Новая линейка самосвалов серии БЕЛАЗ-7558 грузоподъемностью 90 тонн с электромеханической трансмиссией переменного тока

Л.И.Трухнов, А.М.Насковец

Развитие добычи полезных ископаемых открытым способом в последние годы характеризуется усложнением топографических условий месторождений, вовлекаемых в разработку, увеличением глубины существующих карьеров. Для уменьшения себестоимости перевозок необходимо увеличивать уклоны внутрикарьерных дорог и съездов, а также уменьшать ширину проездов. Как вариант решения для хозяйств – это переход на меньшую грузоподъемность парка карьерных самосвалов. До последнего времени большую часть автопарка машин грузоподъемности более 100 т составляли автосамосвалы с электромеханической трансмиссией, и переход хозяйств, использующих такие машины, на автотранспорт меньшей грузоподъемности с гидромеханической трансмиссией неизбежно потребует обучения и найма нового персонала для ремонта и обслуживания.

Проект карьерного самосвала БЕЛАЗ-75580

Проект карьерного самосвала БЕЛАЗ-75580

В начале 2008 года РУПП «Белорусский автомобильный завод» выставил на ведущие мировые заводы по производству электропривода технические требования на разработку привода для карьерного самосвала грузоподъемностью 90 т. При этом учитывался опыт внедрения привода переменного тока на самосвалах большей грузоподъемности. В основу технических требований легли тягово-динамические характеристики, весовые и габаритные параметры карьерного самосвала БЕЛАЗ-75570 грузоподъемностью 90 т с гидромеханической трансмиссией.

Завод получил на рассмотрение технические задания на комплекты тягового электропривода от четырех российских поставщиков: ЗАО «Крона Груп», ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила», ЗАО «ВНИПТИ ОАО АЭК «Динамо», ООО «Русэлпром». После детальной проработки и согласования параметров привода было принято решение о реализации предложений первых двух производителей. Будущие карьерные самосвалы нового поколения получили обозначение БЕЛАЗ-75580 (ЗАО «Крона Груп») и БЕЛАЗ75581 (ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила»).Опытный образец карьерного самосвала БЕЛАЗ-75580 на заводском испытательном полигоне

Опытный образец карьерного самосвала БЕЛАЗ-75580 на заводском испытательном полигоне

В середине 2012 года был изготовлен первый опытный образец карьерного самосвала БЕЛАЗ-75580, а к концу этого же года – первый образец БЕЛАЗ-75581. На данный момент обе машины проходят предварительные испытания в условиях заводского полигона.

Конструктивные особенности карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7558

Карьерные самосвалы новой серии представляют собой двухосные технологические машины грузоподъемностью 90 т с жесткой литосварной рамой и задней разгрузкой, с колесной формулой 4\2, передними управляемыми и задними ведущими колесами. Эти самосвалы предназначены для перевозки вскрышных пород и полезных ископаемых на открытых горных разработках, грунта и других сыпучих грузов вне дорог общего пользования, рассчитаны на эксплуатацию в сложных горнотехнических условиях карьеров различной глубины и конфигураций.

На карьерных самосвалах этой серии установлен дизельный, четырехтактный двигатель с V-образным расположением цилиндров, непосредственным впрыском топлива, газотурбинным наддувом и промежуточным охлаждением надувочного воздуха фирмы Cummins модели QST 30-C, мощностью 783 кВт (1065 л.с.) при 1900 об/мин. Высокая мощность установленного силового агрегата и применение на самосвалах электропривода нового поколения позволяет развивать скорость до 60 км/ч.Опытный образец карьерного самосвала БЕЛАЗ-75581 на заводском испытательном полигоне

Опытный образец карьерного самосвала БЕЛАЗ-75581 на заводском испытательном полигоне

Двигатель оборудован электростартерным пуском, сухими трёхступенчатыми воздушными фильтрами с автоматическим удалением пыли. Для облегчения пуска двигателя в холодное время года на карьерном самосвале установлен предпусковой подогреватель охлаждающей жидкости и фильтр грубой очистки с функцией подогрева топлива.

Выпуск отработавших газов осуществляется через теплоизолированные трубопроводы и металорукава оригинальной конструкции в газоприемник для обогрева грузовой платформы.

В состав карьерного самосвала БЕЛАЗ-75580 входит комплект тягового электропривода переменно-переменного тока КТОЭ-90 производства ЗАО «Крона Груп». Использование данного привода обеспечивает максимальный динамический фактор не менее 24%, при этом самосвал с полной загрузкой способен преодолевать длительные уклоны до 160‰ со скоростью не менее 6,3 км/ч (на уклонах 100‰ скорость составляет около 10 км/ч).

Использование тормозных резисторов общей мощностью 1200 кВт позволяет удерживать постоянную скорость в 15 км/ч на спуске 160‰. Электропривод КТОЭ-90 состоит из двух тяговых электродвигателей ТАД-350-6 УХЛ2, тягового генератора СГТ-750 УХЛ2, шкафа электрооборудования ШПСУ-90 (табл. 1) .Табл. 1 Электрические параметры электропривода КТЭ90

На карьерном самосвале БЕЛАЗ-75581 установлен электропривод КТЭ-90 производства ОАО «Силовые машины» филиал «Электросила». Электропривод КТЭ-90 (табл. 2) состоит из двух тяговых двигателей ТАД-9 УХЛ2, тягового генератора ГСТ 700-8 УХЛ2 (1900 об/мин, трехфазное исполнение), шкафа преобразователя частоты ШУ-90 (или «преобразователя») с комплектом монтажных частей (комплект внешних кабелей и контроллер кабины), комплекта кабинного оборудования (приборы управления, контроля и визуализации расположенные в кабине водителя); тормозной установки УВТР 2\600 сопротивлением 1,4 Ом и системы вентиляции электропривода.

Применение тягового электропривода с частотно-регулируемым асинхронным электроприводом по сравнению с гидромеханической трансмиссией позволяет: улучшить тяговые и тормозные характеристики самосвала; повысить эффективность его работы за счет более высокой производительности; расширить скоростной диапазон за счет эффективного динамического торможения в области высоких и низких скоростей; повысить надежность работы автосамосвала в целом; снизить эксплуатационные затраты на техническое обслуживание, ремонт и расходные материалы за счет исключения коробки передач с гидротрансформатором и насосом, дифференциала с карданной передачей, многодискового рабочего тормоза с его системой охлаждения, применения высокоэффективной микропроцессорной системы управления и диагностики.

Классическая колесная формула 4\2 в сочетании с направляющим аппаратом подвески, короткой базой и электромеханической трансмиссией переменного тока обеспечивают высокую плавность хода, маневренность и хорошие тягово-динамические качества.

Принятая схема направляющего аппарата подвески самосвала снижает силу сухого трения по сравнению с самосвалами – аналогами в 2–4 раза, обеспечивает хорошую плавность хода и соответственно минимальные динамические нагрузки на оператора и узлы самосвала. Использование шаровых опор в цилиндрах подвески снижает трудоемкость и себестоимость ремонта, при ремонте требуется замена только вкладышей вместо шарнирных подшипников в сборе и не требуется демонтаж пальца подшипника, трудоемкость замены которого значительно вырастает в случае выработки в процессе эксплуатации. Использование классической схемы редукторов моторколес ведущего моста максимально унифицированных с редукторной частью серийных 120-тонных самосвалов позволяет добиться высокой надежности данного узла.

Гидросистема привода рулевого управления, тормозов и опрокидывающего механизма – объединенная, что позволяет упростить и унифицировать гидропривод. Привод гидронасоса переменной производительности осуществляется от выходного фланца тягового генератора без применения дополнительного редуктора, что позволяет снизить потери мощности и исключить из конструкции радиатор для охлаждения гидропривода, достичь ресурса насосов до ремонта с учетом внедренной дополнительной системы фильтрации масла не менее 25–30 тыс. моточасов.

В стандартную комплектацию самосвалов серии БЕЛАЗ-7558 входит предпусковой подогреватель жидкости, кондиционерно-отопительный блок, система комбинированного пожаротушения с дистанционным включением, автоматическая централизованная система смазки, система контроля загрузки и топлива, телеметрическая система контроля давления в шинах, система видеообзора, система предупреждения приближения к высоковольтным линиям.Табл. 3 Основные технические характеристики самосвалов серии БЕЛАЗ-7558

По заказу потребителя возможно комплектование карьерных самосвалов различными грузовыми платформами (кузовами), обеспечивающими максимальное использование грузоподъемности самосвала в зависимости от плотности перевозимого груза. Также платформы (кузова) могут комплектоваться износостойкой футеровкой днища – при перевозках породы с большими абразивными свойствами. В ближайшей перспективе прорабатывается вариант установки на данные карьерные самосвалы двигателя внутреннего сгорания от другого производителя.

Технические характеристики карьерных самосвалов серии БЕЛАЗ-7558 грузоподъёмностью 90 т представлены в табл. 3. Внедрение новой, по предварительным исследованиям востребованной потребителями, серии карьерных самосвалов, позволит горнякам снизить эксплуатационные затраты и повысить производительность карьерного транспорта при перевозках полезных ископаемых и вскрышных пород.

Журнал "Горная Промышленность" №2 2013