Глава III. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ

УДК 629.114

Большое распространение автомобильный транспорт нашел на открытых горных работах. При выборе автомобилей для карьерного транспорта следует руководствоваться не только их техническими данными, но характеристиками комплекса оборудования, используемого в карьере. Наилучшие экономические результаты могут быть достигнуты в тех случаях, когда погрузка автомобиля производится за три - пять циклов работы экскаватора или погрузчика. Необходимо также учитывать, что парк автомобилей, используемых для работы в карьерах, может быть тем меньше, чем выше их грузоподъемность. Автомобили, эксплуатация которых в карьерах после нескольких лет работы стала экономически нецелесообразной, обычно используются для обслуживания штабелей на складах материалов. Поэтому выбираемые автомобили должны иметь размеры, которые позволили бы использовать их на складах через несколько лет. Следует также учитывать возможность изменений в работе карьера, вызванных применением нового оборудования, увеличением пути транспортирования и некоторыми другими факторами. Вопросы, связанные с ремонтом и обслуживанием автомобилей, также должны найти отражение в решении о выборе, причем целесообразность приобретения новых автомобилей в значительной степени зависит от увеличения периода межремонтной работы и снижения расходов на ремонт и текущее обслуживание [80].

В последние годы горнодобывающая промышленность СССР во все большей степени оснащается автосамо - свалами БелАЗ-548 с гидромеханической трансмиссией и БелАЗ-540. Намечается также серийный выпуск автосамосвалов БелАЗ-549 с электромеханической трансмиссией с мотор колесами постоянного тока. Вместе с тем в железорудных карьерах страны эксплуатируется большое число автосамосвалов с механической трансмиссией.

Для сравнения приведенных удельных затрат на разработку и транспортирование 1 т горной массы автосамосвалами с различными трансмиссиями была составлена экономике-математическая модель. При этом выяснилось, что в карьерах автомобили с механической трансмиссией не способны обеспечить минимум затрат. Это объясняется тем, что производительность автосамосвалов с гидромеханической трансмиссией на 10 - 15%, а с электромеханической на 20 - 25% может превышать производительность автосамосвалов той же грузоподъемности с механической трансмиссией. Расходы на эксплуатацию автосамосвалов с механической трансмиссией резко возрастают с ростом грузоподъемности и становятся в 4-5 раз больше, чем гидромеханической трансмиссии. Последняя обеспечивает минимальные и стабильные показатели эксплуатационных расходов в широком диапазоне грузоподъемностей от 5 - 10 до 70 - 80 т. При эксплуатации автосамосвалов особо большой грузоподъемности электромеханическая трансмиссия может эффективно конкурировать с гидромеханической, что особенно проявляется в тяжелых условиях эксплуатации.

Минимальные приведенные удельные затраты на разработку и транспортирование обеспечивают: гидромеханическая трансмиссия на автосамосвалах грузоподъемностью от 10 - 15 до 60 - 70 т; электромеханическая трансмиссия с моторколесами постоянного тока на автосамосвалах от 70 до 190 т и выше. Установлено, что при годовой производительности карьеров 15 - 20 млн. т горной массы, высоте подъема до 100 м, уклоне до 10% гидромеханическая трансмиссия может конкурировать с электромеханической в указанном выше диапазоне грузоподъемности. При производительности карьеров 20 - 25 млн. т горной массы более целесообразно использовать автосамосвалы с электромеханической трансмиссией с моторколесами [81].

В Англии исследована производительность самосвалов грузоподъемностью 12; 20 и 33 тв зависимости от расстояния, на которое транспортируется груз. Экспериментально установлено, что на расстоянии 0,5 км часовая производительность 33 - т автомобиля составляет 50% от производительности 12-т автомобиля. С увеличением расстояния, например, до 25 км производительность 33-т самосвала в 2,6 раза больше производительности 12-т самосвала. Аналитические расчеты показали, что на малых расстояниях удельный вес погрузочно-разгрузочных работ на большегрузных самосвалах больше, чем удельный вес транспортных операций. Поэтому целесообразно на малых расстояниях использовать самосвалы малой грузоподъемности, а на больших расстояниях - большегрузные, независимо от объема работ. Этот вывод доказан также графически С увеличением расстояния кривые коэффициентов использования автомобилей различной грузоподъемности больше, чем в интервале небольших расстояний [82].

Увеличение грузоподъемности автосамосвалов требует создания мощных и тяжелых двигателей. С 1949 г., когда был выпущен автомобильный двигатель мощностью 400 л. с., прогресс в двигателестроении позволил освоить выпуск двигателей мощностью от 700 до 1000 л.с. Опыт эксплуатации автомобилей грузоподъемностью до 90,7 т, оборудованных двигателями мощностью 1000 л. с. показывает, что они позволяют уменьшить время рабочего цикла и на 35% повысить их эффективность по сравнению с автомобилями с двигателем мощностью 700 л. с. Увеличение производительности уменьшает затраты мощности на 2,5% на 1 т груза. В настоящее время в США испытываются автосамосвалы грузоподъемностью 90,7 т с газотурбинными двигателями мощностью 1000 л.с., что даст возможность выявить их преимущества перед самосвалами с дизельными двигателями той же мощности. Повышение эффективности производства может быть достигнуто заменой прерывного транспорта на непрерывный. Комбинация роторных экскаваторов и конвейерных систем позволяет не только решить эту задачу, но и автоматизировать процессы. Однако такое оборудование пригодно лишь для мягких грунтов. Скальные породы разрабатываются обычно ковшовыми экскаваторами в сочетании с автосамосвалами, стоимость которых составляет до 50% общей стоимости оборудования. Решить проблему в этом случае можно путем установки в местах разработок передвижных дробильных заводов, позволяющих перевозить продукцию от места добычи непрерывным транспортом. С 1956 г. в США смонтированы 23 передвижных дробильных установки производительностью 1000-2000 т/ч, из них 8 - в 1969 г. [83].

Многие зарубежные фирмы заняты усовершенство-нием старых и разработкой новых конструкций автомобилей для открытых горных работ. Так, в США многие фирмы-изготовители карьерных автомобилей, наряду с продукцией, выпускавшейся в 1970 г., предлагают несколько новых моделей. Общей тенденцией при этом является более широкое применение дизелей на карьерных автотранспортных средствах и увеличение их мощности.

Фирма Autocar Trucks, являющаяся отделением корпорации White Motor, выпускает ряд большегрузных карьерных автомобилей-тягачей, имеющих полный вес с груженым полуприцепом от 22,7 до 81,6 т, причем последнее значение относится к автопоезду DC 10364 F, состоящему из тягача и полуприцепа. На всех автомобилях этой фирмы устанавливаются дизели Cummins, но вместо них могут быть применены и дизели Detroit. Эта фирма выпускает также самосвалы. Вес такого автомобиля-kDC 10364F, оснащенного дизелем Cummins NH - 230, с грузом составляет 36,3 т. Конструкция панели управления автомобилей этой фирмы в 1971 г. изменена. Это сделано для лучшего доступа к электрическим цепям и устройствам управления и для облегчения ремонтных работ.

Фирма Brockway Motor Trucks, являющаяся отделением фирмы Mack Trucks, продолжает выпускать автомобили Husky шести основных серий и подготовила новую модель самосвала. Эти автомобили поставляются с дизельными и газовыми двигателями по желанию заказчика. Вес автомобиля - тягача Brockway 459 составляет 6,35 т, а вес автопоезда с этим тягачом и груженым полуприцепом достигает 36,3 т. Колесная база этого тягача 3,3 м. Стандартным для этих машин является дизель Detroit 8V - 71 мощностью 318 л.с. На автомобили этой фирмы могут устанавливаться также дизели Cummins.

Две модели карьерных автомобилей, выпускавшихся в 1970 г., продолжает изготовлять фирма Caterpillar Tractor. Меньшей и более новой из них является модель 769В грузоподъемностью 31,8 т, на которой применен V -образный опрокидывающийся назад кузов, обогреваемый выхлопными газами. На этом автомобиле установлены дизель Caterpillar мощностью 415 л. с. и специальная коробка передач, оборудованная устройством автоматического переключения трех ступеней скорости, на каждой из которых возможно дополнительное ручное переключение промежуточных ступеней. Это позволяет получить 9 скоростей при движении вперед и 3 - при движении назад.

Другая модель 773 грузоподъемностью 45,4 т также имеет опрокидывающийся назад и обогреваемый выхлопными газами кузов. На автомобилях этой модели устанавливают дизели мощностью 600 л. с. с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха, а также коробки передач, аналогичные применяемым на автомобилях меньшей грузоподъемности. К особенностям двигателя относится гидропривод вентилятора, управляемый термостатом, воздушные фильтры сухого типа, а также наличие в топливной системе гидромеханического регулятора с распределительным устройством.

В каталоге фирмы Chevrolet Motor, представляющей собой отделение корпорации General Motors, содержатся 17 моделей большегрузных автомобилей, которые могут быть использованы в карьерах. Полный вес такого автомобиля с груженым полуприцепом от 24,9 до 34,8 т, вес наиболее крупного из них без полуприцепа 6,49 т. При установке на таком автомобиле самосвального кузова вес с грузом достигает 22,5 т. Все автомобили могут выпускаться с дизельными или бензиновыми двигателями, причем стандартными для них являются дизели Cummins мощностью 270 и 336 л.с. По выбору заказчика могут быть установлены передачи, имеющие от 5 до 20 ступеней скорости. Колесная база автомобилей также зависит от требований заказчика и может иметь размеры от 2,79 до 5,97 м. Особенностью автомобиля этой фирмы серии 50, имеющего среднюю грузоподъемность, является четырехскоростная автоматическая трансмиссия Allison.

Наиболее характерная особенность автомобилей фирмы Crane Carrier заключается в том, что они предназначены для работы в тяжелых условиях. Типичным для этой фирмы можно считать трехосный автомобиль модели 80М 814, имеющий вес в груженом состоянии 28,1 т и колесную базу 4,32 м. На нем устанавливают однорядный шестицилиндровый дизель Cummins NH-230 мощностью 230 л. с.

Автомобили фирмы Diamond Reo Trucks, входящей в корпорацию White Motor, отличаются расположением кабины над двигателем и передней осью и небольшой колесной базой. Автомобиль CF-83 выпускается в виде самосвала и седельного тягача, причем в первом случае его полный вес с грузом достигает 20,4 т, а во втором - 25 т. В качестве двигателя могут быть использованы бензиновый собственного производства мощностью 145 л.с. или дизель Cummins мощностью 190 л.с. Наиболее тяжелым является автомобиль С-114, который при полном весе с груженым полу прицепом равным 36,3 т; имеет осевые нагрузки, позволяющие двигаться по шоссе. На этих автомобилях могут быть установлены дизели Cummins мощностью 220 или 320 д.с. либо дизели Caterpillar 1673. В каталоге фирмы указаны модели с полным весом - от 8 т и до автопоездов весом 36,3 т. Машины этой фирмы работают в составе автопоездов, один из которых приведен на рис. 11.

Рис. 11. Автопоезд фирмы Diamond Reо Trucks

Фирма Dodge, входящая в корпорацию Chrysler Motors, выпускает седельные тягачи серии L-1000, на базе которых строятся также автосамосвалы. Кабины автомобилей этой фирмы, расположенные над двигателем и над передней осью, оборудованы вентиляцией и теплоизоляцией. Максимальный вес самосвала с грузом - 15,4т, а автопоезда, состоящего из тягача и груженого полуприцепа, - 34,8 т. На автомобилях устанавливают дизели Cummins мощностью 230 л.с. или 335 л.с., коробки передач Spicer, имеющие от 3 до 16 ступеней скорости, или коробки передач Fuller, обеспечивающие до 10 скоростей. В 1971 г. модели автомобилей этой фирмы могут быть заказаны с дизелями Detroit"

Основными автомобилями фирмы Euclid, входящей в корпорацию White Motor, являются самосвалы с задней разгрузкой, грузоподъемностью от 11,8 до 95 т. В 1971 г. обновлена конструкция самосвала грузоподъемностью 20 т, в которой применены новый кузов, усиленная рама, усовершенствованный узел подъема кузова, а также вдвое увеличена мощность тормоза передней оси. Кроме того, улучшена маневренность автомобиля.

Для работы в карьерах выпущен новый самосвал грузоподъемностью 68 т, который заполнил пробел в ряду таких автомобилей, поскольку ранее выпускались только машины грузоподъемностью 45,4 и 95 т. Фирма производит также специально для работы в карьерах автомобили с понной разгрузкой грузоподъемностью от 57 до 100 т.

Фирма Euclid продолжает работы над экспериментальным автомобилем грузоподъемностью 95 т с газотурбинным двигателем, который является подготовкой к постройке автомобилей грузоподъемностью 190 т, намеченных к выпуску в 1972 г. Новая машина будет первым автомобилем, спроектированным специально для применения запатентованной этой фирмой электрической передачи переменно-постоянного тока, предназначенной для совместной работы с газовой турбиной. На этом автомобиле турбина будет установлена в концевой части кузова, а ее выхлоп расположен на высоте 3,35 м.

Грузовые автомобили Louisville фирмы Ford Morn or Со. выпускаются с десятью различными дизелями мощностью до 335 л.с. Вес такого автомобиля с грузом до 29 т, с груженым полуприцепом - до 36,3 т. Автосамосвалы серий LN и LNTимеют грузоподъемность более 18 т. На них можно устанавливать газовые двигатели мощностью до 266 л.с. с высокоэффективными воздушными фильтрами. Новый седельный тягач модели 9000 предназначен для работы с полуприцепами в составе автопоездов общим весом до 36,3 т. Всего фирма предлагает более 1000 различных моделей грузовых автомобилей.

Фирма Freightliner, входящая в корпорацию White Motor, производит автомобили, в основном предназначенные для работы в качестве тягачей. Вес тягача с груженым полуприцепом достигает 35,4 т, двигатель - дизель Cummins NH - 250.

Три отделения корпорации Fruchauf выпускают полуприцепы и кузова для них из стали и алюминия, а также самосвальные кузова для грузовых автомобилей. Особенностью продукции этой фирмы является широкая унификация сварных конструкций. Полуприцепы с опрокидыванием кузова назад и с донной разгрузкой, а также кузова для них из стали и алюминия строит отделение Independent Metal Products. Стандартные полуприцепы с донной разгрузкой имеют грузоподъемность от 9 до 91 т, а кузова, опрокидывающиеся назад, имеют вместимость от 10,7 до 27,5 м³. Один из образцов продукции этой корпорации показан на рис. 12. К особенностям этого полуприцепа относятся установка кузова на раме и подъем его телескопическим гидроцилиндром, закрепленным в передней части рамы.

Рис. 12. Полуприцеп корпорации FrucKauf

Корпорация FWD строит большегрузные автомобили с самосвальными кузовами и автопоезда, состоящие из седельного тягача и полуприцепа. Полный вес автопоезда модели For WarD Mover с грузом составляет 33,6 т. На тягачах таких автопоездов применяют дизели мощностью 230 или 270 л.с. причем в качестве стандартного ис пользуется дизель Cummins NH-230. Продукция этой корпорации включает как полноприводные автосамосвалы весом с грузом 13,6 т, так и автомобили B108-2400-T с колесной формулой 10 х 8.

Отделение CMC Fruck and Coach корпорации General Motors выпускает серию грузовых автомобилей ASTRO в виде седельных тягачей и самосвалов. Седельные тягачи с гружеными полуприцепами имеют вес до 34,8 т, а самосвалы - до 22,7 т. На этих автомобилях устанавливают дизели Detroit и Cummins. Колесная база таких машин может быть от 2,46 до 4,29 м.

Фирма Hendrichson Manufacturing выпустила две новые модели грузовых автомобилей. На одном из них, модели H - 109-40, представляющим собой седельный тягач, устанавливаются дизель Cummins мощностью 250 л,с. и трансмиссия Fuller RT9 10. Применены капот из стеклопластика и съемные панели для облегчения доступа к трансмиссии.

В состав фирмы Mack Manufacturing входит фирма Hayes Manufacturing Co., которая занимается строительством большегрузных автомобилей в Западной Канаде. Фирма выпустила автопоезд грузоподъемностью 181 т, состоящий из тягача, полуприцепа и прицепа. Наибольшим автомобилем, изготовляемым этой фирмой, является автомобиль модели HDX 1000, на котором устанавливают дизели различной мощности - от 335 л.с. (Cummins) до V "образных 12-цилиндровых мощностью 635 л.с. Задние оси модели SPR500 фирмы Rochwell Standart, примененные на этом автомобиле, допускают нагрузку 54,4 т.

Фирма International Harvester Co. имеет два отделения, одно из которых занимается изготовлением грузовых, а другое - карьерных автомобилей. Первое из них предлагает наиболее обширный по сравнению с другими фирмами список автотранспортных средств. Перечень большегрузных автомобилей начинается с модели 1750, имеющей вес в груженом состоянии 9 т, и заканчивается автопоездом (тягач и полуприцеп) общим весом 68 т, способным работать в условиях бездорожья. На тягаче этого автопоезда устанавливают V-образный 12-цилиндровый дизель мощностью 434 л.с. и 13-скоростную коробку передач. Автомобиль-тягач DC-400 с груженым полуприцепом имеет вес 35,8 т, колесная база его 3,96 м. На нем применяют двигатели собственного изготовления DVT573B мощностью 260 л.с. Наиболее новой продукцией этой фирмы являются автомобили Carge Star, имеющие небольшой радиус поворота и оборудованные дизелем мощностью 257 л.с. Вес такого автомобиля с грузом 20,9 т, а автопоезда, состоящего из тягача этой серии и груженого полуприцепа - 34 т. Колесная база таких автомобилей может составлять от 2,26 до 4,88 м.

Второе отделение этой фирмы строит автомобили-самосвалы Pay hauler грузоподъемностью от 20 до 45,4 т, причем на меньшем из них используется дизель собственного изготовления DVT 573 с турбонаддувом, мощностью 260 л.с. Переключение степеней в коробке передач этого автомобиля осуществляется муфтами с гидроприводом, причем передача позволяет получить 9 скоростей для движения вперед и одну - для движения назад. На полноприводном автомобиле Payhauler 180 грузоподъемностью 45,4 т использованы 2-тактный 16-цилиндровый дизель Detroit 16V - 71N мощностью 560 л.с., коробка передач Twin Disc и гидротрансформатор. В ведущих мостах применены планетарные редукторы, что позволяет распределить наиболее тяжелые нагрузки на три зубчатых колеса вместо одного. Колесная база автомобиля составляет 3,56 м.

Фирма Kenworth Motor Truck Co,строит грузовые автомобили и автопоезда, состоящие из тягача и полуприцепа, которые имеют общий вес соответственно 25,0 и 45,4 т. Автопоезд С923 с грузом весит 34,8 т. Тягач этой серии имеет изменяемую колесную базу, которая достигает 5,97 м. На нем может быть установлен дизель Cummins C-190 или дизель Detroit DD6V-53.Фирма выпускает пять моделей седельных тягачей для шоссейных автопоездов и для условий бездорожья, часть из которых может быть оборудована новыми двигателями Caterpillar.

Карьерные автомобили продолжает строить фирма К - W Dart Truck Со. На автомобиле D 2271 грузоподъемностью 100 т, с задней разгрузкой устанавливают V-образный 12-цилиндровый дизель GM12V149T мощностью 1000 л.с. и передачу Allison DP - 8960 с гидротрансформатором, позволяющую переключать скорости при полной нагрузке. Эта передача обеспечивает 6 скоростей для движения вперед и одну для движения назад. Вес этого самосвала без груза - 60,6 т. Мощность двигателя передается только на заднюю ось, передняя ось имеет односкатные колеса. На машине применены шины размером 2700 х 49. Кроме указанного двигателя, возможна установка дизелей Cummins VT12 - 700 или Gml6V - 71T мощностью 700 л.с. Фирма выпускает также автомобили грузоподъемностью 95 и 68 т, с задней разгрузкой и полуприцеп грузоподъемностью 109 т, с донной разгрузкой.

Отделение Parsons фирмы Koehring предлагает карьерный самосвал Dumptor 2460 с задней разгрузкой, грузоподъемностью 21,8 т. Особенностью этого автомобиля является двухскоростной механизм подъема кузова.

Фирма Mack Truckes подготовила новую серию тягачей MB 400 для работы с полуприцепами. Эти автомобили с груженым полуприцепом имеют вес до 29,5 т; у одного из них с двигателем Mack END 475 мощностью 190 л.с. колесная база составляет 4,52 м. Продолжается изготовление автомобилей четырех серий, выпускавшихся ранее, причем на автомобили серии F могут быть установлены двигатели мощностью до 335 л.с. Эта фирма строит также самосвалы грузоподъемностью от 13,6 до 59,0 т, способные работать в условиях бездорожья. На таком самосвале грузоподъемностью 45,4 т применено новое подвешивание передней оси, состоящее из листовой рессоры и резино-металлических элементов и позволяющее улучшить плавность хода при движении без груза. Автомобили грузоподъемностью 45,4 т могут быть оборудованы дизелями мощностью 525-635 л.с. с передачами Allison 5960, их кузов имеет емкость 24,5 м³ при загрузке без шапки и 29,8 м³ - при загрузке с шапкой.

Фирма Marmon Motor Co. выпустила трехосный тягач НDТ для движения по автомобильным дорогам. Этот тягач с груженым полуприцепом весит 34,8 т. Кроме тягачей, изготовляются грузовые автомобили четырех моделей.

Фирма Morcedes - Benz ob North America предлагает 6 моделей автомобилей средней и высокой грузоподъемности, на которых устанавливаются дизели Mercedes-Benz. На автомобиле модели 2623 весом с грузом 26т используется дизель мощностью 230 л.с. Основные детали и узлы этих автомобилей спроектированы и изготовлены фирмой Daimler-Benz.

Автомобили-тягачи Transporter серии Е строит корпорация Oshkosh Truck. При работе их с полуприцепами вес автопоезда с грузом может составлять от 22,7 до 38,6 т, а мощность двигателей - от 175 до 270 л.с. Хорошо известны полноприводные автомобили серий С и F с задней разгрузкой для условий бездорожья. В груженом состоянии они имеют вес от 24,5 до 40,8 т. Эти автомобили могут быть оборудованы двигателями Caterpillar, Cummins, Detroit, International Harster. Привод передней оси может включаться во время движения, если необходимо передать на переднюю ось часть мощности двигателя.

В 1971 г. фирма Peterbilt, Motors Co продолжит выпуск автомобилей Pacemaker, которые начали строиться в 1970 г. Особенность автомобилей этой серии состоит в том, что они собраны из целых обработанных алюминиевых секций и панелей. Автомобиль-тягач Pacemaker 352 с груженым полуприцепом весит 34,8 т и имеет раму, полностью собранную на болтовых соединениях, и алюминиевую кабину, изолированную слоем стекловолокна толщиной 38 мм. На нем применены дизель Cummins N-HC - 250 и 1 3 - скоростная коробка передач Fuller RTO. Фирма предлагает также пять основных моделей автомобилей весом в груженом состоянии от 15,4 до 25,4 т. Для использования вне дорог предназначен автомобиль модели 381, вес которого с грузом составляет 33,1 т. Возможна установка любого дизеля с числом цилиндров от 6 до 12 т.

Фирма Westinghause Air Brake Co. продолжает изготовлять автопоезда Haulpak 200B грузоподъемностью 181 т, с задней разгрузкой, состоящие из двухосного тягача и одноосного полуприцепа и имеющие электрическую трансмиссию и четыре моторколеса фирмы General Electric. Тягач снабжен двигателем мотцностью 1600 л.с. и оборудованием для электрического торможения, .которое позволяет в процессе замедления реализовать мощность. 3200 л.с. Основной двигатель на тягаче-дизель Gm16V149T, вращает генератор переменного тока GТА - 15, питающий четыре моторколеса модели 772 с встроенными редукторами, передаточное отношение которых 23:1. Новый карьерный автомобиль Haulpak 35C этой фирмы имеет опрокидывающийся назад и обогреваемый выхлопными газами кузов. На нем применены задний мост новой конструкции с самоблокирующимся дифференциалом, дизель Cummins NTA-855C мощностью 420 л.с. и передача Allison CL ВТ - 5860 с тормозом Torgumatic, обеспечивающая 6 скоростей для движения вперед, максимальная из которых достигает 72,4 км/ч.

Отделение White Truck корпорации White Motor предлагает новую модель шоссейного тягача 6964Т, вес которого с груженым полуприцепом может достигать 33,1 т, а колесная база - 5,95 м. На этом автомобиле использован дизель Cummins NH-200,HO может быть также применен дизель Cumminsмощностью 270 л.с . Кроме того, фирма производит 1 5 серий седельных тягачей, вес которых с груженым полуприцепом может составлять от 27,7 до 40,8 т, а также автомобили-самосвалы весом в груженом состоянии до 28, 1 т, с двигателями мощностью до 336 л.с.

Большегрузные карьерные автомобили грузоподъемностью от 77 до 181 т с задней разгрузкой продолжает строить фирма Unit Rig and Equipment Co. Вес наиболее крупного из них М200 без груза составляет 108,4 т, с грузом - 290 т. На этом автомобиле могут быть установлены дизели Caterpillar, Detroit или Cummins мощностью от 700 до 1000 л.с.

На протяжении 1970 г. многие фирмы-изготовители дизелей провепи значительные работы по оборудованию новых двигателей устройствами, сжимающими загрязнение воздуха и уменьшающими содержание в выхлопных газах особенно вредных соединений. В 1970 г. эти фирмы предложили несколько новых двигателей более высокой мощности по сравнению с выпускавшимися ранее. Фирма Cummins изготовила новые дизели моделей NTC - 290 и NTC - 350 для большегрузных автомобилей и начала оборудовать дизели более совершенной топливной аппаратурой. В настоящее время эта фирма имеет дизели с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха, мощность которых достигает 370 и 420 л.с. Фирма GMC провела работы по усовершенствованию двух серий дизелей, которые позволили улучшить рабочие характеристики и лишь незначительно снизили мощность. Новые V-образные 8-цилиндровые дизели Maxidyne мощностью 325 л.с. выпустила в 1970 г. фирма Mack Trucks. Фирма Caterpillar Tractor выпускала дизели серий 1100 и 1600 мощностью соответственно 150-215 и 250-375 л.с., которые находят все более широкое применение. Наиболее мощные из них имеют турбонаддув и охладители наддувочного воздуха.

В области выпуска двигателей с бездымным выхлопом пока не планируются серьезные работы. Значительное снижение дымности выхлопа могло бы быть достигнуто в результате перевода двигателей на газ низкого давления. Однако такой перевод пока экономически нецелесообразен [84].

На большинстве крупных современных горных разработок, таких как карьер Bingham Canyon (США), значительная часть цикла работы погрузочного и транспортного оборудования приходится на движение грузовых автомобилей по подъемам. В этих условиях мощность двигателя оказывает заметное влияние на скорость движения и производительность всего комплекса оборудования карьера. По данным, полученным в карьере, построены кривые, показывающие влияние мощности двигателя на скорость, которую автомобиль может достичь при движении по подъемам разной крутизны с грузом 90,7 т, причем все условия движения и конструкция автомобилей, участвовавших в экспериментах, были одинаковыми. Автомобили отличались только мощностью двигателей. При использовании более мощных двигателей время движения автомобилей по подъемам с грузом можно значительно снизить. Для различных автомобилей время погрузки, выгрузки и следования без груза было почти одинаковым, так же как время движения с грузом по горизонтальным участкам, т.е. практически оно не зависело от увеличения мощности двигателя с 700 до 1000 л.с. В результате увеличения мощности уменьшилось время только одной части рабочего цикла - движения по подъему с грузом. При замене на автомобилях грузоподъемностью 90,7 т двигателей мощностью 700 л.с. двигателями мощностью 1 000 л.с. время движения по подъему с грузом снизилось на 35%. Это вызвало снижение времени полного цикла на 17%, причем соответствующая теоретическая производительность возросла с 202 до 244 т/ч. Увеличение производительности сравнивалось с экономической точки зрения с увеличенными расходами на двигатель повышенной мощности. Это сравнение показало, что при таком увеличении мощности общие расходы на двигатель, отнесенные к количеству переработанного материала, снизились на 2,5%. Минимальное время цикла для автомобилей грузоподъемностью до 7 т можно получить при помощи двигателя мощностью примерно 1900 л.с. По расходам, отнесенным к количеству переработанного материала, наиболее выгодно использовать двигатели мощностью 1050 л.с. [85].

При создании первых безрельсовых систем на подземном транспорте горнодобывающих предприятий Западной Европы использовались самоходные прицепы автомобильного типа грузоподъемностью 8-15 тс дизельным, электрическим или дизельэлектрическим приводом производства США. Их основным недостатком был ограниченный (до 400 м) радиус действия, невозможность работы на сколько-нибудь значительных уклонах. Все эти недостатки удалось устранить при внедрении новых автопоездов на железорудном комбинате Kiruna (Швеция), состоящих из стандартизированного одноосного тягача и шарнирного сочлененного с ним одноосного прицепа с низкосидящим опрокидывающимся ковшом, емкость и конфигурация которого может варьироваться в зависимости от требуемой грузоподъемности. При внедрении нового автопоезда в 1959 - 1960 гг. первым полностью на безрельсовый транспорт в Швеции перешло предприятие Zuossaraara. Автопоезд К - 70 имел ковш емкостью 5 м³, рассчитанный на перевозку груза весом до 15 т, и был снабжен дизельным двигателем мощностью 70 л.с. Его внедрение позволило значительно снизить капитальные затраты. Перевод подземного транспорта с рельсового на безрельсовый на данном предприятии был осуществлен за 6 месяцев. В результате этого перевода стоимость транспортировки 1 т руды уменьшилось на 27%, а пустой породы на 80%. Одновременно общую численность персонала на подземных работах удалось сократить на 1 38 человек. Выработка с учетом наземных рабочих возросла с 9 до 1 9 т на одного человека в смену, а в натуральном выражении при использовании семи автопоездов, в том числе одного резервного, достигла 500 тыс .т за год. Переход на безрельсовый транспорт привел также к снижению травматизма на транспорте на 50% [86].

Фирма Utan Construction and Mining (США) использует в карьере новый комплекс оборудования. На вскрышных работах используются 2 самоходных скрепера Caterpillar 657 с ковшом емкостью 24,5м³ вмещающим при загрузке с "шапкой" 33,6 м³ породы. Особенностью этих скреперов является наличие специального сцепного устройства, с помощью которого их головные части можно соединить так, что образуется сдвоенный скрепер с двумя двигателями общей мощн. 1800 л.с. Заполнение ковшей скреперов проводится поочередно при работе обоих двигателей, при этом отпадает необходимость в использовании трактора - толкача. На заполнение ковшей затрачивается 1,5 мин, причем ковш загружается 23 - 25 м³ породы или грунта. После заполнения ковшей скреперы расцепляются и по одному следуют к месту выгрузки. Полный цикл каждого скрепера занимает менее 7 мин при дальности движения в груженом и порожнем состоянии 2440 м. В таких условиях каждый из этих скреперов имеет производительность 3700 м³ в сутки при удельном весе породы 1,93 т/м³. Толщина срезаемого слоя грунта может составлять не более 46 см. Для вскрышных работ на этом карьере используют 3 трактора D9G с рыхлителями, один бульдозер Dual D9G и 1 0 скреперов. Для удаления породы используют 3 скрепера Caterpillar 633, оборудованные элеваторами. Производительность каждого из них достигает 2140 м³ в сутки при дальности возки и порожнего следования 1220 м. Цикл работы такого скрепера в среднем занимает 6 мин, а время заполнения ковша - 1,2 мин. При заполнении ковшей скреперов, не имеющих сцепных устройств, в качестве толкачей используются тракторы, работающие с рыхлителями, и бульдозер. Кроме того, в карьере находятся самоходный грейдер и автомобиль-цистерна для поливки водой мест производства работ для удаления пыли. Комплекс машин, используемых на вскрышных работах по графику 1969 г. должен был обеспечить выемку 10,3 млн. м³ грунта. Выемку урановой руды осуществляют экскаваторами с ковшами емк. 0,76-1,9 м³, которые грузят ее в автомобили и самосвалы грузоподъемностью 12т. При разработках руды применяют также трактор Д8Н, оборудованный рыхлителем и бульдозерным отвалом. Для перевозки руды к месту хранения в открытых штабелях используют 1 5 автомобилей-самосвалов. Добыча руды ведется по 10 ч в сутки на протяжении пяти дней в неделю [87].

В последние годы все большее внимание уделяется разработке систем автоматического управления работой автотранспорта на открытых горных работах.

В институте горного дела им. А.А. Скочииского разработан и построен исследовательский комплекс для анализа систем оперативного управления карьерным автотранспортом. Он состоит из малогабаритной ЭЦВМ УМ 1 - НХ, электронных часов КБ-1 , электрической питающей машины ЦПМ-2, пульта диспетчера, согласующих устройств и блоков питания. Структура комплекса основана на рациональном использовании возможностей человека и машины. Оператору переданы функции управления в редко встречающихся, трудно формируемых ситуациях, которые требуют существенного усложнения алгоритма или оборудования. Существо задачи, решаемой системой автоматического управления, состоит в оптимальном выборе адреса погрузки для порожнего автосамосвала, прибывающего в карьер, и учете работы горнорудного оборудования. Применение системы уменьшает простои автотранспорта и повышает коэффициент использования транспорта и экскаватора. Оператор с пульта может полностью управлять всем комплексом. Переход на другие критерии управления осуществляется за счет переключения на пульте без изменения программы. Ввод и вывод данных производится в десятичном коде. Необходимые преобразования информации выполняются автоматически при помощи логических схем, расположенных внутри пульта. На пульте продублировано светлое табло, контролирующее распределение автотранспорта по экскаваторам. Разработанный комплекс использован при проведении эксперимента по оперативному управлению карьерным автотранспортом на Сибайском руднике. В результате автоматизации распределения автотранспорта производительность карьера повысилась на 5-6%. Проведенный эксперимент дал возможность уточнить требования к промышленным образцам системы управления и организации ее эксплуатации [88].

Автомобили находят применение не только в горной, но и в других отраслях промышленности. Фирма Butler Manufacturing Со. (США) применяет для перевозки цемента автомобильные прицепы иполуприцепы с двумя бункерами типа 1100, позволяющими производить выгрузку под давлением и самотеком. Бункера изготовлены из алюминия и имеют нижний разгрузочный люк. В пневматическую систему разгрузки прицепов и полуприцепов входит центральный аэратор диффузионного типа. Сжатый воздух подается от компрессора тягача или от нагнетательного агрегата с двигателем, установленного на прицепном подвижном составе. Оба бункера могут разгружаться одновременно или поочередно. Для выгрузки цемента самотеком в каждом бункере предусмотрен люк диам. 254 мм. Объем одного бункера 15,6 м³, двух 31,2 м³. Высота порожнего прицепа или полуприцепа достигает 3,66 м. Длина полуприцепа 15,42 м, его вес в порожнем состоянии (без двигателя и нагнетателя) 5 т [89].

На ряде предприятий машиностроительной, судостроительной и пищевой промышленности ГДР для перевозок различных сыпучих грузов на внутризаводском транспорте при небольшом расстоянии перемещения используются одноосные тягачи Tramp с саморазгружающимся прицепом, выпускаемые фирмой Splie Общая длина тягача с 2-осным прицепом 6,2 м, ширина 2,5 м, высота 2,4 м, внутренний радиус разворота 3,2 м, привод от дизеля мощн. 70 л.с. при 2600 об/мин, грузоподъемность 5 т при собственном весе 5,5 т, скорость движения до 40 км/ч. Скорость прицепа с кузовом 2,5 м³. При необходимости вместо него может быть установлен съемный контейнер емк. 4 м³. На одном из судостроительных заводов этот тягач используется для вывозки отходов производства. При дальности транспортирования в один конец около 5 км он делает за 1 ч 2,5 - 3 рейса давая при этом выработку 8-9 т/ч. В дальнейшем предполагается освоить выпуск тягача Tramp грузоподъемностью 10 - 15 и 20 - 30 т с полной механизацией погрузки и разгрузки приемного контейнера[90].

Фирма Weilman (Англия) построила самоходный безрельсовый экипаж для перевозки ковшей со шлаком" Один из этих экипажей (рис, 13) предназначен для перевозки ковша вместимостью 85 т шлака. Полный вес его 123 т, длина 9,6 м, ширина - 4,9 м, высота по кабине - 3,5 м" На экипаже установлены шестицилиндровый дизель Rolls-Royce мощностью 275 л.с. при 2100 об/мин и гидромеханическая трансмиссия, состоящая из гидротрансформатора и четьфехскоростной коробки передач. Ведущей и поворотной является передняя двухосная тележка" Двухосная задняя тележка - сочлененной конструкции. Колесные центры задней тележки имеют по три жестких сплошных резиновых шины. Для привода рулевого механизма и наклона ковша используется гидросистема, соединенная с гидротрансформатором. Такие машины могут строиться для перевозки ковшей вместимостью 10-100 т шлака. Для фирмы Cockerill -Ougree (Бельгия) построен такой экипаж с ковшом вместимостью 80 т шлака. Вес машины без груза 132 т, длина 9,22 м, высота по ковшу 4,12 м, ширина 4,27 м [ 9 1].

На лесозразработках Британской Колумбии (Канада) испытывается новый образец самоходного трелевочного крана мод. 6-500, позволяющий перемещать до 300 бревен за смену на расстояние 180-210 м с помощью бригады из трех человек. Кран представляет собой машину на гусеничном ходу весом около 100 т с большой площадью опорной поверхности, что исключает необходимость в стабилизирующих оттяжках в период выполнения трелевочных работ. В отличие от прежних образцов, все основные рабочие движения новой машины могут выполняться независимо друг от друга, в том числе поворот верхней надстройки, движение и трелевка.

Рис. 13. Транспортное средство для перевозки ковшей

Во время испытания кран был установлен на дороге по одну сторону небольшой реки, а хвостовой блок был вынесен на противоположный берег. Бревна транспортируются по одному, удерживаемые автоматически действующим захватом челюстного типа. Роликовая каретка захвата перемещается по несущему канату, а ее движение осуществляется посредством тягового каната. Наиболее эффективная работа крана достигается при постоянном положении хвостового блока" когда сам кран перемещается по кругу. Кран укладывает бревна в сплошной низкий штабель рядом с дорогой, по которой он движется. Самоходный погрузчик загружает эти бревна в автотранспорт. При такой работе потери времени погрузчиком и автотранспортом сводятся к минимуму.

Кран имеет силовую установку мощностью 535 л.с. Вращение передается через трехступенчатый гидротрансформатор. Привод канатных лебедок осуществляется через двухскоростную коробку передач. Канатно - блочная система крана состоит из трех канатов диам. 22,2 мм общей протяженностью 975 м. Опорно-поворотное устройство крана - шариковое диам. 21,8 м, приспособленное к работе в условиях высоких нагрузок. Стрела длиной 21,3 м имеет поворотный наголовник с универсальной роликовой наводкой. Гусеничный ход позволяет преодолевать подъемы до 30% без прекращения трелевочных работ. Повороты ходовой части осуществляются посредством фрикционных муфт и тормозов. В случае неисправности пневмосистемы тормоза включаются автоматически [92].