Для чего нужны карьерные самосвалы
Карьерный самосвал: обзор
Карьерный самосвал (внедорожный самосвал) – саморазгружающийся грузовой автомобиль с опрокидывающимся кузовом, обладающий высокой грузоподъемностью и повышенной проходимостью. Эти машины предназначены для транспортировки насыпных и навальных грузов на открытых разработках полезных ископаемых (карьерах), крупных строительных и иных объектах.
История карьерных самосвалов
Уже в 1920-х годах на рудниках использовались самосвалы различной грузоподъемности. В 1930 году в США построена первая специализированная машина для карьеров – Euclid грузоподъемностью 8 т, в 1933 году – Euclid Trac-Truk грузоподъемностью 14 т. К 1960-м годам грузоподъемность карьерных самосвалов достигал 60 т, а в 1970-х были созданы машины современной компоновки грузоподъемностью более ста тонн с гибридными силовыми установками. Первым советским карьерным самосвалом стал МАЗ-530 грузоподъемностью 40 т, запущенный в производство в 1960 году.
Общее устройство карьерного самосвала
Конструктивно карьерные самосвалы состоят из следующих компонентов:
Колесное шасси с усиленной рамой;
Самосвальная платформа (кузов);
Механизм опрокидывания платформы;
Также на машинах предусмотрена кабина с местом водителя (оператора) и стандартные автомобильные системы.
Классификация карьерных самосвалов
Машины классифицируются в соответствии с конструкцией рамы, количеством осей и типом силовой установки.
Самосвалы могут иметь раму одного из двух типов:
На раме первого типа построено большинство карьерных самосвалов грузоподъемностью до 45 – 60 т. Более тяжелые машины за редким исключением построены на шарнирно-сочлененной раме. Карьерные самосвалы небольшой грузоподъемности могут иметь три оси (колесная формула 6х4), но основная масса построена по двухосной схеме с колесной формулой 4х2 или 4х4.
В качестве силовой установки могут использоваться:
Гибридная установка – дизельный двигатель в связке с электрогенератором и электромоторами (мотор-колесами).
Силовой установкой первого типа оснащаются самосвалы грузоподъемностью до 60 т, а почти все самосвалы большой грузоподъемности имеют гибридную установку. В них имеется функция рекуперации при торможении, что позволяет заряжать аккумуляторы на спусках.
Характеристики карьерных самосвалов
Основными характеристиками являются грузоподъемность, объем кузова, снаряженная масса и скорость движения.
По грузоподъемности машины делятся на три группы:
Малой грузоподъемности – от 25 до 90 т;
Средней грузоподъемности – от 90 до 180 т;
Большой грузоподъемности – от 180 т и более.
Объем кузова – от 11 до 65 куб. м. и более. Полная масса машин примерно в полтора-два раза выше грузоподъемности, скорость движения не превышает 70 км/ч.
Основные производители и модели карьерных самосвалов
Интересные факты о карьерных самосвалах
Крупнейшей в мире серийной карьерной машиной является самосвал БЕЛАЗ-75710 грузоподъемностью 450 т. Всего выпущено три единицы для российских заказчиков. Гиганта из Беларуси может потеснить гигант из Словении ETF MT-240 грузоподъемностью 760 т. Однако этот самосвал еще проходит доработки и испытания, поэтому его сравнение с серийной машиной некорректно.
Самые большие самосвалы в мире
Зачем нужны огромные карьерные грузовики?
Работа промышленности невозможна без добычи полезных ископаемых. Но данный процесс подразумевает не только копание. Руду надо вывозить, для чего самый удобный вид транспорта – карьерные самосвалы.
Непонятно только одно. Почему эти машины делают такими огромными? Для удовлетворения фирменного тщеславия? Или это негласное соревнование между производителями?
Ни то, ни другое. Всем правит экономическая эффективность. Она направляет прогресс в нужную сторону. Если рассматривать ситуацию с этой точки зрения, то картина выглядит предельно просто. Достаточно взять для примера две машины. Одной пусть будет 32-тонный КамАЗ-65801. А другой – БелАЗ-75710, способный взять «на борт» 450 тонн. Чтобы сравнение было корректным, надо по каждой технике посчитать стоимость одного тонно-километра. Набираем годовые затраты: топливо, запчасти, амортизация, накладные расходы и еще много чего. И делим на годовую производительность (вес груза, умноженный на расстояние доставки). В итоге получается, что большие машины выгоднее, чем те, что поменьше.
(Данный тезис касается не только самосвалов. В других отраслях он тоже справедлив. Например, колесный трактор Джон Дир с широкозахватной сеялкой тоже выгоднее, чем МТЗ с прицепленной к нему СЗ-3,6).
Почему так важна экономика доставки? Потому что по мере углубления карьера статья «транспортировка горной породы» доходит до 65-75% от общей суммы затрат. А еще польза от великанов возрастает благодаря техническим новшествам. Например, двухмоторный БелАЗ, после разгрузки, ради экономии топлива, едет обратно на одном двигателе.
Почему именно карьерный самосвал?
Вопрос, вынесенный в подзаголовок, далеко не праздный. Карьер – это открытая горная разработка, независимо от производительности. Поэтому, фактически, самосвал любой грузоподъемности, занятый на перевозке породы, можно назвать карьерным. А раз так, то потребители спрашивают: «Почему спецтехника для доставки ископаемых такая дорогая? Какой в этом смысл, если вместо одного огромного и дорогущего БелАЗа можно взять, например, заметно более дешевый самый большой КамАЗ в мире – пятиосный 65805 «Самсон», грузоподъемностью 60 тонн?»
В том-то и дело, что можно, но не нужно. Потому что еще в 60-е годы ХХ столетия, на основе практики, подкрепленной научными изысканиями, сформировался тип классического карьерного самосвала. Эта машина наилучшим образом подходит для горных разработок открытого типа. В ее конструкции реализованы следующие положения:
Все перечисленные выше особенности случат одной цели – сделать самосвал оптимальным транспортным средством для работы в открытых карьерах.
Самые большие самосвалы в мире. ТОП-10
Ниже перечисляются самые большие самосвалы, которые входят в первую десятку рейтинга, а также даются их основные технические характеристики.
На самосвале стоит дизель-электрическая силовая установка с 2-мя моторами MTU DD 16V4000, мощностью по 2300 л.с. каждый. При пустом кузове, используется только один из них. Они запускают генератор, который подает энергию на 4 электродвигателя. Эксплуатационная масса (вес авто с рабочим оборудованием, всеми заправками и водителем (75 кг)) – 360 т. Полная масса (то же, с грузом) – 810 тонн.
В стандартную комплектацию входят системы: “Wiggins” (быстрая заправка), предпускового подогрева (жидкостная), контроля давления в шинах, пожаротушения (с ДУ), контроля загрузки и автоматической смазки. А также: заправочный центр, блок «отопитель-кондиционер», сигнализация, которая включается в случае приближения к ЛЭП. Возможно тропическое либо северное исполнение.
Самый большой БелАЗ в мире, по словам водителей, отличается плавным ходом, повышенной устойчивостью и легкой управляемостью. За счет наличия двух поворотных осей, ТС очень маневренное. Благодаря четырем мотор-колесам и сдвоенным шинам (8 шт.), у машины хорошая проходимость и максимальная грузоподъемность. Мощный гидропривод разгружает самосвал всего за полминуты.
БелАЗ-75710 работает по схеме 24 / 7 / 365. Во время пересменки машина не глушится. Двигатели останавливаются только в случае проведения планового ТО или ремонта.
В заключение – еще один интересный факт по самым большим карьерным самосвалам. Если при составлении списка лидеров речь шла о практической пользе, т.е. о грузоподъемности, то почему надо рассматривать только «одиночные» машины? Может, надо вспомнить и об автопоездах?
Здесь имеется один ярко выраженный лидер, прочие далеко позади. Рудовоз Powertrans Pit Hauler с шестью прицепными модулями с боковой выгрузкой способен за один рейс доставить к месту выгрузки 480 тонн породы. Чтобы обеспечить подобные характеристики, конструкторы применили оригинальное решение. Силовые агрегаты Cummins KTA19 (730 л.с.) смонтированы не только на тягаче. Каждый прицеп тоже имеет свою моторизованную группу (двигатель + трансмиссия). В итоге суммарная тяговая мощность автопоезда равная 5110 л.с.
Видео:Ты только посмотри на эту МОЩЬ. Самые Большие САМОСВАЛЫ в Работе
Издается с 2007 года
Описание, грузоподъёмность, прочие характеристики карьерных самосвалов
Карьерный самосвал — это крупнотоннажный грузовой автомобиль, функцией которого является перевозка сыпучего или монолитного груза на разрезах. Большегрузные самосвалы применяются при добыче полезных ископаемых открытым способом, карьерных разработках, на строительстве гидротехнических сооружений. Работы часто проводятся в труднопроходимых местах с тяжелыми климатическими условиями.
История возникновения
Первым крупнотоннажным грузовиком считается модель Euclid Trac. Эта машина была выпушена в 1930 году американской компанией Euclid, основателями которой являются братья Армингтоны. Автомобиль стал ответом на быстро развивающееся индустриальное строительство той эпохи.
Стоит отметить, что грузоподъёмность карьерной техники середины прошлого века разительно отличается от современных машин. Самосвал Euclid Trac обладал способностью перевозить до 8 тонн. Это мало кого удивит сейчас, но по тем временам было достяжением.
Конструкция грузовика тоже была не обычной – кузов имел ковшеобразную форму, а шасси оснащалось разноразмерными колесами: задние были шире и больше, чем передние.
Уже через 2 года компания увеличила грузоподъёмность машин до 14 тонн, выпустив обновлённую модель. А в 1955 году с конвейера сошёл 670-сильный грузовик с возможностью перевозки 45 тонн груза.
Советский автопром предложил в 1967 году БелАЗ-548А с грузоподъемностью 40 тонн. Но уже через 10 лет белорусские специалисты представили миру карьерный самосвал, способный перевозить до 110 тонн. По состоянию на 2021 год, самым большим в мире является БелАЗ 75710 грузоподъёмностью 450 тонн.
Конструктивные особенности
Основное место применения самосвалов — открытая разработка полезных ископаемых. От автомобиля требуется перевозка груза по пересеченной местности при условиях спусков и подъемов. Без применения особенных инженерных нововведений тут не обойтись.
Огромный силовой агрегат выпускается в гибридном исполнении. Мощный дизельный двигатель запускается при помощи генератора, выполняющего роль стартера. Генератор переменного тока обеспечивает работу электродвигателей тормозной, рулевой систем и привода колёс.
Тормозная система гидравлическая, усиленная электродвигателем для торможения во время спуска. Также гибридная система гидравлики и электродвигателя применена для системы поднимания кузова. Данные спаренные системы обеспечивают безопасность при перевозке и маневрировании.
Еще одной конструктивной особенностью данной техники является система балансировки. Из-за своих больших габаритов карьерный тягач часто заваливался на бок, перевозя камни либо монолитную породу. Устранить эту проблему помогли изменения конструкции кузова: инженеры больше не применяют форму ковша. Кузов теперь имеет острый, глубокий угол сразу за передней стенкой. Такая форма позволяет сместить большую часть груза ближе к задней оси и глубоко вниз. Низкое расположение груза уменьшает высоту центра тяжести.
Применить сеть электродвигателей для вспомогательной работы всех ходовых и подъемных частей самосвала стало возможным за счет собственной электростанции переменного тока. Гидравлическая система с электроприводом сделали автомобиль максимально управляемым при езде на низкой скорости, а также безопасным, при перевозке монолитной породы по пересеченной местности.
Классификация самосвалов для горной промышленности
Сфера использования карьерных самосвалов достаточно широкая и от нее зависит класс применяемой техники. Автомобили, применяемые в горнодобывающей отрасли классифицируются по техническим признакам и сфере применения. В первую очередь они различаются по сфере применения – подземные и надземные. Эксплуатация подземных самосвалов в карьере проблематична и неэффективна, а наземных под землёй – невозможна из-за их габаритов.
По типу выполняемых работ и грузоподъёмности самосвалы классифицируются следующим образом:
В горнодобывающей отрасли на разрезах применяются автомобили не только стандартной компоновки с передними управляемыми колёсами, но и шарнирно-сочленённые самосвалы. Они используются в карьерах с труднопроходимым рельефом местности и позволяют перевозить до 60 тонн груза.
Классификация предполагается не только по максимально допустимому весу для перевозки, но и способу разгрузки:
Дополнением к этой классификации является направление выгрузки:
Существует также классификация самосвала по типу кузова. Кузова карьерных самосвалов производят в виде устойчивых или съезжающих платформ, бункеров, съезжающих бункеров. Для съезжающих вариантов выгрузка производится подъемным способом, для устойчивых кузовов —принудительная выгрузка.
Основные производители карьерных гигантов
В отличие от автопромышленности повседневного использования список производителей карьерной техники невелик. Основных производителей немного. Но разработки в этой отрасли не останавливаются и рекорды грузоподъемности постоянно меняются. В какой стране находится производство тяжелых самосвалов не так важно. Гораздо важнее их качество, безопасность и эффективность в работе.
Terex
Американская фирма — основоположник карьерной техники Северной Америки. Сегодня компания выпускает всего 4 модели, из которых самым большим грузовиком считается Terex TR100 с возможностью перевозки 100 тонн.
Caterpillar
Один из ведущих мировых производителей строительной и горной техники и оборудования со штаб квартирой в США. В линейке грузовых автомобилей для горнодобывающих компаний присутствует 17 моделей самосвалов. Самым большим является Caterpillar 797F, рассчитанный на 363 тонны полезной нагрузки.
Komatsu
Ещё один лидер среди производителей оборудования для горной промышленности. Компания основана в 1929 году в Японии. Она производит карьерные самосвалы, экскаваторы и другую технику. Компания может предложить на выбор одну из 14 моделей самосвалов для карьерных перевозок. Самый мощный самосвал – Komatsu 980E-4, грузоподъёмностью 400 т. Кроме того, в 2016 на выставке MINExpo в Лас-Вегасе компания представила широкой публике автономный карьерных перевозчик.
БелАЗ
Один из ведущих поставщиков карьерных самосвалов, производитель самого большого в мире грузовика – Белорусский автомобильный завод. БелАЗ основан в 1948 год и за эти годы завоевал популярность не только в странах постсоветского пространства. Его самосвалы известны во всём мире и эксплуатируются в России, Европе, Африке, Австралии, Северной и Южной Америках.
Hitachi
Ещё один представитель страны Восходящего солнца. С 1951 года выпускает тяжелые грузовики. В линейке 5 моделей. Самый большой выпускается с 2013 году. Hitachi EH5000AC-3 имеет грузоподъёмность до 326 тонн.
Liebherr
Семейная компания выпускает широкий спектр техники и оборудования – от холодильников до кранов и карьерных машин. Свой самый мощный грузовик Liebherr T 284 компания представила на MINExpo 2012. Машина имеет грузоподъёмность 363 тонны и мощностью 3 650 л.с.
Китайские производители
Горное машиностроение Китайской народной республики начало активно развиваться с конца 80-х годов прошлого века. Тем не менее они активно включились в борьбу за долю рынка карьерных самосвалов. Самый большой китайский самосвал – XCMG XDE400 – способен перевозить до 400 коротких тонн (примерно 363 тонны метрические). Это сопоставимо с грузоподъёмностью машин мировых лидеров, таких как Caterpillar, Komatsu, Liebherr.
Ещё два китайских машиностроительных предприятия – Sany и LiuGong – также выпускают грузовики для карьерных перевозок, правда меньшей грузоподъёмности.
Самые большие самосвалы в мире
Потребность в горных разработках или строительстве заставляет производителей самосвалов все больше увеличивать перевозимые ими объемы. Выпуск самых больших карьерных самосвалов признан за Liebherr, Caterpillar, Komatsu и Hitachi. Эти компании смогли построить самосвалы до 400 тонн полезной нагрузки.
Однако мировым лидером считают карьерный самосвал БелАЗ-75710. Он может перевозить до 450 т. Это по-настоящему самый большой самосвал в мире, поскольку основные узлы машины на место работы доставляются отдельно, а сам агрегат собирают уже в карьере.
Разработки по производству большегрузной техники не прекращаются. Сегодня в целях экономии, а также улучшения производительной мощи, карьерные самосвалы переводят с дизельного на газомоторное топливо. Планируется также испытание 63 тонного Komatsu HD605-7 на полностью электрической тяге. Изготовители горнодобывающей техники пытаются использовать топливо с максимальным КПД и при минимальных выбросах в окружающую среду.
Нынешняя добыча полезных ископаемых, а также масштабное строительство каких-то объектов подразумевает необходимое использование мощной техники. Одним из таких примеров являются самосвалы для карьера.
Какие бы слухи не ходили, но именно размеры грузовика играют особую роль. И тем более, в отношении карьерной техники. Ныне есть даже элитные классы самосвалов, которые способны поднимать на борт более 300 тонн груза!
Но таковые модели разрабатываются в недрах немногих предприятий. Ведь этот процесс гораздо более трудозатратен, нежели в случае с обычными грузовиками. Один только двигатель может весить десять тонн. В то время, как масла – сотни литров.
Что уж говорить о мощностях такого бизона? Их величины давно вышли за рубеж в десятки тысяч Нм. Причем, относительно СНГ – таковой производитель вообще один, Белорусский автозавод. Принимая во внимание его последнюю разработку – самосвал для карьеров БелАЗ 75602.
Белорусский завод собирает свою модель самосвала на классической основе: невероятно сильный турбо-дизель вращает генератор, ротор которого находится на заднем мосту. Причем, силовая тяга такового чудовища – 3750 лошадиных сил. Таких показателей смогли добиться при гармоничной и качественной связке двадцати поршней, суммарный объем которых 90 л. Компания, поставляющая соответствующие моторы – всемирный бренд Cummins.
Самосвал БелАЗ 75602 буквально напичкан различной электроникой. Высококлассная компьютерная система справляется с существенными объемами поступающей информации, которые каждую секунду поступают от сотен датчиков, расположенных во всех критически важных точках.
Каждое изменение любого параметра – с точностью до сотых процента вычисляется, тут же, система сама предлагает определенные шаги по устранению проблем.
Учитывая, что и самосвал, и рабочие выполняют поставленные задачи в тяжелых условиях, в числе которых: вибрации, шумы и прочие раздражители, водитель БелАЗа и его пассажиры чувствуют себя более, чем комфортно. В их распоряжении:
В отношении мировых брендов, самым мощным самосвалом является немецкая разработка – LiebherT 282B. Причем, модель мощнее всего на три тонны грузоподъема. Ряд характеристик у белорусских и немецких моделей – похож, и даже одинаков. Даже включая уровень послепродажного обслуживания.
Масса немецкого детища – целых 592 тонны. Причем, потребности у модели совсем не детские. И за одну рабочую, двенадцатичасовую смену самосвал «сжирает» более 2 тонн солярки. Вместимость бака целых 4730 литров, почти 5 тонн. Или – каждый час по 174 литра. Относительно ходовой части: она реализована как у БелаЗА.
Весьма заманчивая и модель для карьерных грузоперевозок – TerexTitan. Она же мировой рекордсмен по величине.
Причем, двигатель и генератор представляют собой одно целое, они работают в литой связке. На каждое колесо по одному такому электродвигателю.
Следует отметить, что американский Caterpillat 797B, в тот же момент,является самым компьютеризированным самосвалом в мире. Уже сейчас предприятие, выпускающее данную модель карьерного грузовика, активно разрабатывает искусственный интеллект, который будет обеспечивать работу самосвала без человеческого фактора.
Карьерные самосвалы – самые настоящие гиганты, способные, буквально, сдвигать горы.
Преимущества карьерных самосвалов, сделанных на дорожном шасси
В России сейчас наблюдается интересная тенденция. Карьерные самосвалы (БелАЗ и другие) постепенно меняют на машины, построенные по принципу дорожных. Или на дорожные, но доработанные так, чтобы они могли использоваться в карьерах.
В СССР «карьерные» самосвалы начали выпускать в 50-х годах прошлого столетия. Слово взято в скобки потому, что МАЗ-525 и МАЗ-530 были обыкновенные грузовики, которые просто увеличили в размерах. Опыт их применения показал, что такой подход далек от оптимального. Поэтому в следующем десятилетии конструкторы разработали настоящий карьерный самосвал. Его компоновка отличалась от дорожного. Как показала практика, это было правильное решение.
Еще полвека спустя в России стали продавать китайские карьерные самосвалы Howo, DongFeng и другие, конструктивно похожие на обычные. Кабина (одноместная) расположена над двигателем, подвеска рессорная, 3 моста (2 ведущих), кузов дорожной конфигурации. Правда, из-за грузоподъемности до 50 т, ширины от 3 м. и больших нагрузок на оси, по дорогам общего пользования им двигаться запрещено.
Вскоре после этого, в 2013 г., отечественный завод «Тонар» начал собирать аналогичные машины – 45-тонные Тонар-4525, с передней пневморессорной и задней балансирной, на упругих резиновых элементах, подвесками. На данный момент выпускается еще и 37-тонный Тонар-45251. Обе модели популярны на Кузбассе и Дальнем Востоке, в Хакассии и Бурятии. Они применяются в карьерах, угольных разрезах и на вскрышных работах.
Темой заинтересовались и ведущие производители грузовиков из Европы. В 2014 г. MAN, Volvo, Scania и Mercedes-Benz представили машины для горнодобывающей отрасли. Вместо того, чтобы проектировать «настоящий» карьерный самосвал, они взяли имеющиеся дорожные модели и доработали их. Основные изменения следующие:
Особо стоит отметить тот факт, что спецтехника указанной выше четверки сохранила размеры дорожных машин. Это огромное преимущество в конкурентной борьбе, ведь такие самосвалы могут двигаться по магистралям общего пользования.
По отзывам клиентов, техника на дорожном шасси по многим показателям превосходит «настоящие» карьерные самосвалы грузоподъемностью от 30 до 50 т (с более крупным равняться нечего, там она, конечно, проигрывает). В чем же ее плюсы?
Преимущества
Главное достоинство таких машин – можно ездить по дорогам «для всех». За счет этого улучшается логистика, работа становится более эффективной.
В техническом отношении «псевдокарьерные» самосвалы, по сравнению с классическими, тоже лучше. Они стоят дешевле и экономичнее в эксплуатации. Двигатели – более современные, меньшего объема. Эти машины имеют меньший полный вес, а средняя скорость у них выше.
Кроме того, их всегда можно отправить на какую-нибудь другую работу, например, на стройплощадку.
Есть еще один важный момент, касающийся самосвалов на базе обычных шасси. Они более узкие, чем карьерные, поэтому им не нужны широкие технологические дороги. Создание для них подъездных путей обойдется дешевле, особенно при отработке нижних горизонтов, когда расходы на удаление вскрышного грунта значительно возрастают.
Относительно сервиса – тоже выгода. Владелец карьерных машин обязан иметь для них ремонтный цех, запчасти и слесарей. А технику на дорожной базе можно обслуживать на сервисной станции фирмы-производителя. Да и запчасти дешевле, особенно шины – они на рудниках быстро изнашиваются.
После окончания работ в карьере (или раньше) дорожник может без проблем переехать на новое место. А карьерный надо разбирать и везти на поезде.
Недостатки
К сожалению, дорожно-карьерные самосвалы имеют не только плюсы, но и минусы. Особенности конструкции ограничивают грузоподъемность до 20 – 30 т. Чтобы превысить 40 – 50 т., надо вносить серьезные изменения. Карьер должен быть «ухоженным», технологическая дорожная сеть – достаточно развитой, без крутых спусков и подъемов, в хорошем состоянии. Использование стандартных отопительных, кондиционирующих и вентиляционных систем требует, чтобы не было большой запыленности или высоких температур воздуха. Если химический или радиационный фон повышен – тоже плохо.
Кроме того, узкий кузов не слишком удобен, если на погрузке работает карьерный экскаватор с большим ковшом.
Тем не менее, не смотря на перечисленные недостатки, европейские производители уверены, что дорожный самосвал, адаптированный для использования в карьере – это очень эффективное решение.