Опыт применения жесткорамных самосвалов САТ® 772

DOI: http://dx.doi.org/10.30686/1609-9192-2019-1-143-49-50
УДК: 622.012.3

А.А. Минин, канд. техн. наук, главный инженер отдела продаж карьерной техники ООО «Цеппелин Русланд»

Компания «Цеппелин Русланд» специализируется на комплексных, высокотехнологичных и экономически эффективных решениях в важнейших отраслях промышленности, таких как горнодобывающая, нефтегазовая индустрия, малая энергетика, гражданское и дорожное строительство, лесозаготовка. География присутствия охватывает Северо-Западный, Центральный, часть Приволжского, Южный и Северо-Кавказский федеральные округа. Значительная доля техники, которую мы поставляем, производится компанией Caterpillar® - ведущим мировым производителем машин и оборудования для горнодобывающей промышленности.

Широкий спектр по назначению и внушительный модельный ряд техники позволяют подобрать оптимальное и эффективное решение для ведения горных работ в заданных условиях. При выборе оборудования мы в первую очередь руководствуемся принципами оптимизации производства, повышения эффективности его работы, минимизации затрат и снижения себестоимости продукции.

На территории РФ функционирует большое количество карьеров по добыче различных строительных материалов, в том числе щебня, сырья для производства цемента и сухих смесей на основе гипса, побочных продуктов для металлургических производств. Значительная часть этих карьеров имеет объем добычи до 5 млн т в год. В большинстве случаев на таких предприятиях применяются экскаваторы с вместимостью ковша 4,0–5,5 м3 и жесткорамные самосвалы грузоподъемностью 30–47 т.

В сложившихся непростых экономических условиях предприятия по добыче и производству строительных материалов постоянно стремятся повышать эффективность своих рабочих процессов.

Одной из основных операций добычного процесса является транспортировка горной массы от забоя до дробильносортировочного завода. Соответственно, снижение затрат на транспортировку позволяет существенно влиять на итоговую себестоимость добычи и повышать рентабельность производства в целом. Таким образом, итоговая себестоимость транспортировки полезного ископаемого зависит от производительности комплекса оборудования (экскаватор-самосвал), соответствия параметров выемочных и транспортных машин, эксплуатационных затрат (удельный расход топлива, затраты на техническое обслуживание, плановые и аварийные ремонтные работы), затрат на заработную плату, а также капитальных затрат на приобретение оборудования. Caterpillar является мировым лидером по производству карьерных жесткорамных самосвалов, которых в модельном ряду компании насчитывается 11 машин грузоподъемностью от 37 до 363 т. При работе в карьерах с объемом добычи 1,5–5 млн т горной массы в год широко применяются самосвалы Сat® 772 грузоподъемностью 47 т.

Технические характеристикиданной модели представлены в таблице.

Основными достоинствами самосвала Сat® 772 являются следующие технические решения и конструктивные особенности:

1. Дизельные двигатели Cat предназначены для тяжелых условий эксплуатации. Специальная интегрированная электронная система контролирует режимы впрыска и скоростную характеристику двигателя в соответствии с программами мощности, крутящего момента и расхода топлива.

2. Планетарная коробка передач с переключением под нагрузкой – это автоматическая 7-ступенчатая коробка передач, предназначенная для применения в условиях повышенных нагрузок, включая затяжные подъемы и спуски.

3. Тандем современного и мощного двигателя с интеллектуальной трансмиссией позволяет достигать значительной средней скорости передвижения как в груженом, так и порожнем состоянии, тем самым снижая время цикла на 5–20% и увеличивая производительность самосвала.

4. Среднее фактическое время разгрузки самосвала (подъем и опускание кузова) составляет 20 с, что является лучшим показателем для самосвалов в данном типоразмере. 5. Важная характеристика Сat® 772 – эффективное и надежное торможение в условиях высоких нагрузок. Самосвал оснащен основными рабочими тормозами (маслоохлаждаемые многодисковые тормоза с гидравлическим приводом на заднем мосту и передние дисковые тормоза), гидравлическим замедлителем и стояночным тормозом, который блокирует задние колеса и может удерживать машину с номинальной нагрузкой на уклоне до 15%. В свою очередь, рабочие тормоза рассчитаны на удержание самосвала на уклоне до 20%.

6. Самосвалы Cat известны в отрасли, в том числе благодаря надежным и долговечным рамам, ресурс которых рассчитан на 100 тыс. моточасов.

7. К преимуществам конструкции подвески и системы рулевого управления относятся: великолепная управляемость как порожнего самосвала, так и под нагрузкой; передние цилиндры, использующиеся в качестве поворотных шкворней для увеличения срока службы; простая, но надежная система рулевого управления, обеспечивающая правильное положение колес и отличную управляемость.

8. Дополнительные зеркала, увеличенная площадь остекления, камера заднего вида и наличие функций обнаружения объектов обеспечивают улучшенный обзор и безопасность работы.

9. Вместительная, комфортная и эргономичная кабина.

10. Стратегия экономии топлива настраивается в зависимости от конкретных требований, при этом данный режим активируется кнопкой непосредственно в кабине. Он действует по принципу снижения мощности двигателя (в интервале от 0,5 до 15%). Функция автоматического переключения с рабочей передачи на нейтральную работу на холостом ходу оказывает ощутимое воздействие на расход топлива – так же, как и автоматическое выключение двигателя, работающего в холостом режиме более 5 мин.

11. Номинальная грузоподъемность Сat® 772 – 47 т (кузов без футеровки). Все самосвалы Cat эксплуатируются по правилу 10/10/20, исходя из которого 10% всех загрузок могут находиться в диапазоне 110–120% от номинальной грузоподъемности. Таким образом, возможные перегрузки машины в допустимом объеме конструктивно заложены на стадии ее проектирования, что положительно сказывается на показателях надежности и производительности.

Перечисленные выше достоинства самосвала позволяют на практике получать отличные показатели производительности.

Например, при оценке режимов работы комплекса, состоящего из трех самосвалов Сat® 772 и одного гидравлического экскаватора Сat® 374 с вместимостью ковша 4,4 м3, на предприятии по добыче гранитного щебня в Северо-Западном федеральном округе РФ при работе в забое за ночную смену продолжительностью 12 ч на плече откатки 2,4 км и перепаде высоты 82 м получены следующие результаты: суммарная сменная производительность комплекса – 5334 т/см, средний удельный расход топлива самосвала – 0,0995 л/ткм. Данные показатели доказывают высокую производительность и эффективность эксплуатации оборудования марки Cat®.

Компания Caterpillar успешно развивает направление дистанционного мониторинга фактических показателей работы оборудования. Для этих целей разработан бортовой компьютерный модуль VIMS (Vital Information Management System), обрабатывающий и сохраняющий показания датчиков систем и агрегатов машины (ДВС, АКПП, гидросистемы, системы подвески и др.). С помощью данного инструмента можно определить производительность оборудования, удельный расход топлива, распределение времени цикла, долю рабочего и холостого режима работы ДВС и многие другие параметры работы. Также модуль VIMS позволяет отслеживать техническое состояние машин. Часть информации, сохраненной модулем VIMS, можно обработать программным продуктом Caterpillar FPС (Fleet Production Coast).

С практической точки зрения Caterpillar FPC позволяет проводить анализ качества карьерных дорог, основанный на показаниях датчиков давления системы подвески самосвала, частоты вращения коленчатого вала ДВС, выбранной передачи АКПП и показаниях датчиков тормозной системы.

По разработанному алгоритму определяются динамические нагрузки, действующие на раму самосвала, которые сопоставляются со скоростью движения и выбранной передачей АКПП, в результате чего определяется качество дорожного полотна с привязкой к конкретному участку. По итогам этой процедуры выполняется устранение недостатков дорожного полотна. Данный инструмент успешно применяется на многих карьерах мира, эксплуатирующих технику Cat, поскольку позволяет существенно увеличить производительность оборудования, снизить затраты на топливо, резину и увеличить ресурс работы самосвалов.

С 2011 г. на территории «Цеппелин Русланд» эксплуатируется более 30 единиц жесткорамных самосвалов Cat® 772. Наработка некоторых машин превысила 30 тыс. моточасов. Многие предприятия полностью отказались от эксплуатации отечественных карьерных самосвалов, заменив парк из 6–10 отечественных машин на 3–4 единицы Сat® 772. Снижение количественного состава парка самосвалов стало возможным благодаря более высокой производительности и коэффициенту технической готовности модели 772 от производителя Caterpillar.

После продолжительного периода эксплуатации самосвалов Сat® 772 в условиях отечественных горнодобывающих предприятий анализ основных технических и экономических показателей работы подтверждает эффективность и целесообразность использования этих машин. Высокая производительность, коэффициент технической готовности и низкий удельный расход топлива позволяют обеспечивать минимальное значение себестоимости транспортировки горной массы, что в современных экономических реалиях является основной задачей предприятий по добыче полезных ископаемых.

Ключевые слова: САТ® 772, жесткорамный самосвал, оптимизация производства, минимизация затрат

Журнал "Горная Промышленность" №1 (143) 2019, стр.49