Характеристика дорог и подвижного состава карьерного автотранспорта - Карьерный автотранспорт

На отечественных карьерах и за рубежом автотранспорт используется как в качестве основного, так и в сочетании с железнодорожным, конвейерным, скиповым и другими видами транспорта.

Карьерные автодороги. Эффективность работы автотранспорта на карьерах в значительной степени определяется состоянием и качеством автодорог. По условиям эксплуатации автодороги на карьерах делятся на стационарные и временные. Стационарные автодороги, сооружаемые в капитальных траншеях, на поверхности и на соединительных транспортных бермах на длительный срок, имеют, как правило, дорожное покрытие и двухполосное движение. Временные дороги (на уступах и отвалах) периодически перемещаются вслед за продвиганием фронта работ и, как правило, не имеют дорожного покрытия.

Ширина проезжей части автодороги зависит от габаритов подвижного состава, скорости движения, числа полос движения. Ширина проезжей части двухполосных дорог для автосамосвалов грузоподъемностью 27-40 и 75-120 т составляет 13-15 и 20-25 м соответственно. На кривых малого радиуса ширина проезжей части увеличивается в зависимости от радиуса кривой. Ширина обочины составляет 1 - 2 м.

Подвижной состав автотранспорта должен обладать повышенной прочностью, маневренностью и проходимостью, преодолевать значительные подъемы и уклоны и обеспечивать быструю механизированную разгрузку. В зависимости от конструктивного исполнения подвижной состав карьерного автотранспорта можно разделить на 2 группы: автосамосвалы и полуприцепы. Автосамосвалы - это машины с кузовом, расположенным на раме. Разгрузка автосамосвала производится в основном опрокидыванием назад. У полуприцепа кузов выполнен отдельно от тягача и соединяется с ним специальным прицепным устройством. Полуприцепы имеют одну или две ходовые оси и могут быть с задней, боковой и донной разгрузкой. Основные их преимущества по сравнению с автосамосвалами - большая грузоподъемность, меньшие расход горючего и эксплуатационные затраты. Однако область применения полуприцепов ограничивается лишь дорогами без подъемов или с небольшим подъемом (до 30‰) из-за меньшей маневренности и меньшей удельной мощности двигателя.

Основными параметрами карьерных автосамосвалов являются грузоподъемность, мощность двигателя, объем кузова, колесная формула и минимальный радиус поворота.

Колесной формулой называется цифровое обозначение числа колес автосамосвала (например, 42). Первая цифра колесной формулы показывает общее число колес, вторая - число ведущих колес. [1]

На карьерах наибольшее применение получили автосамосвалы типа БелАЗ, Liebherr, Kress, Komatsu, Caterpillar, Euclid-Hitachi и Terex.

Устойчивая тенденция нарастания глубины карьеров при соответствующем увеличении плеча откатки предопределили стратегическое направление в развитии карьерного автотранспорта - переход на увеличение производства автосамосвалов особо большой грузоподъемности.

Учитывая эту тенденцию, "БелАЗом" разработан и испытывается 280-тонный автосамосвал БелАЗ-75501 со 165-литровым низкоскоростным локомотивным дизелем мощностью 2317 кВт. Особенностью БелАЗ-75501 является колесная формула 4х4 и шарнирно-сочлененная рама.

В настоящее время "БелАЗом" начаты работы по созданию карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией переменно-переменного тока на шинах 55/80 R63, БелАЗ-7570 грузоподъемностью 420-450 т с колесной формулой 4х4 и двумя дизель-генераторными установками мощностью по 2700 л. с. каждая и автосамосвала с колесной формулой 4х2, с дизель-генератором мощностью 4000 л. с., грузоподъемностью 280-320 т.

Таблица 2 - Группировка по грузоподъемности автосамосвалов ведущих мировых фирм

Фирма	Грузоподъемность, т
30-50	51-70	71-113	120-136	140-170	170-197	200-238	270-290	300 и более
БелАЗ	7528 7540 7548 75473	7555А	7549	7512 7514 75131	75215	75303	75501	7570
Komatsu	HD325-6 HD405-6	210M HD465-5 HD605-5	330M HD785-5 HD985-5 445E	HD1200-1 HD1200-1D HD1200M 510E	530M HD1600M	630E 685E 730E	830E	930E	-
Caterpillar	769D 771D	773D 775D	777D	785B	789B	793C	-	797
Euclid	R32 R36 R40 R50	R65	R85	R130	R150	R170 R190 R220	R260	-	-
Unit Rig	-	-	MT3000	MT3300	MT3600B	MT3700B	MT4400	MT4800	MT5500
Kress	-	-	CH160 CH180	-	CH200 CH220	CH300	-	CH300	-
Liebherr	-	-	-	-	-	T252	T262	T272	T282

Кроме того, в соответствии с запросами промышленного строительства и предприятий промышленности строительных материалов, разрабатывающих полезные ископаемые карьерами малой и средней производительности, на заводе с 2002 г. организуется промышленный выпуск шарнирно-сочлененных автосамосвалов БелАЗ-7528 грузоподъемностью 36 т.

Карьерные автосамосвалы из типоразмерных рядов, освоенных ведущими мировыми фирмами, можно условно разделить на девять основных групп (таблице 2).

Как видно из таблицы 2, только четыре мировых концерна - Komatsu, Caterpillar, Euclid-Hitachi и Terex, производят полный ряд карьерных автосамосвалов, охватывающий диапазон грузоподъемности от 30 до 300 т. Kress наладил выпуск ряда автосамосвалов, начинающегося с грузоподъемности 109 т, а фирма Liebherr - грузоподъемностью от 150 до 327 т. Все выпускаемые в мире карьерные автосамосвалы, за редким исключением, выполняются на жесткой раме.

На карьерных автосамосвалах применяется два типа трансмиссии: гидромеханическая и электрическая. Автомобили грузоподъемностью от 30 до 75-80 т, как правило, оснащаются гидромеханической трансмиссией. Исключение составляют автосамосвалы фирмы Caterpillar, имеющие, вплоть до грузоподъемности 300 т, полностью механическую трансмиссию.

Анализ показывает, что современной тенденцией развития карьерного автотранспорта следует считать динамичный темп нарастания его грузоподъемности, сдерживаемый мощностью двигателя и несущей способностью применяемых шин. Карьерные серийные автосамосвалы Terex грузоподъемностью 300 т, в конструкцию которых вложены все достижения в области проектирования и технологии производства уникальных транспортных средств для открытых горных работ, впервые появились на рынке в 1998 г. Второй фирмой, создавшей 300-тонный автосамосвал, стала Komatsu Mining Sistems (KMS). Первые ее автосамосвалы модели 930Е начали работать на карьерах США, а к настоящему времени в эксплуатации находятся уже более 100 машин этой модели. Применение низкопрофильных шин 50/90R57 позволило поднять грузоподъемность 930Е с 270 до 290 т. На машинах этой модели используется трехфазный привод на переменном токе фирмы SIEMENS. На базе 930Е одна из компаний сделала углевоз, увеличив кузов до объема 330 м3 (с "шапкой") против стандартного (с "шапкой") 184 м".

Фирма Euclid произвела более 20 автосамосвалов R260, которые сегодня используются в Австралии, Канаде и США. Все автосамосвалы Euclid, работающие на карьерах мира, оснащены системой привода на постоянном токе фирмы General Electric, ограничивающей максимальную грузоподъемность машины 238 тоннами. Сегодня Euclid работает над созданием модели с приводом на переменном токе фирмы Siemens.

Caterpillar готовит к серийному выпуску модель Cat-797 грузоподъемностью 324 т, эксплуатационной массой 558 т, с кузовом вместимостью 220 м3, на шинах 55/80R63. На автосамосвале установлены двигатели 3524BLS мощностью 2535 кВт с электронной системой управления и четырехстадийным турбонадду-вом. Особенность автосамосвала - семискоростная, запатентованная фирмой, коробка передач и механическая система управления. Рабочие тормоза у Cat-797 - многодисковые с масляным охлаждением на каждом колесе, а для замедления скорости движения машины под уклон применен сложный гидродинамический тормоз-замедлитель, аналогичный карьерным автосамосвалам небольшой грузоподъемности.

Наряду с созданием модели Cat-797, были значительно модернизированы основные модели и освоен выпуск автосамосвалов новой серии "С" (взамен серии "В"): Cat-785C и Cat-7890 грузоподъемностью 136 и 177 т, соответственно.

Фирма Hitachi Construction Machinery производит автосамосвалы грузоподъемностью от 29 до 254 т (модель R280). Новая серия "С" машин этой компании характеризуется увеличенной на 20% производительностью, благодаря более высоким скоростям рабочего движения и, вместе с тем, укороченного тормозного пути при движении под уклон.

Автосамосвалы Unit Rig имеют укороченную колесную базу. Основные преимущества этих машин обеспечиваются конструкцией главной рамы, состоящей из прямых продольных балок увеличенного сечения и поперечных трубчатых балок. Все новшества, введенные в конструкцию рамы, позволяют гарантировать ее работу без поломок в течение не менее 40 тыс. часов. Конструкция переднего моста, запатентованная фирмой, обеспечивает постоянное совмещение передних шин и большой срок их службы.

Применение специальных сортов стали и запатентованной фирменной конструкции днища кузова (типа "плавающие балки") позволило снизить рабочие нагрузки на элементы кузова и увеличить срок его службы.

Особое внимание уделено кабине, оборудованной встроенной системой безопасности водителя на случай опрокидывания автосамосвала. Передний бампер обеспечивает дополнительную защиту водителя при лобовом столкновении. Автосамосвалы Unit Rig оборудуются гидравлической тормозной системой быстрого срабатывания, управляемой водителем. Замкнутый гидростатический контур рулевой системы обеспечивает быстрое ее срабатывание при любых оборотах двигателя.

Модель Unit Rig MT-4800 грузоподъемностью 290 т концептуально схожа с Komatsu-Haulpak 930E и является модификацией МТ-4400 (грузоподъемностью 234 т). На MT-4800 могут устанавливаться двигатели MTU 16V396 (мощностью 2000 кВт), Cummins QSK60 (1685 кВт) и MTU/DETROIT DIESEL серии 4000 (2014 кВт). MT-4800 оснащается приводом постоянного тока фирмы General Atomics. В настоящее время ведутся работы по созданию модели МТ-5500 грузоподъемностью 308 т с двигателем мощностью 2238 кВт и электроприводом на переменном токе.

Фирма Unit Rig также выпускает три модели трехосных углевозов с донной разгрузкой на базе седельного тягача: BD-220 грузоподъемностью 200 т, BD-240 и BD-270 грузоподъемностью 218 и 245 т соответственно.

Liebherr занимает лидирующее положение среди машиностроительных компаний, выпускающих автосамосвалы особо большой грузоподъемности. Фирма впервые была представлена на рынке автосамосвалом Т-272, который необычен тем, что его кузов воспринимает часть нагрузок и является конструктивным элементом заднего моста. Автосамосвал оснащается двигателем MTU/DDC 4000 мощностью 1864 кВт, сейчас на нем используется модернизированная система на переменном токе. Концепция облегченного кузова, усиленного ребрами жесткости, использованная при создании Т-272, обеспечивает существенное снижение собственной массы автосамосвала.

Сегодня фирма Liebherr представила на рынке автосамосвал Т-282 грузоподъемностью 327 т. Новое поколение автосамосвалов обеспечивает существенную экономию топлива, снижение эксплуатационных расходов при большей производительности. Liebherr Т-282 оснащен двигателем MTU/DDC 4000, мощностью 2238 кВт. Liebherr, как и Euclid, использует привод Siemens на переменном токе. Т-282 оснащен низкопрофильными карьерными шинами Michelin 55/80R63 для горного транспорта.

Фирма Liebherr при конструировании модели Т-282 использовала новую философию - управление нагрузками в четырех принципиальных областях, охватывающих базовый блок, механизм передней подвески, оснащение цилиндра подъема кузова и заднего моста. [6]

Характеристика дорог и подвижного состава карьерного автотранспорта - Карьерный автотранспорт

Похожие статьи