Особенности формирования рынка бульдозеров в России

В.Д.Ковригин, ведущий научный сотрудник ФГУП НАТИ

Гусеничные бульдозеры являются одним из основных видов землеройной техники, которая широко применяется в горном, газонефтяном и дорожно-строительном комплексах промышленности.

Крупномасштабное развитие этих комплексов, рост мелиоративных работ и освоение сырьевой базы Сибири и Дальнего Востока в 1970–1990 гг. потребовало применения бульдозерной техники большой единичной мощности.

Бульдозер удачно сочетает в себе возможности выемочной и транспортной машины и применяется на открытых разработках россыпных месторождений, угольных и рудных карьерах.

Наибольшая эффективность бульдозерных работ при открытой разработке пластовых месторождений небольшой мощности и особенно на селективной выемке полезных ископаемых из тонких пластов.

Бульдозеры на северо-востоке России эксплуатируются в экстремальных условиях на разработках россыпных месторождений от +30°С до –50°С. Так, в теплый период года бульдозеры используют на послойной отработке торфов и добычных работах для подачи золотоносного песка на промывочный прибор. В зимний период при температурах до –50°C бульдозеры используют на вскрышных работах при выемке мерзлых пород, разрушенных буровзрывным способом.

До 1975 года в эксплуатации находилась единственная модель мощного отечественного бульдозера промышленного назначения на базе трактора ДЭТ-250 мощностью 220 кВт (300 л.с.). Первые образцы бульдозеров зарубежного производства были закуплены в период 1969–1974 годов.

В этот период времени, когда отечественные горные предприятия испытывали потребность в мощных бульдозерах, активную деятельность на рынке таких машин проявили фирмы Caterpillar, Komatsu, Fiat Allis и Dresser. В практике такой деятельности применялся принцип проведения предварительных эксплуатационных испытаний бульдозеров в реальных производственных условиях. Такую проверку прошли бульдозеры D10, D9L фирмы Caterpillar, модели бульдозеров D85, D155, D355, D375 и D475 фирмы Komatsu, бульдозеры TD 40C фирмы Dresser, бульдозеры FD 50 и FD 40 фирмы Fiat Allis.

В настоящее время на рынке бульдозеров России из зарубежных компаний продолжают сохранять сильные позиции Caterpillar, Komatsu, Dressta.

Для полного удовлетворения потребности в мощных отечественных гусеничных бульдозерах в 1972 году было начато строительство Чебоксарского завода промышленных тракторов, который начал в 1975 г. производство трактора Т-330 мощностью 243 кВт.

До начала 90-х годов производство бульдозеров и рыхлителей осуществлялось предприятиями двух ведомств. Тракторы, как базовые машины бульдозерно-рыхлительных агрегатов, выпускались на заводах Минтракторсельхозмаша и поставлялись Минстройдормашу под установку навесного оборудования (отвал, рыхлитель). К середине 90-х годов такая система изменилась. В настоящее время заводы, выпускающие промышленные тракторы, сами производят и устанавливают на них навесное оборудование.

Успешному продвижению бульдозеров зарубежного производства на российском рынке способствовали следующие обстоятельства. Компании Caterpillar, Komatsu, частично Dressta и впоследствии Liebherr выпускают широкую гамму бульдозеров, экскаваторов, трубоукладчиков, карьерных самосвалов и колесных фронтальных одноковшовых погрузчиков.

На базе этой техники фирмы предложили горным предприятиям технологически увязанный комплекс машин с сервисным обслуживанием и поставкой запасных частей.

Дополнительно компании тщательно изучали условия эксплуатации землеройной техники, что позволило разработать ряд мероприятий, направленных на поддержание высокого уровня безотказности машин в тяжелых условиях работы.

Технику оснастили рядом дополнительных систем, направленных на улучшение запуска двигателя в зимний период и создание комфортных условий труда операторов. Были внедрены устройства предпускового подогрева систем двигателя, масел трансмиссии и гидросистемы, обогрева кабин, т.е. фирмы предложили потребителю специальные машины в исполнении –40°С и –50°С.

В настоящее время рынок бульдозеров российского производства для горнодобывающих отраслей России представлен отечественными моделями производства ОАО «Промтрактор» и ОАО «Челябинский тракторный завод – Уралтрак».

Бульдозеры ОАО «Промтрактор»

Наиболее широкую гамму бульдозеров предлагает «Промтрактор», у которого типоразмерный ряд состоит из 6 базовых моделей в диапазоне мощности 123–550 кВт (табл. 1). Типоразмерный ряд создан по единой типовой конструктивно-компоновочной схеме, в основу которой положены принципы унификации, типизации и модульности конструкций.

На базовых тракторах устанавливают двигатели отечественного производства Ярославского моторостроительного объединения и фирмы Cummins (США), применяют гидромеханические трансмиссии с гидротрансформаторами, планетарные реверсивные коробки передач с переключением под нагрузкой, обеспечивающие получение по 3 передачи переднего и заднего хода, причем скорости заднего хода на 25–30% выше передних (табл. 1).

В настоящее время производятся три типа гидротрансформаторов с активными диаметрами 430, 480 и 530 мм, три типа коробок передач для мощности от 145 до 220 кВт, от 250 до 390 кВт и свыше 550 кВт. Главные передачи выполнены в трех аналогичных диапазонах мощности, имеют одноступенчатый согласующий редуктор и коническую пару шестерен с круговым равнопонижающимся зубом.

Механизмы поворота и тормоза представляют собой многодисковые фрикционные муфты, работающие в масле. Бортовые передачи (редукторы) – двухступенчатые. Первая ступень – прямозубая цилиндрическая передача, вторая ступень планетарного типа.

Ходовая система выполнена с подвеской полужесткого типа, как с раскосным, так и с безраскосным вариантами. Ось качания гусеничных тележек выделена в отдельный узел, изолированный от оси бортового редуктора.

Гусеницы выполнены со смазываемым шарниром, опорные и поддерживающие катки – с уплотнениями типа «двойной конус» (Duo-cone seal) с одноразовой смазкой на весь срок службы.

Одноместные кабины установлены на резиновые амортизаторы, имеют большую площадь остекления, хороший обзор, стеклопакеты препятствуют обледенению стекол.

В кабине установлены подрессоренные сиденья, которые регулируют под индивидуальный вес и рост оператора. Вентиляционная установка с калорифером (отопителем) обеспечивает необходимый температурный режим в кабине. По заказу кабина может быть укомплектована кондиционером. Кабина отвечает международным требованиям безопасности и оснащена системой ROPS, (защиты оператора в случае опрокидывания машины).

Гидросистема управления навесным оборудованием обеспечивает выполнение всех функций, необходимых для работы бульдозерам и рыхлителям. На сливе в гидросистеме используют полнопоточные фильтровые элементы с тонкостью очистки 25 мкм.

Моторные установки имеют встроенные в двигатели теплообменники масел трансмиссии и двигателя, либо теплообменник трансмиссии встроен в единый блок с жидкостным радиатором охлаждения двигателя. Система воздушной очистки двухступенчатая, первая ступень состоит из циклона, а вторая – из бумажных фильтровых элементов. Для облегчения запуска двигателей в холодный сезон тракторы оснащены предпусковыми подогревателями.

Таким образом, при создании нового семейства гусеничных бульдозеров были реализованы следующие основные принципы:

•    использование конструктивных решений, проверенных многолетней эксплуатацией аналогичных машин отечественного и зарубежного производства;

•    выявление технических решений, позволяющих уменьшить трудоемкость работ при изготовлении и ремонте машин;

•    использование модульной компоновки узлов и агрегатов;

•    конструктивное подобие машин, позволяющего типизировать вопросы технологии производства, эксплуатации и ремонта;

•    достижение максимально уровня унификации, как между типоразмерами машин близких классов, так и при создании специализированных модификаций на их базе;

•    обеспечение возможности применения различных типов двигателей отечественного и зарубежного производства.

Все модели бульдозеров ОАО «Промтрактор» прошли приемочные испытания на горнодобывающих предприятиях Дальнего Востока, Сибири, Урала и европейского Севера России. С 2001 года прекращено производство тракторов старых моделей Т-330 и Т-500.

Бульдозеры ОАО «Челябинский тракторный завод»

Для предприятий горной промышленности и топливно-энергетического комплекса этот старейший тракторный завод России выпускает гусеничные бульдозера трех типоразмеров пяти базовых моделей (табл. 2).

В период 2001–2002 гг. завод провел комплекс работ по модернизации выпускаемых бульдозеров, направленный в основном на повышение уровня надежности и ресурса, а также комфортности условий труда оператора. К основным усовершенствованиям относится повышение до 25% запаса крутящего момента двигателя, применение улучшенной системы охлаждения двигателя и ходовой системы с жесткой балансирной балкой, механизмов поворота и тормозов, работающих в масле. Кабина оснащена новой отопительно-вентиляционной установкой и системой безопасности оператора на случай опрокидывания машины (ROPS).

Конструкторы завода разработали модель бульдозера с шестицилиндровым дизельным двигателем фирмы Cummins модели M11-C мощностью 140 кВт и ходовую систему с использованием узлов фирмы Berco. Новыми элементами в бульдозере являются: секторная конструкция венцов ведущих колес, цельносварные направляющие колеса, опорные и поддерживающие катки с одноразовой заправкой, рассчитанной на полный срок службы, гусеницы с разъемным замыкающим звеном.

Особое место в ряду гусеничных бульдозеров фирмы «Уралтрак» занимает модель ДЭТ-250М2Б1Р1, отличающаяся от аналогичных машин применением электромеханической трансмиссии, которая обеспечивает автоматическое регулирование тяговых усилий и рабочей скорости в зависимости от внешних нагрузок на всем рабочем диапазоне.

К особенностям этого бульдозера также следует отнести применение двухступенчатых планетарных механизмов поворота и эластичной торсионной подвески каждого опорного катка ходовой системы, позволяющей на транспортных режимах реализовывать повышенные скорости (до 16 км/час).

Бульдозеры зарубежных фирм

Наиболее полные структурные ряды базовых моделей гусеничных бульдозеров-рыхлителей зарубежного производства созданы и производятся четырьмя компаниями. Структура таких типоразмерных рядов зарубежных производителей и ОАО «Промтрактор» представлена в табл. 3. Как видно из табл. 3, компании-лидеры Komatsu и Caterpillar имеют наиболее полные структурные ряды бульдозеров, охватывающих диапазон мощностей от 29–52 до 634–784 кВт и равномерно распределенных по количеству моделей между легкой, средней и тяжелой категориями.

Типоразмерные ряды компаний Dressta и Liebherr смещены в зону бульдозеров легкой и средней категории, а ряд ОАО «Промтрактор» представлен средней и тяжелой категорией. Легкую категорию бульдозеров на отечественном рынке производит ОАО «Челябинский тракторный завод – Уралтрак» и ОАО «Волгоградский тракторный завод».

В России для потребностей горной промышленности и отраслей топливно-энергетического комплекса находят применение, в основном, бульдозеры средней и тяжелой категорий.

Первые поставки зарубежных бульдозеров на отечественный рынок начались с модели Caterpillar D 9G в 1969 году. В дальнейшем эта фирма продолжила поставки машин такого класса, а в последствии и более мощного бульдозера D 10. Позже японская компания Komatsu осуществляла поставки бульдозеров модели D 65 (в основном для строительства лесовозных дорог в районах Дальнего Востока) и моделей D 155, D 355 и D 455 для горнодобывающих предприятий Якутии, Магаданской области и Чукотки. Реализовывались поставки бульдозеров средней и тяжелой категорий фирмами Dresser и Fiat Allis. Наиболее крупные партии бульдозеров (более 3500 единиц) были закуплены в период 1971–1980 гг.

В последующие годы, вплоть до 1985 г., эта тенденция сохранялась. Наращивание объемов производства и расширение гаммы бульдозеров на ЧЗПТ «Промтрактор» и проводимые экономические преобразования в стране способствовали снижению объемов закупки бульдозеров за рубежом. Так, среднегодовая закупка бульдозеров в странах дальнего зарубежья за период 1996–2001 годов составила в среднем 160 шт.

Характеристика парка бульдозеров в России

В настоящее время парк зарубежных бульдозеров России представлен машинами следующих фирм: Caterpillar, Komatsu, Dressta, Liebherr и Fiat-Hitachi. Из последних моделей этих фирм на рынок бульдозеров горнорудной промышленности и топливно-энергетического комплекса России были поставлены следующие модели бульдозеров: D 8R, D 9R, D 10R фирмы Caterpillar; D 155А-3, D 355А-3, D 275А-2, D 375А-З, D 475А-3 фирмы Komatsu; TD 25G(Н) и TD 40С фирмы Dressta; РR 752 и PR 751M фирмы Liebherr. Технические характеристики этих машин приведены в таблицах 4, 5 и 6.

Конструктивные основные решения отечественных и зарубежных бульдозеров отвечают современным тенденциям развития такого вида оборудования. К особенностям зарубежных бульдозеров следует отнести:

•    применение на бульдозерах Caterpillar двигателей с автоматической системой регулирования впрыска топлива в зависимости от нагрузки, делителя потока мощности, позволяющего 25% мощности двигателя передавать механическим способом, а 75% мощноcти через гидротрансформатор;

•    применение на мощных бульдозерах Komatsu механизма блокировки гидротрансформатора;

•    оснащение некоторых моделей бульдозеров механизмами бесступенчатого поворота;

•    применение на бульдозерах Liebherr только гидростатических трансмиссий, существенно упрощающих структуру самой трансмиссии и обеспечивающих максимальное тяговое усилие на единицу массы трактора;

•    применение на бульдозерах Caterpillar треугольного гусеничного обвода с высоко поднятыми ведущими колесами, а также эластичной подвески ходовой системы, что позволяет вывести ведущие колеса из зоны непосредственного их контакта с грунтом и способствует снижению интенсивности их абразивного износа и динамического воздействия. В тоже время применение эластичной подвески обеспечивает поддержание постоянного контакта гусениц с грунтом, сохраняя высокие тягово-сцепные свойства. При этом существенно усложняется конструкция подвески и рам гусеничных тележек. Аналогичного назначения эластичный способ подвески ходовой системы применен и на бульдозерах фирмы Komatsu, но при этом фирма сохранила традиционный эллипсный гусеничный обвод;

•    применение цельнометаллических одноместных, в основном шестигранных кабин с большой площадью остекления, обеспечивающих надлежащий уровень обзорности вперед, назад и сбоку. Кабины оснащаются регулируемыми (в зависимости от роста и массы оператора) поворотными и подрессоренными сиденьями анатомической конструкции, а также современными системами управления, в основном джойстикового типа. Существенный прогресс достигнут в оснащении бульдозеров системами автоматического контроля за параметрами машины и предупреждающей информации оператора о возможном наступлении аварийных ситуаций, а также системами поддержания микроклимата;

•    применение улучшенных конструкций в механизмах соединения бульдозерного оборудования с базовым трактором, позволяющих улучшить кинематику движения отвала и приблизить отвал к трактору. Это позволило несколько уменьшить общий габарит бульдозера по длине и увеличить заглубляющее и напорное усилия на отвале.

Проведенные сравнительные испытания бульдозеров ОАО «Промтрактор» и ОАО «Челябинский тракторный завод – Уралтрак» с их зарубежными аналогами показали, что по технической производительности бульдозеры практически равноценны. Однако опыт эксплуатации бульдозеров в реальных производственных условиях показывает, что по показателям годовой наработки (в моточасах) и среднегодовой эксплуатационной производительности зарубежные бульдозеры превосходят отечественные (аналоги по мощности, массе, типу отвала) в среднем на 15% и на 30–35%, соответственно. Это объясняется более высоким уровнем безотказности и, тем самым, более высоким коэффициентом технического использования машин.

Основные факторы, определяющие развитие рынка бульдозеров

Что касается дальнейшего развития рынка бульдозеров, то потребительский спрос будет определяться уровнем реализации принятых федеральных и региональных программ развития конкретных отраслей промышленности на период ближнесрочной (2002–2005 гг.) и среднесрочной (2006–2010 гг.) перспектив.

В дорожном строительстве предусматривается к 2010 году построить и реконструировать 61 тыс. км территориальных автодорог. Приоритетом будут пользоваться объекты и направления, имеющие наибольшее значение для развития, как отдельных регионов, так и страны в целом. В частности, это магистраль Омск – Новосибирск – Кемерово – Красноярск – Иркутск – Улан-Удэ – Чита – Хабаровск – Владивосток. Мероприятиями по ремонту и содержанию дорог предусмотрено ежегодное увеличение объемов ремонтных работ на 4–6% в период 2002–2005 гг. с последующим ростом в 1.6 раза в период 2006–2010 гг.

В нефтедобывающем комплексе до 2005 года предусматривается освоение около 100 новых нефтяных и нефтегазовых месторождений в Западной Сибири, Пермской области, Республике Коми, Ненецком автономном округе, Поволжье, Восточной Сибири и Сахалинской области. В период 2002–2005 гг. намечено построить и реконструировать более 2500 км нефтепроводов и более 2600 км нефтепродуктопроводов, а в период 2006–2010 гг., соответственно, около 3000 км таких магистралей.

В газодобывающей промышленности предусмотрена модернизация и реконструкция 23 тыс. км и строительство 22 тыс. км магистральных газопроводов, а прирост сети распределительных газопроводов должен составить 75–80 тыс. км, 75% которых приходится на сельскую местность.

В угольной промышленности за период 2002–2005 гг. планируется реконструкция действующих шахт и строительство 10 новых шахт и 47 разрезов. Основной объем ввода новых мощностей приходится на Кузнецкий и Канско-Ачинский бассейны и месторождения на Дальнем Востоке. За период 2006–2010 г.г. должны быть введены 8 новых шахт и 22 разреза. Выполнение этих задач потребует увеличения объемов вскрышных работ, которые могут составить в период 2002–2005 гг. – 170–175 млн. м3, а за период 2006–2010 гг. – 100–110 млн. м3.

В области электроэнергетики предусматривается строительство гидроэлектростанций средней мощности на реках Зея (Амурская обл.) и Угур (Южная Якутия), а также Нижняя Ангара (Красноярский край).

В области развития железнодорожного транспорта, помимо реконструкции 5840 км дорог для скоростного движения поездов и электрификации 6900 км железных дорог, предусмотрено строительство и прокладка около 1500 км новых дорог, в том числе к Чинейскому рудному и Эльгинскому угольному месторождениям.

В области авиационного транспорта предусмотрено строительство 33 взлетно-посадочных полос и завершение строительства новых авиационных комплексов в городах Омске и Сыктывкаре.

Намеченные увеличения потребности и роста спроса на бульдозеры со среднегодовым темпом в пределах 4–6%, т.е. общая потребность в бульдозерах мощностью более 300 л.с. в 2003–2006 гг. составит в среднем 700–750 шт.

* * *

Таким образом, в настоящее время российские заводы производят необходимую номенклатуру бульдозеров, как по мощности, типоразмерам, так и тяговым классам. Однако в современных рыночных условиях отечественным производителям бульдозеров необходимо позаботиться о выходе на мировой уровень эксплуатационной надежности и безотказности техники, а также срочно предпринять меры, направленные на существенное снижение эксплуатационных затрат у потребителя.  

Журнал "Горная Промышленность" №4 2002