Новое семейство карьерных самосвалов БЕЛАЗ с электромеханической трансмиссией грузоподъемностью 180 тонн

Л.И. Трухнов —  главный конструктор ОАО «БЕЛАЗ»
А.М. Насковец —  начальник КБ компоновки ОАО «БЕЛАЗ»

В начале 2012 года на ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ» (далее — ОАО «БЕЛАЗ») был изготовлен первый опытный образец карьерного самосвала с электромеханической трансмиссией грузоподъемностью 180 т. В том же году самосвал успешно прошел приемочные испытания в условиях заводского полигона. В течение 2014–2015 годов изготовлена опытно-промышленная партия машин в количестве 5 штук и проведены квалификационные испытания, которые подтвердили готовность производства к выпуску новой серии карьерных самосвалов БЕЛАЗ-7518.

Первое шасси серии под индексом БЕЛАЗ-75180 было введено в эксплуатацию в 2014 году в карьере Михайловского ГОКа. В течение эксплуатации машина показала отличные результаты как по производительности, так и по коэффициенту технической готовности.

Конструктивные особенности карьерного самосвала БЕЛАЗ-75180

Самосвал представляет собой двухосный технологический транспорт грузоподъемностью 180 т с жесткой литосварной рамой и задней разгрузкой, с колесной формулой 4х2, передними управляемыми и задними ведущими колесами. Данный вид машин предназначен для перевозки вскрышных пород и полезных ископаемых на открытых горных разработках, грунта и других сыпучих грузов вне дорог общего пользования и рассчитан на эксплуатацию в сложных горно-технических условиях карьеров различной глубины и конфигураций.  

На карьерном самосвале устанавливается дизельный, четырехтактный двигатель с V-образным расположением цилиндров с электронным управлением и центральной отключаемой крыльчаткой системой охлаждения, непосредственным впрыском топлива, газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением наддувочного воздуха модели QSK 50-C фирмы Cummins, мощностью 1491 кВт (2000 л.с.) при 1900 об/мин. Высокая удельная мощность силовой установки в сочетании с электроприводом переменного тока четвертого поколения позволяет самосвалу развивать скорость до 60 км/ч, а также обеспечивать высокую топливную экономичность.

Двигатель оборудован пневмостартерным пуском, сухими 3-ступенчатыми воздушными фильтрами с автоматическим удалением пыли. Для облегчения пуска двигателя в условиях низких температур карьерные самосвалы оборудованы предпусковым подогревателем двигателя, который обеспечивает подогрев дизельного топлива и охлаждающей жидкости при запуске двигателя, а установка обогревателя топлива с фильтром на входе в двигатель обеспечивает устойчивую работу системы в различных климатических зонах, включая Крайний Север. Двухконтурная система охлаждения двигателя с отдельными контурами охлаждения позволяет эксплуатировать самосвалы в различных климатических условиях от -50 до +50 °С.

Выпуск отработавших газов осуществляется через теплоизолированные трубопроводы и металорукава оригинальной конструкции в газоприемник для обогрева грузовой платформы.

Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75180 в карьере Михайловского ГОКа

Установливается топливный бак емкостью 2300 л, что позволяет работать 16–20 ч (в зависимости от условий эксплуатации) без дозаправки. Бак оснащен индикатором уровня и запираемой крышкой наливной горловины. Конструкция бака позволяет легко собирать и сливать конденсат с минимальной потерей топлива.

В состав БЕЛАЗ-75180 входит комплект тягового электропривода переменно-переменного тока КТЭ-160 производства ОАО «Силовые машины». Электропривод состоит из двух тяговых электродвигателей ТАД-5 мощностью 610 кВт каждый, тягового генератора ГСТ-1600-8 мощностью 1600 кВт, шкафа электрооборудования ШУ-136.

Соотношение мощностной и скоростной характеристик тягового электропривода позволило приблизить характеристики машины к параметрам идеальной теоретической бесступенчатой трансмиссии, для которой не требуется переключение передач, сила тока и напряжение, подводимые к тяговым электродвигателям определяют крутящий момент и скорость движения самосвала, обеспечивая плавное изменение мощности при движении. 

Современная система управления приводом обеспечивает возможность воздействия не только на тяговый электропривод, но и на дизельный двигатель, что позволяет формировать тяговые характеристики, оптимально сочетаемые с характеристиками дизельного двигателя. В конечном счете это позволяет снизить расход топлива при работе самосвала. Отсутствие щеточно-коллекторного узла позволяет снизить эксплуатационные затраты на обслуживание самосвала. Использование тормозных резисторов общей мощностью 2,4 мВт позволяет удерживать постоянную скорость в 15 км/ч на 16%-м спуске, что способствует увеличению производительности самосвала. 

Помимо этого в тяговом электроприводе реализованы следующие функции, улучшающие эксплуатационные характеристики самосвала:

• электрический дифференциал;   
• противоюзовая система;   
• противобуксовочная система;   
• противооткатная система;   
• система автоматической ограничении скорости;
• система стабилизации скорости на спуске;
• система контроля и диагностики. 

Классическая колесная формула 4х2, примененная на самосвале в сочетании с направляющим аппаратом подвески, короткой базой и электромеханической трансмиссией переменного тока, обеспечивает высокую плавность хода, маневренность и хорошие тягово-динамические качества. 

Принятая схема направляющего аппарата подвески снижает силу сухого трения по сравнению с самосвалами-аналогами в 2–4 раза, обеспечивает хорошую плавность хода 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.

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. 

В стандартную комплектацию самосвала БЕЛАЗ-75180 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 комплектоваться футеровкой днища для защиты от износа при перевозке породы с большими абразивными свойствами

Технические характеристики карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7518 грузоподъёмностью 180 т представлены в таблице 1.

Технические показатели	БЕЛАЗ-75180
Грузоподъёмность, т	180
Модель двигателя	QSК 50-C
Номинальная мощность двигателя, кВт (л.с.) при 1900 мин-1	1491 (2000)
Максимальный крутящий момент, Н.м	7865 (при 1500 мин-1)
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт.ч	199
Тяговый генератор мощностью, кВт	ГСТ-1600-8
	1600
Тяговый двигатель мощностью, кВт	ТАД-5
	610
Вместимость кузова, м3:
— геометрическая	78,5
— с «шапкой» 2:1	108,5
Шины размерностью	37.00R57; 42/90R57
Радиус поворота, м	14,5
Габаритный диаметр поворота, м	30
Масса эксплуатационная, кг	140000 (комплектация без дополнительных систем)
Масса полная, кг	320 000
Максимальная скорость, км/ч	60

Табл. 1. Технические характеристики карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7518 грузоподъёмностью 180 т

Внедрение карьерных самосвалов ОАО «БЕЛАЗ» серии БЕЛАЗ-7518 позволит не только удержать существующие рынки сбыта карьерной техники, но и выйти на новые. По предварительным маркетинговым исследованиям и анализу рынка данная серия карьерных самосвалов востребована потребителями, а результаты испытаний и эксплуатации БЕЛАЗ-75180 доказали, что приобретение новой продукции предприятия позволит горнякам снизить эксплуатационные затраты и повысить производительность при перевозках.

По вопросам  приобретения  продукции ОАО «БЕЛАЗ» обращайтесь к официальному дилеру ООО «СКМ». Тел.: +7 (495) 134-65-65; 8 (800) 333- 19-95. E-mail: info@skm-mining.ru. Сайт: www.belaz.skm-mining.ru. 

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (35)/март 2017 г.