Technika urządzeń dźwigowo-transportowych 60 lat tradycji - najnowsze osiągnięcia

Odrobina historii

Liczący się światowi producenci urządzeń i maszyn podstawowych dla górnictwa odkrywkowego, urządzeń i systemów transportu ciągłego oraz suwnic i żurawi posiadają w większości wieloletnią, a nierzadko wielowiekową tradycję nieodłącznie związaną z marką firmową, prezentującą tradycje rozwoju technicznego i wykonawczego. W podobny sposób od maja 1945 r. tworzyła się tożsamość naszego przedsiębiorstwa.

Okres 60-letniej działalności Fabryki Maszyn i Urządzeń FAMAK stanowi okazję do krótkiego przedstawienia drogi rozwoju technicznego oferowanych współcześnie maszyn i urządzeń oraz niebagatelnego dorobku wytwórczego wielu pokoleń Famakowców i ich wkładu w rozwój branży maszyn roboczych ciężkich.

Znamiennym przykładem uznania wkładu Famaku w rozwój dźwignic jest wzmianka w rozdziale dotyczącym rysu rozwoju przemysłu dźwigowego Polsce, a zawartym w książce pt. "DŹWIGNICE" autorstwa profesorów Romana Sobolskiego i Aleksego Piątkiewicza.

Rozwój maszyn podstawowych dla górnictwa odkrywkowego oraz maszyn przeładunkowych oparty był o prace prof. Henryka Hawrylaka. Nadmienić należy, że tworzeniu podstaw rozwoju naszych urządzeń towarzyszyła ścisła współpraca z licznymi ośrodkami naukowymi i badawczo-rozwojowymi, a zasadnicza część kadry inżynierskiej Famaku była uczniami i często współpracownikami tychże placówek.

Nieodłącznym elementem rozwoju Famaku była systematyczna rozbudowa zaplecza technologicznego i produkcyjnego pozwalająca na zapewnienie wymaganej jakości. Przykładowo pierwsza wyprodukowana zwałowarka ZOS-160 została dostarczona do Maroka w 1963 roku i zmontowana w Sidi Slimane, co Marokańczycy uwiecznili na wydanym banknocie.

Rozwojowi technicznemu famakowskich maszyn w minionych latach towarzyszyło odbicie wszystkich zjawisk i przemian w otoczeniu zewnętrznym, w tym tych korzystnych, jak i mniej przyjaznych, jednakże zawsze decydujące znaczenie miała wiedza i doświadczenie załogi oraz aktualny poziom światowej techniki, zwłaszcza w dziedzinie stosowanych elementów i podzespołów. Szczególnie znaczący wpływ na rozwój maszyn w ostatnich latach miał postęp w dziedzinie systemów sterowania i napędu elektrycznego oraz hydraulicznego, układów wizualizacji autodiagnostyki maszyn. Niebagatelne znaczenie miał lawinowy postęp w dziedzinie informatyki, wpływający nie tylko na układy sterujące, lecz przede wszystkim pozwolił na znaczącą optymalizację konstrukcji poprzez rozwój technik wspomagających projektowanie z dziedziny CAD/CAE/CAM. Ilustracją może być współczesne i "dawniejsze" rozwiązanie napędu koła czerpakowego - czynnika mającego zasadniczy wpływ na maszyny przeładunkowe i koparki kołowe.

Zwałowarka ZOS-160 i banknot 5 Dirhams.

OSIĄGNIĘCIA ROZWOJU TECHNICZNEGO

Ważniejsze rozwiązania techniczne zrealizowane w latach wcześniejszych zostały przedstawione na łamach "Węgla Brunatnego" nr 2/2001. Zmieniające się w sposób dynamiczny współczesne otoczenie rynkowe Famak S.A. znalazło również odzwierciedlenie w kierunkach unowocześniania aktualnych wyrobów, jak i opracowaniem nowych produktów na rynek krajowy i eksport.

Ewolucja napędów kół czerpakowych.
Współczesna ładowarko-zwałowarka typu ŁZKS.

Jednakże najważniejszym od wielu lat wyznacznikiem kierunków rozwoju maszyn produkcji Famaku są potrzeby górnictwa węgla brunatnego, kamiennego, surowców mineralnych oraz komplementarnego partnera branży górniczej, jakim jest energetyka i przemysł przetwórczy.

Dzięki kilkudziesięcioletniej partnerskiej współpracy ze specjalistami z branży górniczej i energetyki udało się stworzyć unikalne rozwiązania konstrukcji maszyn i urządzeń o wysokim, światowym poziomie techniki, a miniony jubileusz 60-lecia Famak S.A. jest momentem szczególnym do wyrażenia wyrazów uznania i podziękowania wszystkim partnerom z branży.

Zwałowarka ZGOT-15400 podczas montażu.

Zwieńczeniem ilustrującym doskonałą współpracę z branżą węgla brunatnego jest przedsięwzięcie będące najważniejszym w skali kraju osiągnięciem technicznym w dziedzinie maszyn podstawowych dla górnictwa odkrywkowego, jakim jest uruchomienie zwałowarki ZGOT-15400.120 w BOT Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów SA.

Rozmieszczenie żurawi remontowych o udźwigu Q=23t i Q=12,5t na zwałowarce ZGOT-15400.120.

Parametry techniczne i eksploatacyjne zwałowarki były przedmiotem wcześniejszych publikacji na łamach "Węgla Brunatnego" przez autorów dokumentacji technicznej (SKW Biuro Projektowo-Techniczne w Zgorzelcu), natomiast wyzwaniem dla Famaku była rola Generalnego Wykonawcy w ramach konsorcjum utworzonego z biurem SKW. Szczególnie duże wyzwanie dla kadry inżynierskiej Famaku stanowiło opracowanie projektu oprogramowania dla sterowników logicznych oraz komputerowej wizualizacji procesu sterowania i archiwizacji danych. Ważnym elementem było opracowanie technologii i realizacja procesu produkcyjnego warunkująca dotrzymanie wysokich wymagań jakościowych.

Żuraw remontowy wysięgnicowy.

Interesującym pod względem technologicznym i wykonawczym ostatnio zrealizowanym zadaniem była realizacja konstrukcji podwozia i nadwozia koparki KWK-910 dla BOT KWB Turów SA, w oparciu dokumentację opracowaną także przez SKW Biuro Projektowo-Techniczne, które jest jednocześnie Generalnym Wykonawcą.

Elementem łączącym niejako ofertę Famak S.A. w zakresie dźwignic z maszynami podstawowymi dla górnictwa odkrywkowego są żurawie remontowe. Szczególnie interesujące rozwiązania dwóch żurawi remontowych zostało wdrożone na zwałowarce ZGOT-15400.120, których parametry eksploatacyjne, szczególnie w zakresie udźwigu, są porównywalne ze stosowanymi np. w portach.

W szeregu koparek węgla brunatnego zastosowano żurawie remontowe wysięgnicowe z zębatkowym mechanizmem zmiany wysięgu, co jest istotne podczas prac remontowych przy pochyleniu maszyny urabiającej. Najczęściej stosowne udźwigi dla tej grupy to 3,2 t i 5 t. Przykładowe rozwiązania, które zastosowano w KWB "Konin" SA i BOT KWB Turów SA przedstawiono poniżej.

Żurawie stanowią grupę dźwignic od wielu lat systematycznie doskonaloną przez specjalistów Famaku, co znalazło odbicie w dostawach nie tylko dla krajowych odbiorców, lecz również były i są przedmiotem eksportu. W ubiegłych latach dostarczono dwa żurawie chwytakowo-hakowe dla odbiorcy z Bułgarii. Aktualnie zrealizowano dostawę dwóch żurawi Q=8t dla Zakładów Chemicznych POLICE oraz żuraw przejezdny na bramie Q=5t dla Zespołu Elektrowni DOLNA ODRA w Szczecinie.

Żuraw Q=8 t w Z.Ch.Police.

Wyrazem uznania dla wysokiego poziomu rozwiązań technicznych i konkurencyjności oferty Famak S.A. w zakresie żurawi portowych jest aktualnie realizowany kontrakt na dostawę żurawi Q=25t dla KANDLA PORT TRUST oraz żurawi o udźwigu Q=20t dla PARADIP PORT TRUST w Indiach wspólnie z indyjskim partnerem.

Żuraw Q=25 t dla Indii - projekt w realizacji.

Podsumowując dorobek Famak S.A. w dziedzinie rozwoju dźwignic wspomnieć należy o interesujących wdrożonych rozwiązaniach suwnic kontenerowych, stoczniowych i pomostowych prezentowanych wcześniej na łamach Węgla Brunatnego.

Suwnica pomostowa z trawersą magnetyczną do transportu blach - Rosja.

Zwieńczeniem prac nad rozwojem konstrukcji w ostatnich latach jest nowa rodzina specjalistycznych suwnic pomostowych dla przemysłu stoczniowego oraz hutniczego, których eksport na rynek Rosji osiągnął znaczące ilości.

SYSTEMY TRANSPORTU CIĄGŁEGO

Oferowane współcześnie przez Famak S.A. maszyny przeładunkowe wraz z układami transportu ciągłego opartego w głównej mierze na przenośnikach taśmowych znajdują szerokie zastosowanie w następujących gałęziach przemysłowych:

• energetyka oparta na węglu brunatnym i kamiennym,

• układy odsiarczania spalin w elektrowniach,

• górnictwo,

• terminale masowe w portach,

• cementownie.

Ważnym elementem nowoczesnych systemów transportu ciągłego są układy wizualizacji i automatyzacji sterowania procesem transportu stanowiące wyposażenie dyspozytorni.

Maszyny przeładunkowe

Rozwój konstrukcji maszyn przeładunkowych i systemów przenośnikowych przebiegał w Famaku niejako w sposób nieodłączny z historią ewolucji polskiej energetyki opartej na węglu brunatnym i kamiennym. Należy podkreślić, że tworzenie podstaw teoretycznych, projektowych oraz technologicznych dla tej grupy maszyn było na początku wyzwaniem szczególnym dla nauki, biur projektowych oraz kadry inżynieryjno-technicznej i produkcyjnej zakładu. Wynikało to z dużego stopnia złożoności samej konstrukcji, braku tradycji i doświadczeń projektowych w kraju, przy jednoczesnym stałym wzroście wymagań energetyki w zakresie parametrów technicznych.

Jednymi z pierwszych odbiorców famakowskich ładowarek były elektrownie: Konin, Adamów, Pątnów. Pełna prezentacja ponad 60-letniego dorobku Famaku w zakresie maszyn przeładunkowych i systemów transportu ciągłego mogłaby zająć łamy całego wydania niniejszego numeru, a poniższe fotografie pozwolą czytelnikowi ocenić postęp w tej dziedzinie.

Zasadniczy rozwój urządzeń przeładunkowych, a w szczególności ładowarko-zwałowarek, ładowarek i zwałowarek koncentrował się na przestrzeni ostatnich lat nad optymalizacją konstrukcji nośnej, zastosowaniu najnowszej generacji napędów i układów przeniesienia mocy. Szczególnego podkreślenia wymaga wdrożenie najnowszych rozwiązań z dziedziny elektroniki, układów sterowania i napędu elektrycznego maszyn, co pozwoliło ich automatyzację, wizualizację oraz autodiagnostykę.

Po lewej: Ładowarka ŁWK-251 - jedna z pierwszych wykonanych w Famaku.
Po prawej: Ładowarko-zwałowarka ŁZKS 250.25/31.5 w Elektrowni Siersza S.A.

Interesującym przykładem może być wdrożenie ww. rozwiązań na ładowarko-zwałowarce ŁZKS-200.31.5, przekazanej do eksploatacji w ELCHO - Chorzów i obejmujące:

• układy sterowania oparte na sterownikach PLC,

• elektroniczne układy regulacji prędkości,

• pozycjonowanie mechanizmów całej maszyny,

• układy automatycznego podziału strugi węgla oraz automatycznej regulacji wydajności ładowania,

• autodiagnostykę oraz system telewizji przemysłowej monitorujący pracę koła czerpakowego.

Zastosowany na tej maszynie układ automatycznego podziału strugi węgla pozwala na uzyskanie zadanej wydajności strugi "wychodzącej" maszyny niezależnie od chwilowej wydajności przenośnika podającego, natomiast układ automatycznej regulacji wydajności ładowania pozwala na uzyskanie żądanych wielkości niezależnie od sposobu pracy operatora.

Ładowarko-zwałowarka ŁZKS-200.31.5 na składowisku węgla - ELCHO-Chorzów.

Innymi interesującymi rozwiązaniami nowoczesnych maszyn przeładunkowych są przekazane do eksploatacji w ostatnich latach przez Famak S.A. ładowarko-zwałowarki następującym odbiorcom: Elektrownia Kozienice S.A., Elektrownia Łagisza S.A., Elektrownia Siersza S.A. Ponadto Kopalnia Węgla Kamiennego "Ziemowit" jest odbiorcą ładowarki ŁWKS-250.20.

Ładowarko-zwałowarka ŁZKS-250.25/31.5 w Elektrowni ŁAGISZA S.A.

UKŁADY NAWĘGLANIA

Początkowo w pierwszych latach działalności Famak dostarczał głównie pojedyncze egzemplarze maszyn przeładunkowych, przenośników oraz dźwignic. Kolejnym etapem rozwoju było rozpoczęcie dostaw układów nawęglania dla energetyki.

W wyniku wieloletnich doświadczeń i współpracy z energetyką dopracowano się optymalnych rozwiązań układów nawęglania w odniesieniu do warunków lokalizacyjnych i wielkości bloków energetycznych. Powstały układy nawęglania z zastosowaniem maszyn przeładunkowych jednofunkcyjnych, oparte na rodzinie ładowarek typu ŁWKS i zwałowarek typu ZOS lub dwufunkcyjnych z ładowarko-zwałowarkami ŁZKS oraz maszynami na podwoziach gąsienicowych, np. koparki KWKG, zwałowarki ZGOT i przenośniki obrotowe POG. Szereg rozwiązań w minionych latach było przedmiotem eksportu do wielu krajów.

Nieodłącznym elementem każdego układu nawęglania są systemy przenośnikowe oraz węzły rozładunkowe wyposażone w wywrotnice wagonowe i wygarniacze kołowe.

Systemy przenośnikowe

Zadaniem systemów przenośnikowych jest wykonywanie transportu w zakładach przemysłowych, budownictwie, kopalnictwie przy wydobywaniu złóż minerałów oraz surowców do produkcji materiałów ogniotrwałych i budowlanych. Transport należy rozumieć nie tylko jako przenoszenie materiałów z miejsca na miejsce, lecz również wyładunek i załadunek, a także ważenie, składowanie i pakowanie.

Systemy przenośnikowe stanowią niezbędne połączenie w całym łańcuchu przeładunku materiałów sypkich. Niestety ich użycie powoduje pojawienie się określonych problemów. Systemy przenośnikowe pozwalają w sposób szybki i efektywny przetransportować w sposób ciągły tysiące ton transportowanego nosiwa, ale najważniejszym czynnikiem determinującym ich stosowanie jest odpowiedni wybór systemu w odniesieniu do transportowanego materiału.

Na przykład nosiwo pylące, musi być transportowane w ten sposób, aby zminimalizować emisję, czyli użycie zamkniętego systemu i komponentów, zapobiegających przedostawaniu się pylenia na zewnątrz układu. Istotnym elementem jest także to, żeby materiał nie został uszkodzony przez system przenośnikowy i system nie został uszkodzony przez materiał transportowany.

Ponadto, kiedy jest transportowany więcej niż jeden gatunek nosiwa przez ten sam system, konieczne jest zapewnienie jego czystości. Bezpieczeństwo oczywiście ma znaczenie strategiczne. Ponieważ przenośniki stanowią ważne ogniwo w łańcuchu procesów technologicznych i praca ich jest czynnością produkcyjną, powinny one funkcjonować równie dobrze, jak maszyny i urządzenia, w których te procesy się odbywają.

Ładowarko-zwałowarka ŁZKS-200.25/31,5 i fragment systemu przenośników z separatorem magnetycznym.

Dobrym można nazwać przenośnik, który:

• osiąga z pewną określoną rezerwą potrzebną wydajność normalną,

• cena jest umiarkowana, a utrzymanie nie kosztowne,

• ma dużą żywotność,

• zużywa stosunkowo mało energii do napędu,

• odznacza się dużą pewnością ruchu,

• odpowiada wymaganiom higieny i bezpieczeństwa pracy.

Najnowszym realizowanym układem nawęglania w oparciu o maszyny dwufunkcyjne była modernizacja w Zespole Elektrociepłowni ŁÓDŹ II S.A. Zakres prac obejmował dostawę kompletnego układu przenośników taśmowych, separatorów, układu sterowania i wizualizacji procesu oraz ładowarko-zwałowarek ŁZKS-200.25/31.5 i ŁZKS-200.18.

Ładowarki zgarniakowe

Ostatnie lata przyniosły również szereg interesujących rozwiązań w zakresie ładowarek zgarniakowych połączonych z układem przenośników taśmowych, które znalazły zastosowanie w branży energetycznej głównie w magazynach gipsu instalacji odsiarczania spalin.

Ładowarka portalowa w magazynie gipsu BOT ELEKTROWNIA OPOLE SA.

Ładowarki zgarniakowe są odpowiednim rozwiązaniem dla składowania m.in. różnego rodzaju materiałów sypkich lub kleistych, uformowanych także na oddzielnych składowiskach. Optymalnie wykorzystana jest przestrzeń magazynu, przyjmując załadunek z góry, pojemność składowiska w sposób łatwy i prosty może być zwiększana. Przy budowie osiągamy niski koszt początkowy.

Uzyskane referencje i niezbędne doświadczenia zaowocowały możliwościami eksportowymi. Aktualnie został zrealizowany kontrakt na kompletny system transportu i przeładunku siarki pastylkowanej dla odbiorcy z Iranu obejmujący: dostawę przenośników taśmowych, ładowarkę zgarniakową portalową i półportalową.

Ładowarka portalowa ŁZP-100.34 - projekt w realizacji.

Nabyte referencje pozwoliły na wygranie w ostatnim czasie następnego przetargu obejmującego układ transportu ciągłego z ładowarką zgarniakową ŁZP-100.34. Zadaniem układu będzie transport, magazynowanie oraz rozładunek nawozów sztucznych.

Przenośniki kieszeniowe

Postęp w dziedzinie przenośników kieszeniowych wpłynął znacząco na układy i systemy transportu ciągłego szczególnie tam, gdzie są wymagane duże kąty nachylenia przenośnika.

Jedną z głównych korzyści taśmy kieszeniowej jest to, że taśma bazowa mająca poprzeczne usztywnienia pozwala na przegięcia z poziomu do pionu i także do dowolnie różnych pochyleń bez jakichkolwiek ugięć i dużych promieni łuków. Sztywność poprzeczną taśmy uzyskuje się przez specjalną konstrukcję materiału taśmy z uwzględnieniem odpowiednich procedur wytwarzania. Dla wytrzymałości wymaganej taśmy powyżej 1.000 N/mm dodatkowo taśma jest usztywniania linkami stalowymi. Specjalna taśma bazowa jest zawsze nieodłącznym wyposażeniem tego typu przenośników, reprezentuje ona kompletny system wraz z pofałdowanymi ścianami bocznymi i klatkami.

Na górze: Przenośnik kieszeniowy w EC Dębieńsko.
Na dole: Przenośnik kieszeniowy w O/ZWR Polkowice - rejon Rudna.

Najnowsze zrealizowane przez Famak S.A. rozwiązania:

• Przenośnik kieszeniowy dla O/ZWR Polkowice - rejon Rudna, Q = 1200 t/h, wysokość podnoszenia 17,35 m, przenośnik pionowy.

• Przenośnik kieszeniowy dla EC Dębieńsko, Q = 100 t/h, wysokość podnoszenia ~16 m, przenośnik pochyły 45^o.

Przenośniki do transportu opon

Problemy ekologiczne w zakresie utylizacji zużytych opon pojazdów samochodowych były inspiracją we współpracy z przemysłem cementowym do budowy przenośników łańcuchowych hakowych przeznaczonych do pionowego transportu zużytych opon, a wchodzących w układ technologiczny ich spalania.

Przenośnik do transportu opon zastosowany w Cementowni Lafarge
i Cementowni Warta.

WĘZŁY ROZŁADUNKOWE

Transport kolejowy jest najbardziej rozpowszechnionym sposobem łączącym kopalnie i zakłady wydobywcze z zakładami przetwórczymi czy terminalami przeładunkowymi jako środek transportu materiałów sypkich, takich jak węgiel, ruda żelaza, czy inne.

Musi on zapewnić w sposób ekonomiczny i wydajnościowy przenoszenie tysięcy ton ładunku sypkiego na długich dystansach i w różnym terenie.

Kryteriom tym podlegają także urządzenia bezpośrednio współpracujące z nimi, pozwalające na opróżnianie wagonów z nosiwa oraz przenoszące je na przenośniki taśmowe odbiorcy. Klasyczny układ rozładunku wagonów oparty jest na wywrotnicy wagonowej współpracującej z wygarniaczem kołowym.

Wywrotnica wagonowa beczkowa

Wywrotnica ta dokonuje grawitacyjnego rozładowywania wagonów przez obrót wokół ich osi. Jest szczególnie korzystnym rozwiązaniem tam, gdzie przeszkody, takie jak budynki czy tory kolejowe ograniczają szerokość możliwą do obrotu i wyładunku materiałów, gdzie jest wymagany zrzut nosiwa bezpośrednio do leja zasypowego, bezpośrednio umieszczonego pod torami kolejowymi na wywrotnicy.

Wywrotnica wagonowa beczkowa.

Zakres ofertowy Famaku w dziedzinie wywrotnic

Referencje Famaku odnoszą się do wywrotnic typu beczkowego, o następujących parametrach: nośności: 90, 100, 130 ton, długości 13,9, 18,9 i 17 m. W oferowanych ww. wywrotnicach Famak S.A. oferuje:

• napęd obrotu: elektromechaniczny i hydrauliczny, bezpośredni na kołach atakujących lub przez wał pośredniczący, przeniesienie momentu obrotowego na tarczę: palczatka, zazębienie lub liny,

• mechanizm trzymania wagonów: hydrauliczny z osobnymi łapami i sprzęgniętymi, linowy,

• mechanizm hamowania wagonów: płozy hydrauliczne lub pneumatyczne.

Oferujemy także wywrotnice z mechanicznym rozwiązaniem mechanizmu trzymania wagonu.

Dopełnieniem kompleksowej oferty Famak S.A. w zakresie układów rozładowczych są bębny przejezdne kruszące, które mają za zadanie kruszenie zbrylonego materiału wyładowywanego z wagonu kolejowego. Bębny lokowane są na kracie zasypowej bezpośrednio pod wywrotnicą. Obecnie realizowany jest kontrakt na dostawę bębnów kruszących dla US Steel Koszyce - Słowacja.

Wygarniacze kołowe

Ważnym elementem w węźle rozładowczym łączącym wywrotnicę wagonową z systemem przenośników taśmowych są wygarniacze kołowe, których zasadniczą funkcją jest przeniesienie strumienia nosiwa pochodzącego z rozładowywanego wagonu na przenośnik taśmowy odbierający.

Wygarniacz kołowy WKH 1250 - EC Katowice.

Podsumowanie

Prezentując bogaty dorobek 60-letniego rozwoju technicznego maszyn produkowanych przez Fabrykę Maszyn i Urządzeń Famak S.A. należy wyrazić szacunek i podziękowanie dla przedstawicieli wielu pokoleń naszych odbiorców, których wiedza i doświadczenie było kluczowym wyznacznikiem kierunków naszego rozwoju technicznego.

Rozwój naszych wyrobów na przestrzeni 60. lat byłby niemożliwy bez udziału polskiej nauki i zaplecza badawczo-rozwojowego, które od 1945 r. tworzyło podwaliny nowoczesnej polskiej myśli inżynierskiej w dziedzinie maszyn dźwigowo-transportowych.

Wyrazy uznania i podziękowania za włożony wysiłek należą się również wielu pokoleniom Famakowców, których udział w rozwoju i produkcji maszyn w okresie ponad 60. lat był również niebagatelny, a także szerokiemu gronu osób współpracujących przez te lata z naszym Przedsiębiorstwem.

Marek Boroń
Dyrektor Biura Rozwoju i Sprzedaży Famak S.A.

Andrzej Chwał
Kierownik Zespołu