Карьерные сочлененные самосвалы. Шарнирно-сочлененный самосвал
Грузавтоинфо. Грузовой автотранспорт в деталях.
Спецтехника Отслеживать:
Конструкции шарнирно-сочлененных самосвалов
Сфера эффективного применения автомобилей-самосвалов кончается там, где заканчивается хоть какое-то подобие дороги. Там, где существуют лишь направления, в полной мере раскрывают свои уникальные качества шарнирно-сочлененные самосвалы, или Articulated Dump Truck (ADT) в зарубежной терминологии.
Настоящий прорыв в покорении бездорожья совершила в 1966 г. фирма Bolinder-Munktell (сегодня — Volvo Construction Equipment), запустив в серию первый в мире шарнирно-сочлененный самосвал модели DR 631 (4х4). Пусть это был, по сути, обычный трактор без передней оси, шарнирно соединенный с прицепом-самосвалом, но революционная концепция прижилась и получила всемирное признание тиражом более 50 000 единиц за 40 лет производства.
Уже через два года, в 1968 г., появилась трехосная модель DR 860 (6х4) с привычной сегодня нам компоновкой. Полку «шарнирников» прибыло в 1970 г.: к шведам подключились норвежцы из Moxy (сегодня это Doosan). В 1974 г. выпустили первые модели англичане из DJB (сегодня это Caterpillar). Объем этого сегмента мирового рынка постоянно растет как за счет увеличения производства, так и за счет новых фирм-производителей.
«Ты помнишь, как все начиналось…» Volvo DR860, 1968 г., г/п 12,3 т
Volvo A40F, 2010 г., г/п 39 т
В чем же секрет популярности ADT? Пожалуй, в их незаменимости. Шарнирно-сочлененные самосвалы показывают наилучшие результаты в сложных дорожных условиях и условиях полного бездорожья: на грунтах с низкой несущей способностью, крутых склонах.
Их эксплуатация экономически обоснована и наиболее эффективна при разработке месторождений, строительстве и ремонте дорог, возведении гидротехнических объектов, причем в различных климатических условиях.
Многолетний опыт эксплуатации машин в экстремальных условиях постепенно «выкристаллизовал» конструкцию современного ADT.
Рама. Состоит из двух сварных полурам, соединенных шарниром с двумя степенями свободы. Такая рама исключает вывешивание или разгрузку одного из колес при преодолении неровностей дороги, способствует полному использованию сцепной массы машины, что улучшает проходимость. В то же время шарнир повышает долговечность рамы, предотвращая ее скручивание.
Рулевое управление. Гидромеханическая система с двумя исполнительными гидроцилиндрами поворачивает полурамы на большой (до 45°) угол, обеспечивая высокую маневренность. Упрощается схема поворотного механизма по причине отсутствия рулевой трапеции, карданных шарниров равных угловых скоростей и поворотных цапф. Так как колеса передней оси неповоротные, появляется свободное пространство для установки широкопрофильных шин большого размера, что очень важно для увеличения проходимости машины.
Подвеска. Классический вариант — передняя зависимая подвеска: цельная балка моста крепится к раме продольными рычагами и поперечной тягой, в качестве упругих элементов используются гидропневматические цилиндры; мосты задней тележки также выполнены цельными, связаны с рамой продольными А-образными рычагами и поперечными тягами, а между собой — балансирами, которые опираются на мосты через резинометаллические подушки.
Задняя тележка «грейдерного» типа
Подвеска задней тележки на резинометаллических (Terex TA300) и гидропневматических (БелАЗ-75281) упругих элементах
Из общего ряда выделяются Doosan и Hydrema. Их задние тележки выполнены по «грейдерному» типу: крутящий момент передается через шестерни внутри полых балансиров, а оси мостов могут качаться с большой амплитудой.
Terex применяет переднюю независимую рычажно-пружинную подвеску фирмы Timoney Mobility Systems of Navan (Ирландия) для модели TA300 — стандартно, для модели TA250 — по заказу.
Все модели Komatsu имеют переднюю полунезависимую гидропневматическую подвеску типа «Де Дион», балансиры задней тележки взаимодействуют со вторым мостом через резиновые подушки, а с третьим — через гидропневматические элементы.
Volvo внедрила собственную систему FS (Full Suspension). Балансиры и резиновые подушки были заменены гидравлическими стойками, которые в сочетании с гидроаккумуляторами и блоком управления образуют полностью гидравлическую подвеску с функцией выравнивания крена. Благодаря изменяемым характеристикам обеспечивается комфортная езда как с грузом, так и на порожней машине. Максимальная скорость моделей A35F, A40F — 57 км/ч!
Двигатель. Планомерное ужесточение экологических норм заставляет двигателестроителей постоянно совершенствовать конструкции силовых агрегатов. В 2006 г. вступили в силу нормы Stage IIIa (Tier 3), в 2011г. — Stage IIIb (Tier 4i), в 2014 г. вступят Stage IV (Tier 4f). Машины комплектуются рядными 5-, 6-цилиндровыми или V-образными 6-, 8-цилиндровыми дизельными двигателями с турбонаддувом и интеркулером рабочим объемом от 6 до 16 л, мощностью от 230 до 517 л.с. «Родные двигатели» ставят Caterpillar, Komatsu, Liebherr и Volvo. Astra использует IVECO, Bell — Mercedes-Benz; Doosan и Terex — Scania; Hydrema, JCB — Cummins; БелАЗ-МоАЗ — Cummins и MTU.
Astra ADT35: хорошо виден шарнир, гидроцилиндр поворота и система обогрева платформы выхлопными газами
Bell B50D г/п 45,4 т — с ним может «тягаться» только Doosan MT51 г/п 46,3 т
Красивое решение для удобства доступа к двигателю от Volvo
Высокие нагрузки при низкой скорости движения по бездорожью обуславливают применение мощной системы охлаждения с гидроприводом вентилятора. Для улучшения обзорности и уменьшения капота радиатор системы охлаждения двигателя зачастую размещается сбоку от двигателя или вообще за кабиной.
Трансмиссия. Планетарная коробка передач с гидротрансформатором и ретардером полностью автоматическая с возможностью ручного переключения. Количество передач «вперед» — 6-9, «назад» — 1-4. Caterpillar, Komatsu и Volvo изготавливают собственные коробки передач, остальные производители используют ZF и Allison.
«Рентген» трансмиссии и фирменной подвески Volvo Full Suspension
Ведущие мосты с колесными планетарными редукторами если не собственные, то от именитых производителей: ZF, Naf, Kessler. Межосевые и межколесные дифференциалы: самоблокирующиеся повышенного трения и с принудительной блокировкой. Гидравлическая тормозная система с полностью закрытыми многодисковыми тормозными механизмами в масляной ванне. Согласование режимов работы трансмиссии и двигателя выполняет электронная система, что обеспечивает плавное движение и долговечность. Так, на самосвалах Volvo серии F система ATC автоматически на ходу выбирает оптимальную комбинацию блокировок дифференциалов, позволяя оператору сконцентрироваться на работе.
Управление. Расположение места оператора в центре кабины и отличный круговой обзор невольно вызывают ассоциации с кокпитом самолета. Только нет россыпи приборов: вся информация отображается на многофункциональном цветном дисплее. Туда же выводится изображение камеры заднего вида и предупреждения системы диагностики машины. Органы управления располагаются на круговой панели приборов и находятся в пределах доступа оператора. Как правило, это панель с кнопками типа «touch pad» и два рычага: управление коробкой передач и подъемом платформы. Каркас кабины обеспечивает защиту оператора от падающих предметов и при опрокидывании машины (ROPS/FOPS). Для удобства доступа к агрегатам трансмиссии кабина может наклоняться в сторону или назад.
Рабочее место «пилота» самосвала
Caterpillar Ejector — альтернативная система разгрузки платформы «скреперного» типа
Дополнительное оборудование. С учетом суровых климатических условий ряда регионов России, машины оснащаются предпусковым подогревателем двигателя, системой подогрева топлива в баке, топливным фильтром с подогревом и водоотоделителем, автономным отопителем кабины, системой подогрева кузова выхлопными газами.
Также предусмотрены опции: навесной задний борт, дополнительные борта для легких объемных грузов, износостойкая защита днища кузова, система взвешивания груза, система централизованной смазки, запуск двигателя без ключа зажигания, электронный климат-контроль, зеркала с обогревом и электроуправлением, дополнительные прожекторы и т.д.
Модельные ряды и производители. На сегодняшний день ADT выпускаются в диапазоне грузоподъемностей от 18 до 46 т и занимают нишу между думперами и карьерными самосвалами. Как правило, каждая фирма насчитывает 4-5 моделей с шагом грузоподъемности 5 т. Помимо самосвалов, предлагаются и другие варианты, зачастую с удлиненной рамой: лесовозы, трубовозы, контейнеровозы, надстройки со сменными кузовами, аэродромные уборочные машины, седельные тягачи и даже артиллерийские системы.
Выпуском ADT занимаются следующие производители: Terex, JCB из Великобритании, немецкий Liebherr, датская компания Hydrema, итальянская Astra, Caterpillar из США и Bell из ЮАР/Германии. Bell сегодня можно встретить также под брэндами Hitachi в странах Азии и в Австралии и John Deere в Америке. Серьезнейшие игроки рынка шарнирно-сочлененных самосвалов — это Volvo (Швеция) и Doosan (Ю.Корея, Норвегия), а также Komatsu (Япония). Пробует свои силы на этом рынке и белорусский тандем БелАЗ-МоАЗ.
Шарнирно-сочлененные самосвалы давно перестали быть в диковинку, их сегодня можно встретить в самых разных регионах планеты. Они гармонично вписались в технологические процессы строительства и в то же время позволили более эффективно вести работы в самых сложных дорожных и климатических условиях.
6х6
Шарнирно-сочлененные самосвалы
Россия прямо-таки создана для шарнирно-сочлененных самосвалов. Лучшего транспортного средства для бездорожных просторов не придумать. И ограничения по габаритам в тайге и тундре не будут беспокоить. Шарнирно-сочлененные самосвалы медленно (все-таки дорогая техника!), но продвигаются на труднодоступные территории. Что сдерживает этот процесс помимо цены, имеющей, кстати, больший вес для центральных регионов. Климатические условия требуют адаптации техники, подразумевающей не просто механическую замену смазочных материалов и резинотехнических изделий, но и применение иных сортов стали и даже серьезной переработки конструкций. Задача эта непростая, и далеко не каждый поставщик может позволить себе крупные капиталовложения в разработку северных спецификаций.
Узок круг производителей шарнирно-сочлененных самосвалов (англ. ADT – Articulated Dump Truck). Главные поставщики на мировой рынок – Caterpillar, Volvo CE, Komatsu, Bell, Moxy, Astra, Terex. Компания Bell выпускает самосвалы для Hitachi и John Deere, самосвалы Astra продают также под брендом Case.
Эти компании выпускают трехосные самосвалы в диапазоне грузоподъемности от 18 до 46 т. Наибольшим спросом пользуются машины грузоподъемностью (г/п) 22. 25 т. Британская фирма JCB и датская Hydrema специализируются на двух- и трехосных машинах грузоподъемностью до 20 т, но у нас эту технику пока нельзя назвать востребованной.
На территории бывшего СССР сочлененные самосвалы выпускает белорусское производственное объединение «БЕЛАЗ», в которое входит и Могилёвский автомобильный завод. Модель БелАЗ-7528/75281 г/п 36 т выполнена в соответствии с классическими канонами. Это полноразмерная машина с шарнирно-сочлененной рамой и колесной формулой 6х6 предназначена для транспортировки сыпучих грузов на поверхности в условиях бездорожья и оснащена двигателем MTU S-60 мощностью 410 кВт, агрегатированным с гидромеханической коробкой передач.
Подземные самосвалы MoAЗ и БелАЗ используют и на поверхности, но по проходимости они уступают «подлинным» сочлененным самосвалам. Их постоянное использование на поверхности нерационально. К этой группе подземных самосвалов относятся двухосные машины г/п 22 т МоАЗ-7529 и МоАЗ-740-9586, трехосный МоАЗ-7508 г/п 35 т и двухосный БелАЗ-75800 г/п 40 т.
Детище минского «Амкодора» – самосвал 20231 все еще на стадии испытаний. Образец, представленный на выставке «СТТ’2008», радует глаз интересным, современным дизайном. Самосвал г/п 24 т оснащен турбодизелем Cummins мощностью 194 кВт, гидромеханической КП и мостами ZF. В качестве альтернативы рассматривают мосты NEF. Скорость самосвала – до 45 км/ч, угол поворота рам – 42°. Интерьер кабины решен в современном стиле, в оснащение включен бортовой компьютер. В общем, модель обещает составить достойную конкуренцию западным образцам.
За сочлененные самосвалы пытался браться завод «Челябинские строительно-дорожные машины». Дело ограничилось опытными образцами, и в 2005 г. ЧСДМ забросил этот проект.
Среди западных компаний в российских поставках лидирует Volvo CE, прародитель шарнирно-сочлененных самосвалов. В ее модельном ряду пять моделей в диапазоне грузоподъемности 24. 39 т – А25Е (6х6), А25Е (4х4), А30Е, А35Е и А40Е и модификации A35E FS и A40E FS. Самосвалы оснащены 6-цилиндровыми рядными двигателями Volvo с электронным управлением впрыском, турбонагнетателем и промежуточным охладителем. Модели А25Е и А30Е комплектуют двигателем D9 объемом 9,4 л и мощностью 223 и 251 кВт, самосвалы А35Е и А40Е – 12- и 16-литровыми двигателями D12D и D16D мощностью 309 и 346 кВт. Двигатель агрегатирован с планетарной автоматической КП Volvo PowerTronic, у «младших» моделей с шестью диапазонами вперед и двумя назад, у «старших» – с девятью диапазонами вперед и тремя назад. Крутящий момент от АКП карданными передачами передается на раздаточную коробку, а от нее на мосты. Средний мост проходной, передний мост отключаемый. Конструкция раздаточной коробки обеспечивает высокий дорожный просвет. Volvo разрабатывает для самосвалов специальные мосты с полностью разгруженными полуосями, планетарными бортовыми редукторами и кулачковыми муфтами для полной блокировки дифференциала.
Для кузовов Volvo предлагает несколько вариантов дополнительного оборудования – задние борта различного исполнения, надстройку для перевозки легких материалов, систему обогрева отработавшими газами, передний противопросыпной щиток. Шарнирно-сочлененное шасси также служит базой для цистерн, трубо- и лесовозов, «мультилифтов» и других надстроек.
Самосвал А25Е (4х4) г/п 24 т отличается маневренностью за счет короткой колесной базы и удобен при строительстве тоннелей, горных серпантинов и т. п. С помощью уникального поворотного устройства (устанавливают по заказу), включающего два подъемных колеса малого размера перед задним мостом, самосвал развернется в тоннеле шириной 9,5 м. Поворот, а точнее занос задней рамы выполняется усилием привода рулевого управления. Маневр выполняют на порожнем самосвале.
Модификации A35E FS и A40E FS, представленные на выставке BAUMA 2007, отличает подвеска FS (Full Suspension) с гидроцилиндрами на каждом колесе. Для подвески характерен мягкий ход как груженого, так и порожнего самосвала.
Самосвалы Volvo больше распространены в странах с умеренным климатом. Северные спецификации пока в стадии разработки.
Технику Caterpillar выбирают для суровых климатических условий. Корпорация предлагает четыре базовые модели в диапазоне грузоподъемности от 23,6 до 38 т с колесной формулой 6х6 – 725, 730, 735 и 740 и две модификации с принудительной разгрузкой 730 Ejector и 740 Ejector. Caterpillar устанавливает 6-цилиндровые рядные двигатели с технологией ACERT – С11 объемом 11,2 л и мощностью 225 и 237 кВт на модели 725 и 730, а также С15 объемом 15,2 л и мощностью 287 и 325 кВт на модели 735 и 740. Для самосвалов специально разработаны автоматические 6- и 7-диапазонные КП и мосты. Предусмотрены блокировки межколесных и межосевых дифференциалов.
Самосвалы с принудительной выгрузкой отличаются кузовом, зафиксированным на раме. Кузов разгружается выталкивающей плитой с помощью гидроцилиндра. Плита движется на роликах по направляющим на днище кузова и кромках борта. Эта система позволяет равномерно разгружать самосвал в движении, а также на косогорах, в тоннелях и под линиями электропередачи.
Итальянский производитель дорожных, карьерных и шарнирно-сочлененных самосвалов Astra с 1986 г. принадлежит IVECO, которая вместе с Case-New Holland входит в состав FIAT Group. Несколько лет назад шарнирно-сочлененные самосвалы Astra продавали под несколькими брендами – New Holland, O&K, Case и собственно Astra. После реформы 2005 г. CNH оставила две последние марки.
Линейку сочлененных самосвалов Astra составляют четыре модели с колесной формулой 6х6 – ADT 25С, ADT 30С, ADT 35С и ADT 40С г/п 23,2; 28,16; 31,5 и 37 т. Две «младшие» модели комплектуют 6-цилиндровыми рядными двигателями IVECO Cursor 10 рабочим объемом 10,3 л и полной мощностью 235 и 260 кВт, автоматическими 6-диапазонными КП ZF, мостами Kessler. В комплектацию «старших» моделей входят 6-цилиндровые рядные двигатели Cursor 13 объемом 12,8 л и полной мощностью 302 и 335 кВт, 6-диапазонные автоматические КП ZF ErgoPower и мосты ZF. У первых трех моделей сухие дисковые тормоза, у ADT 40С – дисковые маслопогружные. В отличие от конкурентов кузов самосвала Astra поднимают два многосекционных гидроцилиндра, помещенных для лучшей защиты внутрь рамы.
Южноафриканская компания Bell известна как поставщик сочлененных самосвалов во всем мире. Завод компании в г. Айзенах (Тюрингия, Германия) выпускает самосвалы для европейских рынков. Линейка состоит из шести моделей с колесной формулой 6х6 с постоянным приводом – B20D, B25D, B30D, B35D, B40D и B50D г/п 18; 23,2; 27,3; 32,5; 37 и 45,4 т. Немецкий завод полного цикла использует европейские комплектующие, за исключением мостов. Мосты собственной разработки и производства Bell поставляет из Южной Африки. Модели B20D, производство которой завод начал в конце 2007 г., и B25D и B30D укомплектованы 6-цилиндровым рядным двигателем Mercedes-Benz OM906 объемом 6,37 л и полезной мощностью 165, 198 и 232 кВт и 6-диапазонной автоматической КП ZF со встроенным ретардером. В комплектацию самосвалов B35D и B40D входят V-образный 6-цилиндровый дизель ОМ501 объемом 12 л и мощностью 283 и 308 кВт и 6-диапазонная АКП Allison. «Старшая» модель B50D оснащена 8-цилиндровым V-образным двигателем ОМ502 объемом 16 л и мощностью 382 кВт и также АКП Allison. Bell – сторонник жесткой зависимой подвески. Подвеска переднего моста включает А-образный рычаг, поперечную тягу и азотно-масляные аккумуляторы. Задние мосты опираются на продольные балансирные балки через демпфирующие элементы и соединяются с рамой четырьмя парами реактивных тяг и поперечными тягами.
Норвежский производитель самосвалов Moxy поставляет пять моделей самосвалов с колесной формулой 6х6 с постоянным приводом – МТ26, МТ31, МТ36, МТ41 и МТ51 г/п 24,1; 28; 32,7; 37,2 и 46,27 т. Их комплектуют 5-цилиндровыми дизелями Scania DC9 объемом 9 л и мощностью 220 и 247 кВт для моделей МТ26 и МТ31, 6-цилиндровыми дизелями Scania DC12 объемом 11,7 л и мощностью 285 и 322 кВт для самосвалов МТ36 и МТ41 и двигателем Cummins QSX15 объемом 15 л и мощностью 374 кВт для «старшей» модели МТ51. В состав трансмиссии входят 6-диапазонные автоматические КП ZF и Allison, раздаточная коробка с блокируемым дифференциалом, мосты с дифференциалами повышенного трения. Передние мосты с независимой подвеской.
В августе 2008 г. корейский конгломерат Doosan купил компанию Moxy за 55 млн. евро. Doosan обещал увеличить продажи Moxy в пять раз к 2012 г., доведя их до 250 млн. евро, а также модернизировать модельный ряд в сторону увеличения грузоподъемности.
Американский Terex предлагает пять моделей сочлененных самосвалов – ТА25, ТА27, ТА30, ТА35 и ТА40 г/п 23, 25, 28, 34 и 38 т. «Младшие» модели ТА25, ТА27 и ТА30 оснащают двигателями Cummins QSM11 объемом 10,8 л и мощностью 221, 238 и 248 кВт, автоматическими КП ZF с ручным режимом, мостами с постоянным полным приводом и ручной блокировкой межосевых и межколесных дифференциалов. Гидротрансформатор, автоматическая КП и раздаточная коробка объединены в единый блок. К особенностям «младших» моделей можно отнести заказные разрезные мосты с независимой подвеской. В комплектацию «старших» моделей ТА35 и ТА40 входят 6-цилиндровые рядные двигатели Detroit Diesel Series 60 объемом 14 л и мощностью 289 и 326 кВт, шестидиапазонная автоматическая КП Allison HD456 со встроенным ретардером, отдельная двухступенчатая раздаточная коробка с блокируемым дифференциалом, мосты с дифференциалами повышенного трения.
Корпорация Komatsu, бульдозеры, экскаваторы, карьерные самосвалы которой получили признание среди нефтяников, газовиков и строителей Сибири и Севера, сравнительно недавно приступила к формированию северных спецификаций для сочлененных самосвалов. В этом направлении есть успешные наработки. Система подогрева кузова признана самой эффективной, ее копируют другие фирмы.
В модельном ряду самосвалов Komatsu три модели НМ300-1, НМ350-1 и НМ400-1 г/п 27,3; 32,3 и 36,5 т с колесной формулой 6х6 и постоянным приводом. Самосвалы оснащены 6-цилиндровыми рядными дизелями Komatsu с турбонаддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха. На НМ350-1 и НМ400-1 устанавливают двигатель SAA6D140E-3 мощностью 298 и 331 кВт, на самосвал НМ300-1 – SAA6D125E-3 мощностью 250 кВт. Трансмиссия включает блокируемый гидротрансформатор и автоматическую КП с электронным управлением К ATOMiCS. Выполненный в едином блоке с КП межосевой дифференциал оснащен многодисковой маслоохлаждаемой блокировочной муфтой. Блокировки межосевого и межколесных дифференциалов могут включаться и выключаться на ходу. Komatsu применяет гидропневматическую подвеску. На переднем мосту использована подвеска типа De Dion, обеспечивающая более плавное преодоление препятствий и комфортное вождение. На задней колесной тележке применена комбинированная подвеска – у заднего моста гидропневматическая подвеска и резиновые упругие элементы на среднем проходном мосту.
Эволюционируя, шарнирно-сочлененные самосвалы приобрели общие черты – колесную формулу 6х6, постоянный полный привод, 6-цилиндровый рядный двигатель, автоматическую КП, блокируемые дифференциалы, конструкцию кузова и др. И внешне самосвалы разных марок очень похожи. Практическая разница кроется в технических нюансах, но в большей степени в адаптации к конкретным климатическим условиям, а также в возможностях и условиях сервиса.
Каталог шарнирно-сочлененных самосвалов
Шарнирно-сочлененные самосвалы применяются на строительных и карьерных работах, где необходима повышенная проходимость и маневренность. Техника широко используется в горной отрасли на открытых горных разработках на обводненных карьерах, на строительных площадках в условиях низкой проходимости, при отсыпке грунта во время вскрышных работ. Также шарнирно-сочлененные самосвалы применяются и в нефтяной отрасли при обустройстве месторождений и строительстве трубопроводов.
Сочлененные самосвалы по сравнению с шоссейными самосвалами имеют ряд преимуществ – позволяют осуществлять строительство в условиях низкой проходимости, могут преодолевать крутые подъемы, имеют малый радиус разворота и высокую маневренность, поэтому способны работать на ограниченной площади, способны передвигаться по асфальту и в местностях, где дороги отсутствуют.
Трехосные шарнирно-сочлененные самосвалы обладают шестью ведущими колесами. Кроме того, современные сочлененные самосвалы укомплектовываются выключателем межколесного дифференциала.
Компания Volvo является одним из ведущих производителей данной техники. В настоящее время в ее продуктовой линейке имеется 4 модели сочлененных самосвалов грузоподъемностью от 19,4 тонн до 30,6 тонн.
Шарнирно-сочлененные самосвалы производства Volvo снабжаются системой FS с гидроцилиндрами на каждом колесе. Имеется система полной подвески, которая предохраняет технику от толчков и ударов при движении по неровной местности. Также шарнирно-сочлененные самосвалы оборудованы силовой передачей, двумя колесными формулами и пятью режимами работы.
Компания Caterpillar выпускает шарнирно-сочлененные самосвалы с 1985 года. Сейчас техника представлена 4 моделями, две из них имеют собственные модификации. Так, сочлененные самосвалы модификации «Ejector» укомплектовываются системой, так называемой, принудительной разгрузки – имеется подвижная стенка в кузове, которая выталкивает его содержимое, поэтому становится возможна разгрузка на ходу, без опрокидывания кузова.
Компания Komatsu выпускает несколько моделей самосвалов, которые снабжаются рамой коробчатого сечения и кузовом большой вместимости. Шарнирно-сочлененные самосвалы Komatsu обладают гидропневматической подвеской с жесткой рамой. На переднем мосту применяется подвеска типа «Де Дион», задние мосты монтируются на динамическую балансирную конструкции.
Также шарнирно-сочлененные самосвалы производства Komatsu характеризуются наличием сочлененного рулевого управления, многодисковых тормозов мокрого типа и устройством замедления, имеющим гидравлическое управление.
Сочлененные самосвалы Terex укомплектовываются автоматической коробкой передач, гидростатическим рулевым управлением с усилителем, стальным кузовом.
Шарнирно-сочлененные самосвалы Bell представлены пятью моделями. Передняя конструкция подвески данной техники включает в себя необслуживаемые квадратные тяги, которые установлены на резине, и поперечные тяги, имеющие опору на маслозаполненные стойки. Кроме того, компания производит шарнирно-сочлененные самосвалы на гусеничном ходу. Сочлененные самосвалы производства Hydrema обладают поворотным механизмом кузова, за счет чего техника способна разгружаться назад и в любую из боковых сторон.
Также шарнирно-сочлененные самосвалы производят такие компании, как Astra, , Case, JCB, Komatsu, Liebherr, Moxy, БелАЗ, МоАЗ, BALTIETS.
Шарнирно-сочлененные самосвалы: проблемы эксплуатации
текст: Андрей Примак, фото: пресс-службы: John Deere Russia, Volvo Construction Equipment, «Ферронордик Машины», Caterpillar Global Construction & Infrastructure
Шарнирно-сочлененные самосвалы для России достаточно специфическая техника. Как ее грамотно эксплуатировать, чтобы избежать простоев и поломок, как часто менять масло, как следить за износом резины. На эту тему мы пообщались с ведущими представителями отрасли.
Специалистам мы задали следующие вопросы:
- Основные проблемы в эксплуатации шарнирно-сочлененных самосвалов?
- Методы их решения и как их избежать?
Антон Веремчук: менеджер по продуктовому маркетингу John Deere:
«Как и для любого другого типа техники перед приобретением шарнирно-сочлененного самосвала (ШСС) важно определить тип работ, для которых данная машина будет наиболее эффективна.
Антон Веремчук, менеджер по продуктовому маркетингу John Deere.
Основное назначение ШСС – вывозка материала или грунта, недаром по Российской номенклатуре машина именуется как землевоз. Однако не все эксплуатирующие организации осознают, что максимальная экономическая эффективность ШСС достигается при вывозке до 1 000 метров (в одну сторону). При увеличении плеча вывозки – растут удельные затраты на тонну материала, и более целесообразными с экономической точки зрения, а также более производительными становятся самосвалы с жесткой рамой, для которых эффективное плечо составляет практически 3 000 метров. Однако использование «жесткорамных» самосвалов влечет за собой необходимость в серьезной подготовке дорожного полотна, и, как следствие, необходимы дополнительные затраты на его строительство и поддержание, которые можно минимизировать при использовании ШСС. Поэтому первой из проблем в эксплуатации можно назвать падение экономической эффективности и производительности ШСС при эксплуатации на увеличенном плече. Эту проблему можно избежать при изначальном более тщательном проектировании рабочего участка, так, например, можно перенести дробилку ближе к точке вывозки или перенаправить потоки транспорта, чтобы уменьшать их пробег.
Второй важный момент – эффективность использования техники. Многие наверняка сталкивались с ситуацией, когда самосвалы выстраиваются в очередь под погрузку или же наоборот, когда экскаватор простаивает, ожидая самосвал. Эта проблема также должна решаться на этапе планирования. Важно подбирать экскаватор под самосвал, чтобы загрузка кузова выполнялась оптимально за 3–4, максимум 5 ковшей. Далее рассчитывается время одной ходки самосвала и требуемое количество самосвалов для обеспечения бесперебойной вывозки. Простой машины ведет не только к потере производительности, но, что более важно, в финансовых потерях он оказывает влияние на перерасход топлива, ускорении интервалов ТО, и, как следствие, ведет к увеличению удельных затрат на куб. метр или тонну материала.
Стандартным считается метод работы, когда загрузка самосвала выполняется внизу (в «яме»), после чего материал вывозится вверх на склад или к дробилке. Однако бывают нестандартные применения, когда груженый самосвал спускается вниз по склону для разгрузки. И в этом случае, подобная эксплуатация может приводить к ускоренному износу тормозов, старению масла мостов, а в некоторых случаях и периодическому перегреву.
Для исключения подобных ситуаций на ШСС John Deere мы предусмотрели ретардер, который интегрирован в КПП, и, по сути, работает по аналогии с гидротрансформатором, развернутым в обратную сторону. То есть именно ретардер и является тем компонентом, который позволяет тормозить КПП, снижая нагрузку на штатную тормозную систему. При этом на машине John Deere вы можете задать максимальную скорость перемещения вниз по склону, а автоматика уже подберет оптимальную передачу и степень торможения ретардером за оператора, упрощая его работу. Подобная система позволяет избежать возникновение возможных проблем с тормозной системой, а также минимизировать затраты на ее обслуживание.
Компания John Deere, как и клиент, заинтересованы в том, чтобы машины были максимально эффективны, перевозили больше материала за меньшее время. Однако не следует забывать о такой проблеме, как перегруз машины. Постоянный перегруз приводит к ускоренному износу шин, повышенной нагрузке на мосты и КПП, увеличенным ударным нагрузкам на рамные конструкции, что в конечном итоге может приводить к проблемам с непредвиденными отказами техники. Для исключения возможного перегруза, все самосвалы John Deere в базовой комплектации оснащаются системой взвешивания в кузове. Система имеет цветовую индикацию на зеркале заднего вида, поэтому машинисту экскаватора при выполнении погрузочных работ отчетливо видно, можно ли еще грузить или лимит уже превышен.
Подводя итог, можно сказать, что самыми важными параметрами для исключения возможных проблем с эксплуатацией ШСС является тщательное планирование на начальном этапе, а также знакомство с особенностями техники и системами, позволяющими увеличить ее производительность».
Денис Алешин: инженер по поддержке продаж компании «Ферронордик Машины», официального дилера Volvo Construction Equipment:
«Премиальная строительная техника выходит из строя по причине неквалифицированного и несвоевременного обслуживания либо вследствие некорректной работы оператора. Эти факторы влекут за собой финансовые потери и простой производства.
Денис Алешин, инженер по поддержке продаж компании «Ферронордик Машины», официального дилера Volvo Construction Equipment .
Избежать подобных ситуаций помогает квалифицированное и своевременное обслуживание в форме сервисного контракта с официальным дилером. Оно позволяет значительно сократить время простоя машин и снизить издержки, связанные с ремонтом. Например, выявление и замена вышедшей из строя детали на ранней стадии может обойтись в сотни тысяч рублей дешевле, чем полная остановка единицы техники и ее последующий ремонт.
Обученный и аттестованный персонал всегда вовремя предотвратит возможную неисправность и тем самым увеличит эффективность производства, продлив срок службы машины. Большую роль играет качественное и профессиональное инструктирование операторов, ведь благодаря их квалификации производительность техники может быть увеличена на 50%. Мы, как официальный дилер, рекомендуем своим клиентам пользоваться услугами по обучению, аттестации и контролю показателей работы операторов без отрыва от производства. Это позволяет значительно сократить расходы на топливо, ремонт и КГШ, а также повысить производительность за счет полного раскрытия потенциала машины».
Вадим Фролов: Service Technical Representative /Caterpillar Global Construction & Infrastructure:
«Шарнирно-сочленный самосвал является высокопроизводительным транспортным средством в условиях неподготовленных или слабо подготовленных технологических дорог. Эти самосвалы неприхотливы к дорожным условиям, преодолевают крутые подъемы, движутся по слабонесущим грунтам. Полный привод на все колеса совместно с блокировками на все мосты делает их практически единственным средством транспортировки породы в условиях гололедицы. Данные машины часто эксплуатируются в круглосуточном режиме с кратковременными остановками на техобслуживание, заправку топливом и отдых оператора. Труд оператора на данных машинах связан с постоянным вниманием к дорожной обстановке, а высокая масса груженой машины вместе с высокой скоростью движения приводит к тяжелым последствиям в случае происшествий. Для снижения уровня усталости оператора предназначены различные системы: система курсовой устойчивости, автоматическое включение блокировок машины, автомат погрузки и разгрузки, автоматическая коробка передач, система климат контроля в кабине, шумоизоляция и т.д.
Вадим Фролов, Service Technical Representative Caterpillar Global Construction & Infrastructure.
Рассмотрим данные системы отдельно. Все современные производители шарнирно-сочленненых самосвалов предлагают в конструкции автоматическую коробку перемены передач (АКПП). Число передач различно, но общий принцип: чем больше передач в коробке, тем в более эффективном режиме работает двигатель. А значит и улучшается топливная эффективность. Безусловным плюсом для машины является если у двигателя и коробки передач один производитель.
Зачастую это единственная возможность правильно настроить совместную работу всех агрегатов машины. Современная автоматическая коробка передач сложный агрегат и технологически сложнее чем двигатель. Поэтому предоставление качественной сервисной поддержки для каждого АКПП является весомым аргументом для выбора машины в долгосрочной перспективе. На шарнирно-сочлененных самосвалах CAT 740 и 745 используется АКПП, имеющая 9 передач вперед и 2 назад. Данная АКПП является собственной разработкой компании Caterpillar.
Особенно часто данные машины используются в условиях преодоления спусков и подъемом, и если скорость подъема зависит от мощности двигателя и эффективности трансмиссии, то скорость спуска зависит от эффективности тормозной системы. Практически все производители используют в шарнирно-сочлененных самосвалах системы для замедления машины на спусках – ретардер. Современное исполнение ретардера обычно трансмиссионное гидравлическое – для легких машин или двигательное компрессионное – для тяжелых машин.
Автоматическая системы работы ретардера – это безусловный плюс для машины. Без вмешательства в работу оператором данная система обязана поддерживать заданную скорость спуска, выбирать нужную передачу для эффективного замедления, защищать агрегаты машины от повышенных оборотов и перегрева, выбирать максимальную скорость спуска в зависимости от уклона и веса машины, не допускать сблокирование и скольжение колес по грунту. Отсутствие автоматической системы управления ретардером накладывает дополнительную нагрузку на оператора машины и, как следствие, приводит к ошибкам. Система рабочих тормозов также имеет различное исполнение, обычно это многодисковые тормозные диски с охлаждением в масляной ванне либо сухие дисковые. Многодисковые тормоза в масляной ванне с принудительным охлаждением циркуляцией масла являются предпочтительными для использования несмотря на их конструктивную сложность. Зачастую при правильном использовании ретардером срок их службы совпадает со сроком службы всей машины.
Использование сухих дисковых тормозов обосновано в случае легких машин без интенсивных спусков. На шарнирно-сочлененных самосвалах CAT 740 и 745 используется компрессионный двигательный тормоз-замедлитель. Устройство его достаточно простое: в конце такта сжатия открываются выпускные клапаны и сжатый воздух сбрасывается в выпускной коллектор. В данном режиме не происходит нагрева трансмиссионного или двигательного масла. В качестве рабочей тормозной системы используются многодисковые тормозные диски работающие в масляной ванне с дополнительной системой охлаждения. Привод циркуляционного насоса производится от двигателя, в качестве охладителя контура тормозов используется жидко-масляный теплообменник. Немаловажно, что шарнирно-сочлененные самосвалы CAT 740 и 745 оборудованы системой поддержания скорости на спуске.
Качественные смазочные материалы – это важный вопрос в обеспечении долгого срока службы машины. Использование рекомендуемых масел во всех агрегатах машины безусловно позволит избежать выхода из строя компонентов. Важный момент – это проведение расследования выхода из строя компонента по причине некачественных смазочных материалов или фильтров, в случае нескольких поставщиков это затрудняет и затягивает поиск ответственной стороны. Компания Caterpillar производит полную линейку смазочных материалов и фильтров, поставляемую через разветвленную дилерскую сеть. Что делает невозможным подмену или фальсификацию данной продукции на этапе поставки.
Все современные шарнирно-сочлененные самосвалы используют гидравлическую систему для рулевого управления. Безусловным условием является наличие аварийной системы привода насоса рулевой системы. На машинах CAT 740 и 745 используется электрический привод аварийного насоса рулевого управления. Это позволяет не только безопасно остановиться движущейся машине без потери руления, но и использовать данную систему при буксировке неисправной машины и проведении ремонтных работ без пуска двигателя.
Часто шарнирно-сочлененные самосвалы используются на вскрышных работах. В условиях прочных пород и экономии на взрывчатых веществ неизбежно появление крупных обломков, которые могут повредить кузов при погрузочно-разгрузочных работах. Здесь на первое место выходит профессионализм погрузочного средства: экскаватор, погрузчик, конвейер и т.д. Хорошей практикой считается погрузка вначале хорошо разрушенной породы в качестве подложки на дно кузова и аккуратная погрузка негабаритных материалов на подложку. Это продляет срок службы кузова, но не исключает использование специальных кузовов и износных пластин.
Основными причинами простоя машин в условиях работы на скальных породах являются износ и повреждения шин. В данном случае полезной практикой считается привлечение представителя поставщика шин для оценки работы машин и следование рекомендациям по марке шин, необходимому давлению в шинах и оценки износа и проведение качественного ремонта».
