Конструктивные особенности современных самосвалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Самосвамл грузовой саморазгружающийся автомобиль, прицеп или полуприцеп с кузовом (чаще бункерного типа), механически (как правило, гидравлически) наклоняемым для выгрузки груза или с принудительной разгрузкой (например, шнеком). Также существуют самосвалы, для выгрузки которых применяется наклон всего автомобиля при помощи телескопических подъёмников.

Самосвалы применяются для перевозки навалочных, или сыпучих, или иных грузов, пригодных для такой выгрузки, которая производится посредством их опрокидывания из кузова.

Самосвалы классифицируются:

· По типу выгрузки (наклоном или принудительной).

· По направлению выгрузки (вбок, назад).

· По типу кузова (бункер, платформа, съезжающий бункер, съезжающая платформа).

Хотя грузоподъёмность самосвала меньше, чем у аналогичного грузовика с фиксированной грузовой платформой, тем не менее, самосвалы выгодны из-за сокращения времени на разгрузку. Самосвалы различают по способу разгрузки - задняя, боковая, двусторонняя и универсальная разгрузка на все стороны. В России самосвалы производят компании КАМАЗ, УРАЛ, ГАЗ, Яровит.

1. Общие сведения. Виды самосвалов

Самосвал - грузовой автомобиль с кузовом, позволяющим производить самостоятельную разгрузку сыпучего или навального груза методом высыпания, вываливая за счет применения способности кузова к наклону или опрокидыванию в одну или в разные стороны. Грузоподъемность такого автомобиля ниже грузоподъемности грузовика со стационарным кузовом. По особенностям конструкции кузова самосвалы можно разделить на две группы - с односторонней разгрузкой или с разгрузкой в две и более сторон.

Самосвалы, способные разгружаться во все стороны, подходят для сельскохозяйственных работ, при этом имеют меньшую грузоподъемность. Их кузов по форме рассчитан на прием объемного груза. Самосвалы строительного назначения разгружаются в две стороны при большей грузоподъемности. Самосвалы, способные к перевозкам большого количества груза, разгружаются только в одну сторону, чаще всего - назад.

Деление самосвалов по типу кузова и механизму подъема более всего условно. Существует столько разновидностей работ, где применяются самосвалы, что наиболее выгодным решением чаще бывает арендовать или приобретать универсальный самосвал. На таких машинах есть дополнительная возможность выгрузки из кузова прямо в бетономешалку или полувагон. Это обеспечивается специальной подъемной платформой, на которой установлен кузов. При установке на самосвал сцепного устройства, его можно использовать для буксирования прицепа с самосвальным кузовом, для чего необходимо соединить гидросистемы тягача и прицепа.

Современные самосвалы имеют конструктивные особенности, позволяющие им производить разгрузку на малой скорости для равномерного распределения сыпучего груза или устройства для принудительной выгрузки там, где поднять кузов не имеется возможности.

2. Самосвал в сельском хозяйстве

На самосвалах, предназначенных для выполнения работ в сельском хозяйстве, особенно при перевозках зерна и кормов, где бывает необходимо произвести разгрузку в условиях помещений, например, ферм, устанавливается шнек для равномерной частичной выгрузки без подъема кузова. Вращение шнека выталкивает груз через задний борт специальной конструкции, при этом достигается равномерная выгрузка в необходимых количествах. Самосвалы сельскохозяйственного назначения в наших условиях изготавливаются в модификациях с повышенной проходимостью. Эти самосвалы рассчитаны на погрузку и транспортировку не столько тяжелого, сколько объемного груза.

3. Строительные и карьерные самосвалы

Оба вида машин отличаются большой грузоподъемностью, при этом не имеет большого значения универсальность направления выгрузки. Чаще всего строительный самосвал имеет два направления разгрузки, карьерный - одно. Главное различие в требованиях к ним - проходимость и габариты.

Строительный самосвал должен обладать обычной проходимостью и габаритами, позволяющими использование машины в условиях дорог общего пользования и городах.

Самосвалы, предназначенные для дорог общего пользования, выпускают практически все производители грузовой техники как российские, так и китайские производители тяжелой техники. Эти машины используются в строительстве, ремонте, коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, а также при добыче полезных ископаемых. Обычно они имеют от 2 до 4 осей и грузоподъёмность в пределах 40 тонн. Однако встречается и более внушительная техника, так, например, европейские и китайские компании Shacman, GINAF и Terberg выпускают 5-осные самосвалы, американские же производители (Freightliner, Kenworth, Western Star) доводят их количество до 7. Конструкция этих "многоножек" позволяет поднимать (поджимать) до четырёх осей и передвигаться на сохранивших контакт с поверхностью.

Карьерные самосвалы - пожалуй, самые странные автомобили среди всех, что производятся. Карьерный самосвал нуждается в высоких показателях проходимости, так как далеко не всегда работает в условиях перемещения груза по подготовленной площадке, не ограничен в габаритах и грузоподъемности, поскольку его главная задача - перемещение как можно большего количества груза.

Грузоподъемность этих машин может находиться в пределах от 40 370 тонн, причем масса самой машины может достигать двухсот тонн. Использовать большинство карьерных самосвалов в условиях обычной дороги просто невозможно из-за их габаритов. При огромной массе эти гиганты способны развивать скорость до 60 километров в час. Наиболее эффективно использование таких самосвалов в паре с карьерными экскаваторами. Карьерный самосвал Liebherr T282B - рекордсмен по грузоподъёмности 363 тонны, что обеспечивает почти конвейерный метод доставки породы из карьера на обогатительное предприятие.

Карьерные (внедорожные) самосвалы используются на открытой разработке полезных ископаемых. Из-за их габаритов и веса, эксплуатация на дорогах общего пользования не представляется возможной. Крупные модели доставляются до места работы по частям и собираются уже на месте.

Наиболее целесообразной, для тяжёлых самосвалов, признана схема с двумя осями, с задним или полным приводом и разгрузкой кузова назад. В 1970-е годы пытались использовать трёхосные самосвалы, как например Terex Titan и WABCO 3200B, но такие схемы в карьерах не прижились. Компания Kress предлагает самосвалы с донной разгрузкой, но это требует использования специального разгрузочного комплекса.

На современных сверхтяжёлых самосвалах обычно применяется гибридная силовая установка - дизельный двигатель приводит в действие генератор переменного тока, который питает тяговые электродвигатели, вращающие колёса (см. Электрическая передача). Тормозная система, так же совмещённое действие гидравлики и электромоторов, которые в режиме торможения вырабатывают энергию. Над созданием электропривода трудятся совместно - General Atomics (Terex), General Electric (Komatsu), Siemens (Hitachi, Liebherr, БелАЗ).

Особняком стоит Caterpillar 797B, который обходится без лишних элементов (генератора и электродвигателей). Этому способствует самый большой в мире двигатель, из тех, что устанавливаются на грузовики - CAT 3524B (два совмещённых CAT 3512B), 24 цилиндра, объёмом 117 литров, крутящий момент переваливает за 16000 Нм (запас 22 %). Машина имеет 7-ми ступенчатую гидромеханическую трансмиссию. Тормоза гидравлические. Однако, в настоящее время, компания готовит к производству новое поколение самосвалов, которые, будут иметь дизель-электрический привод, разработанный совместно с Mitsubishi Electric.

Наибольшая эффективность подобных гигантов, достигается при использовании в паре с гидравлическим или тросовым экскаватором, осуществляющим загрузку за 3-5 циклов. Учитывая, что уже есть экскаваторы, оборудованные ковшом, вмещающим более 76 кубометров породы (более 100 тонн), и всё возрастающий спрос на сырьё, вполне вероятно появление самосвалов, способных перевозить более 400 тонн, разработка которых, по некоторым данным, уже ведется.

Сейчас выпуском карьерных самосвалов занимаются более 20 компаний. Основную часть рынка, более 95 %, составляют самосвалы грузоподъёмностью до 40 тонн.

Сочлененные самосвалы чаще всего не производятся большими сериями. Это специализированная техника, способная перемещать большие количества груза в условиях бездорожья. Главное достоинство этого транспорта - универсальность и проходимость. Самосвал этого типа состоит из отдельных рам, соединенных через шарнир, что позволяет ему проходить сложные профили при сохранении контакта колес с поверхностью. При этом машина способна развернуться на малой площадке и разгрузиться из любого положения. Огромное значение имеет количество плоскостей, в которых работает сочленение. Одноплоскостные модели обходятся дешевле, но заметно ограничиваются в возможностях. Оборудование на таких машинах может быть использовано практически любое, производят с расчетом на максимальную универсальность.

Самосвал с шарнирно-сочленённой рамой (землевоз, сочленённый самосвал, англ. articulated hauler, articulated dump truck, dumper), используется на строительных и карьерных работах, там где требуется повышенная проходимость и манёвренность. Трёхосные модели сочленённых самосвалов имеют шесть ведущих колёс. Более того, современные модели самосвалов оснащаются выключателем межколёсного дифференциала.

Caterpillar, применяет на своих самосвалах систему "Ejector" (модели 730 Ejector и 740 Ejector) - Подвижная стенка в кузове, выталкивает его содержимое, что позволяет осуществлять разгрузку на ходу, без опрокидывания кузова. Bell, может предложить самосвалы с гусеничным ходом. Hydrema, имеет поворотный механизм кузова, это даёт возможность разгружаться, не только назад, но и в любую из боковых сторон.

Сочленённые самосвалы выпускают компании - Astra, Bell Equipment (в странах Азии и в Австралии известны под маркой Hitachi, а в Америке под маркой DEERE (John Deere)), Case, Caterpillar, Hydrema, JCB, Komatsu, Liebherr, Moxy, Terex, Volvo, БелАЗ, МоАЗ, BALTIETS ("ЗСМ-БАЛТИЕЦ").

4. Специфика использования самосвала

Специфика использования самосвала состоит в большом количестве коротких рейсов в течение рабочего дня, когда машина эксплуатируется в условиях перемежающихся нагрузок - самосвал очень редко совершает полный цикл загруженным. Такая загруженность требует от машины выносливости на коротких расстояниях при перевозке массы груза. Кроме того, эффективность работы самосвала прямо зависит от исправности его гидросистемы, с помощью которой поднимается кузов для разгрузки. Особое внимание следует также уделять состоянию кабины и рабочего места водителя, поскольку тяжелая машина с переменной загруженностью часто используется в условиях городского движения.

Самосвалы при выполнении специфических работ должны проходить специальное очень тщательное обслуживание. Это касается использования машин в сельскохозяйственном производстве, например, при доставке на сборные пункты зерна нового урожая, когда потери от неисправности кузова могут оказаться очень большими. Особенно важно следить за приемами работы самих водителей при загрузке машины в движении параллельно работающему комбайну, потому что в таких ситуациях часто возникают пожары. Кроме того, недостаточно опытные водители не учитывают положение автомобиля относительно подающего зерно трубопровода, и груз распределяется неравномерно, что может быть причиной недогрузов, перегрузов, неправильной балансировки груза в кузове.

При перевозке вязких грузов и насыщенного водой песка возникают специфические сложности и опасности. Например, насыщенный водой цементный раствор в кузове самосвала может повести себя, как очень тяжелая и вязкая жидкость, которая при маневрах автомобиля продолжает движение в кузове самостоятельно в прежнем направлении, резко снижая управляемость. Это требует от водителя применения навыков особо аккуратного управления транспортом, знания приемов перевозки жидкостей и их поведения в емкостях, установленных на транспортном средстве.

Насыщенный водой песок, неравномерно распределенный по кузову самосвала, вызывает перевесы, нарушения центровки автомобиля, смещения центра тяжести. При перевесе в сторону задней части автомобиля это приводит к недостаточному контакту и сцеплению передних колес с поверхностью дорожного покрытия, изменению реакции автомобиля на действия водителя с рулевым управлением. При перевесе в сторону передней части снижается эффективность торможения, возникает риск заноса задних колес. Перевес в любую сторону от центральной оси приводит к наклонам, неравномерному контакту колес с дорогой и полному снижению управляемости транспортного средства.

При использовании самосвала в животноводческих хозяйствах для доставки кормов необходимо следить за состоянием кузова, особенно его чистотой. Выхлопная система автомобиля, который может использоваться для доставки кормов непосредственно в строения, где содержатся животные, должна быть как можно менее дымной и шумной, а сам автомобиль желательно использовать только ограниченно, на данном маршруте постоянно, чтобы он не становился источником инфекций в самом хозяйстве. То же касается и автомобилей, которые используются для вывоза отходов с ферм животноводческих хозяйств. Использование такого самосвала для других целей крайне нежелательно.

5. Нестандартные решения

Нестандартные решения с точки зрения автомобильной промышленности - самосвалы для работы в карьерах или подземных сооружениях, самосвалы с большим количеством осей. Некоторые производители для повышения грузоподъемности и одновременно устойчивости самосвала снабжают машину большим числом осей - до семи, - которые при движении без груза могут подняты. Это существенно повышает грузоподъемность на рабочей части рейса, при этом снижает расход топлива при движении без груза, так как в большинстве случаев такие машины выполняются по полноприводной схеме. Большая часть дорожных самосвалов базируется на стандартном для данной модели автомобиля шасси.

Самосвалы для подземных работ предназначены для транспортирования и выгрузки взорванных или разрыхлённых механическим способом пород в стеснённых условиях подземных шахт, при добыче полезных ископаемых и строительстве тоннелей. Конструкция позволяет использовать их и на открытых разработках, но не столь эффективно.

Подземные самосвалы выпускают компании Atlas Copco, Caterpillar, DUX Machinery, Paus, Sandvik, БелАЗ, МоАЗ.

6. Необычные методы разгрузки

Необычные методы разгрузки применяются для использования самосвала в специфических условиях, при невозможности наклона кузова, прочих препятствиях осуществлению разгрузки методом наклона кузова. Например, существуют самосвалы с системой "Injector", в которых применена методика разгрузки с помощью подвижной задней стенки, которая перемещается вдоль кузова, выталкивая груз назад. Это требует большого усилия гидравлической системы, однако позволяет разгрузить кузов в ограниченном пространстве. Возможна разгрузка без подъема и наклона кузова с помощью телескопических направляющих, на которых поднимается весь автомобиль.

7. Специфика работы водителя самосвала

Специфика работы водителя самосвала требует уделять особое внимание большому количеству однообразных дневных рейсов в условиях попеременной загруженности и разгруженности автомобиля. При таких условиях перевозок излишнее утомление, особенно на коротких городских маршрутах с интенсивным движением, может приводить к возникновению неадекватных реакций на дорожную ситуацию и повышению аварийности. Особенно это заметно при использовании системы оплаты труда водителя от количества рейсов, когда сами водители стремятся сделать как можно больше "ходок". Опытные водители умеют находить разумный компромисс между заработком и усталостью, однако сами говорят, что в конце дня другому транспорту лучше оказаться позади самосвала, чем перед ним.

Работа на тяжелом автомобиле требует привыкания к определенной загруженности и соответственному поведению машины при действиях водителя. Если самосвал используется в условиях городского движения при большом количестве коротких рейсов, то в течение дня чередование состояний машины, чередование разных ее реакций приводит к утомлению водителя и некоторому ухудшению его реакций.

Руководителю, ответственному за организацию работы водителей и эксплуатацию техники, следует учитывать эти особенности, в частности, контролировать работу излишне активных или молодых водителей, которые стремятся сделать больше рейсов и пренебрегают безопасностью, или тех, кто использует резервы машины для реализации перегрузов, снижающих управляемость и приводящих к преждевременному износу техники.

8. Кабина самосвала

Кабина самосвала в зависимости от модели, назначения и производителя транспортного средства может быть стандартной кабиной грузовика, а может быть, особенно это касается сочлененных самосвалов, на машину установлена кабина от погрузчика или подобной техники. Это значительно снижает стоимость самосвала, при этом удобство и качество водителя могут повыситься, так как для управления такой машиной требуется хороший обзор не только дороги, по которой перевозится груз, но и площадок погрузки и разгрузки. Не имеет смысла использовать на самосвалах кабины для автомобилей, рассчитанных на дальние перевозки, однако в кабине самосвала часто находятся элементы управления кузовом, что требует особого внимания при ее обслуживании.

9. Кузов самосвала

Кузов самосвала может исполняться в нескольких конструктивных модификациях в зависимости от назначения. Конструкция кузова определяется характером грузов, для перевозки которых предназначается самосвал.

Перевозку формовых грузов, если их возможно разгружать с помощью наклона кузова, лучше производить самосвалами, имеющими кузов прямоугольной формы с открывающимися бортами. Это обеспечивает достаточно рациональное использование объема кузова и возможность его быстрой разгрузки. самосвал саморазгружающийся использование

Сыпучие и вязкие грузы большой массы лучше перевозить самосвалами с ковшовым кузовом, однако следует учитывать, что перегрузка сыпучим и вязким грузом опасна - плохо сползающий груз значительно снижает устойчивость самосвала с наклоненным кузовом ковшовой конструкции, который для эффективной разгрузки следует наклонять с углом 70-80 градусов.

Перевозка грузов в виде больших твердых фрагментов скалистых грунтов приводит к ускорению износа бортов и днища. Для такой перевозки лучше использовать строительный самосвал с ковшовым кузовом, чтобы предотвратить возможность повреждения замков боковых бортов.

Кузова карьерных самосвалов специально с учетом этой особенности делаются конструктивно более прочными, а их днища изготавливаются из материалов, стойких к абразивным воздействиям.

На кузове специализированных и универсальных самосвалов может устанавливаться дополнительное оборудование в виде устройств самопогрузки - манипуляторов, устройств саморазгрузки - шнеком с конвейерной лентой, подвижной передней стенки, которая под действием усилий гидравлической системы выталкивает груз назад. Это существенно облегчает разгрузку автомобиля в условиях ограниченных пространств, где не имеется возможности создать необходимый наклон кузова.

Задний борт ковшового кузова может быть оборудован самооткидывающимся при разгрузке щитом на шарнирах, который позволяет ускорить процесс выгрузки сыпучих и вязких грузов. Дополнительные приспособления на кузове самосвала служат для надежности закрытия и закрепления бортов в транспортном положении. Особенно это важно для самосвалов прямоугольным кузовом, в котором может перевозиться легковесный груз большого объема. Для более эффективного использования объема кузов такого самосвала снабжается дополнительными надставляющими деталями, однако использовать их можно только в том случае, когда высота груза не вызовет критического смещения центра тяжести автомобиля при движении и разгрузке наклоном кузова. Грузы такого рода лучше выгружать по осевой линии подъема кузова.

10. Колеса самосвала

Колеса самосвала на моделях, использующих стандартную базу грузовика, устанавливаются стандартные, однако имеет смысл позаботиться о наличии датчиков давления воздуха, так как режим и специфика эксплуатации автомобиля самосвального типа при максимальной эффективности перевозок и жестком графике не должны нарушаться по причине несоответствия давления воздуха в шинах колес. Водителю сложно при каждом рейсе проверять давление, автоматические датчики позволяют вовремя заметить несоответствие и потерять всего рейс на устранение, в то время, как более серьезная неисправность может привести к более длительному простою.

11. Гидравлическая система

Гидравлическая система самосвала - важнейшая функциональная часть машины, от состояния этой системы полностью зависит целевое использование самосвала. Применять самосвал для регулярной рейсовой перевозки сыпучего, навального, вязкого или объемного груза возможно только с использованием в полной мере его функциональных возможностей, которые обеспечиваются исправной работой его гидравлической системы. Обслуживать гидравлическую систему следует строго с соответствие с паспортными требованиями, чтобы обеспечить надежную работоспособность. Особо важную роль играет своевременная замена рабочей жидкости в гидравлической системе.

Узлы гидравлической системы самосвала, обеспечивающие подъем кузова - шестереночные насосы и гидравлические цилиндры. Работа системы. В том числе и безопасность операций по разгрузке, зависит от исправности гидравлической системы. В некоторых моделях самосвалов с ковшовым кузовом при проведении разгрузки тяжелого вязкого груза возможно медленное сползание массы с поверхности кузова. Это задерживает разгрузку и создает опасность опрокидывания самосвала. Для ускорения разгрузки применяется дополнительный узел гидравлической системы, который при максимальном подъеме кузова обеспечивает его встряхивание через равные промежутки времени. Самосвальные подъемные механизмы различаются по нескольким признакам. В него могут быть установлены один или два гидравлических цилиндра, которые крепятся под платформой или перед ней, а также с двухсторонним расположением. Сегодня, как правило, распространены самосвалы с подъемной системой, имеющей телескопические цилиндры, у которых общий ход штока превышает длину его корпуса. Эти устройства достаточно компактны, имеют небольшую массу, значительный силовой эффект и рабочий ход

12. Двигатель самосвала

Двигатель самосвала, построенного на базе грузового автомобиля, обычно используется мощнее, чем на автомобиле базовой модели. Это связано с необходимостью дополнительного отбора мощности двигателя на обеспечение работы гидравлической системы самосвала, которая требует значительного приложения силы, особенно в случаях, когда в современных моделях самосвалов предусматривается возможность разгрузки во время движения, использования дополнительного разгружающего устройства в виде шнека с транспортерной лентой, прочих вспомогательных механизмов. Потеря мощности и ресурса двигателя возможна при неисправностях гидравлической системы.

13. Тормозная система

Тормозная система самосвала должна обеспечивать эффективное торможение в двух режимах движения - при максимальной загрузке кузова и при полном отсутствии груза. Особенно важна четкая работа тормозной системы и регулировка тормозов при интенсивном использовании самосвала в течение рабочего дня на коротких рейсах в условиях городского движения. При максимальной загрузке самосвала управляемость и эффективность торможения передних колес может снизиться, что создает опасность потери контроля водителя над автомобилем. При отсутствии груза увеличивается вероятность срыва автомобиля в скольжение, что возможно при эксплуатации машин большой грузоподъемности.

14. Приводы и трансмиссии

Приводы и трансмиссии самосвалов на базе стандартных грузовых автомобилей обычно используются с базовых моделей, однако для сочлененных и карьерных машин разрабатываются собственные системы. На сегодняшний день самый большой автомобильный двигатель установлен на карьерном самосвале и имеет 24 цилиндра при объеме 117 литров. Разрабатываются карьерные самосвалы с грузоподъемностью в 400 тонн, движение которых будет обеспечиваться гибридной силовой установкой на основе дизель-генератора переменного тока с электрическим приводом на все колеса. Тормозная система подобных машин также гибридная, в ней используется перевод двигателей в режим генераторов.

15. Устройства автоматизации

Устройства автоматизации отпирания и запирания бортов применяются для облегчения работы при разгрузке и ускорения разгрузки, что существенно снижает время простоев самосвала. С учетом специфики эксплуатации этих машин сокращение времени простоя между рейсами значительно повышает экономический эффект от их применения. Исправность и грамотное использование автоматических запоров на кузове сокращает простой примерно на двадцать процентов на каждый рейс, что в течение рабочего дня использования автомобиля на коротких рейсах позволяет перевезти больше груза без нарушения нормативов по загруженности автомобиля и нарушений правил перевозок и правил дорожного движения со стороны водителя.

16. Устройства безопасности

Устройства безопасности, которые устанавливаются на самосвал, обеспечивают надежное запирание бортов, упор и фиксацию кузова в наклонном положении, фиксацию кузова в транспортном положении. На некоторых моделях для повышения устойчивости при разгрузке конструкция дополняется гидравлическими или механическими упорами, но это делается редко, на машинах со специфическими условиями эксплуатации. В качестве важной детали, обеспечивающей безопасность обитаемой части автомобиля, используется дополнительный горизонтальный щиток на кузове, прикрывающий кабину водителя от падения частей груза. Особое внимание следует уделять состоянию упоров и замков кузова и его подвижных бортов.

Заключение

Перспективы в использовании и производстве самосвалов столь же велики, как и во всей автомобильной отрасли. Потребность в перевозке сыпучих, вязких, навальных грузов и в совершении быстрых погрузочно-разгрузочных операций с ними диктует разработку все новых машин с применением большого числа новых технологических решений.

Развитие отечественных производителей тоже не стоит на месте, тем более, что на базе еще советских разработок было создано довольно много самосвалов разной грузоподъемности и назначения, которые успешно используются по сегодняшний день. Самосвал может быть создан на базе почти каждого нового грузовика.

Размещено на Allbest.ru