"Экскаватор становится умнее"

ДМИТРИЙ МЕЛЬНИКОВ, главный конструктор ИЗ-КАРТЭКС, отмечает, что при внедрении инноваций расчет всегда делается на несколько лет вперед, поскольку ижорские экскаваторы должны работать не менее 20 лет с одним капитальным ремонтом.

— Какие новые конструкторские решения применяются на ваших карьерных экскаваторах?

— Таких решений очень много. Поскольку в нашей новой продуктовой линейке, которую мы активно продвигаем на рынок, представлены экскаваторы большой единичной мощности и с большим объемом ковша, конструкция машины претерпела значительные изменения с точки зрения усиления основных несущих конструкций. Важным инновационным решением является применение приводов переменного тока, которые потребляют электроэнергии до 30% меньше, чем электрические машины постоянного тока. Но самым важным нашим достижением я считаю разработку унифицированных экскаваторов. На сегодняшний день карьерные экскаваторы имеют две основные концепции исполнения рабочего оборудования и напорного механизма: канатную и реечную. Мы спроектировали экскаватор, на который по желанию заказчика на одной базе мы можем установить либо канатное, либо реечное рабочее оборудование. Никто до нас на рынке этого не делал, и это важное конкурентное преимущество.

Карьерный экскаватор — это большая и сложная машина, которая проектируется под определенные требования заказчика, условия его будущей работы в карьере. По сути, каждый экскаватор уникален. А если машину унифицировать, то уменьшаются трудозатраты, себестоимость изготовления, упрощается вопрос снабжения запасными частями. И опыт использования показал, что дополнительные затраты на создание двигателей переменного тока (выпущенного по нашему заказу "Электросилой") себя оправдывают за счет экономии в процессе эксплуатации. К тому же карьерные экскаваторы с электромеханическим приводом способны работать в очень суровых климатических условиях, например на Крайнем Севере, где температура достигает -50?С. Никакой другой двигатель, кроме электрического, там работать не сможет.

— Ваше мнение насчет преимуществ гидравлических экскаваторов по сравнению с традиционными электромеханическими?

— Главными преимуществами гидравлических экскаваторов по сравнению с традиционными электрическими являются их автономность, мобильность, возможность ведения селективной выемки и работы в обводненных забоях. Кроме того, гидравлический экскаватор благодаря меньшей в два раза массе в одном классе дешевле, чем электрический, но его обслуживание обходится гораздо дороже. Впрочем, на третьем-четвертом году эксплуатации электрический и гидравлический экскаваторы выравниваются по стоимости эксплуатации. Но в последующие годы затраты на гидравлические машины растут, что в конечном счете становится невыгодно для владельца. Спрос на гидравлическую технику у нас в стране достаточно высок, но могу отметить, что у каждого типа экскаваторов есть свои преимущества в эксплуатации: при разработке мощных месторождений с развитой энергетической инфраструктурой более выгодны электромеханические экскаваторы, при разработке карьеров в отдаленных регионах и где нужны частые передвижки целесообразно применение гидравлических машин и т. д.

— Каков уровень локализации производства вашей техники?

— Уровень локализации находится на уровне зарубежных конкурентов. Все механическое оборудование: редукторная часть, все силовые металлоконструкции, которые несут основную нагрузку (поворотная группа, нижняя рама, роликовый круг, стрелы, рукояти, головные блоки, ковш), мы производим самостоятельно. Часть оборудования — электродвигатель, некоторые системы управления, электронику, систему автоматической смазки, кабину — мы закупаем.

— Как зависит конструкция техники и используемые материалы от климатических условий работы и конкретного объекта, где будет использоваться экскаватор?

— У нас есть объекты, где машины будут работать при температуре до -50?С, а есть наоборот — до +45?С. В зависимости от этого изменяются некоторые конструктивные решения. Несколько иной пример: алмазодобывающая компании АЛРОСА, которая является одним из наших ключевых клиентов, ушла на уровень ведения горных работ более 500 м. И у них возникла проблема из-за того, что самосвалы, работающие в таких карьерах, выпускают большое количество выхлопных газов, которые из-за низких температур оседают на дне карьера. Это негативно сказывается на здоровье работающих на экскаваторах людей. Сейчас специально для них разрабатываются две системы очистки воздуха и два кондиционера, чтобы улучшить условия работы машиниста.

— Что еще делается для того, чтобы машинисту в тяжелых условиях карьера было комфортно работать?

— Как известно, у машиниста может развиться виброболезнь. Сейчас мы стараемся максимально снизить вибрацию, для этого мы разработали новый кабинный модуль с эргономичным креслом для машиниста. Кабина стоит на 16 дополнительных амортизаторах, что придает ей большую стабилизацию. На экскаваторах установлено новое светодиодное освещение. Кабина имеет рабочее отделение и комнату отдыха, установлены кондиционеры, биотуалет.

— Как с течением времени меняется конструкция экскаваторов?

— Современный экскаватор становится "умнее". Раньше машины работали без каких-либо "интеллектуальных" систем. Сейчас же мы устанавливаем на них информационно-диагностические системы, системы контроля за двигателем и другим оборудованием, которые не позволят оператору выполнять какие-либо действия, способные причинить машине ущерб. С переходом от привода постоянного тока к двигателю тока переменного удалось снизить вибрационные нагрузки и уровень шума от работающего двигателя. Работа машиниста в экскаваторе становится более удобной и безопасной. Например, в показателях звукоизоляции мы дошли да того, что экскаваторщик сейчас, кроме контакта с самим забоем, больше ничего не слышит. Раньше же шум машинного агрегата практически полностью заглушал его. Мы уже многое сделали для того, чтобы повысить потребительские свойства экскаваторов. Дальше мы будем делать упор на автоматизацию процесса копания, то есть "интеллектуализацию" экскаваторов. В будущем мы и вовсе планируем прийти к беспилотному управлению машиной. А последним этапом станет создание экскаватора-робота.

Мы уже сделали несколько шагов в сторону первого образца с дистанционным управлением. Например, в январе--феврале 2015 года мы начнем испытания тренажера машиниста — это станет одним из первых наших технических решений в направлении полной автоматизации. Для начала это будет что-то вроде компьютерного симулятора, на котором можно будет моделировать основные движения машины.

Затем мы попробуем создать экскаватор с дистанционным управлением. Думаю, что до этой технологии мы дойдем года через три. А впоследствии от дистанционного управления до полностью роботизированного экскаватора нам останется пройти буквально полшага. Сейчас все производители думают о полной автоматизации, ведь это позволит серьезно снизить стоимость работ в карьере. К тому же чем глубже карьер, тем актуальнее вопрос безопасности людей, а карьеры в дальнейшем будут становиться все глубже и глубже.

Для того чтобы избежать конструкторских ошибок при производстве экскаватора, первым делом мы создаем 3D-модель, используя пакет NX. В программе, в частности, предварительно проводятся все необходимые расчеты прочности. Это позволяет видеть наиболее и наименее нагруженные узлы и обеспечить необходимый коэффициент запаса прочности. Проектирование в NX позволяет избежать многих ошибок и при сборке конструкций, например нестыковки деталей. Также мы близки к тому, чтобы с помощью 3D-проектирования проводить виртуальные испытания экскаваторов. Для этого сначала мы планируем обвесить наш рабочий экскаватор датчиками и получить данные о том, какие нагрузки приходятся на различные рабочие узлы. Уже после этого мы сможем смоделировать процесс в программе. Это позволит заранее узнать, что будет происходить с экскаватором во время наибольших динамических нагрузок. Думаю, через несколько лет мы полностью освоим эту технологию.

— Гарантийный срок эксплуатации на ваши машины?

— Экскаваторы из новой продуктовой линейки должны проработать не менее 20 лет с одним капитальным ремонтом. Капитальный ремонт — это замена 30% узлов на экскаваторе. У машин из старой линейки срок службы составлял 17 лет при условии двух капитальных ремонтов. Хотя на самом деле надежность ижорских машин намного выше и многие из них работают гораздо дольше гарантированного срока службы.

Беседовала Татьяна Дятел