ПО «БелАЗ» создало и освоило производство 20 моделей карьерных самосвалов в диапазонах грузоподъемностью от 30 до 320 т, мощностью 265 – 2610 кВт и массой груженого самосвала 52,5 – 560 т. Могилевский автозавод создал 3 модели карьерных самосвала грузоподъемностью 23; 25 и 32 т.
Все модели белорусских карьерных самосвалов скомпонованы по классической схеме с жесткой рамой, передним расположением моторной установки и задним расположением самосвального кузова. На самосвалах ПО «БелАЗ» применяются двигатели Ярославского моторного завода, фирм Cummins и Deutz. На самосвалах Могилевского автозавода – только двигатели Ярославского моторного завода. На самосвалах грузоподъемностью 30 – 90 т применены гидромеханические трансмиссии с электрогидравлическим управлением, гидродинамическим тормозом-замедлителем. Трансмиссии оснащены полуавтоматическими системами управления скоростными режимами самосвала.
Рулевое управление – гидрообъемного типа с аварийным энергетическим источником. Рабочие тормоза – с раздельным приводом; для самосвалов серий 7540 и 7547 – колодочные барабанного типа с пневмоприводом; для самосвалов серий 7545 и 7557 – многодисковые маслоохлаждаемые для заднего моста и сухие дисковые для передней оси; для самосвалов серии 7555 – дисковые сухие. Стояночные тормоза установлены на ведущем валу главной передачи: колодочные – для самосвалов серий 7540, 7547 и 7555 и дисковые – для самосвалов серий 7545 и 7557. Тормоза-замедлители: для машин серий 7540 и 7547 – гидродинамические с электроуправлением на ведущем валу коробки передач; для серий 7545 и 7557 используются многодисковые маслоохлаждаемые тормоза задних колес и для серии 7555 – гидродинамический с электроуправлением, с ускоренным режимом срабатывания на ведущем валу коробки передач.
На самосвалах грузоподъемностью от 130 до 320 т
применены электромеханические трансмиссии 2-х типов: для самосвалов серий 7513 и 7530 – переменно-постоянного тока с тяговым генератором и 2-мя тяговыми электродвигателями с редукторами электромотор-колес; для самосвалов серии 7560 – переменного тока. Для этой категории самосвалов характерно жесткое соединение тягового генератора переменного тока с двигателем, монтаж тяговых электродвигателей в ступицах электромотор-колес, применение 2-рядных планетарных редукторов у электромотор-колес.
Популярная на российском рынке компания Caterpillar освоила широкий спектр карьерных автосамосвалов. Типоразмерный ряд включает 9 моделей в диапазонах: по грузоподъемности – 36 – 345 т, массе груженой машины – 71 – 624 т, мощности двигателя – 355 – 2513 кВт. Применяются V-образные двигатели собственного производства трех размерностей (по диаметру цилиндра и ходу поршня) с рабочим объемом 18 – 117 л. На самосвалах последних серий установлены двигатели с технологией ACERT, имеющие низкий уровень выброса токсичных веществ и дымности выхлопа, отвечающих третьему уровню международных требований по экологии выхлопных газов. Все двигатели имеют повышенный запас крутящего момента в пределах 20 – 30%.
На всех моделях самосвалов применены гидромеханические трансмиссии с планетарными коробками передач, переключением под нагрузкой, обеспечивающие получение от 6 до 7 передач переднего хода. Применение гидромеханических трансмиссий, особенно на самосвалах высокой грузоподъемности, компания обосновывает большим коэффициентом полезного действия – 0,82 – 0,85 против 0,76 – 0,79 у электроприводных трансмиссий, а также возможностью стабильной работы на уклонах до 15% против 5 – 7%. Для осуществления взаимосвязи работы двигателя и трансмиссии применен электронный канал передачи данных Cat Data Link. Эта система связи осуществляет регулирование числа оборотов двигателя во время переключения передач с целью снижения динамичности процесса, обеспечения плавности переключения и исключает возможность включения задней передачи при скорости движения свыше 4,8 км/час. Система исключает переключение коробки передач в нейтральное положение при скорости свыше 6,5 км/час, что защищает ее от возможности появления отказов при недостаточной смазке, а также включение передачи заднего хода, если кузов не установился в транспортное положение.
Наряду с отмеченным эта система защищает двигатель от работы вразнос путем перехода на повышенную передачу или рассоединения блокировочной муфты. Электронные блоки управления этой системы позволяют сохранять в базе данных выявленные рассогласования, что упрощает процесс определения неисправностей. Программное обеспечение (ЕТ) открывает доступ к диагностическим данным, обеспечивая их считывание и регистрацию (при использовании канала передачи данных Cat Data Link).
Система автоматического управления замедлителем (ARC) при работе под уклон автоматически поддерживает оптимальную частоту вращения двигателя. С помощью этой системы водитель, используя ручной замедлитель или педаль тормоза, может создавать добавочное тормозное усилие. Система регулирования тяги (TCS) управляет процессом буксования ведущих (задних) колес в плохих дорожных условиях. Применение системы ТCS позволяет увеличить среднюю скорость движения самосвала на 15% по сравнению со скоростью без применения этой системы.
Система подвески состоит из 4-х пневмогидравлических цилиндров с различной степенью упругости, которые поглощают ударные нагрузки, снижая динамику нагружения основной рамы.
Компания производит несколько видов кузовов для тяжелых условий горных разработок. Стандартным является двухскатный кузов, конструкция которого стабильно удерживает груз, имеет низкий центр тяжести и обеспечивает чистоту разгрузки. Этот вид кузова имеет U-образный профиль с углом наклона около 8 градусов, что способствует выравниванию груза в кузове. Передние и задние части кузова выполнены с наклоном, что обеспечивает удержание груза от просыпания при работе на крутых склонах.
Кузов с плоским днищем способствует повышенной износоустойчивости задней части. Передняя часть кузова имеет угол наклона до 12 градусов.
Кабина оператора цельнометаллическая, шумо- и теплоизолированная с широким обзором фронта работ. Кабина крепится к основной раме с помощью амортизаторов. Уровень шума, как правило, не превышает 78 дБА. Кабина двухместная с подрессоренным и регулируемым сиденьем кресельного типа для водителя и сиденьем для инструктора (ученика). Она оснащена обогревателем и кондиционером.
Кабина оснащена необходимыми органами управления, расположение которых и усилия по управлению полностью соответствуют требованиям международных стандартов ISO по условиям труда и безопасности. Система защиты оператора при опрокидывании машины (ROPS) органично встроена в каркас кабины. В кабине устанавливается комплексная система обработки основной информации (VIMS). Эта система контролирует работу самосвала и фиксирует основные параметры машины в масштабе реального времени. Составной функциональной частью системы VIMS является проведение контроля за реальной грузоподъемностью самосвала (TPMS). Объем памяти системы – 2400 циклов. Эти данные могут быть переданы во внешнюю компьютерную систему VIMS-PC, где используются в качестве исходных характеристик для последующего обобщения и анализа.
За последнее время компанией осуществлен большой комплекс работ по созданию новых и модернизации серийных карьерных самосвалов, направленный на дальнейшее их совершенствование, повышение уровня долговечности и эффективности, а также создание еще более комфортных и безопасных условий труда оператору. Проведенная модернизация была осуществлена в диапазоне грузоподъемности 36 – 90 т. Две самых малых модели 769D и 771D сменили новые машины 770 и 772, а в диапазоне грузоподъемности 54 – 90 т внедрена новая серия самосвалов F.
Японская компания Komatsu также хорошо известна на российском рынке строительного и горного оборудования. Типоразмерный ряд карьерных автосамосвалов включает 12 моделей в диапазоне грузоподъемности от 25 до 291 т. На всех моделях применены двигатели собственного производства, в основном, V-образного исполнения, оснащенные системами турбонаддува и промежуточного охлаждения. Komatsu использует в своих машинах системы ABS и ASR.
Кабина двухместная с термо- и шумоизоляцией, встроенными системами защиты ROPS/FOPS устанавливается на амортизаторах.
Самосвалы оснащаются системой фиксации и накопления данных о полезной нагрузке и режимах работы машины.
Семейство самосвалов Hitachi Construction Truck Manufacturing Ltd, выпускаемых серией EH, включает 13 моделей и охватывает грузоподъемность от 32,6 до 318 т. Самосвалы малой грузоподъемности 32 – 36 т оснащаются двигателями Volvo, грузоподъемностью 38 – 60 т – двигателями Cummins. Самосвалы более высокой грузоподъемности оснащаются V-образными 12- и 16-цилиндровыми двигателями фирмы Cummins и Detroit Diezel. На самосвалы грузоподъемностью до 100 т устанавливаются гидромеханические трансмиссии Allison с планетарными коробками передач. Самосвалы большей грузоподъемности имеют дизель-электрические трансмиссии переменного тока.
Динамический тормоз и электронная система управления и контроля Statex III, разработанная General Electric, включает контроллер скорости притормаживания, обеспечивающий постоянное плавное торможение самосвала и не допускающий повышения оборотов мотор-колес. Микропроцессор в системе переключения передачи автоматически выбирает необходимую передачу в зависимости от скорости движения, грузовой нагрузки и дорожных условий. По отдельной опции на самосвалы может быть установлена система контроля тягового усилия (ATC), предотвращающая буксование колес, основу которой составляют электронные устройства контроля частоты вращения передних и задних колес.
Кузова изготавливаются с горизонтальным расположением ребер жесткости, что способствует равномерному распределению нагрузок на металлоконструкцию.
Компания Terеx в секторе карьерных автосамосвалов выпускает 14 моделей машин, охватывающих диапазон грузоподъемности от 31,7 до 326 т. На всех моделях приоритетное применение получили двигатели Cummins и Detroit Diezel MTU.
Семейство карьерных самосвалов разделяется по типу трансмиссии. Машины грузоподъемностью до 100 т оснащаются гидромеханическими трансмиссиями Allison с планетарными коробками передач, обеспечивающими получение 5 – 6 передач переднего и 1 – 2 передач заднего хода. Самосвалы грузоподъемностью свыше 100 т оснащаются дизель-электрическими трансмиссиями на постоянном или переменном токе.
Применение электрических машин переменного тока существенно упростило привод, позволив отказаться от быстроизнашивающихся элементов (коллекторы, щетки и др.).
Фирма в своей производственной программе сохранила одну модель углевоза BD-270 грузоподъемностью 243 т и рабочей массой около 433 т. Мощность в зависимости от применяемой модели двигателя колеблется от 1193 до 1510 кВт. Углевоз создан по схеме с донной разгрузкой. Углевоз создан на базе и двухосного тягача со всеми ведущими колесами, к которому пристыкована с помощью седельного устройства одноосная грузовая тележка.
Компания Liebherr, также входящая в число крупнейших машиностроительных компаний, выпускает 4 модели карьерных самосвалов высокой грузоподъемности от 180 до 360 т, с двигателями мощностью 1343 – 2610 кВт с дизель-электрическими трансмиссиями постоянного и переменного тока. На этих машинах устанавливаются дизельные двигатели двух производителей – Cummins и Detroit Diezel MTU.
Силовой привод с дизельным двигателем, генератором и радиатором смонтирован на отдельной раме, позволяющей применять различные модели компонентов. Тяговые электродвигатели фирмы Liebherr представляют собой мотор-колеса пакетной структуры модульной конструкции. Трехфазный привод на переменном токе фирмы Siemens обеспечивает повышенный крутящий момент, транспортную скорость и упрощенную тормозную систему. Применение дизель-электрической трансмиссии на переменном токе позволило повысить динамическую тормозную мощность и управляемость электрической тормозной системой до рабочей скорости 0,8 км/ч. При понижении этой скорости применяется гидравлическая система тормозов. Система контроля позволяет водителю отслеживать все операции в режиме торможения.
Отдельный привод на каждую пару задних колес способствует лучшему приспосабливанию к неровностям трассы без потери контакта с ней при переезде через неровности высотой до 300 мм.
В конструкциях самосвалов моделей TI-272 и Т-282В фирмой был реализован принцип рационального перераспределения нагрузок по мостам, когда нагрузки на передний и задний мост стали приблизительно одинаковыми. Применение конструкции шаровой опоры наклонной рамы с двойным параллельно-шарнирным устройством в переднем управляемом мосту позволило обеспечить лучшую управляемость при поворотах и повысить ходимость шин.
На моделях самосвалов TI-272 и Т-282В в систему управления включена дублирующая система на случай аварийного отказа основной системы управления. Применены также раздельные гидравлические системы подъема-опускания кузова и рулевого управления с тормозной системой.
В механизме опрокидывания кузова самосвала Т-282В применена новая конструкция траверсы гидроцилиндра подъема кузова, которая позволяет сохранять достаточную жесткость и упругие свойства между траверсой и основной рамой кузова. Нагрузка передается через переднюю и заднюю подвески, что разгружает раму и способствует снижению ее металлоемкости.
Итальянская фирма Astra выпускает две модели карьерных самосвалов малого уровня грузоподъемности 28 и 32 т. На этих машинах применены двигатели Iveco Cursor 10F3A мощностью 260 и 280 кВт, гидромеханические трансмиссии фирмы Allison с планетарными коробками передач, обеспечивающими получение 6 передач переднего и
1 передачи заднего хода. Двигатели оснащены топливной системой, позволяющей регулировать процесс сгорания топлива, чем достигается экологичность выхлопа, которая удовлетворяет международным требованиям 3-го уровня по токсичности и дымности выхлопа. Тормозная система оснащена дисковыми тормозами, работающими в масляной ванне. Обе модели близки по своим характеристикам, имеют одинаковый размер колесной базы – 3,65 м.
В последнее время появилась информация о том, что к производству карьерных самосвалов приступила норвежская фирма Aveling Barford, освоившая выпуск карьерного самосвала грузоподъемностью 42 т. На машине применен 6-рядный двигатель Cummins рабочим объемом 15 л, установлена гидромеханическая трансмиссия Allison с блокируемым гидротрансформатором, обеспечивающая получение 6 передач переднего и 2 передач заднего хода. Колея – 2670 мм. База – 3470 мм.
Другой фирмой, создавшей семейство карьерных самосвалов из 5 моделей грузоподъемностью от 30 до 95 т, является итальянская компания Perlini. На этом семействе самосвалов применены двигатели Detroit Diesel MTU в 6-рядном исполнении с рабочим объемом 12,7 – 14 л, V-образные в 12- и 16-цилиндровом исполнении с рабочим объемом 23,9 и 31,9 л. Трансмиссии – гидромеханические фирмы Allison со встроенным гидравлическим замедлителем.
В дополнение к изложенному необходимо отметить, что американской фирмой Kress сохранено производство самосвала-углевоза 200СII с донной разгрузкой. Он оснащается дизельным двигателем Caterpillar мощностью 1197 кВт, гидромеханической трансмиссией с блокируемым гидротрансформатором, позволяющей получать 6 передач переднего и 1 передачу заднего хода. Углевоз имеет пневмогидравлическую подвеску. Грузоподъемность – 220 т, емкость кузова (с «шапкой») составляет 228 куб. м. Компоновка выполнена с большой колесной базой. Передний и задний мосты имеют по 4 колеса, которые объединены в две пары (по 2 колеса в паре). Ведущие колеса передние, поворачивающиеся на угол до
85 градусов к продольной оси машины.
Представляют определенный интерес результаты анализа мирового парка большегрузных (грузоподъемностью свыше 90 т) карьерных самосвалов, опубликованные в журнале Mining Magazine за апрель 2006 года. Анализ, выполненный фирмой Parker Bay, показал, что общий парк на конец 2005 года превысил парк конца 2003 года на 22%
(15 247 штук против 12 492 штук). Распределение парка на конец 2003 года по уровням грузоподъемности составило: 90 – 110 т – 40%; 140 т – 14%; 154 –
190 т – 23%; 220 т – 19%; 290 т – 4%. Аналогичное распределение парка на конец 2005 года составило: 90 – 110 т – 42%; 140 т – 13,5%; 154 – 190 т – 20,5%; 220 т – 19%; 290 т – 5%. Таким образом, за период 2003 – 2005 гг. возросли доли в парке самосвалов грузоподъемностью 90 – 110 т и 290 т, снизилась доля самосвалов грузоподъемностью 154 – 190 т, сохранились на уровне 2003 года доли самосвалов грузоподъемностью 140 т и 220 т.
Валерий Ковригин
http://www.spec-technika.ru/index.php?page=issue&pid=100775&sub=100005&item=100781
http://www.spec-technika.ru/index.php?page=issue&pid=100775&sub=100005&item=100781
Комментариев нет:
Отправить комментарий