm soát hành trình và Bản đồ địa hình kỹ thuật số. Các giải pháp hoạt động bao gồm điều khiển hành trình đu dây kéo bằng chứng trên khái niệm trên Tarong BE1370. [15]

Phần mềm mô phỏng [ chỉnh sửa ]

Vì đường kéo thường lớn, phức tạp và rất tốn kém, đào tạo khai thác mới có thể là một quá trình khó khăn. Cũng giống như cách các trình mô phỏng bay đã phát triển để đào tạo phi công, phần mềm mô phỏng khai thác đã được phát triển để hỗ trợ các nhà khai thác mới học cách điều khiển máy móc.

UD [ chỉnh sửa ]

UD là viết tắt của Universal-Dig-Dump. Nó đại diện cho sự thay đổi cơ bản đầu tiên đối với các đường kéo trong gần một thế kỷ, kể từ khi phát minh ra 'cú hích thần kỳ'. Thay vì sử dụng hai sợi dây (dây tời và dây kéo) để thao tác với xô, một máy UD sử dụng ba sợi dây, hai cần trục và một kéo. Điều này cho phép toán tử dragline có độ chọn lọc lớn hơn nhiều khi lấy thùng và trong cách xô có thể được đổ. Máy UD nói chung có năng suất cao hơn so với đường kéo tiêu chuẩn, nhưng thường có các vấn đề cơ học lớn hơn. Trong ngành công nghiệp khai thác, vẫn còn nhiều tranh cãi về việc liệu các cải tiến UD có biện minh cho chi phí của họ hay không.

Xem thêm [ chỉnh sửa ]

Tài liệu tham khảo [ chỉnh sửa ]

  1. ^ Máy đào đi bộ Ngày 29 tháng 7 năm 1916
  2. ^ US 1095464, Martinson, Oscar J., "Máy xúc-Máy kéo.", Đã ban hành ngày 5 tháng 5 năm 1914, được giao cho Monighan Machine Co.
  3. ^ US 1101459, Martinson, Oscar J., "Tractor.", Được ban hành ngày 23 tháng 6 năm 1914, được giao cho Monighan Machine Co.
  4. ^ US 1101460, Martinson, Oscar J., "Máy xúc-máy kéo.", Được ban hành ngày 23 tháng 6 năm 1914, được giao cho Monighan Machine Co.
  5. ^ US 1591764, Martinson, Oscar J., "Cơ chế lực kéo.", Được ban hành ngày 6 tháng 7 năm 1926, được giao cho Monighan Machine Co.
  6. ^ US 1627984, Martinson, Oscar J., "Máy kéo.", Được ban hành ngày 10 tháng 5 năm 1927, được giao cho Monighan Machine Co.
  7. ^ Quine, Dan (2016). Đường xe lửa bằng sắt bốn vùng trung du Phần ba: Wellingborough . 108 . Garndolbenmaen: Đánh giá hẹp và đánh giá mô hình đường sắt công nghiệp.
  8. ^ GB 110458, Bowtell, William John, "Những cải tiến trong hoặc liên quan đến Luffing Cranes.", Ban hành ngày 25 tháng 10 năm 1917, được giao cho Ransomes & Rapier Ltd. ]
  9. ^ "Phương pháp đào đường kéo trong Mỏ dải Austra.lian – Một khảo sát" Đại học Wollongong (1998) truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2011
  10. ^ Keith Haddoc, "Extreme Mining Máy móc – tước xẻng và kéo dây ", quán rượu của MBI, Phụ lục 4 Bảng năng lực trang 127 ISBN 0-7603-0918-3
  11. ^ " Hành trình của Maid Marian trở thành 'kéo' " The Daily Gleaner (10 tháng 10 năm 2008) truy cập ngày 1 tháng 11 năm 2008]
  12. ^ "Thiên đường cho các Giám thị vỉa hè" Cơ học phổ biến tháng 10 năm 1947, tr. 153-157, các bản vẽ chi tiết và hình ảnh về hoạt động của đường dây kéo
  13. ^ http://little-m chè.com/bigmuskie/
  14. ^ Dự án nghiên cứu CSIRO
  15. ^ " Tiến sĩ Jonathan Roberts CSIRO (11 tháng 12 năm 2009) truy cập ngày 19 tháng 12 năm 2011
  • K. Pathak ,K , "Tính toán xô kéo theo tư thế tải trọng lực", Cơ chế và lý thuyết máy Tập. 35, 2000.

Liên kết ngoài [ chỉnh sửa ]