Подвижной состав карьерного автотранспорта

Подвижной состав карьерного автотранспорта

Специфика эксплуатацииавтотранспорта на открытых горных работах предъявляет к конструкции автотранспортных средств следующие требования: обеспечение простой и полной погрузки и разгрузки кузова для сокращения длительности этих технологических операций повышения производительности; обеспечение высокой маневренности в стесненных условиях работы в горных выработках карьеров и отвалов; автомобиль должен иметь высокую устойчивость и хорошую проходимость, обеспечивающие роботу в сложных условиях карьера и движение по дорогам невысокого качества; автомобиль должен развивать достаточную скорость на характерных для карьерных условий затяжных подъемах и спусках с целью сокращения рабочего цикла автомашины.

Технологические характеристики автомобильного транспорта определяют соответствие конструктивных параметров подвижного состава требованиями, предъявляемым к автотранспорту при его применении в конкретных горнотехнических условиях. К ним относятся: грузоподъемность, т; геометрическая вместимость, м3; коэффициент тары; удельная мощность, кВт/т; скорость движения, км/ч; паспортный тормозной путь, м; расход горючего, л/100 км; минимальный радиус поворота, м.

Эксплуатационные характеристики автомобильного транспорта определяют эффективность использования автотранспорта в условиях конкретного карьера и технологической схемы разработки. Основными факторами, определяющими эффективность автотранспорта, являются производительность автомашины и потребное их число для осуществления заданного грузопотока. Эти причины в свою очередь зависят от ряда эксплуатационных показателей, определяемых как конструкцией подвижного состава, так и технологической схемой применения автотранспорта в конкретных условиях. К таким показателям следует отнести: время рейса; коэффициент технической готовности автопарка; коэффициент использования автопарка; коэффициент использования пробега; коэффициент использования грузоподъемности. Сущность этих показателей и их значения будут рассмотрены в разделе «Эксплуатационные расчеты карьерного автомобильного транспорта».  

Перечисленные требования и характеристики автомобильного транспорта определяют компоновочную схему, колесную формулу и основные параметры карьерных машин в зависимости от их назначения. По конструктивному исполнению подвижный состав карьерного автотранспорта разделяется на две основные группы: автосамосвалы– автомобили с кузовом, расположенным на раме автомобиля и разгружающимся опрокидыванием назад или реже набок; полуприцепы – автомобили, кузов которых одним концом прицепа опирается на прицепное устройство тягача, а на другом имеет одну или две ходовые оси. В зависимости от назначения полуприцепы выполняются с разгрузкой назад, набок или через дно. В зависимости от конструкции подвижной состав имеет различную колесную формулу. Одной из характеристик конструкции автотранспорта является колесная формула. Колесной формулойназываться цифровое обозначение числа колес автомобиля: первая цифра обозначает общее число колес, а вторая цифра – число ведущих. Применяются карьерные машины с различными колесными формулами: автосамосвалы - 4х2 (применяется наиболее часто),4х4; полуприцепы - 6х2, 6х4.

Основные части карьерного автомобиля: двигатель; шасси; кузов.

Двигатель – это источник механической энергии, приводящий автомобиль в движение. Для автомобилей применяют двигатель внутреннего сгорания, преобразующие тепловую энергию сгорающего топлива в механическую работу. На большегрузных карьерных автомобилях применяются в основном дизельные двигателя с воспламенением от сжатия, работающие на тяжелом жидком топливе. Горючая смесь образуется внутри цилиндра из топлива и воздуха, подаваемых в цилиндр раздельно. Воспламенение горючей смеси происходит в результате повышения температуры воздуха при сильном его сжатии в цилиндре. Дизельные двигатели за счет высокой степени сжатия расходуют на 30-40 % топлива меньше, чем карбюраторные. Дизельное топливо дешевле бензина. Поэтому дизельные двигатели боле экономичны и получили широкое распространение на карьерных автомобилях.

Для карьерных автомобилей используются высокобортные четырехтактные 8 или 12 – цилиндровые «V» - образные двигатели мощностью от 265 кВт до 405 кВт (27...40т), 700…900 кВт(75…110т), 900…1600 кВт(120..200т). Основными элементами двигателя являются: картер; блок цилиндров; кривошипно-шатуновый механизм; механизм газораспределения (клапаны, распределительные валы). Для обеспечения работы двигатель снабжен рядом систем: питания топливом (топливные баки, насосы, фильтры, форсунки); питания воздухом; смазки двигателя (масленые баки, насосы, фильтры, радиатор); охлаждения (водяной насос, радиатор, вентилятор); пуска (электростартер, оборудование для пуска сжатым воздухом).

К шасси относятся все части и механизмы, служащие для передачи вращающегося момента от двигателя к ведущим колесам (трансмиссия), его передвижения (ходовая часть) и механизм управления. Трансмиссии обеспечивает широкий диапазон регулирования скорости при максимально полном использовании двигателя. На карьерных большегрузных автомобилях используют три типа трансмиссии: механическая (состоит из фрикционного сцепления и шестерней коробки скоростей), применяется для автомобилей грузоподъёмностью до15…20 т; гидромеханическая (состоит из согласующего редуктора, гидротрансформатора, трехступенчатой коробки передач и тормоза замедлителя), применяется на автомобилях 20…50 т; электромеханическая (состоит из генератора, вращаемого дизелем, тяговых двигателей, приводящих в движение колеса, и системы регулирования), применяется для автомобилей грузоподъёмностью более 65т (75, 110, 180 т и. т. д.). Основным элементом электромеханической трансмиссии является мотор-колесо. В ободе такого колеса, объединяющем все узлы в единый агрегат, монтируется двигатель постоянного тока. Вращение колес осуществляется встроенным планетарным редуктором. С силовой установкой (генератор и система управления) мотор-колесо связано гибкими кабелями.

К ходовой части автомобиля относиться:

- рама, на которой  крепятся все части  автомобиля и его  кузов;

- подвеска автомобиля, которая должна  иметь переменную  жесткость, для карьерных  автомобилей применяется  пневмогидравлическая  подвеска, к штокам  пневмогидравлических  цилиндров которой  крепятся передние  колеса и задний  мост;

- колеса и шины (на  переднюю ось обычно устанавливают два колеса, на заднюю ось и ось полуприцепа устанавливают четыре колеса -- по два спаренных на каждую сторону). Размер шин обозначают двумя цифрами в дюймах: ширина профиля и диаметр обода. Например, у БеЛАЗЗ-549 применяются шины – 27.00 – 49;

- механизм управления, который состоит  из рулевого управления  и тормозной системы, для карьерных  автомобилей применяются  система управления  с гидроусилителем, облегчающим управление автомобилем и существенно снижающим усилие, которое требуется приложить в к рулевому управлению; тормозная система состоит из рабочего тормоза с ножным управлением, стояночного тормоза и вспомогательного тормоза-замедлителя, используемого на затяжных спусках для поддержания постоянной скорости автомобиля за счет поглощения кинетической энергии. При электромеханической трансмиссии применяется электродинамическое торможение.

Кузов карьерных автомобилей выполняется в виде металлической платформы с бортами, опирающейся на раму автомобиля и оборудованной гидравлической системой разгрузки кузова. Наиболее распространенная «v»--образная форма кузова, которая обеспечивает снижение высоты автомобиля и центра его тяжести. В плане наиболее эффективна форма квадрата, которая обеспечивает минимальное время на установку ковша экскаватора над центром кузова.

В настоящее время на карьерах Украины получили распространение следующие автосамосвалы и полуприцепы. На карьерах с небольшой производственной мощностью применяются автосамосвалы КрАЗ – 256, грузоподъемностью 10 т, с колесной формулой 6 х 4, мощностью двигателя 240 л.с. (176 кВт) и максимальной скоростью до 60 км/ч, а так же самосвалы БелАЗ --540А и БелАЗ – 7540, грузоподъемностью 27…30 т, с колесной формулой 4х2, мощностью двигателя 260…400 кВт и скоростью 40…50 км/ч. На крупных карьерах, применяются автосамосвалы БелАЗ, грузоподъемностью от 40 до 180 т. с гидромеханической и электромеханической трансмиссиями и автопоезда БелАЗ, грузоподъемностью 65 и 120 т. В последние годы на карьерах Украины получили распространение автосамосвалы фирмы Юнит-Риг и Камацу, грузоподъемностью 110…120т, мощностью 900 кВт и скоростью 50…60 км/ч. На железорудных карьерах Украины наибольшее распространение получили автосамосвалы грузоподъемностью 110…120т. Технические характеристики автосамосвалов представлены в табл. 3.1. и 3.2.

Таблица 3.1. Технические характеристики автосамосвалов БелАЗ

Таблица 3.2. Технические характеристики автосамосвалов зарубежных фирм