Плютов Ю.А. Транспортные машины

Подождите немного. Документ загружается.

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 19. Общее устройство автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -101-

лупроводниковую выпрямительную установку. Принципиально возможна

установка индивидуальных выпрямителей, позволяющих сохранить движе-

ние машины при отказе одного из них.

Рама (рис. 19.6), являясь «позвоночником» автосамосвала для обеспе-

чения требуемой жесткости и прочности, состоит из двух продольных балок

коробчатого сечения (лонжеронов) 1, связанных между собой поперечинами

2. Кронштейны 3 и проушины 4 служат для крепления к раме подвески, кар-

тера рулевого управления, двигателя, кабины, цилиндров опрокидывающего

механизма, подвески и кузова.

Кузов автосамосвала должен быть прочным, выдерживать огромные

ударные нагрузки при загрузке крупно-кусковой горной массы и одновре-

менно по возможности достаточно легким. Поэтому кузов изготавливается из

высокопрочной листовой стали и усиливается лонжеронами и контрфорсами

коробчатого сечения.

Рис. 19.6. Рама автосамосвала: 1 – лонжероны; 2 – поперечины;

3 – кронштейны; 4 – проушины

Форма кузова определяется простотой разгрузки (V-образная воронка)

и ориентацией ковша экскаватора при загрузке (прямоугольное поперечное

сечение). Передний крутой скос кузова 1 обращен к кабине водителя, его

продолжением служит козырек 2 для защиты кабины.

Задний скос 3 наклонен к горизонту под углом 15°. Задняя часть кузова

крепится к раме, а передняя – опирается на нее через резиновые амор-

тизаторы. При разгрузке передняя часть кузова поднимается опрокиды-

вающим механизмом, который состоит из двух телескопических гидро-

цилиндров с числом звеньев от 3 до 5.

Рис. 19.7. Кузов и система его

обогрева: 1, 3 – передний и задний

скосы кузова; 2 – козырек

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 19. Общее устройство автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -102-

Для исключения примерзания горной массы основание и борта кузова

обогреваются отработанными газами двигателя. Кузов и система его обогре-

ва показаны на рис. 19.7.

Подвеска представляет собой совокупность механизмов, соединяющих

полуоси автосамосвала с рамой и уменьшающих динамические нагрузки при

движении автосамосвала. Качество подвески определяет плавность хода.

На самосвалах малой грузоподъемности получила распространение

подвеска, состоящая из листовых рессор. Для уменьшения колебаний в под-

веске передней оси дополнительно устанавливают гидравлические амортиза-

торы, а в подвеске задней оси – дополнительный «подрессорник», который

включается при увеличении нагрузки.

Требованиям эффективно гасить продольные и поперечные колебания

у машин наиболее полно удовлетворяет пневмогидравлическая подвеска, в

конструкции которой пневматическая рессора поршневого типа объединена с

гидравлическим амортизатором в одном узле – пневмогидравлическом ци-

линдре (рис. 19.8).

Рис. 19.8. Схема пневмогидравли-

ческого цилиндра: А – полость основного

давления; Б, В – полости противодавле-

ния; 1 – поршень; 2 – пустотелый шток; 3

–цилиндр; 4, 5 – крышки; 6 – зарядный

клапан; 7 – слой масла; 8, 9 – трубки; 10 –

зарядный клапан; 11 – труба

Упругим материалом в цилиндре является сжатый газ, а жидкость слу-

жит для передачи давления газа, смазки рабочих поверхностей и для гидрав-

лической амортизации.

Поршень 1, перемещаемый пустотелым штоком 2, разделяет цилиндр 3

на две рабочие полости: основного давления (А) и противодавления (Б). Из-

меняя давление рабочих полостей, можно получить разные упругие характе-

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 19. Общее устройство автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -103-

ристики. Полость А через зарядный клапан 6 заполняется сжатым газом.

Кольцевые полости Б и В заполнены маслом. Полость Б соединена с В труб-

ками 8 и 9, нижние концы которых расположены ниже уровня масла в полос-

ти В.

Верхняя часть полости В через нижний зарядный клапан 10 и трубку 11

заполнена сжатым газом, давление которого через жидкость по трубкам 8 и 9

передается на кольцевую площадь поршня в полости Б.

Таким образом, поршень 2 находится под действием давления газа

сверху (основное давление) и снизу (противодавление) и является упругим

буфером при ходе отдачи. Крышки 4 и 5 являются верхней и нижней опорой

цилиндра.

При ходе сжатия поршень перемещается в цилиндре и сжимает газ в

полости А, в полости В происходит уменьшение давления газа из-за перете-

кания масла по трубкам 8 и 9 в увеличивающуюся полость Б. За счет увели-

чения давления газа над поршнем упруго ограничивается ход сжатия цилин-

дра.

При перемещении поршня в обратном направлении давление газа над

поршнем уменьшается, а под поршнем увеличивается. За счет увеличения

противодавления упруго ограничивается ход отдачи.

Рулевое управление служит для обеспечения направленного движения

автомобиля и включает в себя рулевой механизм, гидроусилитель и рулевой

привод. В большегрузных автосамосвалах гидравлические усилители рулево-

го привода значительно уменьшают усилие, необходимое для вращения ру-

левого колеса.

Тормозная система состоит из рабочих колодочных тормозов бара-

банного типа, установленных на всех колесах, и стояночного тормоза, раз-

мещенного на выходном валу коробки передач. На большегрузных самосва-

лах Белорусского автозавода имеется еще и дополнительный тормоз-

замедлитель, установленный в коробке передач (гидравлический или элек-

трический).

Пользоваться стояночным тормозом для рабочего торможения не ре-

комендуется, так как при этом он быстро изнашивается.

Дополнительный тормоз-замедлитель служит для поддержания скоро-

сти в определенных пределах, например, при затяжных спусках.

Контрольные вопросы

1. Какие основные узлы автосамосвала вы знаете?

2. Какие типы силовых передач автосамосвалов являются перспектив-

ными?

3. Какие типы тормозных систем применяются на карьерных автосамо-

свалах?

ТЕМА 3. АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ



Транспортные машины. Конспект лекций -104-

План лекции

1. Основные параметры автосамосвала.

2. Типы автосамосвалов (часть 1).

Основные параметры автомобилей

Основными параметрами карьерных автомобилей являются грузоподъ-

емность, собственная масса машины, коэффициент тары, мощность двигате-

ля, колесная формула, вместимость кузова и габариты.

Грузоподъемность q, т, – это наибольшая допустимая к перевозке ав-

томобилем масса груза. Грузоподъемность современных отечественных ав-

тосамосвалов достигает 200 т.

Масса тары q

, т, – это собственная масса машины. Снижение собст-

венной массы при сохранении требующейся прочности – одна из основных

задач, так как при этом уменьшается расход топлива на движение.

Коэффициент тары (технический) представляет собой отношение

массы тары к грузоподъемности (K

= q

/q). Для автосамосвалов грузоподъ-

емностью до 20 т эта величина составляет 0,9–0,95; 27–42 т – 0,70–0,78; 75 т –

0,90; 105–110 т – 0,77–0,80; 170–180 т – 0,80–0,93.

Мощность двигателя определяет тягово-эксплуатационные свойства

автомобиля и должна быть согласована с его грузоподъемностью, конструк-

тивной скоростью и типом трансмиссии (передачи).

В рабочем режиме мощность двигателя реализуется в полной мере, как

правило, только на одном участке – при движении груженого автомобиля на

подъем. На остальных участках скорость определяется зачастую только до-

рожными условиями и безопасностью движения.

Рациональная величина мощности карьерных автомобилей устанавли-

вается путем технико-экономического анализа, так как увеличение мощ-

ности обусловливает повышение скорости движения, а, следовательно, про-

изводительности, но увеличивает стоимость автомобиля и расход топлива.

Удельная мощность (мощность, отнесенная к массе груженого автомо-

биля) для машин грузоподъемностью 27–40 т составляет 5,5–6,2 кВт/т, а 75–

180 т – 4,8–5,1 кВт/т.

Колесная формула – это цифровое обозначение общего числа колес

автомобиля (первая цифра) и число ведущих колес (вторая цифра).

Для автосамосвалов характерны колесные формулы 4×2, 4×4, 6×4, для

автопоездов с прицепами – 6×4 и 6×2. Колесная формула определяет сцеп-

ную массу М

сц

, т, автомобиля, т.е. массу, приходящуюся на ведущие колеса.

Величина коэффициента сцепной массы К

сц

= М

сц

/М

(где М

– полная

масса автомобиля, т), для автомобилей с колесной формулой 4×2, 4×4, 6×2,

6×4 она составляет, соответственно, 0,65; 1,0; 0,4; 0,7.

ТЕМА 3 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 20. Основные параметры автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -105-

Вместимость кузова автомобиля должна быть подобрана таким обра-

зом, чтобы при нормальной загрузке его грузоподъемность была полностью

использована. Для этого рассчитываем ее по формуле

= q, (20.1)

где V

– фактический объем горной массы в кузове, м

; γ

– насыпная плот-

ность транспортируемой горной массы, т/м

Фактический объем горной массы в кузове определяется геометрической

вместимостью последнего V

, м

, и коэффициентом наполнения K

= K

" V

. (20.2)

Коэффициент наполнения зависит от формы кузова и составляет для

карьерных самосвалов не более 1,2-1,3.

Плотность горных пород характеризуется широким диапазоном значе-

ний, поэтому полное использование грузоподъемности возможно лишь при

кузовах различной вместимости.

Габаритами автомобиля (рис. 20.1) являются следующие размеры:

полная длина L

, ширина В, высота по козырьку кузова Н

, высота с под-

нятым кузовом Н

, погрузочная высота Н

и база автомобиля L

. Эти зна-

чения определяют параметры дорог, службы технического обслуживания и

ремонта, характер сочетания с погрузочными средствами, маневренность

машины.

На карьерах основное распространение получили автосамосвалы. Кро-

ме того, некоторое применение имеют автопоезда, состоящие из тягача с по-

луприцепами или с прицепами.

Автосамосвалом называют автомобиль, имеющий мощную раму и

расположенный на ней кузов, разгружающийся опрокидыванием назад (или

набок). Автопоезд представляет собой тягач с одним или несколькими полу-

прицепами или прицепами, разгружающимися через дно, опрокидыванием

назад или набок.

Высокая маневренность, устойчивость, проходимость, возможность

преодолевать большие затяжные подъемы, быстрота разгрузки обусловили

преимущественное распространение автосамосвалов на карьерах страны и за

рубежом. Современные карьерные самосвалы оборудуют дизельными двига-

телями и механической, гидромеханической или электромеханической

трансмиссиями (передачами).

ТЕМА 3 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 20. Основные параметры автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -106-

Рис. 20.1. Габаритные размеры автомобиля

В соответствии с отечественным и зарубежным опытом автосамосвалы

с механической передачей (МП) выпускаются, как правило, грузоподъемно-

стью менее 25 т. Так, на карьерах малой и средней мощности, в основном при

разработке строительных горных пород, получили распространение автоса-

мосвалы с механической передачей Минского автозавода МАЗ-5549 грузо-

подъемностью 8 т и геометрической вместимостью кузова 5,1 м

. Двигатель

автосамосвала – ЯМЗ-236М/Д имеет номинальную мощность 132,4 кВт. Ха-

рактерной особенностью машины является ее мобильность, так как ее колес-

ная формула 4×2. Автосамосвал может быть использован при погрузке экс-

каваторами вместимостью ковша до 1,5 м

Этим же заводом выпущены автосамосвал грузоподъемностью 16 т,

геометрической вместимостью кузова 10,5 м

и мощностью двигателя 242,9

кВт (МАЗ-5516) и его модификация (МАЗ-55165) грузоподъемностью 15 т.

Колесная формула таких машин 6×4, т.е. они менее мобильны, чем МАЗ-

5549. Автосамосвалы могут быть использованы при работе с экскаваторами,

имеющими объем ковша не более 3 м

Применяются на карьерах автосамосвалы Кременчугского автозавода

КрАЗ-6510 грузоподъемностью 13,5 т, геометрической вместимостью кузова

8 м

и мощностью двигателя 176,6 кВт, а также более мощная модификация

КрАЗ-65055 грузоподъемностью 16 т при геометрической вместимости кузова

10 м

и мощности двигателя (ЯМЗ-238Б) 220,8 кВт. Высокой проходимостью

обладает модификация этого автосамосвала – КрАЗ-65032 грузоподъемностью

15 т, имеющая колесную формулу 6×6. Автосамосвалы применяются для ра-

боты с экскаваторами, вместимость ковша которых не превышает 3 м

(рис. 20.2).

ТЕМА 3 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 20. Основные параметры автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -107-

Рис. 20.2. Автосамосвалы Кременчугского (а) и Могилевского (б)

автомобильных заводов

Гидромеханическая передача (ГМП) обычно предусматривается для

автосамосвалов грузоподъемностью 20–60 т. Последние годы зона эффек-

тивности гидромеханической передачи сдвинулась в сторону большей грузо-

подъемности, хотя это утверждение достаточно проблематично и поддержи-

вается далеко не большинством ученых и конструкторов. За рубежом созда-

ны автосамосвалы грузоподъемностью более 100 т с гидромеханической пе-

редачей, конструкторский отдел ПО «БелАЗ» работает над созданием само-

свалов с гидромеханической передачей грузоподъемностью 90 и 135 т.

Электромеханическая передача (ЭМП) хорошо зарекомендовала себя

при значительных грузоподъемностях – 80 т и выше.

ТЕМА 3 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 20. Основные параметры автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -108-

Автосамосвал с гидромеханической передачей Могилевского автозаво-

да (МоАЗ-7505) грузоподъемностью 23 т при геометрической вместимости

кузова 15,5 м и мощности двигателя 243 кВт может быть использован для ра-

боты с экскаваторами, имеющими ковш вместимостью до 4 м

. Автосамосвал

обладает высокой проходимостью (колесная формула 4×4), маневренностью

и применяется на карьерах средней производительности с тяжелыми дорож-

ными условиями (рис. 20.2, б).

В основном самосвалы с гидромеханической и электромеханической

трансмиссиями для карьеров страны выпускает ПО «БелАЗ» (рис. 20.3).

Рис. 20.3. Автосамосвалы ПО «БелАЗ»

Особенностями семейства большегрузных автосамосвалов, выпускае-

мых ПО «БелАЗ» является маневренность, незначительные радиусы поворота

и короткая база машины (колесная формула 4×2) при относительно большой

грузоподъемности, гидромеханические и электромеханические передачи,

пневмогидравлическая подвеска, платформа ковшового типа, двухконтурные

тормозные системы, а также значительная степень унификации основных уз-

лов (дизельных двигателей, гидромеханических и электромеханических пе-

редач, мотор-колес и др.), что позволяет сократить сроки ввода в эксплуата-

цию новой модели, облегчить обслуживание, ремонт и снабжение запасными

частями.

Автосамосвалы ПО «БелАЗ» в течение нескольких десятков лет хо-

рошо зарекомендовали себя в тяжелых карьерных условиях при транс-

портировании тяжелых скальных грузов. Полное использование геомет-

рической вместимости кузова достигается при перевозке грузов насыпной

плотностью ≈ 2 т/м

. Выпускаются модификации для перевозки угля, сланца

и других сыпучих грузов с увеличенной вместимостью кузова, что обеспечи-

вает более полное использование машины при транспортировании грузов на-

сыпной плотностью 1,25–1,3 т/м

ТЕМА 3 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 20. Основные параметры автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -109-

Для обеспечения плавности хода передняя ось и задний мост подвеше-

ны на пневмогидравлических цилиндрах. Кузов – сварной ковшовый цель-

нометаллический. Подъем кузова осуществляется телескопическими гидро-

цилиндрами. Одноместная цельнометаллическая кабина шумонепроницаема,

обогревается от системы охлаждения двигателя. На автосамосвале различают

рабочую тормозную систему, когда барабанные тормоза расположены на

всех колесах с пневматическим приводом, стояночную (запасную), когда ба-

рабанный тормоз находится на ведущем валу главной передачи, и вспомога-

тельную, когда гидравлический (электрический) тормоз–замедлитель поме-

щается на ведущем валу коробки передач.

Для условий бездорожья (для грунтов с низкой несущей способностью)

выпущен шарнирно-сочлененный автосамосвал БелАЗ-7528 грузоподъемно-

стью 36 т (V

= 16 м

), мощностью двигателя 400 кВт. Колесная формула са-

мосвала 6×6. Максимальный подъем 68 ‰.

На базе выпускаемого ранее автосамосвала БелАЗ-75191 (q = 110 т)

созданы образцы дизель-троллейвозов БелАЗ-75195, на которых дополни-

тельно установлены два токоприемника ТТ-1 пантографного и штангового

типа. Мощность дизеля составляет 860 кВт, тяговый генератор ГПА-600

мощностью 630 кВт, напряжение в контактной сети равно 820 В.

Испытания показали эффективность дизель-троллейвозов, особенно в

условиях глубоких карьеров, так как на крутых подъемах они работают от

контактной сети, что улучшает экологическую ситуацию. Дизель обеспечи-

вает мобильность в рабочей зоне.

В 1993 г. предприятием был выпущен 280-тонный самосвал БелАЗ-

7550, который и сегодня остается одним из лидеров по грузоподъемности среди

двухосных машин в мире. При создании его были использованы «мотор-

колеса» 180-тонного самосвала, хотя он и отличается от последнего рядом но-

вых конструктивных решений: колесная формула 4×4; шарнирно-сочлененная

рама; новый аппарат подвески, пневмогидравлические цилиндры которой со-

единены попарно поперечным пневматическим балансиром; вертикальное шар-

нирное сочленение передней и задней полурам, созданное из двух шаровых

опор, одна из которых имеет регулируемую высоту.

Использование двух ведущих мостов с применением 8 шин позволило

создать эту новую машину грузоподъемностью 280 т, имеющую хорошие тя-

гово-динамические качества. Мощность дизеля составляет 2600 кВт. Испыта-

ния машины проводились в суровых климатических условиях производст-

венного объединения «Якутуголь».

В настоящее время конструкторы работают над созданием новой 300-

тонной машины, макет которой демонстрировался на Международной вы-

ставке «Москон-97» (Москва, 1997 г.).

Наибольшая эффективность автосамосвалов серии БелАЗ-7540 достига-

ется при работе с экскаваторами вместимостью ковша 5 м

(БелАЗ-7548) и 6 м

(БелАЗ-7547), до 8 м

(БелАЗ-7555), а при легких грузах – до 12 м

Автосамосвалы с электромеханической передачей работают на карье-

рах с экскаваторами, имеющими вместимость ковша 12–20 м

ТЕМА 3 АВТОМОБИЛЬНЫЙ ТРАНСПОРТ И САМОХОДНЫЕ МАШИНЫ

Лекция 20. Основные параметры автосамосвала



Транспортные машины. Конспект лекций -110-

На карьерах страны получили широкое распространение автосамо-

свалы зарубежных фирм: «Камацу» – НД-1200 (q = 120 т, V

= 46 м

, N

882,3 кВт, ЭМТ, колесная формула 4×2), НД-1600 (q = 160 т, V

= 61 м

, N

1176 кВт, ГМТ, колесная формула 4×2); «Катерпиллер» – Cat-785 (q = 130–

50 т, V

= 51 м

, N

= 1010 кВт, ГМТ, колесная формула 4×2) и др.

Контрольные вопросы

1. Из чего состоит подвижной состав карьерного автотранспорта?

2. Какие основные параметры карьерных автосамосвалов вы знаете?

3. Что показывает колесная формула автомобиля?

План лекции

1. Типы автосамосвалов (часть 2).

2. Автопоезда, самоходные вагоны, ковшовые погрузчики.

Ковшовые погрузочно-транспортные машины и автосамосвалы

Погрузочно-транспортные машины ПД предназначены для погрузки

горной массы насыпной плотностью до 2 т/м

в другое транспортное средст-

во или доставки ее в ковше к месту погрузки по горным выработкам с пре-

дельным углом подъема 18

при ведении очистных и подготовительных ра-

бот в шахтах, не опасных по газу и пыли. Эти машины могут также исполь-

зоваться и для выполнения различных вспомогательных работ.

Погрузочно-транспортные машины ПД (рис. 21.1

) представляют собой

ковшовый погрузчик нижнего черпания на пневмошинном шасси, Конструк-

тивная схема шасси представляет собой шарнирно-сочлененную раму, со-

стоящую из двух полурам – передней и задней. На передней полураме мон-

тируется рабочий орган машины, а на задней – силовая установка, система

управления и кабина водителя.