ВЫСШАЯ КАСТА

ТЯЖЕЛЫЕ КАРЬЕРНЫЕ ПОГРУЗЧИКИ МАССОЙ ОТ 50 ТОНН

Тяжелые карьерные погрузчики по праву можно считать высшей кастой среди прочих мало- и среднегабаритных фронтальных погрузчиков. По сравнению с этими исполинами привычные и наиболее распространенные в строительстве и иных сферах хозяйственной деятельности погрузчики грузоподъемностью 3-5 т выглядят малышами. Конечно, сама по себе формулировка «карьерный погрузчик» весьма условна. Карьер – это место, где происходит добыча полезных ископаемых открытым способом. Полезные ископаемые, в свою очередь, – это не только руда и уголь, добывающиеся на огромных по размерам карьерах, где требуется высокая производительность и большие машины, но и обычный песок и щебень, которые разрабатываются на сравнительно небольших карьерах. Соответственно, даже самые маленькие по грузоподъемности погрузчики грузоподъемностью 2-3 т, которые используются на нерудных карьерах, можно назвать карьерными. С этой точки зрения рынок удобнее сегментировать по отраслям применения: добывающая сфера (добыча не строительных материалов) и строительная отрасль (добыча нерудных материалов). Строительные организации в основном приобретают погрузчики грузоподъемностью до 6 т (ковш 3-4 м3), добывающие от 5 т и выше. В свою очередь, у каждого производителя погрузчиков свой подход к сегментации этого типа машин. Одни считают карьерными погрузчики эксплуатационной массой от 20 т, другие – от 30 т, третьи – от 50 т и т.д. В данной статье мы рассмотрим погрузчики массой от 50 т, условно назовем их «тяжелые». Опять же понятие «тяжелый» весьма растяжимое: в категории свыше 50 т наиболее мощные модели отличаются от более легких массой, грузоподъемностью и мощностью двигателя в разы. Например, наиболее легкие машины в рассматриваемой категории имеют эксплуатационную массу 50- 54 т, соответственно грузоподъемность 11-12 т и мощность двигателя 312-414 кВт. А самые мощные модели весят около 200 и даже свыше 200 т, их грузоподъемность достигает 35-36 т, а моторы выдают около 1500 кВт мощности.

Помимо максимальных габаритных, весовых и мощностных показателей тяжелые карьерные погрузчики обладают рядом специфических особенностей конструкции. В первую очередь это повышенная прочность металлоконструкций, учитывающая сверхтяжелые условия эксплуатации. Применяемые специальные шины должны быть устойчивы к повреждениям, в некоторых случаях для лучшего сцепления и защиты их «обувают» в цепи. Специфика добываемых пород учитывается при изготовлении ковшей: это отражается в геометрической форме, применяемых марках сталей, наличии защитных накладок и т.д. Трансмиссия может быть не только гидромеханическая – традиционная для фронтальных погрузчиков, но и электрическая. Сверхбольшие габариты погрузчиков вызывают необходимость установки видеокамеры для полноценного заднего обзора.

В остальном тяжелые карьерные погрузчики устроены так же, как и их меньшие собратья: двухсекционная шарнирно-сочлененная рама; передний мост, жестко закрепленный на грузовой полураме; задний – шарнирно подвешен на моторной полураме. Хорошие тяговые свойства и проходимость обеспечиваются применением обоих ведущих мостов и шин большого размера. Погрузочное оборудование фронтального типа включает ковш, стрелу и гидроцилиндры управления стрелой и ковшом.

Карьерные погрузчики по сравнению с карьерными экскаваторами отличают сравнительно небольшие капитальные затраты на приобретение, меньшие эксплуатационные расходы, относительно небольшие габариты, высокая маневренность, высокая скорость передвижения, универсальность и др. Кроме того, при более компактных размерах они по сравнению с экскаваторами могут поднимать грузы большей массы.

В мировом масштабе компании, выпускающие тяжелые карьерные погрузчики, можно пересчитать по пальцам. На российском рынке представлена продукция как отечественных производителей, так и зарубежных. Это погрузчики марок ЧЕТРА (ОАО «Промтрактор»), БЕЛАЗ, Caterpillar, Komatsu. Правда, типоразмерный ряд иностранной техники значительно шире, нежели нашей. Не остались в стороне от технического прогресса и китайцы, в модельном ряду известной в России фирмы XCMG также есть тяжелый карьерный погрузчик.

Что же предлагают изготовители карьерной техники?

В настоящий момент в модельном ряду техники ЧЕТРА присутствует фронтальный погрузчик ПК-12 грузоподъемностью 12 т. Однако на смену ему подготовлена усовершенствованная модель ПК-120 такой же грузоподъемности, которая сейчас проходит испытания. Остановимся на ней подробнее. На новинке применена гидромеханическая трансмиссия с электрогидравлическим управлением. Установлена раздельно-агрегатная гидравлическая система, чувствительная к нагрузке, обеспечивающая совмещение операций управления стрелой и ковшом. Кроме того, данная система позволяет автоматически останавливать подъем и опускание стрелы на заранее заданной высоте и опустить стрелу при аварийной остановке двигателя. Кабина соответствует требованиям по защите от падающих предметов и защите от опрокидывания (ROPS-FOPS) и оснащена современными средствами отображения информации на дисплейных экранах и системами управления, построенными на применении джойстиков и электронных педалей. Погрузчик комплектуется надежными узлами и агрегатами ведущих мировых производителей – двигатель Cummins, немецкие радиаторы AKG, гидрораспределители и насосы Bosch Rexroth, централизованная система смазки Lincoln и пр. Важной особенностью является возможность эксплуатации ПК-120 с полной нагрузкой в суровых климатических условиях России (соответствует исполнению УХЛ: от –50 °С до +35 °С), это обеспечивается, с одной стороны, применением в конструкции погрузчика соответствующих материалов (стали, резинотехнические изделия и пр.) и комплектующих (предпусковой подогреватель, соответствующие таким температурам рукава высокого давления и пр.), с другой стороны – заботой об операторе (кабина с двойным остеклением, независимый отопитель кабины, кондиционер). Все перечисленное идет уже в стандартной комплектации. Также отличительной особенностью погрузчиков ЧЕТРА является наибольшая в своем классе максимальная высота разгрузки ковша при угле опрокидывания 45° – 4,3 м. Ассортимент ковшей представлен стандартным, скальным и угольным.

Белорусский автомобильный завод больше известен как крупнейший в мире производитель карьерных самосвалов, однако в линейке его продукции присутствует и погрузочная техника. В производственной программе БЕЛАЗа заявлен карьерный погрузчик грузоподъемностью 10 т. Погрузчики семейства БЕЛАЗ-7822 предназначены для механизации погрузочных работ в карьерах, на железнодорожных станциях и других предприятиях при погрузке щебня, песка, гравия, камней, грунта и т.д. в карьерные самосвалы грузоподъемностью до 60 т, железнодорожные полувагоны, думпкары и другие транспортные средства. Машина оснащена гидромеханической трансмиссией. Ее эксплуатационная масса 54 т, погрузочная высота достигает 3950 мм, геометрический объем ковша равен 4,98 м3, номинальный – 6 м3, вырывное усилие составляет 330 кН. Предлагается две модификации погрузчика: БЕЛАЗ- 7822 с двигателем 8424.10-06 мощностью 312 кВт и БЕЛАЗ-78221 с двигателем Cummins KTA 19-C мощностью 360 кВт. В настоящее время БЕЛАЗ ведет работы над созданием погрузчиков нового поколения: завершается конструкторская разработка погрузчика БЕЛАЗ-78240 с объемом ковша 6,6 м3 с гидромеханической трансмиссией и ведется сборка опытного образца погрузчика БЕЛАЗ-78250 с объемом ковша 11,5 м3 и электромеханической трансмиссией.

В линейке Caterpillar присутствует 6 моделей погрузчиков эксплуатационной массой от 50 до 195,5 т. Их грузоподъемность охватывает диапазон от 11,4 до 35 т. Наиболее популярным является погрузчик серии 988, история которого идет от 1963 года. Количество эксплуатируемых в мире погрузчиков этой серии превысило число погрузчиков других производителей в данном размерном классе. Новейшая версия 988H имеет эксплуатационную массу 50 т и грузоподъемность 11,4 т. На погрузчике новой модели внедрено немало инноваций, направленных на обеспечение прочности, надежности, экономичности, комфорта и удобства обслуживания. Для сокращения продолжительности рабочих циклов и увеличения производительности система навесного оборудования оснащена поршневым насосом с переменной производительностью и электронным управлением. В гидросистеме PFC реализовано параллельное управление насосом и гидрораспределителями. В числе преимуществ системы – снижение расхода топлива до 5%, сокращение времени отклика гидросистемы (что повышает управляемость ковшом), повышенный КПД и уменьшенный нагрев системы. Запатентованная система управления подачей топлива обеспечивает стабильную производительность и экономию топлива почти на 15% при погрузке материала, а также обеспечивает увеличение количества циклов загрузки и транспортировки. За счет снижения частоты вращения коленчатого вала двигателя на всех этапах цикла, кроме выемки грунта, не допускается снижение производительности и обеспечивается значительная экономия топлива. Если на протяжении определенного промежутка времени оператор не использует рабочие функции, система AIK временно снижает частоту вращения коленчатого вала двигателя для экономии топлива. После снижения частоты вращения система автоматически восстанавливает прежнюю частоту вращения коленчатого вала двигателя, если оператор задействует управление навесным оборудованием, ходом или рулением. В случае если машина работает на холостом ходу в течение определенного промежутка времени, срабатывает функция автоматической остановки двигателя. Главным отличием от машин других производителей является коробчатое сечение элементов задней полурамы и стойки погрузчика. Коробчатое сечение поглощает крутящие нагрузки, возникающие при погрузке. Погрузчик оснащен системой электронного взвешивания груза в процессе работы, которая имеет точность ±1%. Помимо взвешивания данная система ведет записи о перемещениях материалов. У машины имеется функция настройки высоты разгрузки, возврата в положение выемки грунта/транспортировки и угла поворота ковша непосредственно из кабины. Система Cat® Product Link обеспечивает удаленный контроль оборудования, она позволяет получать информацию по соблюдению графика работ и состоянию систем машины. Многие из перечисленных функций используются и на других моделях погрузчиков.

Интересной особенностью тяжелых погрузчиков Caterpillar является комбинированная система управления коробкой передач и поворотом при помощи джойстика (кроме некоторых моделей), заменяющего привычный руль. Перемещение рычага из стороны в сторону поворачивает машину влево или вправо, переключение передач выполняется кнопками, расположенными на джойстике. Погрузчики комплектуются ковшами, емкость которых зависит от плотности горной массы, а также имеют несколько различных модификаций, предназначенных для работы в различных условиях и с различными типами горных пород. Выпускаются модификации с различной высотой подъема ковша. Для улучшения обзора предлагается камера заднего вида.

Модельный ряд Komatsu в рассматриваемом сегменте включает 5 моделей эксплуатационной массой от 70 до 217 т. Грузоподъемность 70-тонной машины составляет 15,6 т, 217-тонной – 36 т, это самый большой в мире погрузчик с гидромеханической передачей. Предшествующая 70-тонному погрузчику модель характеризуется эксплуатационной массой 45 т, поэтому в данный обзор не включена. На погрузчиках Komatsu применяется ряд интересных технических решений. В частности, на ряде моделей опционально предлагается джойстиковое рулевое управление. Для быстрого внедрения ковша в грунт и его заполнения предусмотрен безударный понижающий переключатель, который переключает трансмиссию со 2-й передачи на 1-ю для увеличения тягового усилия на колесе и, соответственно, улучшения заполнения ковша. При переводе рычага управления направлением движения в положение заднего хода трансмиссия автоматически переключается с 1-й передачи на 2-ю, в результате сокращается продолжительность рабочего цикла. Двигатель оснащен электронным регулятором частоты вращения, обеспечивающим низкий расход топлива, а также электронной педалью акселератора, что упрощает эксплуатацию. Тяговое усилие может устанавливаться в пределах 20-100% с помощью дискового регулятора тяги, расположенного на панели управления. Оператор может устанавливать максимальное тяговое усилие с учетом состояния дороги, типа материала и вида выполняемой работы. Функция выходной мощности двигателя имеет 2 режима – экономичный (Е) и повышенной мощности (Р). Они выбираются и выполняются автоматически. Режим Р выбирается только при выемке грунта и приближении к самосвалу. Данное двухрежимное управление мощностью двигателя не только снижает расход топлива, но и повышает долговечность двигателя. Система защиты шин весьма эффективно решает вопрос продления срока службы шин. С помощью датчика скорости система определяет пробуксовывающее колесо и подает сигнал на гидротрансформатор с модулированной муфтой, прекращающий пробуксовку колеса. На погрузчиках применяется дистанционный позиционер стрелы, благодаря которому крайнее верхнее и крайнее нижнее положение ковша можно устанавливать из кабины с учетом размеров кузова самосвала, ковш плавно и без толчка останавливается по месту, заданному позиционером. Для дистанционного всестороннего контроля состояния парка машин используется система спутниковой связи KOMTRAX Plus. В зависимости от типа грунтов предлагается гамма ковшей, различающихся объемом, прочностными характеристиками и степенью защиты от абразивного износа. Погрузчики рассчитаны для работы в различных климатических условиях при температуре от +40 °С до –40 °С.

Китайские тяжелые карьерные погрузчики для нашей страны пока что экзотика. Далеко не все производители из Поднебесной осилили производство столь сложной техники. Однако прецеденты уже есть. Компания XCMG освоила выпуск погрузчика эксплуатационной массой 51 т, его грузоподъемность составляет 12 т. Надо полагать, что дальнейшее освоение китайцами этого сегмента карьерной техники не за горами.




© 1999 «Builder.ru» / «Bu.ru»