Шарнирно-сочлененный самосвал (Самосвал сочлененный) или как его часто называют землевоз - специализированный вид самосвалов высокой проходимости и маневренности предназначенный для транспортировки грузов в условиях пересеченной местности и в сложных климатических условиях. Чаще всего он используется для перевозки больших объемов сыпучих грузов, за что, в общем, и получил название – землевоз. Но данный вид самосвалов отлично зарекомендовал себя как перевозчик и более сложных грузов, таких как: контейнеры, длинномеры, времянки и прочее оборудование.
Этот вид самосвалов незаменим и экономически выгоден в горнодобывающей и строительной отраслях. А именно, при разработке месторождений, строительстве и ремонте дорог, возведении гидротехнических объектов, прокладки трубопроводов и тоннелей в условиях сурового климата и бездорожья, где применение обычных самосвалов не только экономически не выгодно, но и невозможно. Отдельно хотелось бы отметить способность сочлененных самосвалов перемещаться и маневрировать в очень ограниченном пространстве. Шарнирно-сочлененный самосвал вполне может подойти для вывоза грунта за бурильной шахтной установкой.
Самосвал сочлененный JCB 722
Полезная мощность – 129 кВт
Грузоподъемность – 20 000 кг
Угол опрокидывания – 74 градусов
Общая масса – 35 700 кг
Модель двигателя QSB – 6.7
Максимальная скорость – 46 км/ч
Высота – 3 446 мм | Длина – 9 199 мм | Ширина – 2 652 мм
Технические особенности сочлененных самосвалов
Самосвалы сочлененные можно разделить по типу движетеля на колесные и гусеничные.
Шарнирно-сочлененные самосвалы могут быть прицепными или многоосными тягачами (автоземлевозами).
Для транспортировки грузов используют сочлененные самосвалы с задней, боковой и донной разгрузкой.
Несмотря на популярность сочлененных самосвалов грузоподъемностью до 25 тонн, производители предлагают самосвалы грузоподъёмностью от 10 до 45 тонн. Чаще всего это трехосные самосвалы с колесными формулами 6х4 и 6х6.
Конструкторские особенности шарнирного самосвала предохраняют его от перегрузок и гарантируют надежное сцепление на самых опасных участках дороги, обеспечивая безопасное опрокидывание кузова. Чем и проявила себя как безотказная и надежная спецтехника в нестандартных условиях.
Шарнирно-сочлененные самосвалы используют во всем мире и ежегодно производят такие компании: Bell, Case, Doosan-Moxy, Terex, Komatsu,Caterpillar, Astra и даже БелАЗ. Такие бренды как Caterpillar и Komatsu предлагают модели, адаптированные к северным условиям.
Если вы решили купить шарнирно-сочлененный самосвал, то должны знать, что стоимость зависит от производителя, модели, грузоподъемности. Это достаточно дорогая и специализированная машина, но она экономически оправдывает свое использование.
BELL B33L Белл шарнирно-сочлененный самосвал “ШСС”
При ведении транспортных работ в условиях с особо сложным рельефом местности одним из основных требований, предъявляемых к технике, является повышенная проходимость. Будучи сконструированными на основе инженерных технологий постройки крупных самосвалов и погрузчиков, самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой по скорости передвижения, маневренности, проходимости и удобству загрузки-выгрузки в тяжелых условиях бездорожья превосходят карьерные самосвалы с жесткой рамой. В настоящее время компания Komatsu выпускает три модели самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой различной грузоподъемности.
Основные особенности самосвалов Komatsu с шарнирно-сочлененной рамой:
широкое использование отливных деталей и технологии сварки встык с полным заполнением делает похожими технологии изготовления рам сочлененных и карьерных самосвалов Komatsu. Главной особенностью сочлененной рамы является наличие шарнирного соединения, делающего возможным динамическое изменение положения, в т.ч. по вертикали, передней оси по отношению к задним, что значительно улучшает проходимость машины. Только компания Komatsu применяет не требующие техобслуживания конические роликоподшипники для восприятия возникающих нагрузок в шарнирном сочленении самосвалов;
кузов самосвала изготавливается из стали, обладающей высокой прочностью на разрыв при твёрдости по Бринеллю 400, что обеспечивает ему отличную жесткость и снижает затраты на техническое обслуживание. Низкое расположение кузова обеспечивает простоту загрузки самосвала, а форма задней части кузова «утиный клюв» предотвращает просыпание грунта, повышая тем самым эффективность перевозки;
мощные двигатели Komatsu характеризуются высокой топливной экономичностью и обеспечивают низкий уровень токсичности;
полностью гидравлическое сочлененное рулевое управление, ретардер, автоматическая коробка передач K-ATOMiCS, гидропневматическая подвеска, система блокировки межосевого и межколесных дифференциалов повышают маневренность, проходимость и облегчают работу оператора;
откидные конструкции кабины и капота, увеличенный интервал межсервисного обслуживания, меньшее число точек подачи смазки и необслуживаемые дисковые тормозные механизмы мокрого типа сокращают время простоев машины и снижают расходы на техническое обслуживание.
Надежный, невысокий и широкий кузов самосвалов Caterpillar , трехточечная передняя подвеска с большим ходом поршня цилиндров низкого давления, превосходное сцепление при любых условиях, предельно простая конструкция самосвала (легкость обслуживания) – все это особенности машин Caterpillar.
Самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой Caterpillar
Компания Komatsu предлагает 3 модели самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой, производимые на заводе г. Моока (в 50 км от г. Токио) в Японии. Модели HM300, HM350 и HM400 имеют эксплуатационную массу 22,5, 28,55 и 30,3 тонны соотвественно. Самосвалы оборудованы рамой коробчатого сечения и кузовами с большой вместимостью из толстой, устойчивой к износу стали, имеющей твердость по Бринелю 400.В конструкции самосвалов Komatsu применяется гидропневматическая подвеска с жесткой рамой. На переднем мосту используется подвеска типа «Де Дион », обеспечивающая более плавное преодоление препятствий. Задние мосты устанавливаются на динамическую балансирную конструкцию, оснащенную гидропневматической подвеской. Вся система подвески машин обеспечивает комфортные условия передвижения и максимально повышает проходимость.
Кроме этого, к основным особенностям самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой Komatsu можно отнести – наличие сочлененного рулевого управления (облегчает выполнение операция и повышает маневренность), многодисковых тормозов мокрого типа и устройства замедления с гидравлическим управлением, использование сцепного устройства, не требующего техобслуживания, сокращение точек подачи консистентной смазки, увеличение интервалов замены фильтров и высокая безопасность оператора.
Самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой Komatsu
Компания TEREX представляет на рынке самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой машины 7-го поколения моделей ТА25, ТА27, ТА30, ТА35 и ТА40 грузоподъемностью от 23 до 38 тонн. На моделях ТА25, ТА30 оборудованы двигателями марки / с турбокомпрессором, на остальных машинах применяются двигатели производства Detroit Diesel Series 60 с турбокомпрессором, 6-цилиндровые, с электроуправлением (Tier 3). В конструкции самосвалов TEREX применяется автоматическая коробка передач, кузов сварной конструкции из стали Hardox, гидростатическое рулевое управление с усилителем. Самосвалы TEREX способны развивать скорость от 52 до 60 км/ч в зависимости от модели.
Самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой TEREX
Компания Bell Equipment , один из ведущих европейских машиностроителей, представляет пять моделей самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой. Это модели, произведенные на заводе в г. Айзенах (Германия) B25D, B30D, B35D, B40D, и B50D массой 18,3, 19,5, 28,0, 29,97 и 36,09 тонн соответственно. Все самосвалы BELL оборудованы двигателями марки Mercedes Bens с механическим впрыском с электронным блоком и трансмиссией или Allison . Передняя конструкция подвески самосвалов BELL состоит из необслуживаемых квадратных тяг, установленных на резине и поперечной тяги с опорой на маслозаполненные/азотные стойки. Задняя конструкция - из уравнивающих нагрузку поворотных балансиров с блоками пластинчатой резиновой подвески.
Самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой BELL
Почти 2-х кратный в период 2005-2007 г.г. рост рынка самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой на территории России подтверждает, что интерес российских потребителей к этому типу машин возрастает. Специалисты прогнозируют успешное будущее данному классу техники. Прежде всего, эта уверенность подкрепляется ростом добычи минерального сырья, освоения новых месторождений и интенсивным возведением объектов транспортной инфраструктуры в малоосвоенных районах страны. Все это требует именно тех достоинств, которыми обладают самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой.
Елена Антропова
Июнь 2008 год
Проведение определенных видов работ в строительной, горнодобывающей отраслях, или в щебеночной промышленности предполагает использование различной спецтехники. А поскольку работа на строительных или карьерных площадках происходит в достаточно непростых условиях, то и спецтехника там должна применяться надежная и безотказная, обладающая повышенной проходимостью и маневренностью.
Воплощая в жизнь идею создания подобного безотказного оборудования, в 1966 году шведская компания Volvo выпустила первый шарнирно-сочлененный самосвал (хотя сама концепция соединить трактор-тягач с полуприцепом появилась задолго до этого). В настоящее время производством таких универсальных машин занимается несколько компаний специализирующихся, как правило, на выпуске строительной и дорожно-строительной техники.
Область применения шарнирно-сочлененных самосвалов
Наиболее часто самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой применяются при транспортировке сыпучих грузов по сложной или пересеченной местности, а также в районах с суровым климатом. Тем не менее, перемещение грунта не является основной функцией данного вида спецтехники, поскольку специально оборудованные грузовики отлично зарекомендовали себя и при выполнении других работ: при перевозке контейнеров, длинномеров, вахтовых домиков и прочего оборудования, в экстремальных условиях. Особым спросом пользуется эта спецтехника и при добыче песка или другого сырья в карьерах и шахтах, поскольку ее использование зачастую рентабельнее, чем использование обычных самосвалов, бульдозеров или экскаваторов.
Преимущество шарнирно-сочлененного самосвала перед обычным автосамосвалом очевидно, поскольку в сочлененной машине лучше соотношение грузоподъемности и массы машины, а это напрямую влияет на срок эксплуатации техники и ее маневренность. Конструктивные особенности данной спецтехники предохраняют ее от перегрузок, обеспечивают надежное сцепление на сложных участках дороги, гарантируют безопасное опрокидывание кузова. Современные самосвалы обеспечивают оптимальные условия труда за счет системы кондиционирования, пониженного уровня шума в кабине, хорошего обзора и жесткой трехточечной передней подвеске.
Конструкция и основные характеристики шарнирно-сочлененных самосвалов
С момента выпуска первого образца конструкция сочлененного самосвала существенно не изменилась: рама выполняется из двух секций, соединенных между собой шарнирами. Такая шарнирная конструкция сочленения позволяет секциям двигаться относительно друг друга, что уменьшает нагрузку на механизм и обеспечивает постоянный и надежный контакт колес с дорогой.
Грузоподъемность данной техники варьируется от 10 до 50 тонн, но самым большим спросом пользуются автомобили грузоподъемностью до 30 тонн. Производители предлагают трехосные (реже двухосные) автомобили с колесными формулами 6х4 и 6х6. Шарнирно-сочлененные самосвалы могут быть прицепными, идущими в связке с тракторами, многоосными тягачами или же автоземлевозами, которые идут вместе с одноосным транспортом.
На разные модели самосвалов устанавливаются кузова, приспособленные под различные виды разгрузки (опрокидывание, сваливание, выгрузка с помощью дозатора распределения). Скомпонованы машины примерно одинаково: гидромеханическая трансмиссия, привод только на передний мост, маслопогружные тормозные механизмы, процессоры, механизмы блокировки осевых и межосевых дифференциалов. Двигатели на спецтехнику устанавливаются дизельные (рядные и V-образные).
Стоимость шарнирно-сочлененных самосвалов зависит от производителя, модели, грузоподъемности, комплектации и многих других нюансов.
В.Д. Ковригин
Начиная с 1960-х годов в мировой практике создания мобильной техники для перевозки сыпучих и мелкокусковых строительных материалов и различных горных пород по труднопроходимым трассам и бездорожью, стало складываться новое направление - создание колесных шарнирно-сочлененных машин высокой проходимости, отличающихся малой чувствительностью к качеству дорожного полотна.
Родоначальником этого направления стала известная компания Volvo. В последующие годы рядом ведущих компаний, специализирующихся на создании и производстве мобильной землеройной, дорожно-строительной и горной техники, это направление было расширено.
Этот тип самосвалов предназначается для использования в различных отраслях строительства при перевозке грузов в труднопроходимых условиях, а также при добыче полезных ископаемых и строительных материалов открытым способом для их транспортировки из забоев к пунктам разгрузки. Такие самосвалы нашли применение при вскрыше и отсыпке грунта и пустой породы в отвалы.
Необходимо отметить, что использование шарнирно-сочлененных самосвалов не ограничивается строительными и карьерными работами. Отдельные производители, используя базовые шасси таких самосвалов, оснащают их мусоро-возными контейнерами большой вместимости, оборудованием для перевозки контейнеров, длинномерных грузов (труб при строительстве трубопроводов различного назначения), а также оборудованием для вывозки хлыстов и сортиментов в лесозаготовительном производстве.
За рубежом созданием и производством шарнирно-сочлененных самосвалов занят ряд ведущих компаний, в число которых входят Volvo CE (Швеция), Terex (Англия), Caterpillar (США), Komatsu (Япония), Astra (Италия), Bell (ЮАР и Германия), Case New Holland - CNH (Англия, Германия, Италия) и другие.
В России работы по созданию и организации производства шарнирно-сочлененных самосвалов начаты в 1990-е гг. на ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины». Завод создал две модели таких самосвалов г/п 16 и 25 тонн.
В Белоруссии на Могилевском автозаводе были созданы три модели шарнирно-сочлененных самосвалов г/п от 25 до 50 т, а на ПО «БЕЛАЗ» - одна модель г/п 36 тонн.
Рассматривая номенклатуру шарнирно-сочлененных самосвалов отечественного и зарубежного производства, которая включает 38 моделей машин, можно установить их распределение по уровням грузоподъемности. Наименьшее количество моделей приходится на группы г/п до 20 т (1 модель) и свыше 40 т (две модели). Наибольшее количество моделей создано г/п 20-25 т (10 моделей). Затем следует группа г/п 35-40 т (9 моделей), а на долю групп г/п 25-30 т и 30-35 т приходится по 8 моделей. Указанное распределение позволяет сделать вывод о том, что наиболее востребованными являются шарнирно-сочлененные самосвалы в диапазоне грузоподъемности от 20 до 40 тонн. В таблице приведены краткие технические характеристики шарнирно-сочлененных самосвалов различных производителей, структурированные по диапазонам грузоподъемности.
К настоящему времени сложилась четкая концепция создания шарнирно-сочлененных самосвалов, которой характерны следующие принципиальные конструктивные решения.
В основу положена модульная компоновочная схема, основанная на принципе разделения моторного и грузового модулей, соединяемых специальным шарнирным устройством. Наибольшее распространение получила колесная схема с тремя ведущими мостами (колесная формула 6x6). Применяются схемы двухосного исполнения (колесная формула 4x4), которые используются для машин г/п не более 25 т. Как правило, передний модуль, на котором смонтирована моторная установка, имеет одноосное исполнение, а задний грузовой модуль - двухосное исполнение.
Принципиальная компоновка шарнирно-сочлененного самосвала приведена на рис. 1.
В качестве энергетических установок применяются среднеоборотные дизельные двигатели жидкостного охлаждения с рядным и V-образным расположением цилиндров, оснащаемые в ряде случаев системами турбонаддува и промежуточного охлаждения надувочного воздуха. Применяемые двигатели обладают повышенным запасом крутящего момента (20-25%) и отвечают современным международным требованиям по экологичности выхлопных газов. Компании Volvo, Caterpillar и Komatsu устанавливают двигатели собственного производства. Фирма Moxy применяет двигатели фирмы Scania, фирма Bell - двигатели Mercedez Benz, фирма Astra - двигатели Iveco, компания Terex - двигатели Cummins. Отечественные производители применяют двигатели Ярославского моторного завода, фирм Cummins и MTU.
Типовым видом трансмиссии является гидромеханическая трансмиссия с блокируемым гидротрансформатором, с планетарной коробкой передач с автоматическим управлением, с переключением под нагрузкой, обеспечивающей получение 6-7 передач переднего хода и до 3-х передач - заднего хода. Используются раздаточные коробки с механизмами блокировки межосевых дифференциалов с гидравлическими замедлителями скорости (используются при работе на спусках). Как правило, применяются все ведущие мосты с механизмами блокировки дифференциала. Механизмы блокировки привода колес позволяют выбирать оптимальные режимы работы в зависимости от грунтовых условий и рабочих нагрузок вплоть до полной блокировки всех дифференциалов, чем достигается максимальная гибкость выбора тягового усилия на колесах. При одновременном включении системы блокировки дифференциалов обеспечивается синхронное вращение всех ведущих колес. Принципиальные схемы работы механизмов блокировки дифференциалов приведены на рис. 2. Выбор режима блокировки осуществляется непосредственно оператором.
Обычно применяются многодисковые тормоза, работающие в масле, и планетарные колесные редукторы. Эти компоненты, как правило, монтируются в едином блоке ведущего моста.
Ведущие производители шарнирно-сочлененных самосвалов Volvo, Caterpillar и Komatsu используют трансмиссии собственного изготовления. Другие фирмы Terex, Astra, Bell, Moxy применяют трансмиссии известных фирм ZF и Allison. Отечественный производитель - ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины» применяют трансмиссии фирмы ZF и мосты фирмы Raba.
Применение шарнирно-сочлененной рамы и гидравлической системы управления поворотом с обратной связью позволяет точно и плавно управлять поворотом, достигая высокой маневренности машины. Обычно угол складывания полурам составляет от 38° до 45°, что позволяет оператору осуществлять поворот и маневрирование передним модулем в тяжелых дорожных условиях, добиваясь высокой проходимости.
Применение трехточечной, не требующей технического обслуживания, подвески переднего моста позволяет обеспечивать постоянный контакт колес с грунтом при преодолении крупных неровностей и способствует снижению динамических нагрузок на переднюю полураму. Подвеска грузовой те-
лежки обеспечивает не только высокую приспосабливае-мость к неровностям рельефа, но и высокую устойчивость и лучшее удержание груза в кузове. Применение специальной балки задней тележки способствует разгрузке задней части рамы и обеспечению равномерного распределения нагрузки между задними мостами машины.
Использование кузова симметричной конструкции с про-тивопросыпным ограждением, который изготавливается из высокопрочных листовых сталей повышенной твердости и износоустойчивости к истиранию, позволяет обходиться без применения противоизносных пластин. Оптимальные размеры кузова обеспечивают легкую погрузку материалов и пород, а также осуществлять разгрузку как под откос насыпи, так и в бункер. Применение встроенной в кузов системы выхлопных газов двигателя не позволяет перевозимому материалу примерзать к стенкам кузова.
Значительное внимание всеми фирмами уделяется созданию комфортных условий труда оператора. На всех моделях самосвалов устанавливаются цельнометаллические шу-мовиброизолированные кабины с хорошим, а порой панорамным, обзором фронта работ. Дизайн кабин, верхнего строения самосвалов и общее компоновочное построение подчеркивают совершенство конструкции и функциональное предназначение машины. Кабины оснащаются всеми необходимыми контрольно-измерительными приборами и системами, позволяющими контролировать основные параметры самосвалов и предупреждающими о возможности наступления аварийных ситуаций. Передняя приборная панель скомпонована по образу и подобию панели легкового автомобиля. Расположение педалей, рукояток управления соответствует требования международных стандартов ISO. Расположение ступенек для подъема в кабину, размеры дверного проема выполнены в соответствии с международными требованиями безопасности. Сиденье оператора (с ремнями безопасности) регулируется по росту и весу водителя и установлено на амортизаторах. Сиденье обычно располагается по центру переднего моста, что соответствует зоне менее чувствительной к колебаниям и вибрации. Отмеченное, в сочетании с регулируемой рулевой колонкой создает водителю комфортные условия для работы (рис. 3).
Применение эффективной звукоизоляции кабины позволяет достигать низкого уровня шума, который на различных режимах работы находится в пределах 72-79 дБ (А). Обычно кабины оснащаются эффективной системой климат-контроля, которая в зависимости от погодных условий может работать в трех режимах: обогрева, охлаждения и вентиляции. Кабины в обязательном порядке содержат системы защиты жизни оператора в случае опрокидывания машины (ROPS) и в случае падения на кабину тяжелых предметов (FOPS). Эти системы защиты должны полностью отвечать требованиям международных стандартов.
Многие фирмы-производители предлагают достаточно широкий спектр комплектаций и дополнительного оборудования. К их числу следует отнести комплектацию кузовами для перевозки легких материалов, с пониженным габаритом по высоте, для перевозки горных пород, а также, оснащенные системой Multi Lift и специальным оборудованием для перевозки длинномерных грузов.
Перечень дополнительного оборудования включает навесной задний борт, передний противопросыпной щит, боковые панели и др.
Все модели самосвалов оснащаются широкопрофильными радиального типа шинами с вездеходным рисунком протектора.
Значительное внимание уделено вопросам снижения трудоемкости и облегчения доступа к узлам, требующим технического обслуживания. Это достигается как за счет увеличения интервалов между видами технического обслуживания, так и хорошей доступностью для его проведения. Применяются откидные капоты, кабины, дополнительные лесенки и другие устройства (рис. 4).
Некоторые компании с учетом климатических особенностей ряда регионов России, когда эксплуатация машин осуществляется при низких отрицательных температурах, предлагают применение специального, так называемого «сибирского пакета», предусматривающего оснащение важнейших узлов самосвалов электроподогревателями, рукавами высокого давления и резино-техническими изделиями (уплотнения, амортизаторы и т. п.) из специальных морозостойких материалов и установку в кабине автономного дизельного подогревателя.
К настоящему времени в России не получили широкого применения шарнирно-сочлененные внедорожные самосвалы. Опыт эксплуатации таких самосвалов, производства компании Volvo, в Северо-Западном, Центральном, Уральском и Сибирском регионах показывает их эффективность. Большой опыт использования шарнирно-сочлененных самосвалов имеют объединение «Сургутнефтегаз», а также объединение «Сибтранс» с базой в г. Новый Уренгой.
