Карьерные самосвалы серии БЕЛАЗ-7558
Л.И. Трухнов — главный конструктор ОАО «БЕЛАЗ»
А.М. Насковец — начальник КБ компоновки ОАО «БЕЛАЗ»
Сегодня карьерные самосвалы грузоподъемностью 90 т являются одними из самых востребованных в горнодобывающей промышленности. Так сложилось, что выпускаются эти машины мировыми производителями карьерной техники только с гидромеханической трансмиссией. ОАО «БЕЛАЗ» был первым на мировом рынке предприятием, кто предложил отечественному и зарубежному потребителю 90-тонный карьерный самосвал с электромеханической трансмиссией.
История разработки самосвалов этого класса началась в 2010 году. К середине 2012 г. был изготовлен первый опытный образец, получивший индекс БЕЛАЗ-75580, к концу 2012 г. на предприятии была собрана модификация, которая в настоящее время изготавливается под индексом БЕЛАЗ- 75581. В начале 2015 г. на предприятии был собран БЕЛАЗ-75583. А в 2017 г. производственную линейку 90-тонников серии БЕЛАЗ-7558 пополнила еще одна модель — БЕЛАЗ-75585. В настоящее время после проведения комплекса приемочных и эксплуатационных испытаний серия БЕЛАЗ-7558 включает три модификации — БЕЛАЗ-75581и БЕЛАЗ-75583, БЕЛАЗ-75585.
На моделях БЕЛАЗ-75581 и БЕЛАЗ- 75585 установлен дизельный, четырехтактный двигатель QST 30-C фирмы Cummins с V-образным расположением цилиндров, непосредственным впрыском топлива, газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха модели QST 30-C фирмы Cummins мощностью 783 кВт (1065 л.с.) при 1900 об/мин. БЕЛАЗ- 75583 по заказу потребителя оснащен надежным, хорошо зарекомендовавшим себя в условиях эксплуатации дизелем KTA 38-C фирмы Cummins мощностью 783 кВт (1065 л.с.).
Высокая удельная мощность силовой установки и применение на новых 90-тонниках электропривода переменного тока четвертого поколения позволяют самосвалам развивать скорость до 60 км/ч.
Двигатели оборудованы электростартерным пуском, сухими 3-ступенчатыми воздушными фильтрами с автоматическим удалением пыли. Для облегчения пуска двигателя в холодное время года на самосвале установлены предпусковой подогреватель охлаждающей жидкости и фильтр грубой очистки с функцией подогрева топлива.
Выпуск отработавших газов осуществляется через теплоизолированные трубопроводы и металорукава оригинальной конструкции в газоприемник для обогрева грузовой платформы.
Внедрение карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7558, востребованных горняками, позволило снизить эксплуатационные затраты и повысило производительность транспортных перевозок.
А.М. Насковец — начальник КБ компоновки ОАО «БЕЛАЗ»
Сегодня карьерные самосвалы грузоподъемностью 90 т являются одними из самых востребованных в горнодобывающей промышленности. Так сложилось, что выпускаются эти машины мировыми производителями карьерной техники только с гидромеханической трансмиссией. ОАО «БЕЛАЗ» был первым на мировом рынке предприятием, кто предложил отечественному и зарубежному потребителю 90-тонный карьерный самосвал с электромеханической трансмиссией.
История разработки самосвалов этого класса началась в 2010 году. К середине 2012 г. был изготовлен первый опытный образец, получивший индекс БЕЛАЗ-75580, к концу 2012 г. на предприятии была собрана модификация, которая в настоящее время изготавливается под индексом БЕЛАЗ- 75581. В начале 2015 г. на предприятии был собран БЕЛАЗ-75583. А в 2017 г. производственную линейку 90-тонников серии БЕЛАЗ-7558 пополнила еще одна модель — БЕЛАЗ-75585. В настоящее время после проведения комплекса приемочных и эксплуатационных испытаний серия БЕЛАЗ-7558 включает три модификации — БЕЛАЗ-75581и БЕЛАЗ-75583, БЕЛАЗ-75585.
Рис. 1. 3D проект карьерного самосвала БЕЛАЗ-75580
Карьерные самосвалы серии БЕЛАЗ- 7558 представляют собой двухосные технологические машины грузоподъемностью 90 т с жесткой литосварной рамой и кузовом с задней разгрузкой, колесной формулой 4х2, передними управляемыми и задними ведущими колесами. Самосвалы предназначены для перевозки вскрышных пород и полезных ископаемых на открытых горных разработках, грунта и других сыпучих грузов вне дорог общего пользования и рассчитаны на эксплуатацию в сложных горнотехнических условиях карьеров различной глубины и конфигураций.
На моделях БЕЛАЗ-75581 и БЕЛАЗ- 75585 установлен дизельный, четырехтактный двигатель QST 30-C фирмы Cummins с V-образным расположением цилиндров, непосредственным впрыском топлива, газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха модели QST 30-C фирмы Cummins мощностью 783 кВт (1065 л.с.) при 1900 об/мин. БЕЛАЗ- 75583 по заказу потребителя оснащен надежным, хорошо зарекомендовавшим себя в условиях эксплуатации дизелем KTA 38-C фирмы Cummins мощностью 783 кВт (1065 л.с.).
Высокая удельная мощность силовой установки и применение на новых 90-тонниках электропривода переменного тока четвертого поколения позволяют самосвалам развивать скорость до 60 км/ч.
Двигатели оборудованы электростартерным пуском, сухими 3-ступенчатыми воздушными фильтрами с автоматическим удалением пыли. Для облегчения пуска двигателя в холодное время года на самосвале установлены предпусковой подогреватель охлаждающей жидкости и фильтр грубой очистки с функцией подогрева топлива.
Выпуск отработавших газов осуществляется через теплоизолированные трубопроводы и металорукава оригинальной конструкции в газоприемник для обогрева грузовой платформы.
Рис. 2. Опытный образец карьерного самосвала БЕЛАЗ-75581
Сегодня в качестве трансмиссии на самосвалах серии устанавливаются электроприводы переменного тока российских производителей КТЭ-90 производства ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила» на самосвалах БЕЛАЗ-75581 и БЕЛАЗ-75583 и трансмиссия КТЭО электротехнического концерна «РУСЭЛПРОМ» на самосвале БЕЛАЗ-75585. Электропривод переменного тока состоит из двух тяговых двигателей, тягового генератора (1900 мин-1, трехфазное исполнение), шкафа преобразователя частоты (или «преобразователя») с комплектом монтажных частей (комплект внешних кабелей и контроллер кабины), комплекта кабинного оборудования (приборы управления, контроля и визуализации расположенные в кабине водителя); тормозной установки УВТР 2х600 сопротивлением 1,4 Ом и системы вентиляции электропривода. Основные параметры электропривода указанны в таблице 1.
| Параметры | |
| Мощность генератора, кВт, не более | 730 |
| Напряжение на шине постоянного тока (на выходе выпрямителей), В | |
| — в тяговом режиме, не более | 950 |
| — в тормозном режиме, не более | 900 |
| Мощность тормозной резисторной установки, кВт | 2х600 |
| Номинальная мощность на валу асинхронного двигателя, кВт, не более | 322 |
| Максимальная скорость вращения асинхронного двигателя, об/мин (при скорости самосвала 60 км/час) | 4140 |
Табл. 1. Основные параметры электропривода КТЭ-90
Применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода по сравнению с гидромеханической трансмиссией позволяет: улучшить тяговые и тормозные характеристики самосвала; повысить эффективность его работы за счет более высокой производительности; расширить скоростной диапазона за счет эффективного динамического торможения в области высоких и низких скоростей; повысить надежность работы автосамосвала в целом; снизить эксплуатационные затраты на техническое обслуживание, ремонт и расходные материалы за счет исключения коробки передач с гидротрансформатором и насосом, дифференциала с карданной передачей, многодискового рабочего тормоза с его системой охлаждения и применения высокоэффективной микропроцессорной системы управления и диагностики.
Классическая колесная формула 4х2 в сочетании с направляющим аппаратом подвески, короткой базой и электромеханической трансмиссией переменного тока обеспечивают высокую плавность хода, маневренность и хорошие тяговодинамические качества.
Принятая схема подвески самосвала обеспечивает наилучшую плавность хода по сравнению с аналогами и соответственно минимальные динамические нагрузки на оператора и узлы самосвала. Использование шаровых опор в цилиндрах подвески снижает трудоемкость и себестоимость ремонта, при ремонте требуется замена только вкладышей вместо шарнирных подшипников в сборе и не требуется демонтаж пальца подшипника, трудоемкость замены которого значительно вырастает в случае выработки в процессе эксплуатации.
Использование классической схемы редукторов мотор-колес ведущего моста, максимально унифицированных с редукторной частью серийных 130-тонных самосвалов, позволяет добиться высокой надежности данного узла.
Рис. 3. Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75581 на заводском испытательном полигоне
Гидросистема привода рулевого управления, тормозов и опрокидывающего механизма объединенная, что позволяет упростить и унифицировать гидропривод. Привод гидронасоса переменной производительности осуществляется от выходного фланца тягового генератора без применения дополнительного редуктора, что позволяет снизить потери мощности и исключить из конструкции радиатор для охлаждения гидропривода, достичь ресурса насосов до ремонта с учетом внедренной дополнительной системы фильтрации масла не менее 25–30 тыс. моточасов.
| Технические характеристики | БЕЛАЗ-75581 | БЕЛАЗ-75583 | БЕЛАЗ-75585 |
| Грузоподъёмность, т | 90 | ||
| Модель двигателя | QST 30-C | KTA 38-C | QST 30-C |
| Номинальная мощность двигателя, кВт (л.с.) при 1900 об/мин | 783(1065) | ||
| Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт ч | 202 | ||
| Тип тягового генератора | ГСТ 700-8 | СГТ 700-8 | |
| Тип тягового двигателя | ТАД-9 | ТАД-320 | |
| Вместимость кузова, м3: | |||
| — геометрическая | 37,7 / 44,5 / 75,0 | ||
| — с «шапкой» 2:1 | 53,3 / 60,0 / 93,0 | ||
| Размерность шин | 27.00R49; 31/90-49 | ||
| Радиус поворота, м | 11 | ||
| Масса эксплуатационная, кг | 74000 (комплектация без дополнительных систем) | ||
| Масса полная, кг | 164 000 | ||
| Максимальная скорость, км/ч | 60 | ||
Табл. 2. Технические характеристики карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7558
В стандартную комплектацию самосвалов серии БЕЛАЗ-7558 входят: предпусковой подогреватель жидкости, кондиционерно-отопительный блок, система комбинированного пожаротушения с дистанционным включением, автоматическая централизованная система смазки, система контроля загрузки и топлива, система контроля телеметрическая давления в шинах, система видеообзора, система предупреждения приближения к высоковольтным линиям.
По заказу потребителя возможно комплектование различными грузовыми платформами, обеспечивающими максимальное использование грузоподъемности самосвала в зависимости от плотности перевозимого груза. Также платформы могут поставляться с футерованными днищами, защищенными от износа при перевозке горных пород с высокими абразивными свойствами. В ближайшей перспективе на эти карьерные самосвалы предусматривается вариант установки двигателя внутреннего сгорания от другого производителя, а также двигателей, работающих на альтернативных источниках энергии.
Пример создания карьерного самосвала БЕЛАЗ-7558 — первого в мире 90-тонника с электромеханической трансмиссией переменно-переменного тока — показал, что на ОАО «БЕЛАЗ» разработка и выпуск новой техники ведется с учетом потребностей рынка, запросов потребителей, используя лучшие конструкторские решения, новые технологические возможности производства и предложения поставщиков важнейших узлов. Изготовление новой продукции представляет собой целый комплекс взаимосвязанных работ по научно-техническому и экономическому обоснованию концепции новинки, ее проектированию, производственному освоению и продвижению на рынок.
Рис. 4. Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75581 в условиях эксплуатации
По итогам 2014 г. самосвал БЕЛАЗ- 75581 признан победителем конкурса «Лучшие товары Республики Беларусь на рынке Российской Федерации» в номинации «Продукция производственно-технического назначения» техническое обслуживание, ремонт и расходные материалы.
Внедрение карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7558, востребованных горняками, позволило снизить эксплуатационные затраты и повысило производительность транспортных перевозок.
Эксплуатационники сразу же отметили, что 90-тонные самосвалы БЕЛАЗ получились высокопроизводительными и надежными.
Хорошо зарекомендовали себя самосвалы серии БЕЛАЗ-7558 в сложных условиях Крайнего Севера на Нюрбинском горно-обогатительном комбинате компании АК«Алроса». Специалистами научно-технического центра ОАО «БЕЛАЗ» специально для потребителей, работающих в районах с холодным климатом, был разработан карьерный самосвал БЕЛАЗ-75581 в северном исполнении, которое позволяет эксплуатировать машину в температурном режиме от -50 до +40 °C. Данная модификация самосвала, помимо прочего, включает в себя предпусковой подогреватель жидкости двигателя, боковокапотирование для теплоизоляции двигателя, утеплитель капота, кабину с дополнительным отопителем и стеклопакетами. Все это помогает создать комфортные условия труда для водителей и облегчает эксплуатацию самосвалов в северных широтах.
Отличные отзывы от горняков получили машины по результатам эксплуатации в разрезах Кемеровской области Российской Федерации.
Популярность серии БЕЛАЗ-7558 постоянно растет. Со времени постановки на серийное производство на предприятии произведено более 200 карьерных самосвалов. Сегодня новые 90-тонные машины с маркой «БЕЛАЗ» успешно работают на горнодобывающих предприятиях России, Узбекистана, Вьетнама, Казахстана, ЮАР, Монголии.
Рис. 5. БЕЛАЗ-75581 в условиях эксплуатации в Республике Казахстан
_______________________________________________________________________________________
Мнения сотрудников компании ООО «Регион 42» (Кемеровская область) о карьерных самосвалах БЕЛАЗ
А. Галкин, главный инженер:
«Регион 42» оказывает услуги по перевозке угля и вскрышной породы на карьерных самосвалах БЕЛАЗ. Мы располагаем автопарком, который насчитывает более сотни БЕЛАЗов грузоподъемностью от 55 до 220 т, и число их постоянно увеличивается.
Особое место в имеющемся парке занимают карьерные самосвалы БЕЛАЗ грузоподъемностью 90 т. Самосвал хорошо подходит для технологического процесса угольных предприятий Кузбасса и прежде всего в плане своей производительности, потому что в ряде карьеров имеются горные условия, которые не позволяют применять экскаватор с 15–25-кубовым ковшом и использовать 130–220-тонные карьерные самосвалы. В таких карьерах работают экскаваторы с емкостью ковша 6–7 м3, поэтому цикл погрузки для 130-тонника значительно увеличивается, что приводит к падению его производительности. Вот в этих условиях отлично подойдет машина грузоподъемностью 90 т. Универсальность ее в том, что она применима и к 6-, и к 15-кубовому экскаватору: получаются нормальный цикл, хорошая производительность, тогда как машины большего класса грузоподъемности будут простаивать. 90-тонный же самосвал вполне способен вытеснить 55–60-тонники. Он будет работать на тех же условиях, с тем же экскаватором, а вот по производительности гораздо выгодней.
М. Мельников, водитель: Самосвалы БЕЛАЗ-75581 с электромеханической трансмиссией показали себя как надежные и «тяговитые» машины, что сказывается и на наших зарплатах, так как мы успеваем сделать больше рейсов, не нарушая при этом скоростного режима.
А. Галкин: У нас большой опыт эксплуатации карьерных самосвалов марки БЕЛАЗ. На 90-тонниках БЕЛАЗ- 75570 с ГМТ мы работаем уже несколько лет, хотя эта машина тоже сравнительно нова. Могу сказать, что машины такого класса грузоподъемности гораздо эффективней работают с электромеханикой. Несмотря на то, что мы следим за состоянием дорожного полотна и ведением горных работ, но случается, что вмешиваются сложные метеорологические условия, и дорога становится скользкой. В таких условиях электромеханика всегда ведет себя лучше, чем гидромеханика, потому что на подъемах электродвигатели позволяют работать трансмиссии без пробуксовки, а торможение электродинамикой на виражах и спусках происходит без блокировки колес.
М. Мельников: Полчаса проливного дождя — и больше ни одна 90-тонная машина с гидромеханической трансмиссией на этот довольно серьезный подъем, уклон до 12 %, который к тому же скользкий и размытый, не заедет. Только БЕЛАЗ-75581 без проблем взберется на любой уклон.
А. Галкин: Опираясь на свой немалый опыт использования выездных специализированных бригад, могу утверждать: машины с ГМТ больше требуют именно гаражного осмотра и обслуживания. Для этого есть объективные причины: большие объемы гидравлических жидкостей и объемы работ по очистке баков, механизмов трансмиссии, главной и бортовых передач, серьезные требования к применению смазочных масел, вопросы по тормозной системе. Всего этого нет на самосвалах с ЭМТ, а двигателю и гидравлике по большому счету достаточно и сезонного обслуживания. Поэтому для техобслуживания БЕЛАЗ-75581 вполне пригодны «полевые» условия, и только для проведения ТО-3 нужны гаражные.
Если же говорить в целом, то главная задача любой машины — работать высокопроизводительно, с высоким коэффициентом использования. Это обеспечивается не только организационно-техническими мероприятиями эксплуатирующей организации, но и конструктивными особенностями самой машины. Если конструкция позволяет быстро и экономично ее обслуживать и ресурс у нее достаточно высок, значит, машина перспективна.
Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 1/март 2018 г.
«Регион 42» оказывает услуги по перевозке угля и вскрышной породы на карьерных самосвалах БЕЛАЗ. Мы располагаем автопарком, который насчитывает более сотни БЕЛАЗов грузоподъемностью от 55 до 220 т, и число их постоянно увеличивается.
Особое место в имеющемся парке занимают карьерные самосвалы БЕЛАЗ грузоподъемностью 90 т. Самосвал хорошо подходит для технологического процесса угольных предприятий Кузбасса и прежде всего в плане своей производительности, потому что в ряде карьеров имеются горные условия, которые не позволяют применять экскаватор с 15–25-кубовым ковшом и использовать 130–220-тонные карьерные самосвалы. В таких карьерах работают экскаваторы с емкостью ковша 6–7 м3, поэтому цикл погрузки для 130-тонника значительно увеличивается, что приводит к падению его производительности. Вот в этих условиях отлично подойдет машина грузоподъемностью 90 т. Универсальность ее в том, что она применима и к 6-, и к 15-кубовому экскаватору: получаются нормальный цикл, хорошая производительность, тогда как машины большего класса грузоподъемности будут простаивать. 90-тонный же самосвал вполне способен вытеснить 55–60-тонники. Он будет работать на тех же условиях, с тем же экскаватором, а вот по производительности гораздо выгодней.
М. Мельников, водитель: Самосвалы БЕЛАЗ-75581 с электромеханической трансмиссией показали себя как надежные и «тяговитые» машины, что сказывается и на наших зарплатах, так как мы успеваем сделать больше рейсов, не нарушая при этом скоростного режима.
А. Галкин: У нас большой опыт эксплуатации карьерных самосвалов марки БЕЛАЗ. На 90-тонниках БЕЛАЗ- 75570 с ГМТ мы работаем уже несколько лет, хотя эта машина тоже сравнительно нова. Могу сказать, что машины такого класса грузоподъемности гораздо эффективней работают с электромеханикой. Несмотря на то, что мы следим за состоянием дорожного полотна и ведением горных работ, но случается, что вмешиваются сложные метеорологические условия, и дорога становится скользкой. В таких условиях электромеханика всегда ведет себя лучше, чем гидромеханика, потому что на подъемах электродвигатели позволяют работать трансмиссии без пробуксовки, а торможение электродинамикой на виражах и спусках происходит без блокировки колес.
М. Мельников: Полчаса проливного дождя — и больше ни одна 90-тонная машина с гидромеханической трансмиссией на этот довольно серьезный подъем, уклон до 12 %, который к тому же скользкий и размытый, не заедет. Только БЕЛАЗ-75581 без проблем взберется на любой уклон.
А. Галкин: Опираясь на свой немалый опыт использования выездных специализированных бригад, могу утверждать: машины с ГМТ больше требуют именно гаражного осмотра и обслуживания. Для этого есть объективные причины: большие объемы гидравлических жидкостей и объемы работ по очистке баков, механизмов трансмиссии, главной и бортовых передач, серьезные требования к применению смазочных масел, вопросы по тормозной системе. Всего этого нет на самосвалах с ЭМТ, а двигателю и гидравлике по большому счету достаточно и сезонного обслуживания. Поэтому для техобслуживания БЕЛАЗ-75581 вполне пригодны «полевые» условия, и только для проведения ТО-3 нужны гаражные.
Если же говорить в целом, то главная задача любой машины — работать высокопроизводительно, с высоким коэффициентом использования. Это обеспечивается не только организационно-техническими мероприятиями эксплуатирующей организации, но и конструктивными особенностями самой машины. Если конструкция позволяет быстро и экономично ее обслуживать и ресурс у нее достаточно высок, значит, машина перспективна.
Опубликовано в журнале "Золото и технологии" № 1/март 2018 г.
