Права 

Самосвал с шарнирно сочлененной рамой. Шарнирно-сочлененный самосвал. Валерий Васильев, Константин Закурдаев

Сочлененный самосвал, или землевоз, - мощная спецтехника повышенной проходимости, предназначенная для транспортировки больших объемов сыпучих материалов в условиях бездорожья. Она превосходит стандартные модели по ряду параметров. Ключевой особенностью шарнирно-сочлененного самосвала является оптимальный баланс массы и грузоподъемности, благодаря которому техника демонстрирует превосходную маневренность и исключительную надежность. Эти машины способны выполнять сложные задачи при минимальных временных затратах.

Область применения

Повышенная проходимость позволяет использовать сочлененные самосвалы для перевозки насыпных грузов по пересеченной местности и грунтовым дорогам. Также эта спецтехника оптимальна в местах со сложными климатическими условиями. Наиболее широкое применение шарнирно-сочлененные самосвалы получили в горнодобывающей отрасли. Их используют при разработке карьерных месторождений и шахт. Также эти машины активно применяются в строительной сфере - на неподготовленных стройплощадках при отсыпке грунта в процессе вскрышных работ. В нефтяной отрасли самосвалы данного типа используются при обустройстве месторождений и прокладке трубопроводов. Возможности техники не ограничиваются транспортировкой грунта и сыпучих материалов. С помощью таких грузовиков можно перевозить длинномерные грузы, контейнеры, вахтовые домики и прочее оборудование.

Преимущества

Самосвал с шарнирно-сочлененной рамой имеет определенные достоинства в сравнении с шоссейными моделями. В частности, он более эффективно справляется с различными транспортными задачами на местности с плохой проходимостью. Также он выигрывает за счет способности быстро и безопасно преодолевать крутые подъемы. Маневренность и малый радиус разворота дают ему возможность выполнять задачи на ограниченной площади: на строительных площадках, горных выработках, в густых лесных зарослях. Он способен совершать круговой разворот практически на месте и без набора скорости. При этом компактность позволяет ему перемещаться и по асфальтированным дорогам общего назначения. Особенности конструкции также обеспечивают эти машины способностью выдерживать большие нагрузки и защищают от опрокидывания.

Классификация

Шарнирно-сочлененный самосвал имеет классическую конструкцию, которая практически не изменилась с момента создания первой модели. Основной элемент - подвижная двухсекционная рама, части которой соединены шарнирами. Стандартный набор шасси включает дизельные двигатели, гидромеханическую трансмиссию, блокировки межосевых и осевых дифференциалов, передний привод и маслопогруженные тормоза. Также в состав конструкции входит вместительный v-образный кузов и просторная кабина.

Классификация сочлененных самосвалов производится по следующим критериям:

  • по грузоподъемности: малая (10-30 т), средняя (30-50 т), большая (более 50 т);
  • количеству осей: двух- или трехосное шасси;
  • способу разгрузки кузова: сваливание, опрокидывание, принудительная разгрузка.

Технические характеристики

Разнообразие модельного ряда сочлененных самосвалов требует ответственного подхода к выбору машины. Грузовик должен полностью соответствовать типу выполняемых работ и условиям эксплуатации. Для этого особое внимание нужно уделить следующим техническим характеристикам:

  • количеству осей и колесной формуле,
  • модели и мощности двигателя,
  • полезной нагрузке,
  • диаметру разворота,
  • способу выгрузки,
  • общей массе,
  • вместительности кузова,
  • скорости передвижения.

Шарнирно-сочлененные самосвалы Cat®

Американский концерн Caterpillar выпускает грузовики данного типа с 1985 года. Модельный ряд включает 9 машин в разных вариантах исполнения. Все сочлененные самосвалы являются трехосными. Объем кузова достигает 25 м 3 . Техника отличается простотой эксплуатации, но при этом является выносливой, производительной и эффективной в решении различных задач. Покупка или аренда самосвала Cat® обеспечивает безопасную транспортировку грузов даже в экстремальных условиях, существенно сокращая временные и финансовые затраты. Детально ознакомиться с моделям и и их особенностями можно .

725C2. Самосвалы этой модели оснащены долговечными мощными двигателями С9.3 ACERT, которые являются запатентованной разработкой производителя Caterpillar и отвечают передовым требованиям ЕС и США по токсичности выбросов вредных веществ. В машинах реализованы стратегии APECS - электронного управления повышенной производительности. Это обеспечивает не только увеличение последней, но и рост ускорения, а также плавное переключение передач. В самосвалах 725С реализовано и множество других технических усовершенствований, направленных на повышение удобства и безопасности работы, а также функциональных возможностей машин. Обновленные задняя и передняя рамы обладают значительным запасом прочности, также увеличена емкость топливного бака. В самосвалах присутствуют предохранитель переключателя стояночного тормоза, цветной многофункциональный экран, выполнена подготовка для монтажа противоугонной системы.

730C2. Данная модель обладает грузоподъемностью в 28 т и эксплуатационной массой 51,7 т. Она комплектуется долговечным мощным двигателем Cat С13 ACERT, соответствующим современным экологическим требованиям. За счет реализации стратегий электронного управления APECS обеспечиваются плавное переключение передач, повышение производительности и хорошее ускорение. Большое внимание уделено безопасности самосвалов 730С2 с шарнирно-сочлененной рамой. В машинах присутствуют функция ограничения скорости движения, надежный компрессионный тормоз двигателя. Дополнительно на крыше можно установить наружные фонари освещения. Двигатель отличается надежностью функционирования, что тоже достигается за счет реализации передовых решений, например системы авторегулирования тяги. Необходимо также отметить повышенную емкость топливного бака, что позволяет увеличить время между дозаправками.

740GC От предыдущей модели такие самосвалы отличаются увеличенной грузоподъемностью и вместительностью (до 38 т и 23 м 3 соответственно). Машины 740GC обладают высокой прочностью, надежностью и производительностью. За счет комплектации передовыми двигателями и простоты в обслуживании они обеспечивают снижение эксплуатационных затрат. Приводы оснащены технологией ACERT, поэтому отличаются сниженной токсичностью выбросов и отвечают актуальным экологическим требованиям ЕС и США. Самосвалы укомплектованы лучшими в своем классе коробками передач. Кабина оператора является достаточно просторной, имеет хорошую защиту от шума и пыли, оснащена удобным сиденьем, а панель управления отличается рациональным расположением элементов, что в комплексе способствует повышению производительности труда и скорости выполнения требуемых манипуляций.

745. Данная модель имеет максимальную грузоподъемность и вместительность (41 и 25 м 3 соответственно) среди всех вышеописанных. Такая техника обеспечивает наибольшую производительность. Она обладает и традиционными для оборудования Cat надежностью, функциональностью и экологичностью, что достигается за счет внедрения передовых технологий. Значительное внимание уделено также эксплуатационной безопасности. Самосвал Cat 745 обеспечивает новый уровень комфорта водителя, принципиально новая кабина водителя представляет собой шаг в сторону следующего поколения самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой. Новый комбинированный рычаг подъемника/ 9-ти ступенчатой коробки передач гарантирует простое и интуитивно понятное управление подъемником и переключение передач. Двигатель самосвала 745 укомплектован компрессионным тормозом, предусмотрен также тормоз в режиме ожидания, а на рабочей площадке присутствует ограничение по скорости. Специальная система помощи обеспечивает облегченное трогание на подъеме, а ATC - автоматическое регулирование тяги. В машинах 745 реализованы также системы, позволяющие управлять повышенной производительностью в электронном режиме.

Юрий Петров

Мобилизация промышленности и интенсивная эксплуатация недр во время Второй мировой войны привели к истощению изведанных запасов легкодоступных ресурсов неглубокого заложения в Европе и США. В послевоенное время мировая индустрия, раскрученная маховиком военных заказов, прошла сложный этап конверсии. Лишившись государственных субсидий, металлургия, машиностроение, строительный и коммунальный сектора столкнулись с острой нехваткой руды, угля, бокситов и других полезных ископаемых.

В 1949 г. в Германии изведанных запасов руды оставалось только на десять лет, в Великобритании – лишь на восемь. Японию и вовсе ждала участь ее заброшенных колоний. Лозунг «Всё для победы над Гитлером!» стал одной из причин появления в США «ржавого пояса» (Термин «ржавый пояс» относится к былому сосредоточию тяжелой промышленности на северо-востоке США, от Огайо до Чикаго. Фактически это самый крупный за всю историю человечества символ назревшей перестройки, когда прежде расточительные методы добычи и производства не соответствуют современным условиям.) – заброшенных шахт, выработанных карьеров, городов-призраков, что меняло социальный уклад населения.

Затраты на разработку новых месторождений увеличились в сотни раз. Резко подорожал каменный уголь. Правительства многих европейских стран рассматривали фантастические по тем временам проекты плавающих платформ для добычи на шельфе нефти и газа. Для реконструированных предприятий требовалось традиционное сырье. Следствием активного освоения новых, экономически перспективных, но труднодоступных районов в 1950-х годах в Европе стало быстрое старение и затаривание автопарка – техника не могла работать в новых условиях, так как проектировали ее еще по довоенным технологиям.

Новые разработки полезных ископаемых находились на большом удалении от мест традиционного проживания людей и производства; требовалось осваивать сложные в топографическом плане территории, использовать небольшие объемы залежей полезных ископаемых и увеличивать расходы на содержание дорожной инфраструктуры на фоне роста налогообложения за пользование недрами и территорией. В отсутствие качественно новых видов техники это заставило срочно пересмотреть традиционный и дорогостоящий технологический цикл экскаватор–самосвал.

Обычный карьерный самосвал тех лет был разработан по лекалам 1920-х годов, оснащен механической коробкой передач, гидравлическими тормозами и даже бульдозерным отвалом (!) для эффективности торможения или стоянки во время погрузки. При возрастающих аппетитах экономики эти архаизмы смотрелись потешно. Маркшейдеры, поколдовав над планами разработки новых месторождений и изучив новомодную американскую логистику, задумали «ноу-хау»: нужно менять технологическую цепочку. Остановились на схеме бульдозер–скрепер–землевоз. (В СССР эту технологию впервые применили в 1938 г. Опыт не удался по причине банальных поломок заграничных скреперов. Изобретателя новой технологии (Н. Крупко) обвинили во вредительстве и по этапу отправили на прииски Колымы – доказывать превосходство русских мускулов над производительностью чужеземных машин.)

Землевозные самосвалы – прообраз современных сочлененных самосвалов, изготавливали на базе одно- и двухосных тракторных тягачей. Тягач, сама по себе универсальная и мощная машина, к тому времени был технологически отработан, а применение в конструкции гидравлики позволяло широко использовать его для буксировки полуприцепных скреперов, кранов, трейлеров-тяжеловозов и автоцистерн, в том числе для поливки автомобильных дорог. Достоинства тягачей в составе землевозов – мощный гидропривод, унификация на 90% с самоходными скреперами, низкие стоимость и эксплуатационные расходы. Стоимость, содержание и ресурс парка из четырех карьерных самосвалов и одного экскаватора равнялись парку из пяти скреперов, семи землевозов и двух бульдозеров.

При этом цикличность спарки экскаватор–самосвал низкая и меньшая на 5...12% производительность. Двухосный тягач в эксплуатации был подобен машине, но имел ограничение по маневренности. Одноосный тягач был сверхманевренным – он мог поворачивать относительно продольной оси на 90°, и поворот осуществлялся при удержании руля в одном из крайних положений, как у скрепера (не важно, стоит машина или идет – рулевое колесо перекрывает давление в одном из контуров, и положение рамы меняется); угол перекоса рам достигает 7°, геометрическая проходимость за счет угла рампы достаточная. Эти технические выводы в теории позволили строить узкие дороги с меньшим радиусом поворотов и не сильно беспокоиться о ровности дорожного полотна.

Главными недостатками землевозов были их привод только на переднюю ось и зачастую недостаточное для гашения огромной инерционной массы на спусках тормозное усилие на задних колесах, что заметно ограничивало использование этих машин в карьерах глубокого заложения, где разработку горной массы ведут экскаваторы. Скрепер эффективно справлялся на относительно легких грунтах, но, по сути, это сезонная техника, не способная работать с полной отдачей на мерзлых грунтах (в северных странах, в том числе СССР, зиму использовали для регламентного ремонта). Поэтому схему с землевозами долго применяли лишь в странах с относительно теплым климатом (США, юг Европы).

Разработку грунта доверили скреперу в тандеме с бульдозером-толкачом, (Бульдозер при отсутствии самоходных скреперов мог быть также задействован с прицепными скреперами. Опять же налицо унификация парка, в которой нуждались небогатые добывающие компании.) в свободное время занятым на экскавации и рыхлении пород. Перегрузка горной массы или породы из ковша скрепера в кузов самосвала-землевоза происходила на транзитной эстакаде навалом сверху. Схема себя оправдывала в небольших карьерах, достаточно было иметь однотипный парк тягачей и пару бульдозеров.

В СССР на протяжении 1960-х годов МоАЗ и БелАЗ испытывали и выпускали малыми сериями землевозы, в том числе с кузовами ЧМЗАП. Наибольшая их производительность достигалась лишь на строительстве гидротехнических сооружений и в дорожном строительстве.

Постепенно накапливался бесценный материал для совершенствования техники. Например, стало ясно, что схема одноосного тягача, приспособленного больше для скрепера, нежели для землевоза, совсем не годится для карьера – за 2...3 года эксплуатации разрушается футеровка кузова, изнашивается шарнир сочленения для хобота рамы кузова. Ведомая задняя ось и поперечные перегрузки приводили к разрушению слабого механизма сочленения (неквалифицированным маркшейдерам не объяснили разницу понятий «проходимость» и «геометрическая проходимость»). Тезис о внедорожных качествах и поворачиваемости оказался мифом – одноосные тягачи в составе землевоза, в отличие от скрепера, эксплуатировали на высокой скорости, и по невнимательности водителей случалось много аварий именно в поворотах. Кузов летел по инерции в одну сторону, тягач волчком закручивался в другую. Сплошная комедия, а не карьер! Монстры, место которым в цирке.

Первый серийный ADT российского производства – ЧСДМ ВДС-16 грузоподъемностью 16 т

Пока маркшейдеры прогибались под начальство, изобретая новые технологические процессы транспортировки горных масс с помощью землевозов, инженеры Volvo без лишнего шума в середине 1960-х изобрели новый подтип транспортного средства, а проще сказать – придумали из того, что было: колесный трактор с отцепленной передней осью шарнирно крепился к задней раме, на которой был установлен кузов. Машина оказалась незаменима на бездорожье, (Соотношение грунтовых и шоссейных европейских дорог в 1970-х годах за счет послевоенного увеличения протяженности технологических дорог в среднем составляло 3:1, а до Второй мировой войны оно равнялось 2:1.) хотя в эксплуатации была недешева, в первую очередь из-за применения гидравлики и высокой удельной металлоемкости, и долго приживалась на стройках и в карьерах: очевидные достоинства – низкий уровень загрузки и высокая эффективность на бездорожье по причине косности мышления воспринимались скорее как недостаток. Новому направлению поначалу даже не стали придумывать название: dumper он и в Африке думпер. Позже шарнирно-сочлененные машины под давлением таможни, чтобы не путать с обычными самовалами, начали именовать ADT (articulated dump truck). В разное время их выпускали около 40 производителей, из которых два находились в Белоруссии и три в России.

В 2000-х годах ежегодные продажи ADT в Европе составляют примерно 2200 новых машин, тогда как скреперов – 17...20 ед. Общеевропейский парк сочлененных самосвалов превышает 15 тыс. ед., имеется хорошо налаженная сбытовая сеть «сэконд-хенда» в страны Африки, Азии и Индокитая. Стоит сразу обратить внимание на соотношение продаж скреперов и ADT: 35 лет назад ситуация была прямо противоположная. Примечательно, что в отечественных вузах охотно изучают конструкцию и эксплуатацию скреперов, хотя реально их используют все меньше и меньше. В это же самое время ADT в головах некоторых строителей и горняков остается предметом темным, а потому изучению не подлежащим.

Во всем мире ADT своей популярностью во многом были обязаны появлению в карьерах высокопроизводительных колесных и гусеничных погрузчиков, способных заменить в карьере бульдозер, скрепер и экскаватор одновременно. На первых порах ADT не были востребованы у горняков. Арочные шины, высокая проходимость, относительная и удельная мощность оказались в самый раз для строительного бизнеса, где были задействованы карьеры производительностью выемки до 20 млн. т/год. Груз из карьера или резерва доставляли на плече до 3 км до объекта ближайшего строительства или строительного завода. Экономическая эффективность использования ADT фактически была сопоставима с обычными строительными самосвалами, однако общий ресурс за счет высокой степени запаса прочности рамы и кузова достигал 15...18 лет. Такую технику целесообразно брать в аренду или на короткий срок эксплуатации с последующим погашением кредита в виде возврата техники по остаточной стоимости.

Отечественный опыт создания сочлененных самосвалов фактически совпал с общемировым. Первые карьерные сочлененные самосвалы конструкции Б. Погоничева и машины тихвинского завода «Трансмаш» были изготовлены на базе «Кировца» с механической КП. Впрочем, это и предопределило их неудачу. Главная проблема самосвалов – трансмиссия. Сейчас используют только гидромеханическую трансмиссию, что позволяет плавно наращивать скорость даже при максимальных нагрузке и сопротивлении качению на грунтах со средней несущей способностью.

В то же время подземные самосвалы МоАЗ с гидромеханической трансмиссией, специально адаптированные под большие нагрузки, вполне справлялись с задачей – их до сих пор применяют в строительстве и открытых карьерах. На смену им идет свежее пополнение в виде БелАЗов и 16- и 25-тонных ЧСДМ серии ВДС. Впрочем, выпуск челябинских самосвалов до сих пор под большим вопросом – в прошлом году там не выпустили ни одной штуки, а МоАЗ и БелАЗ ввиду недавнего объединения пока решают, чей же бренд использовать для продаж.

Конструкция ADT долгие годы почти не менялась, компоновка тоже: применение ретардеров, процессоров, блокировок, кабин с защитой ROPS-FOPS, маслопогружные тормозные механизмы, привод только на передний мост и т. д. – всё на выбор клиента. Распространены кузова с разными видами разгрузки (опрокидывание прямым сваливанием, разгрузка дозатором распределения и отсыпка теледумпированием). Грузоподъемность современных ADT – 10...50 т, это определено одной из главных потенциальных сфер применения самосвалов – производством вскрышных работ, которые из-за низких эксплуатационных показателей традиционных транспортных машин часто относят к летнесезонным. Зимний период наиболее благоприятен по резерву времени, но требует наличия транспортной техники, надежно работающей в худших погодных условиях, однако тогда начинает действовать правило ограничения массы транспортного средства.

В свое время для карьеров были выпущены 100...150-тонные шарнирно-сочлененные самосвалы с электромеханической передачей, но при полной массе 300 т стоимость их эксплуатации была сопоставима с аналогичными карьерными самосвалами. В настоящее время около 10% продаж приходится на машины грузоподъемностью до 20 т. Половину рынка занимают 25-тонные машины, которые можно задействовать для широкого спектра работ. За ними следуют 30-тонные ADT (22% рынка) и самосвалы грузоподъемностью 35...40 т (10...12% рынка); 40-тонные ADT занимают сектор не более 5%, а сбыт машин грузоподъемностью свыше 40 т не превышает 1%. (Обзор конструкций наиболее распространенных сочлененных самосвалов см. в «ОС» № 12, 2004 г. Технические характеристики см. в электронной версии каталога «Горная+Шахтная Техника».)

Volvo уже несколько лет пытается расширить использование двухосных самосвалов в горном деле, применяя уникальную систему выносных подруливающих колес, которые позволяют развернуться в узких шахтах и карьерах. Terex, Randon и Bell на базе легких и средних ADT выпускают широкий спектр сортиментовозов, металловозов и рудовозов.

Разгрузка Moxy MT41 ведется подъемом кузова с одновременным открыванием заднего борта

Hydrema освоила выпуск самосвалов с кузовом поворотного типа. ЧСДМ в 2001 г. строила планы по выпуску унифицированого с ВДС-16 самосвального автопоезда с седельным сцепным устройством. CNH с 2000 г. пытается закрепиться на разных рынках, продавая технику сразу под несколькими брендами.

Использование самосвалов с шарнирно-сочлененной рамой по сути не меняет технологические цепочки в разработке месторождений, особенно в тяжелых дорожных условиях. ADT можно применять в каких угодно цепочках, где задействованы бульдозеры, грейдеры, скреперы, экскаваторы, погрузчики, конвейерный и железнодорожный транспорт, и в этом достигается больший универсализм, нежели с традиционными карьерными самосвалами и землевозами. Однако карьерные самосвалы списывать со счетов рано.

(Продолжение следует)

Проведение определенных видов работ в строительной, горнодобывающей отраслях, или в щебеночной промышленности предполагает использование различной спецтехники. А поскольку работа на строительных или карьерных площадках происходит в достаточно непростых условиях, то и спецтехника там должна применяться надежная и безотказная, обладающая повышенной проходимостью и маневренностью.

Воплощая в жизнь идею создания подобного безотказного оборудования, в 1966 году шведская компания Volvo выпустила первый шарнирно-сочлененный самосвал (хотя сама концепция соединить трактор-тягач с полуприцепом появилась задолго до этого). В настоящее время производством таких универсальных машин занимается несколько компаний специализирующихся, как правило, на выпуске строительной и дорожно-строительной техники.

Область применения шарнирно-сочлененных самосвалов

Наиболее часто самосвалы с шарнирно-сочлененной рамой применяются при транспортировке сыпучих грузов по сложной или пересеченной местности, а также в районах с суровым климатом. Тем не менее, перемещение грунта не является основной функцией данного вида спецтехники, поскольку специально оборудованные грузовики отлично зарекомендовали себя и при выполнении других работ: при перевозке контейнеров, длинномеров, вахтовых домиков и прочего оборудования, в экстремальных условиях. Особым спросом пользуется эта спецтехника и при добыче песка или другого сырья в карьерах и шахтах, поскольку ее использование зачастую рентабельнее, чем использование обычных самосвалов, бульдозеров или экскаваторов.

Преимущество шарнирно-сочлененного самосвала перед обычным автосамосвалом очевидно, поскольку в сочлененной машине лучше соотношение грузоподъемности и массы машины, а это напрямую влияет на срок эксплуатации техники и ее маневренность. Конструктивные особенности данной спецтехники предохраняют ее от перегрузок, обеспечивают надежное сцепление на сложных участках дороги, гарантируют безопасное опрокидывание кузова. Современные самосвалы обеспечивают оптимальные условия труда за счет системы кондиционирования, пониженного уровня шума в кабине, хорошего обзора и жесткой трехточечной передней подвеске.

Конструкция и основные характеристики шарнирно-сочлененных самосвалов

С момента выпуска первого образца конструкция сочлененного самосвала существенно не изменилась: рама выполняется из двух секций, соединенных между собой шарнирами. Такая шарнирная конструкция сочленения позволяет секциям двигаться относительно друг друга, что уменьшает нагрузку на механизм и обеспечивает постоянный и надежный контакт колес с дорогой.

Грузоподъемность данной техники варьируется от 10 до 50 тонн, но самым большим спросом пользуются автомобили грузоподъемностью до 30 тонн. Производители предлагают трехосные (реже двухосные) автомобили с колесными формулами 6х4 и 6х6. Шарнирно-сочлененные самосвалы могут быть прицепными, идущими в связке с тракторами, многоосными тягачами или же автоземлевозами, которые идут вместе с одноосным транспортом.

На разные модели самосвалов устанавливаются кузова, приспособленные под различные виды разгрузки (опрокидывание, сваливание, выгрузка с помощью дозатора распределения). Скомпонованы машины примерно одинаково: гидромеханическая трансмиссия, привод только на передний мост, маслопогружные тормозные механизмы, процессоры, механизмы блокировки осевых и межосевых дифференциалов. Двигатели на спецтехнику устанавливаются дизельные (рядные и V-образные).

Стоимость шарнирно-сочлененных самосвалов зависит от производителя, модели, грузоподъемности, комплектации и многих других нюансов.

Шарнирно-сочлененные самосвалы применяются на строительных и карьерных работах, где необходима повышенная проходимость и маневренность. Техника широко используется в горной отрасли на открытых горных разработках на обводненных карьерах, на строительных площадках в условиях низкой проходимости, при отсыпке грунта во время вскрышных работ. Также шарнирно-сочлененные самосвалы применяются и в нефтяной отрасли при обустройстве месторождений и строительстве трубопроводов.

Сочлененные самосвалы по сравнению с шоссейными самосвалами имеют ряд преимуществ - позволяют осуществлять строительство в условиях низкой проходимости, могут преодолевать крутые подъемы, имеют малый радиус разворота и высокую маневренность, поэтому способны работать на ограниченной площади, способны передвигаться по асфальту и в местностях, где дороги отсутствуют.

Трехосные шарнирно-сочлененные самосвалы обладают шестью ведущими колесами. Кроме того, современные сочлененные самосвалы укомплектовываются выключателем межколесного дифференциала.

Компания Volvo является одним из ведущих производителей данной техники. В настоящее время в ее продуктовой линейке имеется 4 модели сочлененных самосвалов грузоподъемностью от 19,4 тонн до 30,6 тонн.

Шарнирно-сочлененные самосвалы производства Volvo снабжаются системой FS с гидроцилиндрами на каждом колесе. Имеется система полной подвески, которая предохраняет технику от толчков и ударов при движении по неровной местности. Также шарнирно-сочлененные самосвалы оборудованы силовой передачей, двумя колесными формулами и пятью режимами работы.

Компания Caterpillar выпускает шарнирно-сочлененные самосвалы с 1985 года. Сейчас техника представлена 4 моделями, две из них имеют собственные модификации. Так, сочлененные самосвалы модификации «Ejector» укомплектовываются системой, так называемой, принудительной разгрузки - имеется подвижная стенка в кузове, которая выталкивает его содержимое, поэтому становится возможна разгрузка на ходу, без опрокидывания кузова.

Компания Komatsu выпускает несколько моделей самосвалов, которые снабжаются рамой коробчатого сечения и кузовом большой вместимости. Шарнирно-сочлененные самосвалы Komatsu обладают гидропневматической подвеской с жесткой рамой. На переднем мосту применяется подвеска типа «Де Дион», задние мосты монтируются на динамическую балансирную конструкции.

Также шарнирно-сочлененные самосвалы производства Komatsu характеризуются наличием сочлененного рулевого управления, многодисковых тормозов мокрого типа и устройством замедления, имеющим гидравлическое управление.

Сочлененные самосвалы Terex укомплектовываются автоматической коробкой передач, гидростатическим рулевым управлением с усилителем, стальным кузовом.

Шарнирно-сочлененные самосвалы Bell представлены пятью моделями. Передняя конструкция подвески данной техники включает в себя необслуживаемые квадратные тяги, которые установлены на резине, и поперечные тяги, имеющие опору на маслозаполненные стойки. Кроме того, компания производит шарнирно-сочлененные самосвалы на гусеничном ходу. Сочлененные самосвалы производства Hydrema обладают поворотным механизмом кузова, за счет чего техника способна разгружаться назад и в любую из боковых сторон.

Также шарнирно-сочлененные самосвалы производят такие компании, как Astra, Case, JCB, Komatsu, Liebherr, Moxy, БелАЗ, МоАЗ, BALTIETS.

В.Д. Ковригин

Начиная с 1960-х годов в мировой практике создания мобильной техники для перевозки сыпучих и мелкокусковых строительных материалов и различных горных пород по труднопроходимым трассам и бездорожью, стало складываться новое направление - создание колесных шарнирно-сочлененных машин высокой проходимости, отличающихся малой чувствительностью к качеству дорожного полотна.

Родоначальником этого направления стала известная компания Volvo. В последующие годы рядом ведущих компаний, специализирующихся на создании и производстве мобильной землеройной, дорожно-строительной и горной техники, это направление было расширено.

Этот тип самосвалов предназначается для использования в различных отраслях строительства при перевозке грузов в труднопроходимых условиях, а также при добыче полезных ископаемых и строительных материалов открытым способом для их транспортировки из забоев к пунктам разгрузки. Такие самосвалы нашли применение при вскрыше и отсыпке грунта и пустой породы в отвалы.

Необходимо отметить, что использование шарнирно-сочлененных самосвалов не ограничивается строительными и карьерными работами. Отдельные производители, используя базовые шасси таких самосвалов, оснащают их мусоро-возными контейнерами большой вместимости, оборудованием для перевозки контейнеров, длинномерных грузов (труб при строительстве трубопроводов различного назначения), а также оборудованием для вывозки хлыстов и сортиментов в лесозаготовительном производстве.

За рубежом созданием и производством шарнирно-сочлененных самосвалов занят ряд ведущих компаний, в число которых входят Volvo CE (Швеция), Terex (Англия), Caterpillar (США), Komatsu (Япония), Astra (Италия), Bell (ЮАР и Германия), Case New Holland - CNH (Англия, Германия, Италия) и другие.
В России работы по созданию и организации производства шарнирно-сочлененных самосвалов начаты в 1990-е гг. на ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины». Завод создал две модели таких самосвалов г/п 16 и 25 тонн.

В Белоруссии на Могилевском автозаводе были созданы три модели шарнирно-сочлененных самосвалов г/п от 25 до 50 т, а на ПО «БЕЛАЗ» - одна модель г/п 36 тонн.

Рассматривая номенклатуру шарнирно-сочлененных самосвалов отечественного и зарубежного производства, которая включает 38 моделей машин, можно установить их распределение по уровням грузоподъемности. Наименьшее количество моделей приходится на группы г/п до 20 т (1 модель) и свыше 40 т (две модели). Наибольшее количество моделей создано г/п 20-25 т (10 моделей). Затем следует группа г/п 35-40 т (9 моделей), а на долю групп г/п 25-30 т и 30-35 т приходится по 8 моделей. Указанное распределение позволяет сделать вывод о том, что наиболее востребованными являются шарнирно-сочлененные самосвалы в диапазоне грузоподъемности от 20 до 40 тонн. В таблице приведены краткие технические характеристики шарнирно-сочлененных самосвалов различных производителей, структурированные по диапазонам грузоподъемности.

К настоящему времени сложилась четкая концепция создания шарнирно-сочлененных самосвалов, которой характерны следующие принципиальные конструктивные решения.

В основу положена модульная компоновочная схема, основанная на принципе разделения моторного и грузового модулей, соединяемых специальным шарнирным устройством. Наибольшее распространение получила колесная схема с тремя ведущими мостами (колесная формула 6x6). Применяются схемы двухосного исполнения (колесная формула 4x4), которые используются для машин г/п не более 25 т. Как правило, передний модуль, на котором смонтирована моторная установка, имеет одноосное исполнение, а задний грузовой модуль - двухосное исполнение.
Принципиальная компоновка шарнирно-сочлененного самосвала приведена на рис. 1.

В качестве энергетических установок применяются среднеоборотные дизельные двигатели жидкостного охлаждения с рядным и V-образным расположением цилиндров, оснащаемые в ряде случаев системами турбонаддува и промежуточного охлаждения надувочного воздуха. Применяемые двигатели обладают повышенным запасом крутящего момента (20-25%) и отвечают современным международным требованиям по экологичности выхлопных газов. Компании Volvo, Caterpillar и Komatsu устанавливают двигатели собственного производства. Фирма Moxy применяет двигатели фирмы Scania, фирма Bell - двигатели Mercedez Benz, фирма Astra - двигатели Iveco, компания Terex - двигатели Cummins. Отечественные производители применяют двигатели Ярославского моторного завода, фирм Cummins и MTU.

Типовым видом трансмиссии является гидромеханическая трансмиссия с блокируемым гидротрансформатором, с планетарной коробкой передач с автоматическим управлением, с переключением под нагрузкой, обеспечивающей получение 6-7 передач переднего хода и до 3-х передач - заднего хода. Используются раздаточные коробки с механизмами блокировки межосевых дифференциалов с гидравлическими замедлителями скорости (используются при работе на спусках). Как правило, применяются все ведущие мосты с механизмами блокировки дифференциала. Механизмы блокировки привода колес позволяют выбирать оптимальные режимы работы в зависимости от грунтовых условий и рабочих нагрузок вплоть до полной блокировки всех дифференциалов, чем достигается максимальная гибкость выбора тягового усилия на колесах. При одновременном включении системы блокировки дифференциалов обеспечивается синхронное вращение всех ведущих колес. Принципиальные схемы работы механизмов блокировки дифференциалов приведены на рис. 2. Выбор режима блокировки осуществляется непосредственно оператором.

Обычно применяются многодисковые тормоза, работающие в масле, и планетарные колесные редукторы. Эти компоненты, как правило, монтируются в едином блоке ведущего моста.

Ведущие производители шарнирно-сочлененных самосвалов Volvo, Caterpillar и Komatsu используют трансмиссии собственного изготовления. Другие фирмы Terex, Astra, Bell, Moxy применяют трансмиссии известных фирм ZF и Allison. Отечественный производитель - ЗАО «Челябинские строительно-дорожные машины» применяют трансмиссии фирмы ZF и мосты фирмы Raba.

Применение шарнирно-сочлененной рамы и гидравлической системы управления поворотом с обратной связью позволяет точно и плавно управлять поворотом, достигая высокой маневренности машины. Обычно угол складывания полурам составляет от 38° до 45°, что позволяет оператору осуществлять поворот и маневрирование передним модулем в тяжелых дорожных условиях, добиваясь высокой проходимости.

Применение трехточечной, не требующей технического обслуживания, подвески переднего моста позволяет обеспечивать постоянный контакт колес с грунтом при преодолении крупных неровностей и способствует снижению динамических нагрузок на переднюю полураму. Подвеска грузовой те-
лежки обеспечивает не только высокую приспосабливае-мость к неровностям рельефа, но и высокую устойчивость и лучшее удержание груза в кузове. Применение специальной балки задней тележки способствует разгрузке задней части рамы и обеспечению равномерного распределения нагрузки между задними мостами машины.

Использование кузова симметричной конструкции с про-тивопросыпным ограждением, который изготавливается из высокопрочных листовых сталей повышенной твердости и износоустойчивости к истиранию, позволяет обходиться без применения противоизносных пластин. Оптимальные размеры кузова обеспечивают легкую погрузку материалов и пород, а также осуществлять разгрузку как под откос насыпи, так и в бункер. Применение встроенной в кузов системы выхлопных газов двигателя не позволяет перевозимому материалу примерзать к стенкам кузова.

Значительное внимание всеми фирмами уделяется созданию комфортных условий труда оператора. На всех моделях самосвалов устанавливаются цельнометаллические шу-мовиброизолированные кабины с хорошим, а порой панорамным, обзором фронта работ. Дизайн кабин, верхнего строения самосвалов и общее компоновочное построение подчеркивают совершенство конструкции и функциональное предназначение машины. Кабины оснащаются всеми необходимыми контрольно-измерительными приборами и системами, позволяющими контролировать основные параметры самосвалов и предупреждающими о возможности наступления аварийных ситуаций. Передняя приборная панель скомпонована по образу и подобию панели легкового автомобиля. Расположение педалей, рукояток управления соответствует требования международных стандартов ISO. Расположение ступенек для подъема в кабину, размеры дверного проема выполнены в соответствии с международными требованиями безопасности. Сиденье оператора (с ремнями безопасности) регулируется по росту и весу водителя и установлено на амортизаторах. Сиденье обычно располагается по центру переднего моста, что соответствует зоне менее чувствительной к колебаниям и вибрации. Отмеченное, в сочетании с регулируемой рулевой колонкой создает водителю комфортные условия для работы (рис. 3).

Применение эффективной звукоизоляции кабины позволяет достигать низкого уровня шума, который на различных режимах работы находится в пределах 72-79 дБ (А). Обычно кабины оснащаются эффективной системой климат-контроля, которая в зависимости от погодных условий может работать в трех режимах: обогрева, охлаждения и вентиляции. Кабины в обязательном порядке содержат системы защиты жизни оператора в случае опрокидывания машины (ROPS) и в случае падения на кабину тяжелых предметов (FOPS). Эти системы защиты должны полностью отвечать требованиям международных стандартов.

Многие фирмы-производители предлагают достаточно широкий спектр комплектаций и дополнительного оборудования. К их числу следует отнести комплектацию кузовами для перевозки легких материалов, с пониженным габаритом по высоте, для перевозки горных пород, а также, оснащенные системой Multi Lift и специальным оборудованием для перевозки длинномерных грузов.

Перечень дополнительного оборудования включает навесной задний борт, передний противопросыпной щит, боковые панели и др.

Все модели самосвалов оснащаются широкопрофильными радиального типа шинами с вездеходным рисунком протектора.

Значительное внимание уделено вопросам снижения трудоемкости и облегчения доступа к узлам, требующим технического обслуживания. Это достигается как за счет увеличения интервалов между видами технического обслуживания, так и хорошей доступностью для его проведения. Применяются откидные капоты, кабины, дополнительные лесенки и другие устройства (рис. 4).

Некоторые компании с учетом климатических особенностей ряда регионов России, когда эксплуатация машин осуществляется при низких отрицательных температурах, предлагают применение специального, так называемого «сибирского пакета», предусматривающего оснащение важнейших узлов самосвалов электроподогревателями, рукавами высокого давления и резино-техническими изделиями (уплотнения, амортизаторы и т. п.) из специальных морозостойких материалов и установку в кабине автономного дизельного подогревателя.

К настоящему времени в России не получили широкого применения шарнирно-сочлененные внедорожные самосвалы. Опыт эксплуатации таких самосвалов, производства компании Volvo, в Северо-Западном, Центральном, Уральском и Сибирском регионах показывает их эффективность. Большой опыт использования шарнирно-сочлененных самосвалов имеют объединение «Сургутнефтегаз», а также объединение «Сибтранс» с базой в г. Новый Уренгой.