Рынок одноковшовых колесных погрузчиков

к.т.н. К.Ю.Анистратов, В.Д.Ковригин, ведущий научный сотрудник ФГУП НАТИ

За последние годы в мировой практике получили интенсивное развитие колесные фронтальные одноковшовые погрузчики, как один из видов мобильной землеройно-погрузочной техники. Такой вид техники существенно расширил сферы своего применения – от предприятий коммунального хозяйства и различных отраслей строительства до предприятий горнорудной и угледобывающей промышленности.

Ряд зарубежных машиностроительных фирм и компаний существенно увеличили структуру типоразмерных рядов выпускаемых колесных погрузчиков, а некоторые включили такой вид техники в номенклатуру своей продукции.

В отечественной практике колесные фронтальные погрузчики начали создаваться с машин малого класса. В последующие годы этот вид машин стал распространяться на средние и крупные типоразмеры.

Анализ мирового рынка строительно-дорожной и землеройно-погрузочной техники за последние годы показывает, что в общем объеме продаж такой техники наибольшим спросом сегодня пользуются гидравлические экскаваторы, колесные фронтальные одноковшовые погрузчики и гусеничные бульдозеры. Доля одноковшовых погрузчиков в общей мировой потребности в строительно-землеройной технике (гидравлические экскаваторы, колесные погрузчики, бульдозеры, автогрейдеры, скреперы и карьерные самосвалы) за период 1996–2000 гг. составила в среднем 25–27%.

Структура объема производства колесных погрузчиков в 1999 году, (по данным компании по исследованию торговых связей Off Highway Research, Лондон, опубликованным в журнале Baumaschine Baugerat Baustelle), представлена на диаграмме (рис.1).

Основными факторами, способствующими широкому развитию и применению колесных погрузчиков, являются:

•    отношение реальной грузоподъемности погрузчика к его массе (составляющее – 0.2–0.3) в 2–2.5 раза выше, чем у гидравлических экскаваторов;

•    удельная стоимость колесного погрузчика (в расчете на 1 куб. м емкости ковша) в 1.5–2.0 раза ниже, чем у гидравлических экскаваторов;

•    приблизительно равные удельные стоимости разработки и погрузки горной породы;

•    более высокие показатели мобильности и маневренности колесного погрузчика, позволяющие выполнять одной машиной погрузочные и транспортные операции;

•    сопоставимость величин усилий отрыва на режущей кромке ковша колесного погрузчика и гидравлического экскаватора (при одинаковой емкости ковша) с возможностью осуществления этими машинами комбинированного движения стрелы и ковша. Однако колесный погрузчик уступает гидравлическому экскаватору по реализации усилия отрыва по всей высоте забоя, а сопоставимость ограничивается зоной от основания забоя на величину высоты ковша;

•    сопоставимость коэффициентов наполнения ковша у погрузчика и экскаватора (в пределах 0.8–1.1);

•    возможность эффективного выполнения выемочно-погрузочных работ в забоях малой высоты, сопоставимой с высотой ковша.

Созданию колесных погрузчиков высокой единичной мощности и грузоподъемности способствовало появление на рынке карьерных самосвалов грузоподъемностью 100–130 т и выше.

Проведенный анализ структур типоразмерных рядов колесных погрузчиков охватывал 226 моделей машин, выпускаемых 26 фирмами США, Японии, Швеции, Германии, Италии, Польши, Англии.

Рассмотренные модели были разделены на 5 категорий: сверхлегкую (масса до 5 т, мощность до 50 кВт), легкую (масса от 5 до 10–11 т, мощность 55–90 кВт), среднюю (масса 11–30 т, мощность 100–250 кВт), тяжелую (масса 30–100 т, мощность 250–600 кВт) и супертяжелую (масса свыше 100 т, мощность свыше 600 кВт). В принятом к анализу количестве моделей погрузчиков сверхлегкая категория включает 57 моделей (25%), легкая – 50 моделей (22%), средняя – 98 (43%), тяжелая – 13 (5.7%) и супертяжелая – 8 (4.3%). Основная часть (90%) рассмотренного объема моделей, приходится на легкую и среднюю категории, и 10% может быть отнесено к тяжелой категории. Из общего количества моделей доля погрузчиков мощностью до 50 кВт составляет 25%, (рис. 2), 50–100 кВт – 30%, 100–200 кВт – 30.2%, свыше 200 кВт – 14.8%. Распределение мирового ряда погрузчиков по массе (рис. 2) выглядит так: массой до 5 т – 22.3%, 5–10 т – 25.8%, 0–15 т – 14.7%, 5–20 т –13.4%, 20–25 т – 9.3%, свыше 25 т – 14.5%.

Наиболее полные структуры типоразмерных рядов колесных погрузчиков имеют фирмы Caterpillar, Komatsu , Volvo, содержащие по 16 базовых моделей, 15 базовых моделей имеет фирма ТCМ (Япония), по 14 базовых моделей – фирмы Liebherr и Furukawa , по 12 базовых моделей – фирмы Fiat-Hitachi и O&K, 11 моделей – фирмы JCB и 10 – Kawasaki. Обобщенные данные распределения типоразмерных рядов колесных погрузчиков этих фирм приведены в табл. 1. Практика показывает, что на предприятиях горнорудной промышленности и промышленности строительных материалов, а также отдельных отраслей строительства, используются погрузчики средней, тяжелой и супертяжелой категорий, фирм, представленных в табл. 1, а также других фирм, типоразмерные ряды которых включают меньшее количество базовых моделей (табл. 2).

В странах б.СССР производство колесных погрузчиков сосредоточено на 10 предприятиях машиностроительного комплекса (табл. 3), в том числе шесть предприятий находятся в России, три – в Беларуси и одно на Украине. Этими предприятиями выпускаются и осваиваются 24 модели колесных погрузчиков, которые распределяются по категориям в следующих соотношениях (рис. 3): легкая категория – 9 моделей, средняя – 11 моделей, тяжелая – 4 модели. Из общего числа на российских предприятиях выпускаются 12 моделей погрузчиков, в Беларуси – 11 моделей и на Украине – одна модель.

В связи с экономическими преобразованиями, изменениями форм собственности, снижением реального потребительского спроса на многие виды строительной, землеройной и погрузочной техники в России производство колесных погрузчиков за период 1990–2000 гг. сократилось почти в 7 раз. За этот же период производство колесных погрузчиков в Беларуси снизилось всего лишь на 12–15%. Так, за период 1990–2001 гг. только двумя специализированными предприятиями: ОАО «Погрузчик» (Орел) и ОАО «Амкодор» (Минский завод «Ударник»), колесных погрузчиков было произведено, соответственно, около 7500 и 14000 единиц. Общую динамику объема производства колесных погрузчиков заводами стран СНГ характеризуют данные табл.4. Объемы производства колесных погрузчиков заводами ПО «БелАЗ», ПО «МоАЗ» и ОАО «Петербургский тракторный завод» по косвенным оценкам составляет до 50–60 ед. в год. Производство погрузчика ПК12.02 на ОАО «Промтрактор» организовано по отдельным заказам.

В последнее десятилетие под влиянием конъюнктуры внутреннего и мирового рынков ряд российских предприятий строительного, дорожного машиностроения и тракторостроения расширили номенклатуру выпускаемой продукции за счет создания и освоения новых моделей традиционных для них видов машин и освоения новых видов техники, в том числе колесных погрузчиков. Аналогичное направление получило развитие и в Беларуси. Примерами могут служить такие российские предприятия как ОАО «Донецкий экскаватор» (Ростовская обл.), ОАО «Челябинские строительные и дорожные машины», ОАО «Промтрактор» (Чебоксары), создавшие колесные погрузчики в легкой, средней и тяжелой категориях, а также ОАО «Погрузчик», расширивший свой типоразмерный ряд погрузчиков. ОАО «Петербургский тракторный завод» осваивает на базе нового трактора К-742 колесный погрузчик грузоподъемностью 7 т. В Беларуси ПО «БелАЗ» освоил производство колесных погрузчиков грузоподъемностью 10 т, ПО «МоАЗ» –погрузчика грузоподъемностью 7.5 т, а ОАО «Амкодор» расширило до 8 моделей типоразмерный ряд выпускаемых колесных погрузчиков грузоподъемностью от 2 до 8 тонн.

Парк колесных погрузчиков только в строительном комплексе России по состоянию на 1998–1999 гг. оценивался на уровне 12.4 тыс. шт., что на 18% ниже уровня 1995 года. При этом удельный вес погрузчиков с истекшим сроком службы вырос за период 1995–1998 гг. с 10.2 до 24.3%. Происходит интенсивное старение парка колесных погрузчиков, что связано с падением реального платежеспособного спроса при существующей технологической потребности в таком виде техники, оцениваемой на уровне 2500–3000 един. в год.

Сопоставления структуры и типоразмеров колесных погрузчиков, производимых в странах СНГ и дальнего зарубежья, позволяют отметить, что преимущественное развитие (по количеству моделей) получили погрузчики легкой и средней категории, как наиболее распространенные в коммунальном хозяйстве и в различных строительных отраслях. В сфере производства погрузчиков сверхлегкой, тяжелой и сверхтяжелой категории отставание стран СНГ от других стран весьма существенно.

Вместе с тем, нужно отметить, что потребности рынка России в погрузчиках сверхлегкой и легкой категорий частично удовлетворяется за счет экскаваторов-погрузчиков на базе тракторов и минипогрузчиков с бортовой схемой поворота, а потребность в погрузчиках тяжелой и сверхтяжелой категориях покрывается, в основном, за счет закупок по импорту.

Развитие конструкций отечественных и зарубежных колесных погрузчиков осуществляется по аналогичным техническим направлениям и тенденциям, основу которых составляют:

•    применение компоновочной схемы 4(4 со всеми ведущими колесами одного размера, с задним расположением моторной установки и передним расположением ковшового погрузочного оборудования;

•    применение гидромеханических трансмиссий, в основном с 3–4-х ступенчатыми коробками передач переднего и заднего хода, обеспечивающими переключение скоростей под нагрузкой и движение с максимальной транспортной скоросью до 40 км/час. В конструкции погрузчиков легких и средних типоразмеров расширенное применение находят гидростатические передачи (наибольшее – у фирмы Liebherr, оснащающей все погрузчики гидростатической передачей). На погрузчиках свертяжелой категории находят применение электрические трансмиссии с электромоторколесами (фирма Le Torneau);

•    как правило, на погрузчиках легкой и средней категорий применяется жесткая подвеска погрузочного ведущего моста и балансирная подвеска подмоторного моста; на погрузчиках тяжелой категории подвеска обоих мостов – только жесткого типа;

•    практически все категории погрузчиков имеют шарнирно-сочлененные рамы с одним вертикальным шарниром, обеспечивающим угол складывания полурам в пределах ±35–40°. Редкое применение находят схемы с двумя шарнирами (вертикальным и горизонтальным) в узлах соединения полурам;

•    гидросистемы управления поворотом погрузчика имеют гидроусилители и аварийные системы, позволяющие осуществлять буксировку машины при неисправном двигателе;

•    оснащение погрузчиков современными кабинами с широким фонтом обзорности, отвечающими современным требованиям по комфортабельности и системами безопасности ROPS и FOBS, защищающим оператора в случае опрокидывания погрузчика и от падающих предметов;

•    применение мощного гидропривода управления погрузочным оборудованием (мощность которого достигает 50–60% мощности двигателя);

•    внедрение элементов автоматизации в работе погрузочного оборудования, включающих, прежде всего, процесс установки стрелы на заданную высоту и ковша в положение копания после его разгрузки;

•    оснащение погрузчиков широким набором сменного рабочего оборудования включающим ковши различной емкости и назначения, челюстные захваты, вилы, грузовые крюки и т.п., насчитывающим до 20 наименований.   

Журнал "Горная Промышленность" №1 2003, стр.