Высокоэффективное горно-транспортное оборудование «БЕЛАЗ» для горнодобывающей промышленности

Л.И. Трухнов — первый заместитель генерального конструктора, главный конструктор по карьерной технике ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ»
А.В. Любецкий — начальник конструкторского бюро компоновки управления главного конструктора ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ»

Карьерные самосвалы серии БЕЛАЗ-7558 грузоподъемностью 90 тонн

Карьерные самосвалы серии БЕЛАЗ7558 — это новые перспективные машины, в конструкции которых реализованы прогрессивные технические решения по целому ряду узлов, силовых элементов и систем, с использованием современных комплектующих изделий и технологий их изготовления. Сегодня в данном классе грузоподъемности на ОАО «БЕЛАЗ» создан карьерный самосвал с электромеханической трансмиссией переменного тока модели БЕЛАЗ-75581.

Конструктивные особенности карьерных самосвалов БЕЛАЗ-75581.
Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75581 представляет собой двухосную технологическую машину грузоподъемностью 90 тонн с колесной формулой 4х2, передними управляемыми и задними ведущими колесами с жесткой литосварной рамой, платформой с задней разгрузкой.

На самосвале установлен дизельный, четырехтактный двигатель с V-образным расположением цилиндров, непосредственным впрыском топлива, газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха мощностью 783 кВт (1050 л.с.) при 1900 мин-1. Высокая удельная мощность силовой установки и электропривод нового поколения позволяет самосвалу развивать скорость до 60 км/ч.

Рис. 1. Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75581. 

Двигатель оборудован электростартерным пуском, сухими 3-х ступенчатыми воздушными фильтрами с автоматическим удалением пыли. Для облегчения пуска в холодное время года установлен предпусковой подогреватель охлаждающей жидкости и фильтр грубой очистки с функцией подогрева топлива.

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

Технические характеристики	Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75581
Грузоподъёмность, т	90
Модель двигателя	QSТ30-С
Номинальная мощность двигателя, кВт (л.с.)	783 (1050)
Максимальный крутящий момент, Нм/мин-1	4630/1300
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт. ч	202
Тяговый электропривод	Переменно-переменного тока
Тяговый генератор — мощность, кВт	ГСТ-700-8 730
Тяговый двигатель — мощность, кВт	ТАД-9 322
Геометрический объём кузова, м3	37,7 / 44,5 / 75,0
Объём кузова с шапкой «2:1», м3	53,3 / 60,0 / 93,0
Радиус поворота, м	11
Эксплуатационная масса, кг	74000 (комплектация в базовом исполнении)
Полная масса, кг	164000
Максимальная скорость, км/ч	60

Табл. 1. Основные параметры технических характеристик карьерных самосвалов БЕЛАЗ-75581 грузоподъёмностью 90 тонн.

Применение тягового частотно-регулируемого асинхронного электропривода позволило:

• улучшить тяговые и тормозные характеристики самосвала, повысить эффективность его работы за счет более высокой производительности;
• расширить скоростной диапазон за счет эффективного динамического торможения в зонах высоких и низких скоростей;
• повысить надежность работы автосамосвала в целом;
• снизить эксплуатационные затраты на техническое обслуживание, ремонт и расходные материалы;
• снизить воздействие на окружающую среду за счет сокращения объемов применяемых смазочных масел.

Использование высокоэффективной микропроцессорной системы управления и диагностики повысило надежность и производительность автомобиля.

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

Принятая схема направляющего аппарата подвески БЕЛАЗ-75581 снижает силу сухого трения по сравнению с самосвалами-аналогами в 2…4 раза, обеспечивает минимальные динамические нагрузки на оператора и узлы самосвала.

Использование шаровых опор в цилиндрах подвески снижает трудоемкость и себестоимость ремонта. Использование классической схемы редукторов мотор-колес ведущего моста, максимально унифицированных с редукторной частью серийных 130-тонных самосвалов, позволило добиться высокой надежности данного узла.

Гидросистема рулевого управления, тормозов и опрокидывающего механизма — объединенная, что позволило упростить и унифицировать гидроаппаратуру. Привод гидронасоса переменной производительности осуществляется от выходного фланца тягового генератора без применения дополнительного редуктора. Таким образом, уменьшены потери мощности и исключен из конструкции радиатор охлаждения масла гидросистемы, что обеспечило увеличение ресурса насосов до ремонта, с учетом внедренной дополнительной системы фильтрации масла, не менее чем на 25–30 тыс. мото-часов.

В стандартную комплектацию самосвалов серии БЕЛАЗ-7558 входит предпусковой подогреватель жидкости, кондиционерно-отопительный блок, система комбинированного пожаротушения с дистанционным включением, автоматическая централизованная система смазки, система контроля загрузки и уровня топлива, телеметрическая система контроля давления в шинах, система видеообзора, система предупреждения приближения к высоковольтным линиям.

Рис. 2. Карьерный самосвал БЕЛАЗ-7513A.

По заказу дополнительно возможно комплектование карьерных самосвалов различными вариантами грузовых платформ, обеспечивающих максимальное использование грузоподъемности в зависимости от плотности перевозимого груза. Так же платформы могут комплектоваться футеровкой днища для защиты от износа при перевозке породы с большими абразивными свойствами. В ближайшей перспективе планируется разработка модификации самосвала с двигателем другого производителя.

Технические характеристики БЕЛАЗ75581 грузоподъёмностью 90 тонн представлены в таблице 1.

Несмотря на относительно «молодой возраст», самосвалы БЕЛАЗ-75581 уже хорошо зарекомендовали себя в условиях эксплуатации и оказались востребованными на рынке. Первым в России заказчиком на новый самосвал БЕЛАЗ-75581 стала транспортная компания «Регион 42», оказывающая услуги по перевозке угля и вскрышных пород на горных предприятиях Кемеровской области. Компания является давним деловым партнером Белорусского автомобильного завода и располагает парком из более 100 самосвалов «БЕЛАЗ» грузоподъемностью от 55 до 220 т.

По результатам первых месяцев работы самосвала БЕЛАЗ-75581 на разрезе «Камышанский» (ОАО «СУЭККузбасс») выявились следующие преимущества этой машины:

• самосвал более устойчиво и без пробуксовок проходит затяжные подъемы карьерных дорог в весенне-осеннюю распутицу, когда уменьшается сцепление с дорожным полотном; 
• в таких же условиях система электродинамического торможения на виражах и спусках предотвращает проскальзывание колес и снижает степень использования штатного тормоза (соответственно сокращается износ тормозных колодок и остальных деталей);
• значительно снижается трудоемкость технического обслуживания, которое можно проводить в «полевых» условиях, и только для проведения ТО-3 нужен оборудованный бокс.

С учетом удачного опыта эксплуатации самосвала БЕЛАЗ-75581 компанией «Регион 42» принято решение о приобретении в 2014 г. целой партии таких машин.

Самосвалы грузоподъёмностью 110–136 тонн

Сегодня в данном классе грузоподъемности ОАО «БЕЛАЗ» предлагает карьерные самосвалы в различных комплектациях, в том числе по дизельным двигателям, генераторам, тяговым электрическим машинам, платформам разной вместимости, шинам диагональной и радиальной конструкции, по типам приводов (переменно-постоянного тока или переменного тока), дополнительным системам.

Технические характеристики	БЕЛАЗ-75131	БЕЛАЗ-75135	БЕЛАЗ-75137	БЕЛАЗ-7513	БЕЛАЗ-75139	БЕЛАЗ-7513A	БЕЛАЗ-7513B
Грузоподъёмность, т	130-136	110	130–136
Модель двигателя	КТА50-С	КТА38-С	MTU DD 12V4000	QSK45-С	КТА50-С	MTU DD 12V4000	MTU DD 12V4000
Номинальная мощность двигателя, кВт (л.с.)	1194 (1600)	882 (1200)	1194 (1600)	1194 (1600)	1194 (1600)	1194 (1600)	1194 (1600)
Максимальный крутящий момент, Нм/мин-1	6292/ 1500	4726/ 1300	7595/ 1500	6836/ 1500	6292/ 1500	7595/ 1500	7595/ 1500
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт. ч	208	207	201	209	208	201
Уровень выбросов отработавших газов двигателя в соответствии с ЕРА	-		Tier 1	Tier 2	-	Tier 1
Тяговый электропривод	Переменно-постоянного тока			Переменно-переменного тока
Тяговый генератор — мощность, кВт	СГТ-1000, ГСН-500, ГСТ-1 1000			5GTA22 1078	ГСТ-800 800	5GTA22 1078	ГСТ-800 800
Тяговый двигатель — мощность, кВт	ЭК-420/ ЭК-590/ ТЭД-6/ЭДП-600 420/590/ 520/600	ЭК-420/ ЭК-590/ ТЭД-6/ЭДП-600 420/590/ 520/600	ЭК-420/ ЭК-590/ ТЭД-6/ЭДП-600 420/590/ 520/600	5GEB-31 480	ТАД-5 610	5GEB-31 480	ТАД-5 610
Геометрический объём кузова, м3	45,5 / 50,1 / 55,0 / 59,6 / 103,8
Объём кузова с шапкой «2:1», м3	71,2 / 75,5 / 80,0 / 84,0 / 134,8
Радиус поворота, м	13
Эксплуатационная масса, кг (комплектация в базовом исполнении)	107100	100100	108100	108000	108500	108500	108500
Полная масса, кг	243100	230100	244100	244000	244500	244500	244500
Максимальная скорость, км/ч	48			64	60	64	60

Табл. 2. Основные параметры технических характеристик карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7513.

Самосвалы могут эксплуатироваться в различных климатичеcких зонах при температурах от -50 до +50 °С

Накопленный опыт эксплуатации самосвалов серии БЕЛАЗ-7513, плодотворная работа с потребителями 130-тонников, определили направления по дальнейшему совершенствованию конструкции самосвалов данного класса грузоподъемности. Так, для улучшения показателей надежности самосвалов проведены работы по усилению рамы, внедрен более надежный аксиально-поршневой насос гидравлической системы, усилена передняя и задняя подвески путем увеличения диаметров штоков и шаровых опор цилиндров подвески. Для улучшения эксплуатационных качеств самосвалов в стандартную комплектацию включена система пожаротушения с дистанционным включением с автоматической системой тушения в заднем мосту, введена модернизированная система контроля давления в шинах.

Для улучшения условий труда водителя установлена кабина повышенной комфортности с электронной панелью приборов, предоставляющая возможность в оптимальном режиме работы следить за состоянием систем самосвала. Конструкция кабины, оснащенная системами безопасности FOPS и ROPS.

В зависимости от условий эксплуатации самосвалы серии БЕЛАЗ-7513 комплектуются шинами диагональной конструкции размерности 33.00-51 или радиальными шинами 33.00R51.

При комплектации шинами радиальной конструкции грузоподъёмность самосвала увеличивается до 136 тонн.

Технические характеристики	БЕЛАЗ-75170	БЕЛАЗ-75172	БЕЛАЗ-75173	БЕЛАЗ-75174
Грузоподъёмность, т	160
Модель двигателя	QSK45-С	MTU DD12V4000	QSK45-С	MTU DD12V4000
Номинальная мощность двигателя, кВт (л.с.)	1491 (2000)	1400 (1875)	1491 (2000)	1400 (1875)
Максимальный крутящий момент, Нм/мин-1	7871/1500	7610/1500	7871/1500	7610/1500
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт. ч	209	201	209	201
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт. ч	Tier 2	Tier 1	Tier 2	Tier 1
Тяговый электропривод	Переменно-постоянного тока		Переменно-переменного тока
Тяговый генератор — мощность, кВт	СГТ1400-8/ГСТ-1600 1600		ГСТ1600-8 1600
Тяговый двигатель — мощность, кВт	ЭК-590/ЭДП-600 590/600		ТАД-5 610
Вместимость кузова, м3 — геометрическая — с «шапкой» 2:1	65,6 96,5
Радиус поворота, м	14
Эксплуатационная масса, кг	134 000 (комплектация в базовом исполнении)
Полная масса, кг	294 000
Максимальная скорость, км/ч	48		60

Табл. 3. Основные параметры технических характеристик карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7517 грузоподъёмностью 160 т.

В настоящее время ОАО «БЕЛАЗ» освоено производство нового поколения карьерных самосвалов в классе грузоподъёмности 136 тонн — это БЕЛАЗ-75139, БЕЛАЗ-7513А с трансмиссией переменного тока КТЭ-136 производства «Силовые машины», БЕЛАЗ-7513B с трансмиссией GE150AC производства «General Electric». Применение новейших приводов позволило улучшить тягово-динамические качества и эксплуатационные характеристики самосвалов в целом.

Рис. 3. Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75170.

Основные параметры технических характеристик карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7513 грузоподъёмностью 110-136 т представлены в таблице 2.

Самосвалы грузоподъёмностью 160 тонн

Следуя политике постоянного совершенствования конструкции выпускаемой предприятием техники, обеспечения ее максимальной приспособленности к условиям эксплуатации и снижения себестоимости перевозок, ОАО «БЕЛАЗ» освоило производство новых модификаций карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7517 грузоподъемностью 160 т.

В конструкции самосвалов применены новые конструкторско-технические решения по целому ряду разработанных узлов, силовых элементов и систем. Для улучшения эксплуатационной надежности самосвала рама автомобиля выполнена с литыми элементами в зоне второй и третьей поперечины. Принятая за основу схема направляющего аппарата подвески самосвала обеспечивает хорошую плавность хода и соответственно минимальную динамическую нагруженность на оператора и узлы самосвала. Использование шаровых опор в цилиндрах подвески снижает трудоемкость и себестоимость ремонта.

Карьерные самосвалы серии БЕЛАЗ-7517 могут комплектоваться трансмиссией переменно-постоянного или переменного тока.

Редуктор мотор-колеса выполнен по классической БЕЛАЗовской схеме, но при этом максимально использовано пространство внутри обода колеса, что позволило вынести второй ряд редуктора наружу. Данное решение обеспечило уменьшение нагрузок на подшипники за счет их более равномерного распределения. Так же при разработке уменьшены диаметры уплотнительных манжет, что снизило их стоимость и увеличило ресурс редуктора.

По результатам эксплуатации опытно-промышленной партии самосвалов проведен ряд конструктивных усовершенствований.

Технические характеристики	Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75180
Грузоподъёмность, т	180
Модель двигателя	QSK50-С
Номинальная мощность двигателя, кВт (л.с.)	1491 (2000)
Максимальный крутящий момент, Нм/мин-1	7865/1500
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт. ч	199
Тяговый электропривод	Переменно-переменного тока
Тяговый генератор — мощность, кВт	ГСТ1600-8 1600
Тяговый двигатель — мощность, кВт	ТАД-5 610
Геометрический объём кузова, м3	78,5
Объём кузова с шапкой «2:1», м3	108,5
Радиус поворота, м	14,5
Эксплуатационная масса, кг	145200 (комплектация в базовом исполнении)
Полная масса, кг	325200
Максимальная скорость, км/ч	60

Табл. 4. Основные параметры технических характеристик карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7518 грузоподъёмностью 180 т.

Установлена кабина повышенной комфортности, электронная панель приборов (ЭПП), современный осушитель с адсорбером, внедрена система пожаротушения СКП-М с дистанционным включением с автоматической системой тушения в заднем мосту, позволившая значительно повысить пожарную безопасность машин, введена модернизированная система контроля давления в шинах, повышена расчетная долговечность шестерен редуктора мотор-колеса.

Освоено производство карьерных самосвалов БЕЛАЗ-75173, БЕЛАЗ75174 с трансмиссией переменного тока КТЭ-160 производства «Силовые машины». Это позволило улучшить тягово-динамические качества и характеристики самосвалов, снизить эксплуатационные затраты и повысить производительность.

Самосвалы грузоподъёмностью 180 тонн

Карьерный самосвал БЕЛАЗ75180 — перспективная машина высокого технического уровня нового класса грузоподъемности 180 т.
В конструкции самосвала предусмотрено применение новых технических решений по целому ряду узлов, силовых элементов и систем, а также широкое использование прогрессивных современных комплектующих изделий и технологий. За основу при разработке конструкции самосвала принято направление на достижение высокой надёжности и ресурса не менее 900 тыс. км пробега.

На самосвале БЕЛАЗ-75180 применяются:

• современный дизельный двигатель мощностью 2000 л.с. (1491 кВт) с электронной системой управления и диагностики;
• трансмиссия переменного тока, позволяющая снизить эксплуатационные затраты на автомобиле, повысить производительность при перевозках, улучшить тягово-динамические качества самосвалов;
• кабина повышенной комфортности с электронной панелью приборов, предоставляющей возможность в оптимальном для оператора режиме следить за состоянием и работой систем самосвала, обеспечивая безопасность процесса движения;
• для улучшения надежности самосвала рама машины выполнена с применением литых элементов в местах наибольших напряжений;
• схема направляющего аппарата подвески, установленная на самосвале, обеспечивает хорошую плавность хода и соответственно минимальную нагруженность на сиденье оператора и узлы машины.Использование шаровых опор в цилиндрах подвески снижает трудоемкость и себестоимость ремонта;
• новая эффективная система пожаротушения СКП-М с дистанционным включением с автоматической системой тушения в заднем мосту позволила значительно повысить пожарную безопасность самосвала. 

Самосвалы грузоподъёмностью 220 тонн

Сегодня в данном классе грузоподъемности ОАО «БЕЛАЗ» предлагает карьерные самосвалы в комплектациях с различными дизельными двигателями, генераторами, тяговыми электрическими машинами, платформами разной вместимости, шинами диагональной и радиальной конструкции, типами приводов (переменно-постоянного тока или переменного тока), дополнительными системами.

Потребителю предлагаются комплектации шинами диагональной конструкции размерностью 46/90-57, 40.00-57 или радиальной размерностью 40.00R57.

Рис. 4. Карьерный самосвал БЕЛАЗ-75306.

Самосвалы могут эксплуатироваться в различных климатических зонах при температурах от -50 до +50 °С.

Сегодня для улучшения показателей надежности самосвалов проведены работы по усилению рамы, внедрен более надежный аксиально-поршневой насос гидравлической системы. Для улучшения условий работы водителя на самосвал уставлена кабина повышенной комфортности с электронной панелью приборов. В стандартную комплектацию включена система пожаротушения СКП-М с дистанционным включением с автоматической системой тушения в заднем мосту, модернизированная система контроля давления в шинах. Реализованы мероприятия по улучшению надежности редуктора мотор-колеса (РМК), подведена смазка к крупногабаритным манжетам РМК.

Технические характеристики	БЕЛАЗ-75302	БЕЛАЗ-75306	БЕЛАЗ-75307	БЕЛАЗ-75309
Грузоподъёмность, т	220
Модель двигателя	MTU DD16V4000	QSK60-C	QSK60-C	MTU DD16V4000
Номинальная мощность двигателя, кВт (л.с.)	1715(2300)	1715(2300)	1715(2300)	1715(2300)
Максимальный крутящий момент, Нм/мин-1	9313/1500	9053/1500	9053/1500	9313/1500
Удельный расход топлива при номинальной мощности, г/кВт. ч	198	203	203	198
Уровень выбросов отработавших газов двигателя в соответствии с ЕРА	Tier 1
Тяговый электропривод	Переменно-постоянного тока		Переменно-переменного тока
Тяговый генератор — мощность, кВт	СГТМ 1400-8 / ГСТ-1600 1600		ГСТ1600-8 1600
Тяговый двигатель — мощность, кВт	ДК-724С/ЭК-735/ЭДП-800 560 / 735 / 800		ТАД-7 700
Объём кузова, м3	92,0 / 100,0 / 103,0 / 117		89,5 / 81,7 / 102,4
Объём кузова с шапкой «2:1», м3	130,0 / 138,0 / 141,0 / 147,4		131,0 / 124,3 / 141,1
Радиус поворота, м	15
Эксплуатационная масса, кг	156100 (комплектация в базовом исполнении)
Полная масса, кг	376100
Максимальная скорость, км/ч	43		60

Табл. 5. Основные параметры технических характеристик карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7530 грузоподъёмностью 220 т.

Освоены новые модели карьерных самосвалов БЕЛАЗ-75307, БЕЛАЗ75309 с трансмиссией переменного тока КТЭ-240 производства «Силовые машины», применение которых обеспечит повышение производительности при проведении горно-транспортных работ.

В следующих выпусках журнала мы расcкажем о самосвалах повышенной проходимости производства филиала ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ» в Могилеве — Могилевского автомобильного завода.

---

ОАО «БЕЛАЗ» — управляющая компания холдинга «БЕЛАЗ-ХОЛДИНГ»
222160, Республика Беларусь, г. Жодино,ул. 40 лет Октября, 4.
Тел.: +375 (1775) 3-27-82, 3-60-67, 3-37-37.
Факс: +375 (1775) 7-01-37.
E-mail: office@belaz.minsk.by
www.belaz.by

Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 2 (24)/июнь 2014 г.