Самосвал, виды, типы и классы, конструкция и рабочее оборудование

Самосва́л

— грузовой саморазгружающийся автомобиль, прицеп или полуприцеп с кузовом (чаще бункерного типа), механически (как правило, гидравлически) наклоняемым для выгрузки груза или с принудительной разгрузкой (например, шнеком).

Также существуют самосвалы, для выгрузки которых применяется наклон всего автомобиля при помощи телескопических подъёмников.

Самосвалы применяются для перевозки навалочных, или сыпучих,или иных грузов, пригодных для такой выгрузки, которая производится посредством их опрокидыванияиз кузова.

Самосвалы классифицируются:

• По типу выгрузки (наклоном или принудительной)
• По направлению выгрузки (вбок, назад)
• По типу кузова (бункер, платформа, съезжающий бункер, съезжающая платформа)

Хотя грузоподъёмность самосвала меньше, чем у аналогичного грузовика с фиксированной грузовой платформой, тем не менее самосвалы выгодны из-за сокращения времени на разгрузку. Самосвалы различают по способу разгрузки — задняя, боковая, двусторонняя и универсальная разгрузка на все стороны. В России самосвалы производят компании КАМАЗ, УРАЛ, ГАЗ, Яровит.

Дорожные самосвалы[править | править код]

Самосвалы, предназначенные для дорог общего пользования, выпускают практически все производители грузовой техники. Эти машины используются в строительстве, ремонте, коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, а также при добыче полезных ископаемых. Обычно они имеют от 2 до 4 осей и грузоподъёмность в пределах 40 тонн. Однако встречается и более внушительная техника, так, например, европейские GINAF и Terberg, китайский Shacman выпускают 5-осные самосвалы, американские же производители (Freightliner, Kenworth, Western Star…) доводят их количество до 7. Конструкция этих «многоножек» позволяет поднимать (поджимать) до четырёх осей и передвигаться на сохранивших контакт с поверхностью.

Материал кузова

Современные кузова самосвалов обычно сварные, их изготавливают из низколегированной стали, рассчитанной на действие больших нагрузок на растяжение. Ведущие мировые производители карьерных самосвалов устанавливают кузова, выполненные из стали с твердостью до 400 HB (по Бриннелю), что обеспечивает их высокую прочность и абразивную стойкость. Использование стали повышенной твердости позволяет отказаться от распространенной сейчас технологии защиты кузовов большегрузных самосвалов листами брони – так называемой футеровки. Применяемая сегодня в России в качестве футеровки износостойкая и высокопрочная сталь 110Г13Л, имеющая поверхностную твердость до 400…500 HB, надежно защищает кузов от ударных и истирающих нагрузок. Однако при этом снижаются полезный объем кузова и масса полезного груза. Да и замена износившихся листов футеровки вызывает простои дорогостоящей техники. Общим недостатком стальных кузовов является большая собственная масса и низкая коррозионная стойкость.

Самосвальные платформы изготавливают также из алюминиевых сплавов. За счет меньшей, чем у стального, собственной массы кузова, масса перевозимого груза при той же грузоподъемности шасси самосвала возрастает. Кузова из алюминиевых сплавов не требуют тщательной покраски, поскольку не корродируют. Конструктивно кузов собирается из листов и полых профилей специального сечения. Причем на дно у заднего борта ставят листы значительно толще остальных донных листов, так как на этом участке при выгрузке происходит максимальное истирание металла. Для защиты от появления забоин и задиров на плоскостях кузова, возникающих при погрузке крупных камней и обломков в результате их ударов о борта, кузов покрывают защитными полимерными материалами.

Сегодня с успехом применяют самосвальные платформы, выполненные из армированных пластмасс. У них те же преимущества перед стальными, что и у кузовов из сплавов алюминия.

Внедорожные (карьерные) самосвалы[править | править код]

Карьерные (внедорожные) самосвалы используются на открытой разработке полезных ископаемых. Из-за их габаритов и веса эксплуатация на дорогах общего пользования не представляется возможной. Крупные модели доставляются до места работы по частям и собираются уже на месте.

Наиболее целесообразной для тяжёлых самосвалов признана схема с двумя осями с задним или полным приводом и разгрузкой кузова назад. В 1970-е годы пытались использовать трёхосные самосвалы, как например Terex Titan и WABCO 3200B, но такие схемы в карьерах не прижились. Компания Kress предлагает самосвалы с донной разгрузкой, но это требует использования специального разгрузочного комплекса.

На современных сверхтяжёлых самосвалах обычно применяется гибридная силовая установка — дизельный двигатель приводит в действие генератор переменного тока, который питает тяговые электродвигатели, вращающие колёса (см. Электрическая передача). Тормозная система — также совмещённое действие гидравлики и электромоторов, которые в режиме торможения вырабатывают энергию. Над созданием электропривода трудятся совместно General Atomics (Terex), General Electric (Komatsu, БЕЛАЗ), Siemens (Hitachi, Liebherr, БЕЛАЗ).

Особняком стоит Caterpillar 797B, который обходится без лишних элементов (генератора и электродвигателей). Этому способствует самый большой в мире двигатель из тех, что устанавливаются на грузовики — CAT 3524B (два совмещённых CAT 3512B), 24 цилиндра, объёмом 117 литров, крутящий момент переваливает за 16000 Нм (запас 22 %). Машина имеет 7-ступенчатую гидромеханическую трансмиссию. Тормоза гидравлические. Однако в настоящее время компания готовит к производству новое поколение самосвалов, которые будут иметь дизель-электрический привод, разработанный совместно с Mitsubishi Electric.

Наибольшая эффективность подобных гигантов достигается при использовании в паре с гидравлическим или тросовым экскаватором, осуществляющим загрузку за 3-5 циклов. Уже есть экскаваторы, оборудованные ковшом, вмещающим более 76 кубометров породы (более 100 тонн), а 26 сентября 2013 года на испытательном полигоне Белорусского автомобильного завода был представлен самосвал БелАЗ-75710, который позволяет перевозить 450 т полезного груза.[1]

Сейчас выпуском карьерных самосвалов занимаются более 20 компаний. Основную часть рынка, более 95 %, составляют самосвалы грузоподъёмностью до 40 тонн.

В России разработкой карьерных самосвалов занимается , в 2018 году выпустившая 60-тонную версию.[источник не указан 292 дня

]

Самые грузоподъёмные модели ведущих производителей:

Форма кузова

Кузова карьерных самосвалов обязательно оснащают защитным козырьком, закрывающим крышу кабины. Такая защита от падающих предметов – одно из требований международного стандарта FOBS, регламентирующего безопасность рабочего места водителя. В конструкции карьерных самосвалов, как правило, используется опрокидывающийся кузов с задней разгрузкой. Да и вообще такой тип кузовов получил наибольшее распространение в самосвальной технике.

Большое значение при установке кузова того или иного поперечного сечения имеют характер перевозимого груза, требуемое расположение центра тяжести, необходимая жесткость конструкции, а также возможность выгрузки материала с минимальными потерями. Самосвалы, использующие кузова прямоугольного сечения, наиболее устойчивы по сравнению с машинами, оборудованными другими типами кузовов. Центр тяжести при этой конструкции кузова максимально опущен. Вместимость кузова прямоугольного сечения выше, чем объемы кузовов полуэллипсного или корытообразного сечения (т. е. со скошенными боками).

Задний борт чаще всего делают запираемым, что обеспечивает перевозку без потерь грузов высокой плотности. Он может открываться и закрываться автоматически с помощью клапана, как на самосвале МАЗ-503Б. Но, как правило, предусмотрен дублирующий ручной механизм открытия-закрытия.

Отрицательным фактором при эксплуатации кузовов прямоугольного сечения является то, что при такой форме кузова трудно добиться полной выгрузки, груз в зимний период налипает на внутренние поверхности, особенно по углам. Для борьбы с примерзанием перевозимых грунтов и строительных растворов кузова делают подогреваемыми. Под дном и в бортах устраивают специальные каналы, по которым пропускают выхлопные газы. Существует и другая конструкция, состоящая в том, что под кузовом, на раме устанавливают специальный поддон, связанный с выхлопной системой. Выхлопные газы, проходя через это приспособление, нагревают его и примыкающее к нему дно кузова. Применяют и вариант приваривания второго дна. Выхлопные газы в этом случае проходят между приваренным и «базовым» дном кузова и подогревают его. Но два последних решения обеспечивают нагрев, хотя и достаточно высокий, но только дна, тогда как первый вариант, по исполнению, правда, более сложный, решает проблему полнее.

Для более полной выгрузки нижние углы боковых бортов скашивают или скругляют под большим радиусом. Наиболее «качественная» выгрузка присуща кузовам с овальным сечением, но кузова такого сечения проигрывают в жесткости кузовам, внутренняя поверхность которых выполнена в виде прямоугольного короба или даже многогранника.

Продольное сечение кузовов чаще прямоугольное: такая форма обеспечивает максимальный полезный объем. Передний борт может иметь небольшой наклон в сторону кабины. Как правило, это связано с компоновкой агрегатов машины, расположением механизма подъема кузова и т. д.

Кузова ковшового типа не имеют заднего борта, его роль выполняет несколько поднятая задняя часть кузова. Ковшовые кузова широко применяются при перевозке строительных растворов, бетонных смесей, сыпучих материалов. Эта конструкция существенно облегчает труд водителя, так как не надо при выгрузке открывать и запирать борт. Цельносварной кузов значительно герметичнее платформ с открывающимися боковыми бортами, и в этом еще одно положительное свойство ковшовых кузовов. Но огромным недостатком является то, что для оптимальной выгрузки необходим подъем кузова на угол до 80°, а при поднятом на такой угол кузове, если в нем еще и бетон или мокрый песок, боковая устойчивость самосвала серьезно снижается. Для сравнения: для полной выгрузки платформам с открывающимися бортами необходим угол подъема не более 60°.

Сочленённые самосвалы[править | править код]

Основная статья: Сочленённый самосвал

Самосвал с шарнирно-сочленённой рамой (землевоз, сочленённый самосвал, англ. articulated hauler, articulated dump truck, dumper), используется на строительных и карьерных работах, там где требуется повышенная проходимость и манёвренность. Трёхосные модели сочленённых самосвалов имеют шесть ведущих колёс. Более того, современные модели самосвалов оснащаются выключателем межколёсного дифференциала.

Caterpillar

применяет на своих самосвалах систему «Ejector» (модели 730 Ejector и 740 Ejector) — подвижная стенка в кузове выталкивает его содержимое, что позволяет осуществлять разгрузку на ходу, без опрокидывания кузова.

Bell

может предложить самосвалы с гусеничным ходом.

Hydrema

имеет поворотный механизм кузова, это даёт возможность разгружаться, не только назад, но и в любую из боковых сторон.

Сочленённые самосвалы выпускают компании — Astra, Bell Equipment (в странах Азии и в Австралии известны под маркой Hitachi, а в Америке под маркой DEERE (John Deere)), Case, Caterpillar, Hydrema, JCB, Komatsu, Liebherr, Moxy, Terex, Volvo, БЕЛАЗ, МоАЗ, BALTIETS («ЗСМ-БАЛТИЕЦ»)

Самые грузоподъёмные модели:

Классификация

С момента своего появления в 1931 году карьерный самосвал не претерпел существенных изменений. Большинство моделей идентичны друг другу. Однако техника все-таки имеет ряд отличий, которые и определяют способность конкретного грузовика работать в тех или других условиях. Классификация самосвалов осуществляется по таким параметрам, как:

• способ выгрузки – наклон или принудительная;
• направление выгрузки груза – назад или в стороны;
• тип кузова – открытый или бункерный.

Самосвалы для подземных работ[править | править код]

Основная статья: Подземный автосамосвал

Самосвалы для подземных работ предназначены для транспортирования и выгрузки взорванных или разрыхлённых механическим способом пород в стеснённых условиях подземных шахт, при добыче полезных ископаемых и строительстве тоннелей. Конструкция позволяет использовать их и на открытых разработках, но не столь эффективно.

Подземные самосвалы выпускают компании Atlas Copco, Caterpillar, DUX Machinery, Paus, Sandvik, БЕЛАЗ, МоАЗ

Самые грузоподъёмные модели:

Самосвалы для осуществления вывоза снега — это специализированная техника, предназначенная для транспортировки снега на снегоплавильные пункты.

Особенности и преимущества

Карьерные самосвалы обладают огромными размерами и массой. По этой причине они не могут передвигаться по дорогам общего назначения. К месту эксплуатации техника доставляется частями, после чего собирается непосредственно в карьере или на территории предприятия. Основными достоинствами самосвалов данного типа являются:

• способность перевозить за один раз до 500 т груза,
• перемещение со скоростью 60 км/час с учетом внушительных габаритов,
• возможность проходить через труднодоступные места.