卡特彼勒南密尔沃基电铲制造130年发展纪实

1893 年， 比塞洛斯蒸汽铲和挖泥公司(Bucyrus Steam Shovel and Dredge Company)在威斯康星州南密尔沃基开设了一家新的制造工厂，以改进和扩大其生产设施。自历史上的这一时刻以来，南密尔沃基的管理决策和生产的设备不仅改变了建筑业和采矿业，而且改变了历史的进程。

施工现场

1900 年代初期，比塞洛斯生产的设备是当时大型挖掘项目的主要贡献者。“挖泥机是加州淘金热的一部分，蒸汽铲是广阔的梅萨比铁矿区的一部分，”Cat 电铲 (ERS) 商务经理 Shawn Paap 说道。“纽约州驳船运河扩建项目是 1902 年至 1912 年间美国最大的土方工程，也使用了比塞洛斯挖泥机。该公司的 40 至 50 吨蒸汽动力铲在人类历史上最激动人心的工程之一巴拿马运河的建设中发挥了重要作用。在项目过程中，使用了 77 台南密尔沃基生产的蒸汽铲来修建运河。

与比塞洛斯传统公司 Marion Steam Shovel Company 生产的蒸汽铲结合，该项目使用的 102 台蒸汽铲中有 101 台来自比塞洛斯。第二次世界大战期间，欧洲对挖掘机的需求达到了空前的水平，1942 年至 1945 年间，该公司几乎 100% 的全部产量都投入到了战争中。战后，该公司启动了一项耗资 200 万美元的项目，旨在将工厂产能提高 20%。到 20 世纪中叶，比塞洛斯已成为一家产品范围不断扩大的全球性公司，已在超过 166 个国家生产和使用了 74,000 多台比塞洛斯机器。

历史上的#METS，大型挖掘设备在欧洲二战战场

将生产转移到南密尔沃基战略的核心是提高其核心大型机械（如钢丝绳电铲和吊斗铲）的制造效率。在过去的 130 年里，该工厂生产了 32,000 多台机器，直到今天，该工厂仍在生产大型 Cat 电铲。

当今用于采矿业的 Cat 7495 和 7495HF 型号的历史起源于铁路铲。1882 年至 1930 年间，生产了超过 1,850 台铁路铲。按照今天的标准，那些最初的模型是不可移动的，需要在轨道或滚轮上推动。这种移动大型机器的手动过程无法满足采矿的效率需求。源自南密尔沃基工厂的一系列早期创新有助于提高绳铲的效率和耐用性。蒸汽动力铲借鉴了卡特彼勒 20 年代的技术，采用履带式旋转皮带，显着提高了机动性。在 20 世纪 30 年代之前，整个绳铲结构都是铆接的，但这些铆钉被焊接所取代，以提高耐用性。  

一个世纪的电动绳铲和行业的重大转变是从蒸汽动力转向电力。早在 1917 年，比塞洛斯就在 100 多年前率先使用电力作为动力源。1919 年新型直流电力系统的出现，迎来了当今现代 ERS 设计的起步阶段，以及从蒸汽动力到电力的转变于1939年完成。“随着当今采矿业越来越注重设备电气化，以减少碳排放并提高效率，卡特彼勒很自豪能够成为数十年来电气化产品的领导者，”卡特彼勒产品价值流经理 Flor Rivas 说道。

机器设计从基本的直流驱动系统转变为简单得多的交流电动机，为比塞洛斯和整个行业带来了革命性的变革。“与直流电机相比，交流驱动电机更简单、使用寿命更长、需要的维护更少、工作速度更快、效率更高，并且功率更大，”Cat 电铲技术专员 Mike Haws 说道。“绝缘栅双极晶体管 (IGBT) 无熔断器技术的引入导致了数字栅极关断 (GTO) 系统的发展。20 世纪 70 年代与西门子的合作使比塞洛斯处于交流驱动技术的前沿，将驱动系统的可用性提高到 99%。”

Cat 收购 Bucyrus-卡特彼勒收购比塞洛斯

自 Caterpillar 于 2011 年收购 Bucyrus 产品线以来，卓越的 ERS 产品通过使机器更安全、更易于访问和维护、在极端条件下表现更好、高效集成技术并交付更高的可用性。卡特彼勒在收购后不久就推出了液冷运动调节柜，以更有效地散发电气部件产生的热量。这使得该全球产品能够在-40℃至50℃的极端温度和海拔达到5250米的情况下可靠运行而无需降额。该公司还推出了更快的推进转换开关，将滞后时间缩短了 70%，从而提高了生产率。

在深入研究了不同技能水平的操作员的习惯后，Caterpillar 于 2016 年推出了操作员辅助 – 增强型运动控制 (EMC)，这是其针对 Cat 7495 系列铲斗的首个技术进步包。这项创新提供了机器保护并简化了操作，从而延长了使用寿命并提高了运行效率。提高生产力。为了保护铲斗，当操作员试图将铲斗摆动穿过斜坡时，软件会自动限制摆动力。它还可以保护人群绳索和制动器，并防止动臂顶升情况，从而提高机器循环时间和生产率。

如今，更多用于提高效率和降低成本的 ERS 技术正在以更快的速度推出。今年，卡特彼勒针对 ERS 型号推出了两种新技术包——集成技术包 (ITP) 和操作员辅助包 (OA)。ITP 及其模块消除了对一次性技术包中额外的驾驶室内显示屏的需求，成为推出当前和未来技术的基础。它还提供 Cat MineStar Solutions 操作技术的无缝集成和更快安装，有助于跟踪、监控和管理铲车。OA 提供更先进的机器保护和操作简单性。它采用激光雷达视觉系统（类似于自动采矿卡车上的技术）来扫描铲斗的前部，有助于避免铲斗和机器之间的意外碰撞。

Cat ERS 型号自收购以来，Caterpillar 已在南密尔沃基生产了 200 多台 120 吨容量的 ERS 型号，最初以 Bucyrus 名义生产，现在更名为 Caterpillar。当今 Cat 7495 铲的平均使用寿命为 20 年，机器在世界上一些最恶劣的操作条件下工作，从加拿大的油砂到年平均降雨量不到 24.5 毫米的干旱智利沙漠。

从 1990 年到 2022 年，大约 237 台机器（Bucyrus 495 和 Cat 7495 系列）已经搬运了超过 1050 亿吨物料。如果使用重达 364 吨的 Cat 797 矿用卡车运输这一数量，则考虑到 2.88 分钟的循环和卡车定位时间，将产生 2.901 亿次卡车的装载量，并且需要超过 1390 万小时才能完成。

“我们对南密尔沃基的悠久传统感到自豪，该地区生产的设备电铲和吊斗铲在过去 130 年里对全球市场产生了影响，而且才华横溢、敬业的团队延续了 Cat 生产和支持方面的卓越传统”卡特彼勒南密尔沃基工厂经理杰里米·尼登斯 (Jeremy Niedens) 说道。