Открытый способ добычи полезных ископаемых наиболее развит в мировой горнодобывающей промышленности. На его долю приходится до 75 % общих объемов добычи полезных ископаемых в мире, в РФ открытым способом добывается 91 % объема железных руд и 60 % угля.

На современных карьерах и разрезах экскаваторный парк представлен карьерными механическими лопатами российских производителей (ПО «Уралмаш», ИЗ-КАРТЭКС и др.), при этом 80% всего парка экскаваторов – это мехлопаты с ковшом 5-10 м³, выпущенные в 80-е годы прошлого века (рис. 1) [1, 2].

Рисунок 1 – Состояние экскаваторного парка по угольной отрасли

Для повышения конкурентоспособности традиционных и новых образцов экскаваторной техники дальнейшее развитие ЭКГ необходимо осуществлять в направлении:

• повышения качества, надежности оборудования и оптимизации экскаваторных работ;
  
• повышения автономности и мобильности экскаваторов;
• улучшения безопасности эксплуатации, санитарно-гигиенических условий и комфорта труда обслуживающего персонала.

Перевооружение карьеров экскаваторами нового поколения, оснащенными современными управляющими, компьютерными информационно – диагностическими системами, аппаратными и программными средствами передачи, обработки и анализа данных обеспечивают не только повышение эффективности горных работ, но и изменяют требования к согласованию способностей человека и технических возможностей горной машины [5, 6]. Поэтому исследования по реализации конструктивных решений, обеспечивающих оптимальный процесс функционирования подсистемы «человек – экскаватор» с учетом эргономических требований, несомненно, актуальны [1-4].

Обзорность один из основных эргономических показателей управляемости карьерного экскаватора [3, 4]. В настоящее время, улучшение обзорных качеств кабин карьерных экскаваторов обусловлено увеличением площади остекления, размерами стекол, шириной и числом перемычек, изменением положения оператора в кабине, а также изменением положения кабины по высоте.

Техническое решение подъема и опускания кабины экскаватора уже используется компаниями Caterpillar и концерном Volvo, а также в перегружателях, произведенных на основе колесных гидравлических экскаваторов строительного типа.

Нами разработан механизм сопряженно-рычажного типа для изменения пространственного положения кабины ЭКГ в программе Autodesk Inventor, разработка схемы гидропривода с электроуправлением реализовано в Fluid SIM Hydravulics из пакета Festo Ditactic.

Fluid SIM Hydravulics из пакета Festo Ditactic – является обучающим инструментом и может использоваться как в комбинации с учебным оборудованием Festo Didactic GmbH & Со, так и отдельно. Основная особенность пакета Fluid SIM заключается в связи с САПР по функциональности и возможностям моделирования. Fluid SIM Hydravulics предназначен для конструирования схем гидропривода и гидроавтоматики с ручным, электрическим и электронным управлением, а также выполнять реалистическое моделирование, основанное на физических моделях ее составляющих. Для построения схем используются стандартные обозначения элементов, а интерфейс программы такой же, как и большинства приложений Windows [7].

Работа начинается с выбора пункта главного меню программы File-New. На экране, размещено два окна – библиотека компонентов (Component Library) и окно проекта (рис. 2). Для того, чтобы поместить тот или иной элемент библиотеки в окно проекта, достаточно выделить его левой клавишей мыши и, удерживая ее, перетащить в окно проекта.

Рисунок 2 – Интерфейс Fluid SIM Hydravulics

Разработанные гидравлическая схема привода механизма и электрическая схема представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Разработанная схема в разный момент работы

1. Великанов В.С. Разработка алгоритмов нечеткого моделирования для интеллектуальной поддержки принятия решений по определению уровня эргономичности карьерных экскаваторов // Горная промышленность. 2011. № 5. С. 64-70.
2. Великанов В.С. Использование нечеткой логики и теории нечетких множеств для управления эргономическими показателями качества карьерных экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга». 2010. № 9. С. 57-62.
3. Великанов В.С. Развитие методов оценки и управления эргономичностью горных машин и комплексов на основе нечетко–множественного подхода // European Science and Technology: 4th International scientific conference. Munich. 2013. P. 370-377.
4. Velikanov V.S., Ilina E.A., Dyorina N.V. Structural and circuit design solution arguments of mine excavators ergonomics management // Procedia Engineering. 2016, Vol. 150. pp.1215-1220.
5. Олизаренко В.В., Великанов В.С. К вопросу ранжирования профессиональных навыков машиниста карьерных экскаваторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – М.: изд-во «Горная книга». 2010. № 3. С. 315-319.
6. Великанов В.С., Великанова С.С. Исследование связи между коэффициентом управления и квалификацией машиниста экскаватора // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: материалы Международной научно-технической конференции. – Екатеринбург: изд-во УГГУ. 2009. С. 24 – 28.
7. http://www.festo-didactic.com/

Все статьи автора «Великанов Владимир Семенович»