Автомобильный карьерный транспорт
В настоящее время карьерное транспортное средство обязано быть мощным и очень мобильным. Эти качества в наибольшей мере соответствуют автомобильному транспорту. Сейчас около 80% всего объема транспортируемых горных пород на открытых горных работах перевозят автотранспортом. Однако автомобильный транспорт является и наиболее дорогостоящим. В целом доля затрат на транспортировку достигает 40-60% от общей стоимости работ в карьере. Высокие эксплуатационные расходы включают наиболее емкие составляющие: поддержание дорог, шины, сменные агрегаты, топливо и масла и т. д. С другой стороны объем капитальных затрат на железнодорожный и конвейерный транспорт превышает объем затрат на автомобильный.
Производители карьерных самосвалов стремятся создать машины с большей грузоподъемностью, способные преодолевать большие затяжные уклоны. Сдерживающими факторами прежде всего являются ограничения по грузоподъемности шин и проблема создания эффективных высокомощных силовых установок. В первом случае частично снизить нагрузку на колеса позволяет введение в конструкцию дополнительного моста, как это делают в карьерных сочлененных самосвалах. Полный привод сочлененников увеличивает сцепную массу (масса, приходящаяся на приводные оси), повышает проходимость и преодолеваемый уклон. Однако использование такой конструктивной схемы при создании сверхтяжелых самосвалов пока затруднительно. Интерес вызывают разработки гусеничных самосвалов Rubber Crawler Carrier (Hitachi). Гусеничный ход увеличивает величину преодолеваемого уклона, общую проходимость, но вопрос создания тяжелых самосвалов на гусеничном ходу весьма далекая перспектива.
Концепция самосвала с жесткой рамой и задним ведущим мостом (колесная формула 4×2, удельная мощность 5-6 кВт/т) используется не один десяток лет. Конструкция современного рамного самосвала является результатом многолетней эволюции, и дальнейшее усовершенствование конструктивно-компоновочной схемы вряд ли осуществимо. Первоочередные усилия в настоящее направлены на повышение надежности агрегатов, внедрение более современных силовых установок, в включая электрические двигатели с частотным и импульсным регулированием, более экономичные и экологичные дизельные двигатели. Преимущества схемы – высокая прочность несущих элементов, позволяющая выдержать ударные нагрузки при погрузке экскаватором, относительная простота компоновки по сравнению с теми же сочлененниками. На карьерных самосвалах используются два типа трансмиссии – гидромеханическая (ГМТ) и электромеханическая (ЭМТ). Как показывает практика, при определенных условиях для уклонов 12-15% является предпочтительней использование самосвалов с ГМТ, имеющих лучшие динамические характеристики. КПД гидромеханической трансмиссии выше, выше скорость движения и производительность на единицу потребляемого топлива. В свою очередь применение ЭМТ позволяет изменить компоновку самосвала, упростить кинематическую схему, применить индивидуальный привод на каждое колесо (мотор-колесо), обеспечивает работу дизеля в щадящем режиме. Раньше ГМТ применяли на самосвалах грузоподъемностью (г/п) до 120 т, более тяжелые машины оснащали ЭМТ. Сейчас ГМТ применяется на всех машинах, конкурируя с ЭМТ. Например, Caterpillar выпускает линейку самосвалов с ГМТ, завершая моделью 797В г/п 345 т. Однако гидромеханическая трансмиссия уступает электромеханической по межремонтному ресурсу, а также дороже в эксплуатации.
Главным фактором, ограничивающим применение автосамосвалов с дизель-электрическим приводом в глубоких карьерах, до сих пор являлся перегрев тяговых генераторов и электродвигателей мотор-колес. Постоянное совершенствование тягового привода карьерных самосвалов позволило решить эту проблему. Автосамосвалы БелАЗ последних моделей могут работать без перегрева тяговых электродвигателей при высоте подъема горной массы 400 м и более. Так что в ближайшем будущем конкуренция между ГМТ и ЭМТ только усилится.
