Конструкторский и технологический отделы на Карпинском электромашиностроительном заводе были организованы с момента основания. В 2015 году эти подразделения объединены в конструкторско-технологический отдел. С тех пор единая команда инженеров разрабатывает и внедряет в производство все новые проекты, а специалисты цехов воплощают задумку в реальность. В связи с общей тенденцией развития горнодобывающей отрасли, внедрения в главных приводах экскаваторов двигателей переменного тока и в связи с расширением линейки асинхронных электродвигателей на предприятии был создан отдел машин переменного тока.
Над чем же конкретно работают заводские инженеры-конструкторы сегодня? Об этом рассказывают главный конструктор завода - начальник конструкторско-технологического отдела Олег Владимирович Моор и начальник отдела машин переменного тока Денис Алексеевич Игнатьев.
– Мы работаем в определенном рыночном сегменте. Основных направлений работы два: первое – модернизация серийно выпускаемой продукции, второе – разработка совершенно новых изделий, востребованных нашими потенциальными партнерами, – говорит Олег Моор. – Кроме того, используя наши технологии, разработки, оборудование и опыт, мы ведем активную работу по освоению новых рынков, где ранее наша продукция не была представлена.
Как поясняют специалисты, в последние годы произошло радикальное изменение в применении электромашин – на смену машинам постоянного тока приходят другие, где используется переменный ток.
Эльмаш на протяжении всей своей истории широко представлен на рынке производителей машин постоянного тока для горнодобывающей отрасли. История завода начиналась с изготовления генераторов малой мощности, в дальнейшем была освоена широкая линейка генераторов и двигателей постоянного тока мощностью от 15 до 1250 кВт. В советские годы Эльмаш полностью закрывал потребность в генераторах для экскаваторов таких гигантов отрасли как «ИЗ-КАРТЭКС им. П.Г. Коробкова» (г. Колпино Ленинградской области), «Уралмашзавод» (г. Екатеринбург) и «Новокраматорский машиностроительный завод» (Украина). Сотрудничество с двумя российскими производителями продолжается и сегодня, в том числе, и в сфере машин переменного тока.
– Век машин постоянного тока позади. У таких машин есть свои плюсы и минусы. Данные машины отличает простота управления. Но при этом они сложны в обслуживании, в процессе эксплуатации за ними нужен очень тщательный уход, – поясняет Олег Владимирович. – Раньше за каждым экскаватором были закреплены машинист, непосредственно работающий на нем, и помощник машиниста, который занимался обслуживанием машины. Сейчас машинисты переквалифицировались в операторов (на них возложено управление экскаватором, а вот материальную часть они знают значительно хуже), а помощники машинистов почти исчезли из штата горнопромышленных предприятий, в лучшем случае один такой специалист обслуживает сразу по 2-3 машины. В связи с этим выполнять требования руководства по эксплуатации становится все сложнее и сложнее.
В последние пять лет на предприятии освоена целая линейка двигателей переменного тока: двигатели типа ДАТВ(М), ДАКВ(М), ДАРВ во взрывозащищенном исполнении мощностью до 315 кВт для самоходных вагонов и шахтного оборудования, серия двигателей ДАЭ(В) мощностью от 100 до 1000 кВт для главных приводов экскаваторов.
Почему раньше не применялись машины переменного тока? Потому что уровень развития технологий не позволял создать электронную базу, которая давала бы возможность управлять этой машиной: требовались громоздкие и дорогие высокочастотные преобразователи. На сегодняшний день уровень развития электроники легко решает данную проблему. Шкафы управления стали компактными и относительно недорогими.
– Стоимость комплекта привода переменного тока по сравнению с комплектом привода постоянного тока выше, но в процессе его эксплуатации появляются несомненные плюсы: экономия электроэнергии, более легкое обслуживание, отсутствие трущихся, изнашиваемых деталей, которые требуют замены. При своевременном обслуживании экскаваторный привод прослужит без ремонта долгие годы, – говорит главный конструктор.
Насколько сложны современные электрические машины? Представьте себе экскаватор с ковшом, способным поднять за один раз 20 кубических метров руды (а то и 35 кубометров), а затем переместить в нужное место. Поэтому и двигатели для них проектируются такие, что способны работать с большими перегрузками. Для слаженной работы механизмов экскаватора поставляется комплектный привод, состоящий из системы управления и 9-ти двигателей, каждый из которых отвечает за собственное направление работы, и в зависимости от этого имеет соответствующую мощность и конфигурацию: два двигателя «хода», четыре двигателя «поворота», один двигатель «напора» и два двигателя «подъема».
Разработка конструкторской документации на двигатели к комплектному приводу экскаватора ЭКГ-20 велась в тесном сотрудничестве с разработчиком системы управления. Была создана математическая модель – привод показан в виде алгоритма со своими параметрами. ОАО «КЭМЗ» поставил ПАО «Уралмашзавод» шесть таких комплектных приводов для экскаватора ЭКГ-20. Более амбициозным проектом предприятия является разработка комплектного привода для экскаватора ЭКГ-35.
Карпинское сердце «БелАЗа»
Одной из последних новинок является тяговый двигатель постоянного тока ДПТ 590, который предназначен для 130-тонного автосамосвала «БелАЗ».
Для испытаний в Кемеровскую область были отгружены три таких двигателя: два основных и один резервный.
– Монтаж двигателей был произведен в присутствии заводских специалистов. Все работы велись в полевых условиях – прибыл самосвал, с него сняли старые двигатели и установили двигатели нашего производства, затем «БелАЗ» был запущен в работу, – говорит Олег Владимирович, который лично принимал участие в испытаниях. – Мы вели мониторинг работы самосвала с двигателями КЭМЗ. Замечаний от эксплуатационщиков не было, а ведь «БелАЗ» отработал почти год, пройдя более 60 тысяч километров.
Промышленные испытания двигателя ДПТ-590-2. С 11 июля по 26 декабря 2019 года они проходили в ЗАО «Шахта Беловская» Кемеровской области, а с 9 января по 23 апреля 2020 года – в АО «УК «Кузбассразрезуголь» на Бачатском угольном разрезе Кемеровской области. Фото предоставлено ОАО «КЭМЗ».
Таким образом, данный двигатель успешно прошел полный цикл промышленных испытаний и получил положительные отзывы с мест эксплуатации.
На сегодняшний день на заводе проведена подготовка производства для его серийного выпуска.
А как работает двигатель «БелАЗа»? Дизельный двигатель, установленный в самосвале, вращает генератор, который вырабатывает электрический ток, подающийся на двигатели ДПТ 590, а те, в свою очередь, передают вращение на два задних колеса.
У Эльмаша имеется долгосрочная перспектива производства двигателей для карьерных самосвалов. Предприятие готово расширить линейку аналогичных двигателей и предложить условия, которые заинтересуют потенциальных покупателей.
Крупномасштабные перспективы
– Используя наши возможности по частотному регулированию, мы спроектировали новый асинхронный двигатель ДАТВМ-85, – рассказывает Денис Игнатьев. – Для ЧПУП «Завод горного машиностроения» объединения «Нива» (Республика Беларусь) нашим предприятием были поставлены два опытных образца. И заказчик остался ими доволен.
Еще одним весьма перспективным и заманчивым направлением является производство двигателей для тяговых агрегатов НП-1 (так называются электровозы, используемые в карьерах).
В данном направлении ОАО «КЭМЗ» работает с НПП «Горизонт» (г. Екатеринбург). Карпинцев пригласили разработать асинхронный тяговый частотно-регулируемый двигатель, который планируется устанавливать при глубокой модернизации карьерных электровозов. Суть модернизации заключается в замене привода постоянного тока на привод переменного тока.
– Мы провели расчеты и уверены, что сможем эту задачу выполнить, – поясняет Денис Игнатьев. – Само ядро машины переменного тока мы создадим с «нуля», затем оно будет интегрировано в имеющийся корпус.
Люди завода
Олег Владимирович Моор, главный конструктор - начальник конструкторско-технологического отдела
Денис Алексеевич Игнатьев, начальник отдела машин переменного тока
Еще будучи студентом Олег Моор проходил на электромашиностроительном заводе производственную практику. Окончив УГТУ-УПИ по специальности «электромеханик», в 1997 году пришел работать на завод. Начинал инженером-конструктором, потом был назначен заместителем главного конструктора, а с 2008 года является главным конструктором предприятия.
– Из семьи на заводе работала только мама, правда, совсем недолго, – рассказывает Олег Владимирович. – А мои дед, дядя и двоюродный брат – все горняки. Так и получилось: они работали на экскаваторах, а я занимаюсь проектированием электрических машин для этой техники.
Денис Игнатьев пришел в ОАО «КЭМЗ» в 2016 году с другого предприятия и вновь образованный отдел машин переменного тока возглавил в 2018 году.
Работа коллективов отделов единой командой позволила в короткие сроки реализовать ответственный проект – комплектный привод переменного тока для экскаватора. Опытные специалисты помогают молодым коллегам осуществить свои идеи, стать высококвалифицированными конструкторами, которым по плечу решение любых задач.
Историческая справка
Строительство завода – основные вехи
Май 1960 г.
Проектным институтом «Уралгипрошахт» разработано проектное задание, которым предусматривалось размещение строящегося завода на территории промплощадки бывшего энергоуправления с прирезкой территории в сторону города.
В соответствии с решением Карпинского горисполкома общая площадь заводской территории утверждена в размере 18,2 га.
10 мая 1961 г. состоялось заседание технического совета, на котором рассматривалось проектное задание. В работе приняли участие члены технического совета завода, представители горкома КПСС и проектного института. Проектное задание было согласовано и утверждено с некоторыми замечаниями и дополнениями по объектам соцкультбыта.
Производственные площади основного и вспомогательного производства в соответствии с проектом предусматривалось разместить в 12-ти основных и вспомогательных цехах, кроме объектов складского и энергетического хозяйства.
В целях сокращения площади застройки и заводских коммуникаций, уменьшения расстояния перевозок, а также стоимости строительства, проектное задание предусматривало максимальное блокирование цехов и объектов с учетом применения типовых проектов. Практически все производство планировалось разместить в двух сблокированных корпусах – главном и вспомогательном.
В мае 1961 г. строители треста «Базстрой» установили первую колонну главного корпуса. Под фундамент колонны была положена памятная капсула. С этого дня началось строительство. В первую очередь строился сварочно-заготовительный цех площадью 6 тыс. кв. м. Одновременно началось строительство заводской котельной с котлами ДКВР-10. Общая мощность первой очереди котельной предусматривала 30 т пара в час.
1964 год
Сданы первые мощности строящегося завода – сварочно-заготовительный цех. Данная площадка определяла мощность завода по выпуску крупных электрических машин в количестве 100 штук.
1965 год
В строй вступили следующие два пролета главного корпуса. Переведены на новые площади механический и штамповочный цеха (общей площадью 6,8 тыс. кв. м), бытовые помещения, столовая на 250 посадочных мест и подстанция № 6-БИС.
1966 год
Заканчивается строительство 5-6 пролетов главного корпуса (сборочный цех площадью 6210 кв. м), склада металла и заготовок. Вводится в эксплуатацию третий котел ДКВР на 10 т пара в час. – тем самым окончено строительство первой очереди котельной.
1968 год
Реконструкция и строительство завода продолжались. Весной строители закончили монтажные работы и сдали в эксплуатацию два пролета вспомогательного корпуса, склад готовой продукции (поперечный пролет), склад металла и заготовок.
1970 год
Построен главный корпус в 7 пролетов и вспомогательный корпус.
1975 год
Сданы в эксплуатацию цех по выпуску масляных выключателей, ремонтно-механический участок, воздушная компрессорная, склад лакокрасочных материалов.
1978 год
Построены гальваническое отделение, очистные сооружения, центральная заводская лаборатория.
По мере ввода в эксплуатацию производственных площадей увеличивалась мощность завода и объем выпускаемой продукции. К 1983 году строительство завода было закончено. Основное и вспомогательное производство к этому времени состояло из 17 цехов и участков.
Первые товары народного потребления – люстры
1963 год был знаменателен тем, что, несмотря на организационные и технологические трудности в освоении электромашинного производства, коллектив изыскал возможность организовать производство товаров народного потребления. Руководство завода Мендельзон Л.М. и Рожков Е.К. собрали группу инженеров и поставили перед ними задачу: в течение 3-х месяцев разработать конструкцию и технологию изготовления электроосветительных люстр на 3-5 ламп. На первый взгляд, это изделие особой сложности не представляло. В процессе подготовки выяснилось, что все не так просто: на заводе не было опыта штамповки с глубокой вытяжкой, работы с пластическими массами, гальваники.
Но решение о производстве товаров народного потребления было принято, и нужно было претворять его в жизнь. Специалистами завода: главным технологом Горбуновым А.Г., начальником изоляционного цеха Дюльдиным Ю.В. был организован простейший участок гальванопокрытий с 4-мя ваннами в бывших подсобных помещениях изоляционного цеха.
Трудный и тяжелый путь прошел коллектив по освоению блестящего анодирования алюминиевых деталей электроосветительных люстр. В выпуске товаров народного потребления принимали участие практически все, но особенно много труда было вложено Камалягиным Н.М., Толстовой Г.В., Магель А.И., Рачевым Л.П. и др.
Всего за 1963 год было изготовлено и отправлено в торговлю 10 032 люстр.