Краткое содержание лекции
Самым распространенным видом подвижного состава при перевозках навалочных (сыпучих) скальных грузов (породы, руды, камня)являются автомобили-самосвалы и самосвалы автопоезда.
Автомобиль-самосвал-это специализированный грузовой автомобиль, отличающийся от обычных грузовых автомобилей тем, что процесс разгрузки полностью механизирован. Для этого прочная металлическая платформа кузова крепится на раме автомобиля и может отклоняться назад или на боковую сторону на угол 45-55◦. Наклон кузова приводит к естественному высыпанию груза под действием силы тяжести. Механизированная разгрузка позволяет значительно снизить время выгрузки груза и устраняет потребность в грузчиках. Загрузка автомобилей-самосвалов осуществляется различными погрузочными механизмами.
Автомобили-самосвалы и самосвальные автопоезда делятся по ряду признаков.
По типу подвижного состава-одиночный автомобиль-самосвал (без прицепа), самосвальный автопоезд (самосвал-тягач с одним или двумя прицепами-самосвалами), прицеп-самосвал, полуприцеп-самосвал.
По дорожным условиям автомобили - самосвалы подразделяются: на автомобили-самосвалы для работы вне дорог по спец. дорогам; автомобили-самосвалы для эксплуатации по дорогам общей транспортной сети. Условия эксплуатации автомобилей-самосвалов, как правило, тяжелые: перевозка грузов с мест добычи в карьерах, котлованах, вывозка грунта при строительстве промышленных и жилых объектов, отсыпка насыпей дамб и т.д.
Поэтому по проходимости внедорожные большегрузные автомобили самосвалы, дорожные (колесная формула 4*2 или 6*4) и автомобили самосвалы повышенной проходимости (колесная формула 4*4, 6*6 и др.)
По грузоподъемности различают следующие автомобили самосвалы:малой(до 2 т);средней(свыше 2 до 6 т); большой (свыше 6 до 14 т);особо большой (большегрузные свыше 14 т) грузоподъемности.
По эксплуатационному назначению они могут быть строительные, сельскохозяйственные, карьерные (предназначены для массовых перевозок руды, скальных и сыпучих грузов из карьеров) и узкоспециализированные (автомобили самосвалы, перевозящие груз одного вида, например, раствор или бетон). Первые два типа автомобили самосвалы обычно относятся к разряду универсальных(автомобили самосвалы,осуществляющие перевозки довольно широкой номенклатуры грузов по дорогам общей сети в условиях городских и пригородных сообщений)
По принадлежности к определенным видам перевозок –для технологических перевозок, для пригородных и городских перевозок.
По направлению разгрузки - односторонняя назад, односторонняя на боковую сторону, двухсторонняя на боковые стороны, трехсторонняя назад и боковые стороны.
По конструкции привода самосвального механизма- с гидравлическим, пневматическим, механическим, электрическим и комбинированным приводами.
Автомобили самосвалы и самосвальные автопоезда отличаются друг от друга, прежде всего,как и любой другой специализированный подвижной состав, конструкцией кузовов, выполненных в виде платформ различного типа.
Кузов автомобиля самосвала является наиболее трудоемкой, металлоемкой и быстроизнашиваемой частью самосвальной установки. Он проектируется как пространственная, тонкостенная, несущая конструкция, испытывающая нагрузка при подъеме от воздействия, с одной стороны, размещенного в платформе груза и, с другой стороны, от усилия гидроцилиндра подъемного механизма. Построение рациональной силовой схемы платформы зависит от направления разгрузки самосвала, числа открывающихся бортов и расположения гидроцилиндра.
Форму кузовов автомобилей самосвалов и размеры платформ определяют ряд факторов: физико-механические свойства перевозимых грузов, требования прочности кузова, стремление к универсальности кузовов для возможности перевозки в них относительно разнообразной номенклатуры грузов и, наконец, направление разгрузки.
В поперечном сечении кузова автомобилей самосвалов могут иметь прямоугольную и полуэллиптическую форму. В продольном сечении, кузова чаще всего имеют корытообразную форму. Кроме этого бывают кузова ковшевого и совкового типов.
Прямоугольный тип кузова- это универсальный кузов, позволяющий производить разгрузку груза на три стороны (как и на бортовом грузовом автомобиле) и перевозить не только навалочные, но и тарно-упаковочные и штучные грузы. При прямоугольном сечении кузова снижается центр тяжести и повышается жесткость, а его емкость при тех же габаритных размерах больше, чем у кузовов с корытообразным и полуэллиптическим сечением. Однако при выгрузке некоторых грузов часть их застревает в углах, поэтому кузова разгружаются не полностью. Более полная выгрузка обеспечивается при корытообразном и полуэллиптическом сечении кузовов. Повышенная прочность этих кузовов позволяет использовать их при экскаваторной погрузке навалочных грузов.
Корытообразная форма кузова обычно используется при разгрузке назад, но может быть применена для разгрузки на сторону. Для увеличения жесткости кузовов такого типа их не откидные борта усиливают стойками или шпангоутами, а откидные ребрами.
Полуэллиптические кузова лучше сопротивляются ударным нагрузкам при погрузке, однако не могут обеспечить полноту выгрузки груза при сбрасывании на сторону, повышают центр тяжести автомобили самосвала и, следовательно, снижает его устойчивость.
Прямоугольное, корытообразное и полуэллиптическое поперечное сечения имеют кузова универсальных автомобилей-самосвалов.
Кузова ковшового и совкового типов применяются для самосвалов большой и особо большой грузоподъемности. У ковшовых кузовов нет открывающихся боковых бортов. Борта в этом случае выполняются в виде наклонной стенки, угол наклона которой обычно равен 20-30 градусов к горизонтали. Ковшовые кузова могут быть с односторонней разгрузкой назад, с разгрузкой на бок и с трехсторонней разгрузкой. Конструкция ковшовых кузовов более простая, чем у платформ с открывающимися бортами, имеет меньшую массу и большую прочность. Кроме этого использование ковшовых кузовов на автомобилях самосвалах позволяет снизить центр тяжести груженного автомобиля и несколько сместить его в сторону кабины, что увеличивает устойчивость и равномерность распределения массы автомобиля на его оси. Однако существенным недостатком такой конструкции является необходимость увеличивать углы наклона относительно платформ с открывающимися бортами(обычно до 70-80 градусов), чтобы при разгрузке груз не остановился на наклонной стенке борта. На строительных самосвалах с разгрузкой назад открывающийся задний борт обычно подвешивается на верхних шарнирах. Такая подвеса борта называется фартучной. Борт открывается и закрывается под воздействием собственного веса ссыпающегося груза. Замки борта размещены внизу.
Автомобили самосвалы большой и особо большой грузоподъемности не имеют заднего борта кузова. Для предотвращения потерь груза при движении задняя часть пола кузова несколько приподнята. Недостаточная боковая устойчивость затрудняет применение ковшовых платформ на прицепах-самосвалах. Кроме того, недостатком платформы ковшового типа является также нерациональное использование объема. В качестве примера на рис 3.2 показан строительный автомобиль самосвал МАЗ-551603-223 с цельнометаллическим кузовом ковшового типа с фартучной подвеской заднего борта.
Кузова карьерных самосвалов имеют днища не только с приподнятой задней частью, но и с наклонной основной частью вперед. Наклон днища вперед делается в целях снижения центра тяжести автомобиля-самосвала и увеличения нагрузки на переднюю ось. Такие кузова называются кузовами совкового или У-образного типа. Они позволяют осуществлять более полную выгрузку груза.
При перевозках влажных грузов или растворов в зимнее время днища кузовов(а иногда и не откидных бортов) некоторых автомобилей самосвалов оборудуют устройствами для их обогрева. Для этого днища и борта выполняются двойными. Между стенками днища и бортов циркулируют отработавшие газы двигателя. Обогрев кузовов применятся обычно на строительных и карьерных самосвалах. Это предотвращает примерзание перевозимых грузов к поверхностям кузовов.
Навалочные и насыпные грузы обладают достаточно высокой абразивностью, поэтому основным материалом для изготовления кузовов автомобилей-самосвалов служит металл (в основном сталь). Металлические кузова кроме абразивной стойкости имеют достаточную прочность, позволяющую при погрузке принимать груз большими порциями при сбрасывании его с высоты 1,5-3 м из ковшей экскаваторов, различных погрузчиков и бункеров, однако увеличивает массу автомобилей-самосвалов и самосвальных автопоездов. Ведущие производители автомобилей-самосвалов постоянно ведут поиск материалов и конструкций кузовов, увеличивающих их долговечность и уменьшающих массу. Например, самосвальные полуприцепы французской фирмы “ Гольом ” изготавливаются из специальной стали и имеют сечение U-образную форму. Кузова обладают высоким сопротивлением абразивному износу и ударам. Они выполняют из согнутого листа толщиной 5 мм, без каких-либо приваренных поперечин –усилителей (75). Такая конструкция кузова не вызывает увеличение его массы. Уменьшение массы самосвального автопоезда может быть так же достигнута за счет использования в его составе безрамных полуприцепов – самосвалов несущей конструкции (3.3). Другой путь снижения собственной массы полуприцепов- самосвалов – применение алюминиевых сплавов для для изготовления бортов, кузовов в целом и даже рам. Для получения равнопрочной (на смятие)конструкции кузова из алюминиевого листа несколько увеличивают. Из-за меньшей плотности алюминиевый лист легче стального тех же размеров на 50 %, и увеличенные затраты на материал быстро окупаются в эксплуатация за счет снижения расхода при ездках без груза и возможности увеличение грузоподъемности автопоезда. собственная масса полуприцепов – самосвалов с кузовами из алюминия на 1,4-1,8 т меньше собственной массы аналогичных АТС одинаковой грузоподъемности, но со стальными кузовами. Кроме этого, для снижения собственной массы прицепов и полуприцепов –самосвалов в качестве материалов кузовов могут применяться армированные пластмассы. Опытные образцы самосвального кузова, выполненного из армированного стеклопластика, примерно в два раза легче соответствующего кузова, изготовленного из алюминиевых сплавов.
Механизм опрокидывания грузов на современных автомобилях-самосвалах выполняется чаще всего с гидравлическим приводом. Это объясняется тем, что данный тип привода, при относительно малой массе и компактности конструкции, может развивать значительные усилия для сбрасывания больших масс перевозимых грузов, достаточно надежен и безопасен в работе. Затраты времени на подъем и опускание кузова составляют в среднем от 10-25 с. Гидравлические подъемные механизмы состоят из цилиндра или цилиндров; масляного насоса с краном управления, рычажно-балансированного механизма, соединяющего шток цилиндра с кузовом и привода. Насосы гидропривода приводятся в действие от коробки отбора мощности с использованием энергии двигателя автомобиля. Опускание кузова после разгрузки осуществляется за счет собственной массы. Исключение составляют самосвалы особо большой грузоподъемности, на которых опускание кузова происходит как за счет его массы, так и принудительно за счет воздействия на поршни гидравлических цилиндров давления масла при изменении направления его подачи. В табл. 3.1 приведены шесть наиболее распространенных принципиальных схем автомобилей-самосвалов с гидравлическим подъемным механизмом. Отличие схем состоит в направлении разгрузки и платформ, размещении основного исключительного органа-гидроцилиндра и устройстве подъемного механизма.
Гидравлические подъемные механизмы классифицируются по след. основным признакам:
Числу гидроцилиндров(с одним или двумя цилиндрами),
Месту крепления гидроцилиндра-под платформой, перед платформой, с цилиндрами,расположенными с 2-х сторон платформы(слева и справа, спереди и с сзади)
Начальному расположению гидроцилиндров(горизонтально, вертикально, наклонно)
Конструкции гидроцилиндров-простые (поршневые или плунжерные одностороннего или двухстороннего действия),телескопические одностороннего или двухстороннего действия.
Системе воздействия на кузов- с неподвижными цилиндрами, имеющими шток с роликами и салазками у кузова, с качающимися цилиндрами и шарнирным креплением штока к кузову(табл. 3.1), с качающимися цилиндрами и рычажной зубчатой системой с переменным передаточным числом.
В современных конструкциях автомобилей-самосвалов широкое распространение получили телескопические гидроцилиндры одностороннего действия, устанавливаемые под платформой, шестеренные масляные насосы, агрегатированные с коробкой отбора мощности. Включение в работу гидросистемы обеспечивает кран управления. При подаче масла под давлением к гидроцилиндру его звенья выдвигают и воздействуют на платформу, обеспечивая подъем одного его края. Для ограничения угла наклона платформы и повышения надежности гидросистемы устанавливают ограничители.
Кроме гидравлического привода опрокидывания кузова существуют и другие подъемные механизмы, например, механические, пневматические, электрические и электрогидравлические.
Автомобили-самосвалы с механическим подъемным механизмом, проводимым от двигателя, не получили широкого распространения, что объясняется большим износом механизмов из-за трудности их защиты от пыли и грязи, а также поломками зубьев шестерен из-за ударного приложения нагрузки.
Пневматические подъемные механизмы также не имеют широкого применения, так как при относительно невысоком давлении воздуха габаритные размеры подъемных механизмов получаются очень большими. Такие подъемные механизмы получаются очень большими. Такие подъемные механизмы неудобны для размещения на автомобиле, а большая их масса приводит к снижению грузоподъемности. В нашей стране созданы подъемные механизмы, в которых пневмоцилиндры заменены эластичными пневматическими подушками. Подушки надуваются при помощи отработанных газов двигателя. Создаваемое в пневматических подушках избыточное давление в 40-80 кПа позволяет наклонять кузов на стороны или назад.
Электрические и электрогидравлические(комбинированные) подъемные механизмы приводятся в действие от электродвигателя. Такой привод проще, и подъемные механизмы могут работать при неработающем двигателе. Электрогидравлический привод целесообразно использовать на прицепах-самосвалах, где простота привода подъемного механизма имеет особенно большое значение.
По совокупности свойств, определяющих основные эксплуатационные качества, самосвалы, получившие наибольшее распространение у нас в стране, могут быть разделены на семь групп.
Шесть групп составляют строительные и сельскохозяйственные автомобили-самосвалы, относящие к разряду универсальным и отличающиеся друг от друга в основном объемом кузова. Такие самосвалы выпускаются заводами ЗИЛ, ГАЗ, КАМАЗ, МАЗ КрАЗ. Универсальные автомобили-самосвалы собираются с использованием агрегатов и узлов обычных бортовых автомобилей, но и база, как правило, короче, чем у бортовых автомобилей. С целью повышения тягово-динамических качеств они имеют повышенное передаточное отношение главной передачи. Для привода подъемного механизма кузова устанавливаются коробка отбора мощности и дополнительные рычаги включения и выключения гидравлического насоса и крана управления, размещенные в кабине водителя.
Группа 1. Строительные самосвалы средней грузоподъемности(4-6 т) с разгрузкой кузова назад рассчитаны для одиночной работы(без прицепа). Самосвалы этой группы предназначены для перевозок грунта, песка, глины, щебня, гравия, асфальта, бетона, строительных растворов, строительного мусора и других грузов и могут эксплуатироваться на автомобильных дорогах любой категории. Физико-механические свойства перечисленных выше грузов (плотность, гранулометрический состав, сыпучесть, текучесть и др.) обусловливают требования к конструкции кузова самосвала и в первую очередь его объему. Для рассматриваемых самосвалов оптимальное соотношение грузоподъемности и объема кузова должно быть в пределах 1,4-1,6т/м3, так как разброс значений навалочной плотности перевозимых ими грузов имеет примерно такой же диапазон.
Другим важным требованием к конструкции кузова строительного самосвала является герметичность- исключение потерь при перевозках легкосыпучих и полужидких грузов. Этому требованию в большей степени отвечает кузов с односторонней разгрузкой назад, с одним открывающимся задним бортом. Такой способ разгрузки необходим во многих случаях эксплуатации строительного самосвала, например, при проектировании планировочных работ или вывозе мусора на свалку, когда разгрузка ведется в отвал.
Рассматриваемые АТС не предназначены для работы с прицепом, так как в большинстве случаев им приходится работать на стесненных строительных площадках, что не позволяет маневрировать автопоездом.
Погрузка таких жестких грузов, как камень, смерзшийся грунт, строительный мусор экскаваторами вызывает большие сосредоточенные ударные нагрузки на детали кузова. Это предъявляет повышение требования к его прочности. Во избежание повреждения кабины грузом, срывающимся с ковша экскаватора, на переднем борту платформы укрепляют козырек, защищающий заднюю стенку и окно кабины.
Удельная мощность двигателей (отношение мощности двигателя к полной массе самосвала) для строительных самосвалов должна быть от 7 до 9 кВт на тонн.
Для повышения маневренности самосвалов их конструируют с короткобазным шасси, по сравнению с базовым бортовым автомобилем. Например, самосвалыЗИЛ-ММЗ-555, ЗИЛ-ММЗ-4502, ЗИЛ-ММЗ-45021 проектируются с базой 3300 мм, тогда как базовый бортовой автомобиль имеет базу 3800мм. Недостаток короткобазных самосвалов – неустойчивость на скользких дорогах. При неумелом или неосторожном вождении самосвала на больших скоростях отмечены случаи заноса самосвала. Это принудило конструкторов а строительном самосвале ЗИЛ-ММЗ-4505 применить шасси ЗИЛ-130Б2 с базой 3800мм.
В эксплуатации строительных самосвалов отмечаются частые случаи их перегрузки. Это объясняет ся большим разбросом значений плотности переводимых грузов и приблизительным учетом количества грузов не по массе, а по объему. Поэтому возникают дополнительные требования к надежности и простоте обслуживания самосвалов.
В нашей стране самосвалы этой группы наиболее многочисленны (ЗИ-ММЗ-555, ЗИЛ-ММЗ-4502, ЗИЛ-ММЗ-4505 и другие).
Группа 2. Строительные материалы средней грузоподъемности (5-6 т), предназначены для систематической работы с прицепом-самосвалом. Самосвалы этой группы перевозят те же грузы, что и самосвалы группы 1, за исключением полужидких грузов(бетон, растворы). Они рассчитаны для эксплуатации на автомобильных дорогах всех категорий, но в отличии от группы 1, эти самосвалы не предназначены для работы на грунтовых работах, так как работа с прицепом в сложных дорожных условиях затруднена. основное назначение этих самосвальных автопоездов – массовые перевозки нерудных материалов на строительные объекты с причалов, железнодорожных баз, из карьеров по установившимся маршрутам, в основном в больших городах.
Характерными особенностями эксплуатации является относительно хорошие дороги, без крутых подъемов и спусков, специально подготовленные погрузочно-разгрузочные пункты, обеспечивающие сквозное движение АТС без дополнительного маневрирования. Средние расстояния перевозок 15-20 км. Погрузка чаще всего осуществляется стационарными погрузочными средствами (транспортерами, бункерами, экскаваторами). Перегрузки самосвалов наблюдаются реже, чем у самосвалов группы 1, что объясняется длительными перевозками одинаковых грузов. Обязательным требованием для автопоезда является возможность разгрузки на боковые стороны. Автомобиль-самосвал, как правило, имеет разгрузку на три стороны, а прицеп- на две боковые.
Для обеспечения работы с прицепом-самосвалом на самосвале тягаче устанавливается ряд дополнительных агрегатов и более мощный двигатель. Его мощность, отнесена к полной массе автопоезда, должна составлять не менее 6кВт на тонн. Установка мощного двигателя, дополнительных агрегатов и кузова, имеющего разгрузку на 2 или 3 стороны, увеличивают себестоимость эксплуатации самосвала-тягача, по сравнению с одиночным автомобилем-самосвалом. К этой группе относятся, например, самосвал ЗИЛ-ММЗ-4501 с прицепом ГКБ-818.
Группа 3. Сельскохозяйственный самосвал средней грузоподъемности, предназначенные для систематической работы с прицепом-самосвалом (колесная формула 4 на 2 или 6 на 4). К этой группе относятся самосвалы: ЗИЛ-ММЗ-554М с прицепом ГКБ-819, ЗИЛ-ММЗ-4504 с прицепом ГКБ-8529, ГАЗ-САЗ-4509 с прицепом ГКБ-8529, ГАЗ-САЗ-4509 с прицепом ГКБ-8536, КамАЗ-55102 с прицепом ГКБ-8527 и другие. Автомобильные перевозки грузов в сельском хозяйстве по дорожным условиям и расстоянию можно разделит на две группы. Первая группа перевозок- это перевозки на дальние расстояния (вывоз зерна на элеваторы, подвоз удобрений со складов или заводов, поездки в город, например, за строительными материалами и другими грузами). В связи с относительно дальними рейсами и движением только по автомобильным дорогам для таких перевозок экономически целесообразно использовать автопоезда с одним или двумя прицепами. Вторая группа перевозок- это внутрихозяйственные перевозки на сравнительно короткие расстояния и часть в сложных дорожных условиях, движение по грунтовым дорогам, полю, луговине, мелким бородам, легким деревянным мостам, маневрирование на внутрихозяйственных площадях, токах, внутри складов. В этих условиях могут эксплуатироваться только одиночные самосвалы без прицепа. Перевозки на дальние расстояния и внутрихозяйственные чередуются в течении сезона.
По условиям проходимости, нагрузочным параметрам, распределению нагрузки по мостам требования, предъявляемые к самосвалам группы 1, аналогичны.
По приспособленности к перевозке самых различных грузов(сельскохозяйственные продукты, удобрения, строительные материалы, бытовые тары, оборудование, тарно-упаковочные и штучные грузы) к самосвалам этой группы предъявляются наиболее универсальные требования. Эти самосвалы часто используются как бортовые грузовые автомобили, например. Для перевозки скота и птицы.
Разнообразие грузов обусловливает и самые разные способы погрузки, шнеками из бункеров уборочных машин, транспортерами, сенокосилками, кранами. Очень часто применяется ручной способ погрузки и разгрузки. Большая номенклатура грузов, условий погрузки и разгрузки определяют требования к конструкции кузова сельскохозяйственного самосвала. Он имеет прямоугольную форму с тремя открывающимися бортами (двумя боковыми и одним задним). Борта открываются на нижних шарнирах, что уменьшает подсыпание груза под колеса.
Большие разбросы навалочной плотности перевозимых грузов, от 3 до 4 т на метр кубический (трава, силос) вынуждают выпускать платформы сельскохозяйственных самосвалов с комплектами для наставления бортов. Важнейшее требование к платформе сельскохозяйственного самосвала -надежное уплотнение, исключающее потери зерна через зазоры в притворах бортов. Это обеспечивается установкой съемных резиновых уплотнителей. Для предохранения зерна от выдувания при перевозках, а также для защиты грузов от атмосферных осадков в комплект для самосвала входит тент для укрытия. Как и для самосвалов группы 2, обязательным требованием является возможность разгрузки платформы на боковые стороны, что обеспечивает работу с прицепом. Автомобили-самосвалы выпускают как с трехсторонней, так и с 2-х сторонней разгрузкой платформы. Прицепы-самосвалы, как правило, имеют двухстороннюю разгрузку. Относительная мощность двигателя при работе в составе автопоезда должна быть не менее 6кВт на тонн. На самосвалах-тягачах устанавливают дополнительные агрегаты, обеспечивающие работу с прицепом(аналогично самосвалам группы 1).
Группа 4. Сельскохозяйственные самосвалы повышенной проходимости (колесная формула 4 на 4, и 6 на 6), рассчитанные для систематической работы с прицепом-самосвалом. В основном предназначены для внутрихозяйственных перевозок(КАЗ-4540 с прицепом ГКБ-8535, УРАЛ-552223). Высокая проходимость этих АТС обеспечивает надежную работу по бездорожью в весенний периоды. Однако использование себестоимость производства и обслуживания самосвала. Требования к конструкциям кузовов этих самосвалов те же, что и для группы 3.
Группа 5. Строительные самосвалы большой грузоподъемности рассчитаны для одиночной работы(без прицепа), колесная формула 4 на 2 и 6 на 4. Используется при массовых перевозках насыпных и навалочных грузов на крупных строительных объектах и на карьерных разработках на короткие расстояния. Из-за большой полной массы и осевых нагрузок могут перемещаться только по автомобильным дорогам, допускающим осевую нагрузку более 100 кН на ось. Большую часть времени эти самосвалы эксплуатируются вне автомобильных дорог в сложных условия: крутые подъемы и спуски в карьерах; движение по грунту при планировке строительных площадок. Погрузка в основном производится экскаваторами с объемом ковша 3 м кубических. При сбрасывании в платформу самосвала таких тяжелых грузов, как камень, скальные породы, мерзлая земля и тому подобное возникают большие ударные нагрузки на днища и борта кузова. Возможны перегрузки в результате большого разброса плотности предъявляют повышение требования к прочности шасси и самосвальной установки.
Из находящихся в эксплуатации самосвалов к этой группе относятся МАЗ-503А, МАЗ-5549, МАЗ-5551,КрАЗ-256, КрАЗ-256Б, КрАЗ-6505.
Группа 6. Строительные автомобили-самосвалы большой грузоподъемности. При отсыпке насыпей, строительстве дорог и плотин широкое распространение получают самосвальные автопоезда в составе универсального автомобиля-самосвала и прицепа-самосвала или седельного тягача и полуприцепа-самосвала. Основные технические характеристики отечественных прицепов-самосвалов и полуприцепов-самосвалов приведены в прил.3
Большегрузные самосвальные автопоезда используются при организации массовых и стабильных перевозок насыпных и навалочных грузов по установившимся маршрутам в городах и пригородах. Специально подготовленные погрузочно-разгрузочные пункты обеспечивают прямоточное движение автопоездов. Маршруты прокладываются по дорогам и городским улицам, допускающим осевые нагрузки свыше 100 кН. Преобладают сравнительно большие (для самосвалов) расстояния перевозок в 15-20 км. Кузов, как тягача, так и прицепа должен иметь возможность разгрузки на боковые стороны. В нашей стране самосвалы-тягачи для таких автопоездов выпускаются на базе грузовых семейств КАМАЗ, МАЗ, КрАЗ.
Наглядное представление об универсальных автомобилях-самосвалах, эксплуатируемых в России, дают рис.3.4-3.11
При открытых разработках полезных ископаемых в карьерах, при добыче строительных материалов, при гидротехническом строительстве, когда приходится осваивать большие объемы грузов, применяются автомобили-самосвалы и автопоезда особо большой грузоподъемности, называемые карьерами, которые составляют седьмую группу автомобилей-самосвалов.
Группа 7. Карьерные самосвалы особо большой грузоподъемности. Они не предназначены для движения по авто-м дорогам, и по этому на них не распространяются весовые и габаритные ограничения. Их эксплуатируют по бездорожью или на специально подготовленных трактах при длительных перевозках по одному маршруту. Конструкции таких самосвалов существенно отличаются от конструкции дорожных самосвалов всех групп. Тяжелые дорожные условия работы карьерных автомобилей-самосвалов требуют,для повышения их динамических качеств, проходимости, надежности и долгвечности, установки на них двигателей с высокой удельной мощностью, большого числа ведущих осей и количества ступеней в трансмиссии, гидромеханических коробок передач, использование дизель-электрического привода ведущих коле(мотор-колеса), а также блокировки дифферинциалов и тормозов-замедлителей.
Тяжелые дорожные условия карьерных автомобилей требуют,для повышения их динамических качеств,проходимости, надеждности и долговечности, установки на них двигателей с высокой удельной мощностью, большого числа ведущих осей и количества ступеней в трансмиссии, гигромеханических коробок передач, использование дизель-электрического привода ведущих колес(мотор-колеса), а также блокировки дифферинциалов и томозов-замедлитей.
Тяжелые дорожные условия работы карьерных автомобилей-самосвалов требуют, для повышения их динамических качеств,проходимости, надежности и долговечности, установки на них двигаетелей с высокой удельной мощностью, большего числа ведущих осей и количества степеней в трансмиссии, гидромеханических коробок передач использование дизель-эллектрического привода ведущих колес(мотор-колеа), а также блокировки дифферинциалов и тормозов-замедлителей.
В настоящее время тяжелые карьерные и строительные сомасвалы производят такие фирмы, как БелАЗ, МоАЗ, и т.д. Белорусский автозавод в год выпускает около 950 автомобилей грузоподъемностью от 30 до 200 т следующих моделей- БелАЗ-7540, БелАЗ-7547, БелАЗ-7548, БелАЗ-7555, БелАЗ-75492, БелАЗ-7513,БелАЗ-7514, БелАЗ-75303 и др. На очереди машины грузоподъемностью 23т. Полезная нагрузка некоторых зарубежных самосвалов достигает 364 т. В настоящее время одним из самых больших авто на планете является ‘Caterpilar 797’. Он способен перевозить до 400 т. руды. Сконструировать этот гигантский грузовик фирму “Caterpilar Inc”. Заставили меняющиеся условия добычи руды. В частности, 10-15 лет назад самые большие экскаваторы оборудовали ковшом, способным захватить до 60 т породы, поэтому самосвалов грузоподъемностью 200 т вполне хватало. В последние годы появились экскаваторы, которые способны захватывать уже 100 т груза. Этот самосвал оборудован механической трансмиссией (в отличии от большинства зарубежных аналогов, где использована электротрансмиссия, дизель вращает генератор, а колес-встроенные в них электоромоторы) и двум V-образными 12-цилиндровыми дизельными двигателями, установленными тандемом. Суммарная мощность двигателей равна 3400 л.с. Максимальная скорость груженного самосвала- 65 км ч. Расход топлива-783 л на 100 км. Топливный бак имеет объе 6813 л. Цена одного “Caterpilar 797”- 3,4 млн. долларов.
Одним из главных критериев технологического совершенства самосвалов является выбор компоновочных решений. Современные одиночные карьерные самосвалы марки БелАЗ выпускаются с колесной формулой 4 на 2, МоАЗ изготавливают двухсторонние полноприводные грузовики МоАЗ-75051(4 на 4), у которых для повышения проходимости все колеса выполнены односкатными и с одинаковым размером колеи. Зарубежные самосвалы имеют колесную формулу 4 на 4, 2 на 4, 6 на 6,6 на 4. Подавляющее большинство фирм-изготовителей выпускает двухосные грузовики с ведущим задним мостом, одинарным передним колесами и короткой базой. Последнее обстоятельство обеспечивает самосвалу хорошую маневренность, одинарными передними колесами и короткой базой. Последнее, что является важным качеством в условиях работы в карьере. Однако трехколесные модели менее маневренны, чем их двуосные собратья, для них свойственны повышенный износ шин среднего и заднего мостов.
Зарубежные и отечественные карьерные самосвалы оснащаются двигателями, удельная мощность которых составляет 5,2-7,5 л. С на тонну полной массы. эта величина непосредственно влияет на производительность грузовика, причем повышение мощности дает увеличение скорости машины при движение на подъем с грузом.
Грузонесущие кузова тяжелых самосвалов, разработанных в Беларуси, изготавливаются из высокопрочной стали. Кузов имеет защитный козырек над кабиной, обеспечивающий требования стандарта по защите водителя от падающих сверху предметов. Каждая модель карьерного самосвала может снабжаться кузовами различной вместимости. Для разгрузки служат двух-или трехступенчатые соловые гидроцилиндры, которые опрокидывают кузов назад на угол 45-60 градусов. В зависимости от производительности гидравлического насоса и класса грузоподъемности самосвала весь процесс занимает от 9 до 27 с. Кабины на современных карьерных самосвалов располагаются в зоне наилучшей обзорности, имеют эффективную термо-,шумо- и виброизоляции,высокопроизводительные системы отопления и вентиляции для очистки воздуха.
На рис.3.12 показан один на карьерных самосвалов грузоподъемных 80 т двухосный БелаАЗ-7549, выпуск которого был начат в 1988 году,а на рисю3.13 – одна из новейших разработок Минского автозавода – трехосный полноприводный шарнирно –сочлененный карьерный самосвал БелАЗ-7528, грузоподъемностью 36 т.
Сочлененные самосвалы эксплуатируют уже несколько десятилетий. Их появление было обусловлено необходимостью транспортного обеспечения интенсивно развивающейся добычи полезных открытым способом и реализации многочисленных крупномасштабных проектов в области промышленного энергетического строительства. Кроме этого свою роль в формировании новых требований к карьерному и в значительной степени к строительному автотранспорту сыграло увеличивающееся применение гидравлического экскаваторов, которые могут работать в любых погодных условиях и со всеми видами геологических пород. Возросшие эксплуатационные возможности гидравлических экскаваторов обусловили изменение в конструкции транспортных средств, работающих с ними в одном технологическом комплексе. Такими транспортными средствами и стали шарнирно – сочлененные самосвалы.
АТС подобной конструкции нашли признания практически во всем мире, а во многих странах стали главном альтернативой традиционным самосвалом. Опыт их эксплуатации в различных регионах планеты показывает. что они незаменимы при перевозках насыпных грузов в районах с полным отсутствием дорожной сети. Вместе с тем. в отличие от карьерных самосвалов с жесткой рамой, габаритная ширина шарнирно- сочлененных самосвалов,как правило, не превышает 2,5 м, что позволяет им двигаться по дорога общего пользования. В настоящее время доля сочлененных самосвалов в общемировом объеме поставок карьерных самосвалов уже превышает 50% (десять лет назад было только 30%) и имеет тенденцию к дальнейшему увеличению (80).
Конструктивная схема шарнирно-сочлененного самосвала гарантирует полное использование сцепного веса и исключает вывешивание или разгрузку одного из колес и тем самым улучшает его проходимость. Главное, что отличает АТС этого типа от других, является наличие механизма сочленения, который соединяет моторную и грузовые секции автомобиля. Этот узел, непосредственно связывающий переднюю и заднюю рамы машин, включает вертикальные и горизонтальные шарниры, которые позволяют поворачивать секции в горизонтальной плоскости влево или вправо на угол до 45 градусов или складывать машину, а также независимо и неограниченно перемещать секции в вертикальной поперечной плоскости вокруг общей продольной оси. Реализация больших углов складывания секций, чего невозможно добиться при автомобильной схеме установки управляемых колес на поворотных цапфах, обеспечила высокую маневренность машины во время работы в различных эксплуатационных ситуациях. Более просто стала схема поворотного механизма, поскольку не требует введения поворотной трапеции, а если и передние колеса являются ведущими,- мощных и дорогостоящих карданных шарнирах равных угловых скоростей и усиленных поворотных цапф. Выполнение колес передней моторной секции неповоротными обеспечивают появление дополнительного свободного объема, который можно использовать для установки широкопрофильных шин большой р