Осенью 2013 года легендарный БелАЗ в очередной раз заставил о себе говорить. Белорусы построили машину, равных которой нет, — первый и единственный в мире самосвал грузоподъемностью 450 тонн! Для сравнения: предыдущие рекордсмены, немецкий Liebherr T 282B и американские Caterpillar 797 °F и Bucyrus MT6300AC, могли нести« всего лишь» по 363 тонны. «Ах, эти малолитражки», — сказали с улыбкой белазовцы и сдернули покрывало с нового БелАЗа-75710.
Новые цеха БелАЗа, предназначенные для постовой сборки сверхкрупной техники, рассчитаны на то, чтобы БелАЗ-75710 мог расположиться внутри с поднятой платформой.
Тим Скоренко
Машину представили широкой публике в самом конце сентября, а в ноябре мы приехали на завод, чтобы лично убедиться в том, что гигант — не шоу-кар и не машина специально для Книги рекордов Гиннесса (хотя она, конечно, скоро будет туда занесена). Нет, БелАЗ-75710 — это рабочая лошадка, серьезный карьерный самосвал, уже отправляющийся в кузбасские карьеры. И это лишь первая машина, достигнута договоренность о создании еще двух гигантов.
Первый вопрос, который мы задали нашему консультанту, звучал просто: «Зачем?» Ведь существует определенная логическая граница, поднимать грузоподъемность выше которой не имеет смысла, а порой и невозможно! Все дело в том, что себестоимость перевозки тонны груза напрямую зависит от грузоподъемности карьерного самосвала. Проще говоря, чем выше грузоподъемность, тем ниже себестоимость. Два 225-тонника в производстве и эксплуатации обойдутся значительно дороже одного вдвое большего самосвала. Как ни странно, необходимость в подобном гиганте подогрел мировой экономический кризис: рентабельность полезных ископаемых значительно упала, и возникла нужда в снижении стоимости добычи и транспортировки. Тут-то и появился БелАЗ.
Впрочем, разговоры о машине начались достаточно давно. Предварительные переговоры с потенциальными покупателями шли успешно, и БелАЗ решился на производство. Сейчас машина уже куплена, а следующее шасси начнут собирать в первой половине 2014 года. Сборка гиганта — конечно, не конвейерная, а постовая, практически ручная — занимает всего лишь два месяца, да и разработали машину в рекордные сроки — от эскизного проекта до выхода из цеха прошло ровно два года.
Два сердца
В принципе, 75710 — это новый класс. Его сложно объединить с самосвалами, поднимающими от 320 до 363 т — они имеют другие конструктивные решения, порой иную компоновку. Собственно, даже внешне гигант совершенно не похож на прочие карьерные машины, но самое удивительное кроется внутри.
Для такого огромного автомобиля важнейший показатель — маневренность, тем более что карьерная работа требует достаточно точного подхода к месту загрузки и движения в сложных дорожных условиях. Для поворота конструкторы использовали два опорно-поворотных устройства, два шарнира. Каждый такой узел напоминает перевернутый экскаватор, только у экскаватора неподвижен низ, а башня вращается, здесь же неподвижной остается верхняя часть, а поворачиваются мосты. В самом начале разработки были мысли и о шарнирно-сочлененной системе с «ломающейся» рамой, но в такой конструкции есть очень слабое место — собственно шарнир, выход которого из строя превращает грузовик в груду металла. БелАЗ-75710 такого недостатка лишен. Его каркас состоит из трех элементов — основной рамы и двух рам поворотных устройств, сочлененных с основой трехрядными роликовыми подшипниками диаметром 2,75 м. Каждая ось поворачивается с помощью двух гидроцилиндров: один толкает, другой тянет, или наоборот. Впрочем, все в машине на гидравлике — и управление, и подъем кузова, и тормозная система. Из пневматики — только стартер. Это мировая практика: из заводов, производящих карьерную технику, только Komatsu держится за пневматические системы, остальные же давно перешли на гидравлику — она проще и надежнее.
1. Радар и камера заднего вида. Такие же радары есть по бокам и спереди автомобиля. 2. Задний мост. Доступ внутрь позволяет обслуживать мотор-колёса. 3. Пневмогидравлические цилиндры подвески. Спереди моста, симметрично цилиндрам, расположены стойки стабилизаторов поперечной устойчивости.
Поворот происходит так: водитель крутит руль, управляя гидравлическим насосом, а система подает давление на гидроцилиндры поворота. Мосты движутся по отдельности: сперва в крайнее положение поворачивается передний, затем доворачивается задний. Но схема совершенствуется — и уже реализована возможность одновременного поворота мостов, что здорово уменьшает радиус разворота (сегодня он составляет 19,8 м при общей длине машины 20 м). В планах — возможность одновременного поворота мостов в одном направлении, чтобы машина могла двигаться «крабом», но эта система будет реализована уже на других самосвалах серии.
На случай, если гидравлическая система поворота почему-то отказывает, БелАЗ оборудован пневмогидроаккумуляторами рулевого управления. Давления в них хватит на то, чтобы один раз повернуть оси от одного крайнего положения до другого, — это позволит в аварийной ситуации съехать с дороги, уступая место другому самосвалу. На 360-тоннике достаточно всего двух таких цилиндров, здесь же установлены целых шесть.
Интересно, что впервые на карьерной технике белорусы применили стойки стабилизаторов поперечной устойчивости. Это ноу-хау БелАЗа: стабилизаторы обеспечивают и плавность хода, и боковую устойчивость от опрокидывания.
4. Рама автомобиля. 5. Рамы поворотных устройств, сочленённые с основной рамой 2,75-метровым трёхрядным роликовым подшипником. 6. Гидроцилиндры поворота. При повороте направо правый цилиндр передней оси толкает, левый — тянет, на задней оси — наоборот.
Помимо гидравлической системы поворота, живой интерес вызывает моторный отсек. По площади он сравним с гостиной обычной городской квартиры, по нему можно ходить, а при необходимости можно даже временно поселиться. Конечно, после выработки самосвалом ресурса. Два дизельных двигателя MTU DD 16V4000 мощностью по 2330 л.с. каждый (порожний грузовик может двигаться и на одном дизеле) соединены с генераторами. Генераторы вырабатывают ток, который в зависимости от нагрузки передается на электрические мотор-колеса. Таким образом, в автомобиле есть и межосевой, и межбортовой электрические дифференциалы — сколько энергии нужно для вращения каждого отдельно взятого колеса в данный момент, столько и расходуется.
Интересна система отвода отработанных газов от дизелей. От одного газы через глушитель выводятся на сторону — ничего особенного. А вот из другого они через газоприемник поступают… в платформу (именно платформу, а не кузов, как говорят некоторые). Суть в том, что при работе в условиях севера грунт примерзает, и платформу нужно постоянно подогревать. Использовать для этого отработанные газы — наиболее рациональное решение, к тому же сама платформа одновременно служит глушителем.
У подобных машин, тем более существующих в весьма небольшом количестве экземпляров, обычно есть прозвища. БелАЗ-75710 ещё не обрёл какого-то устоявшегося прозвания — слишком он новый — инженеры, технологи, испытатели, рабочие называет его по‑разному. Кто-то — «детищем», кто-то — «монстром», кто-то — «бульдогом», но больше всего нам понравилось ласковое прозвище «хомяк», которое гигант получил за огромные «щёки». Было бы очень приятно, если бы оно стало официальным.
Внешние составляющие
Гигант при ближайшем рассмотрении состоит из сотен элементов, каждый из которых имеет свое назначение, не всегда понятное с первого взгляда. Поэтому, «ползая» по машине (иначе и не скажешь — ощущение исключительно муравьиное), мы обращали особое внимание на детали.
1. Установка вентилируемых тормозных резисторов электродинамического тормоза. Энергия, затрачиваемая на торможение, преобразуется в тепловую энергию, которая рассеивается посредством резисторов.
2. Шкаф управления Siemens — электрическое «сердце» гиганта. 3. Кабина. Внутри — два посадочных места: для водителя и для стажёра. 4. Технический узел, в котором расположена система автоматической централизованной системы смазывания (зелёный бачок), баллоны пневмозапуска для стартера и расширительный бачок левого двигателя. 5. Топливные баки вместимостью по 2800 литров каждый. 6. Аварийные пневмогидроаккумуляторы рулевого управления. В случае отказа гидросистемы давления в них хватит на то, чтобы совершить маневр и съехать в сторону для обеспечения проезда других самосвалов.
Например, на платформе наварены поперечные ребра. Зачем? Ведь они помешают выгрузке руды! Все просто. Дело в том, что при доставке заказчику самосвал разбирается практически по винтику. Одна только рама БелАЗа занимает три (!) железнодорожные платформы — на одну опирается, над двумя нависает. Платформа тоже разборная: снимаются борта, а плоскость разбирается на три части. На месте непосредственной работы платформа собирается и обваривается. Но ведь самосвал нужно как-то испытывать еще на заводе, причем вместе с платформой, — а сваривать ее нельзя, потому что детали имеют сложную форму, обратно без повреждений не распилишь. Поэтому для испытаний три составные части платформы временно скрепляются наварными швеллерами, которые легко срезаются перед транспортировкой. Аналогичной цели служат замеченные нами в кузове наварные крюки и цепи — сугубо для монтажа.
Позади поднятой платформы видны мощные тросы, соединяющие ее с рамой. Это страховка: если вдруг гидроцилиндр подъема откажет, 78-тонная платформа опустится вниз за 15 секунд, и если на раме находятся рабочие, это чревато тяжелыми последствиями. Тросы же стопорения в крайнем случае удержат кузов от резкого опускания.
Поверхность платформы покрыта временными наварными швеллерами, скрепляющими её составные элементы. Перед отправкой заказчику швеллеры срежут и платформу уже на месте обварят до рабочего состояния. Её поверхность, безусловно, будет плоской.
Для плохо знакомых с карьерной техникой людей БелАЗ (как, впрочем, и другие самосвалы-гиганты) припасает еще одно удивительное открытие. Те круглые блестящие элементы спереди, которые большинство людей, рассматривая снимки, принимают за фары, на самом деле являются воздушными фильтрами. На БелАЗе-75710 их восемь штук. Забор воздуха идет снизу, а закрытые крышками-отражателями круглые отверстия — сугубо технологические, для монтажа и замены фильтров. Фары же находятся внизу — шесть маленьких квадратных светодиодных фонарей. Этого вполне достаточно.
Шины у грузовика стандартные — Bridgestone 59/80R63, такие же используются на большинстве карьерных грузовиков. Сегодня шины такой размерности делают только Bridgestone и Michelin, но на следующий год анонсирован выпуск аналога Goodyear, а через год резину для супергигантов будет выпускать и белорусская «Белшина». Грузоподъемность одной шины — 101,6 т, то есть восемь колес рассчитаны на 812,8 т (суммарная максимальная масса грузовика — 810 т).
То, что практически все принимают за фары, на самом деле является технологическими отверстиями воздушных фильтров. Забор воздуха идёт снизу, через отверстия же производится монтаж и замена фильтров. Декоративные крышки одновременно служат отражателями.
С места в карьер
Когда мы уезжали, самосвал уже начинали разбирать для отправки заказчику, то есть нам повезло — мы успели. На месте его будут собирать специалисты БелАЗ — вместе с машиной отправляется целая группа. Как ни странно, ресурс у подобных машин невелик — пять-шесть лет работы. Как же так, спросите вы, ведь обычные машины порой и 30 лет ездят! Но дело тут в условиях эксплуатации. Карьерный самосвал рассчитан на то, что его будут использовать 23 часа в сутки («лишний» час образуется из двух получасовых перерывов на дозаправку, краткий техосмотр и смену водителя). Средний пробег за «карьеру» достигает 600 000 км. Никакая машина не выдержит подобного режима с такими нагрузками, поэтому в данном случае это очень длительный срок эксплуатации. После списания карьерные самосвалы обычно идут на запчасти для своих еще работающих «коллег».
При заводской обкатке больших «БелАЗов», имеющих спаренные колёса на задней оси, применяется техническая хитрость. Шины достаточно дороги и довольно быстро изнашиваются, поэтому вместо двух колёс устанавливается по одному — это не мешает обкатке и снятию технических показателей, но экономит резину. Значительная часть перемещающихся по территории завода грузовиков на стадии испытаний выглядит странно из-за частично «обрезиненных» задних осей.
Распространенный вопрос: сколько же топлива «кушает» такой БелАЗ? Прямо скажем — прилично (но — нужно повториться — меньше, чем потребляли бы два вдвое меньших грузовика). В технических данных указана не слишком наглядная цифра: удельный расход топлива при номинальной мощности составляет 198 г/кВт·ч. Если же говорить проще, то за 12-часовой цикл грузовик «съедает» два бака по 2800 л каждый, то есть более 5000 л дизельного топлива за смену. Однако стоит оговориться: это максимальный расход при полностью груженом грузовике, как если бы он все 12 часов двигался с максимальной скоростью и 450 т породы. Конечно, на деле он потребляет значительно меньше топлива. Заправлять можно обычным способом, через горловину, но для ускорения процесса используются специальные топливозаправочные устройства, аналогичные ранее применявшимся в «Формуле-1».
| Сравнение параметров крупнейших самосвалов мира | БелАЗ 757710 | Caterpillar 797F | Liebherr 282B | Bucyrus MT6300AC |
| Грузоподъемность, т | 450 | 363 | 363 | 363 |
| Двигатель | 2 х MTU DD 16V4000 | Cat C175−20 Acept | DDC/MTU 20V4000 | DDC/MTU 20V4000 |
| Цилиндры | 2х16 | 20 | 20 | 20 |
| Мощность двигателя, л.с. (кВт) | 2х2330 (1715) | 4055 (2983) | 3650 (2720) | 3650 (2720) |
| Шины | 59/80R63 | 59/80R63 | 59/80R63 | 59/80R63 |
| Полная масса с грузом, т | 810 | 623.7 | 596.9 | 603.3 |
| Макс. скорость, км/ч | 64 | 68 | 64 | 64 |
| Объем топливного бака, л | 2х2800 | 3785 | 4732 | 4920 |
| Габариты | ||||
| Длина, мм | 20 600 | 15 090 | 15 320 | 15 570 |
| Ширина, мм | 9750 | 9530 | 9090 | 9700 |
| Высота, мм | 8170 | 6530 | 7320 | 7920 |
В советское время автомобильные заводы имели очень высокую локализацию производства — до 80% деталей и комплектующих выпускалось в одном месте. За рубежом же, наоборот, комплектующие заказываются у десятков и даже сотен узкоспециализированных фирм. В этом смысле БелАЗ — завод европейского типа. На самом заводе делается чуть менее 50% деталей. Закупается высокопрочная шведская сталь Weldox 800, двигатели MTU, электросистемы Siemens, гидравлика Bosch, резина, система пожаротушения, централизованная система смазывания. При этом большая часть закупаемого создается на других заводах по «белазовским» чертежам специально для белорусской техники — узкая специализация всегда позволяет достигнуть более высокого качества. Непосредственно на БелАЗе делаются мосты, рамы, платформы, кабины, оперение, ступицы, редукторы мотор-колес, но главное, что есть здесь, в Жодино, — это светлые головы. Грузовики полностью разработаны на основе набранного более чем за полвека опыта.
Конечно, подобные машины имеют весьма ограниченное применение — потому их производителей в мире менее десятка. Но востребованность велика, и завод не работает в убыток — гиганты делаются исключительно по предварительным договоренностям с заказчиком. На БелАЗе есть и конвейер (мы писали о нем в марте 2009 года), но на нем собираются машины до 220 т. Для более тяжелых грузовиков используется постовая сборка. И потому, когда вы слышите, как создатели «Роллс-Ройсов» или «Мазерати» хвастаются ручной сборкой и уникальностью своих машин, вспомните о белорусских исполинах. Вот это настоящая ручная работа и действительно сложные и оригинальные технические решения. Здесь излишнего пафоса не требуется. С 450 т это просто не имеет смысла — цифры говорят сами за себя.
Редакция выражает благодарность за помощь в подготовке материала ОАО «БЕЛАЗ» и лично инженеру-конструктору КБ компоновки Александру Насковцу за интересный и квалифицированный рассказ о машине.
Первый показ БелАЗа‑75710 состоялся в Жодине год назад. А в августе 2014-го самосвал приступил к работе в Кузбассе.
Самый большой автомобиль в мире БелАЗ-75710. Грузоподъемность 450 т. Производство ОАО «БелАЗ», Жодино (Белоруссия). В России с августа 2014 года. Цена не разглашается.
Любая из характеристик сверхгиганта впечатляет. БелАЗ‑75710 - это не только 450 тонн груза в кузове и почти 4600 сил от двух дизельных двигателей MTU DD16 V4000, но и 5600 литров топлива на борту, 538 литров машинного масла и 1800 литров гидравлической жидкости!
УЗЕЛ В СБОРЕ
Скомпоновать карьерный самосвал - не легковушку собрать. Необходимо найти компромисс между всеми параметрами необычной машины. База, ширина, высота, агрегаты и компоненты, геометрические особенности карьера - вот далеко не полный список. Но белорусским конструкторам опыта не занимать .
Первое, от чего плясали разработчики гиганта, - шины! Их несущая способность определяет всё остальное. На БелАЗе‑75710 стоят восемь шин «Бриджстоун» исполинского размера 59/80R63. Они самые большие в мире. Одна такая покрышка весит 5,5 тонны!
Затем инженеры выбирали схему управления. Для мастодонтов, да еще и с двускатной передней ошиновкой, традиционная схема с передними поворачивающимися колесами не подходит. Вариантов всего два: шарнирно-сочлененная рама и поворотные мосты. В первом случае узлу шарнирного сочленения пришлось бы испытывать адские нагрузки и шарнир разросся бы до невероятных размеров. Потому стали работать со второй схемой.
В освоенных карьерах существуют габаритные ограничения, привязанные, в первую очередь, к ширине технологических дорог. Поскольку БелАЗу‑75710 предстояло колесить по дорогам, заточенным под «компактные» 360-, 320‑ и 220‑тонные самосвалы, требования заказчика к радиусу поворота были весьма жесткими.
Разработчики называют схему с поворотными мостами «экскаватор вверх ногами». В экскаваторе шасси неподвижно, а корпус вращается, в БелАЗе же неподвижным остается корпус, а поворачиваются расположенные под рамой мосты.
РАМА
Когда выбрали схему управления, взялись за раму, которая ничего общего с традиционной «лестницей» обычных грузовиков не имеет - у карьерников она совсем другой формы. Но у 450‑тонного гиганта рама уникальна и вовсе не похожа даже на конструкцию других тяжеловесов.
В раму требовалось вписать два шарнирных элемента, на которых вращаются гигантские мосты. Скомпоновали ловко и изящно. А дальше необходимо было совершить маленькое технологическое чудо.
Для шарнирного поворотного элемента нужен подшипник диаметром 2,75 м! Всего четыре фирмы в мире изготавливают такие подшипники. Белорусы вели переговоры с двумя лидерами - французской фирмой «Ролликс» (Rollix) и немецкой ИМО (IMO). В итоге в борьбе за престижный заказ победила ИМО. А каким сделать сечение рамы? Оптимальным признали так называемое кессонное сечение, применяемое в кораблестроении. Именно такое может обеспечить необходимый ресурс при минимально возможных металлозатратах. Но и металл здесь необычный! Это особо прочная шведская сталь «Уэлдокс 800» (Weldox 800). Материал настолько твердый, что далеко не всякий обрабатывающий станок ее возьмет. Поэтому в Швеции заказывали не просто листы металла, а уже раскроенные по белазовским чертежам. Далее эти заготовки необходимо было сварить между собой, расточить посадочные места под гигантские подшипники и насверлить отверстия под крепеж.
Для сборки гигантской рамы требовалось еще более масштабное оборудование. На самом БелАЗе оснастки таких габаритов не нашлось. На помощь БелАЗу пришел Минский станкостроительный завод имени Октябрьской революции (МЗОР). На нем рама для сверхгиганта обрела требуемые формы. Потом ее перевезли в Жодино.
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА
В моторный отсек не заглядывают - в него заходят. Внутри можно гулять. Ощущения необычные, словно у героя рассказа Эдуарда Успенского «Гарантийные человечки», побывавшего в недрах холодильника и часов.
На БелАЗ‑75710 два мощнейших двигателя MTU DD16 V4000 крутят два огромных генератора, а электроэнергия передается на четыре мотор-колеса. Необходимую мощность мог бы развить и один двигатель - такие существуют, но нет подходящих генераторов, способных в одиночку выработать столько энергии. Именно поэтому решили использовать два дизеля и два электрогенератора с общим шкафом управления.
Порожний самосвал передвигается на одном дизеле, а у загруженного подключается второй. Для равномерности износа левый и правый дизели на холостом пробеге включаются поочередно.
Электропривод выбирали у одного из двух производителей - российского холдинга «Силовые машины» и немецкого «Сименса». Отечественный производитель был готов создать нужный привод только в 2016 году, и это не устроило заказчика. Энергомашиностроительное подразделение «Сименса» изготовило не только электропривод переменного тока, но и систему управления к нему.
ГИДРАВЛИКА
Гидравлическая система машины - объединенная. Использован общий бак с гидравлической жидкостью для тормозов, для цилиндров опрокидывания и для цилиндров поворота. Всё это хозяйство приводит в действие даже не насос, а насосная станция «Бош Рексрот» (Bosch Rexroth).
Когда поднимают самосвальную платформу, рулевое управление отключается и все гидромасло задействуется на подъем. Нецелесообразно возить огромный объем масла, чтобы обеспечивать одновременное опрокидывание и маневрирование.
В рулевой гидравлике использовано четыре гидроцилиндра, по два на каждый мост. Сначала полностью поворачивается передний мост в крайнее положение, и только после этого начинает двигаться задний мост. При двух «сложенных» мостах радиус поворота составляет всего 19,8 м (по отпечатку наружного колеса). Это при общей длине более 20 м!
По соотношению радиуса поворота и длины 450‑тонник вполне можно признать сверхманевренным транспортным средством. Однако для последующих образцов инженеры отрабатывают иную схему управления, которая обеспечит одновременный поворот двух мостов. Это улучшит маневренность и обеспечит самосвалу эффективный крабовый ход.
БЕЗОПАСНОСТЬ
Огромные машины иногда попадают в аварии и даже переворачиваются - в карьерах всякое случается. Против опрокидывания в подвеске 450‑тонника впервые на карьерном самосвале применили стабилизатор поперечной устойчивости - уникальное решение.
Установили систему кругового видеообзора. Но помимо видеокамер БелАЗ‑75710 с четырех сторон обвешан еще и специальными радарами, реагирующими на человека. Да-да! Если кто-то решит прогуляться под самосвалом, водитель узнает об этом.
Установлены на БелАЗ‑75710 и электронные весы, индикаторы которых смонтированы по бокам. Экскаваторщик смотрит на них и видит, сколько он закинул в кузовок.
Есть страховка на случай выхода из строя рулевой гидравлики. Это пневмогидроаккумуляторы рулевого управления. Давления в них хватит для того, чтобы съехать с дороги и уступить место другим машинам.
ВЫГОДНО
Оправдывают ли себя такие сверхгрузовики? Да. Один 450‑тонник в эксплуатации значительно дешевле, чем два 220‑тонника.
Цены на подобные машины никогда не озвучивают. Мы можем оперировать только косвенными данными. Например, в американском прайс-листе одна шина «Бриджстоун» 59/80R63 стоит 40 000 долларов. Говорят, пока эти шины добираются до сибирских карьеров, их цена возрастает до 100 тысяч. Таким образом, только комплект покрышек для БелАЗа‑75710 может стоить около миллиона долларов.
Цена силового электропривода «Сименс» составляет около трех миллионов долларов. Плюс остальное железо, доставка, сборка… Словом, дорого.
За такие деньги машины вкалывают за троих. Рабочая смена БелАЗа в карьере длится 23 часа в сутки. Час уходит на дозаправку и смену водителей.
Единичным образцом БелАЗ‑75710 точно не останется. Контракт предусматривает поставку нескольких машин. Уже сейчас в Жодине собирают второй экземпляр, и он должен стать лучше первого.
ПО ОТЦОВСКОЙ ЛИНИИ
О схеме управления с двумя поворотными мостами на восьми шинах Белорусский автозавод задумался еще в начале 1970‑х годов. Тогда на компонентах 42‑тонника построили экспериментальный «передвижной стенд» , на котором впервые обкатали некоторые идеи.
В 1977 году схему опробовали на более тяжелой экспериментальной машине. БелАЗ‑7520 с поворотными мостами, 110‑тонник, получился чрезмерно высоким. Идею поворотных мостов отправили в архив, чтобы через три с половиной десятилетия возродить в новом качестве. Первым эксплуатируемым товарным сверхгрузовиком на восьми шинах стал 280‑тонник БелАЗ‑75501 , собранный в 1990 году. Построили всего один экземпляр. Он оставался рекордсменом по грузоподъемности среди БелАЗов на протяжении 15 лет.
В 2005 году, когда освоили выпуск шин размером 55/80R63, на свет появился 320‑тонный БелАЗ‑75600 на шести таких колесах.
Как только шинники усилили свое изделие, доведя размер покрышки до 59/80R63, 320‑тонник стал 360‑тонником . Это произошло в 2010 году. БелАЗ‑75710 (450‑тонник) базируется на этих же шинах. Подобные колёса выпускают только «Мишлен» и «Бриджстоун».
Следующий рывок в росте грузоподъемности карьерных самосвалов зависит от шинной промышленности.
ПЛЮС: Самая низкая себестоимость перевозки тонны породы МИНУС : Количество карьеров, способных принять самосвал таких габаритов, можно пересчитать по пальцам
Прямым назначением автомобиля БЕЛАЗ 75600 грузоподъемностью 320 тонн, является работа в карьерах, таких например как угольные разрезы Кемеровской области.
Работа новых грузовиков на добыче угля на этих предприятиях позволила ощутимо снизить себестоимость его перевозки. Кстати, один из разрезов и стал первым заказчиком новой модели Белорусского автозавода, расположенного в городе Жодино.
БЕЛАЗ 7560 один из самых больших грузовиков мира
Во всем мире по некоторым оценкам произведено всего около ста единиц машин такого класса, и теперь их ряды пополнились продукцией БелАЗа. Давайте познакомимся с гигантом поближе.
Силовая установка и ее характеристики
На грузовике установлен дизельный двигатель CUMMINS QSK78-C мощностью 3500 лошадиных сил при 2000 оборотов в минуту с системой пневмостартерного пуска. Рабочий объем мотора составляет ”всего” 78 литров Система охлаждения с отключаемой крыльчаткой допускает эксплуатацию автомобиля, как в жарком климате, так и при низких температурах окружающего воздуха.
Полнопоточная фильтрация масла в системе смазки с четырьмя маслонасосами обеспечивает его надежную очистку и подачу ко всем трущимся деталям. Двигатель оснащен электронными системами управления, что сводит к минимуму участие человека в управлении режимами его работы.
Интересно, что двигатель такого объема и мощности потребляет относительно немного горючего. Расход топлива БЕЛАЗ 75600 составляет 201 грамм на 1 киловатт мощности, а емкость топливного бака позволяет машине работать в течение шестнадцати часов.
Двигатель БЕЛАЗ Cummins QSK-78. Весит этот монстр 11300кг.
Дизель приводит во вращение тяговый генератор, который имеет мощность 2536 киловатт, и предназначен для питания двух электродвигателей производства компании Siemens, мощностью 1200 киловатт каждый. Двигатели передают вращающий момент на задние колеса, снабженные бескамерными радиальными шинами, посадочный размер которых равняется 64 дюймам.
Ходовая часть карьерного самосвала БЕЛАЗ 75600
Рама машины пространственной конструкции, для ее изготовления применяются листовые детали из легированной стали повышенной прочности. В местах наибольшей концентрации нагрузок конструкторы ввели элементы, изготовленные методом литья, это позволило добиться высоких эксплуатационных характеристик изделия.
Самосвал выполнен по классической формуле – 4 колеса, два из которых ведущие. Короткая база машины обеспечивает ей достаточную маневренность, несмотря на солидные габаритные размеры: длина 14900, ширина 9250 и высота 7220 миллиметров. При таких размерах автомобиль способен развернуться на площадке размером 33,2 метра.
Для зависимой подвески переднего моста выбрана пневмогидравлическая схема, в подвеске заднего моста используются продольные рычаги и центральный шарнир. Такая схема обеспечивает легкость управления машиной и ее высокую устойчивость. По сравнению с зарубежными аналогами, динамическая загруженность водителя снижена в пределах 2 – 4 раз.
Тормозная система автомобиля двухконтурная гидравлическая. Стояночный тормоз так же приводится в действие гидроприводом и затормаживает задний мост. Тяговые электромоторы тоже задействованы в тормозной системе, они переключаются в режим генераторов и отдают энергию на охлаждаемые тормозные резисторы. В роли аварийного тормоза задействуется стояночный и любой из исправных контуров рабочего тормоза.
Кузов грузовика вмещает 139 ”кубов” породы при нормальной загрузке, хотя при желании можно загрузить и 200. Для защиты кабины при погрузке на кузове предусмотрен массивный предохранительный козырек, благодаря чему повышается безопасность водителя.
Кабина рассчитана на двух человек и оборудована в соответствии со всеми требованиями эргономики. Для обеспечения нормального обзора к услугам водителя есть система видеоконтроля движения, обеспечивающие задний и боковой обзор.
Характеристики БЕЛАЗ 75600 позволяют модели успешно конкурировать с ведущими производителями карьерных самосвалов.
Серия БЕЛАЗ 7560 – модификации
В эту серию самосвалов, кроме 75600 с двигателем QSK 78-C, вошли еще две машины, отличающиеся друг от друга грузоподъемностью и силовыми установками. Коротко остановимся на каждой из них.
Модель БЕЛАЗ 75601
Способна перевозить от 320 до 360 тонн груза. На автомобиле установлен двигатель MTU 20V400 мощностью 2800 киловатт, вращающий генератор KATO. Блоки ”мотор — колесо” представляют собой комбинации электромотора и планетарного двухрядного редуктора, встроенные в задние колеса, которые обуты в шины размером 59/80R63. Полная масса машины может достигать 610 тонн при объеме груза 218 кубометров. При этом автомобиль способен разгоняться до 64 км/ч.
Модель БЕЛАЗ 75602
Самый большой БЕЛАЗ из серии – при тех же данных, что и предыдущая машина, рассчитана на 360 тонн груза. В принципе это та же машина что и ее предшественница, но на ней применяются тяговые двигатели 1TB330-2GA03, позволяющие перевозить увеличенный вес.
При увеличившейся мощности и грузоподъемности новых машин, конструкторы сумели добиться немного пониженного расхода топлива по сравнению с первенцем серии. Теперь самосвалы расходуют только 198 граммов на киловатт в час.
Производители заявляют, что они построили самый большой БЕЛАЗ в мире, что ж, в модельном ряду завода он действительно самый большой, а вот по поводу ”в мире” можно и поспорить. Ведь существуют среди подобных грузовиков и совсем уж монстры грузоподъемностью до 500 тонн, и это еще не предел.
Россию по праву называют мировой кладовой полезных ископаемых. Подтверждением сказанному является, в частности, Лебединский горно-обогатительный комбинат (ГОК) в Белгородской области. Открытый карьер этого гигантского рукотворного сооружения по своим размерам и запасам сырья занесен в Книгу рекордов Гиннесса.
Разработка Лебединского месторождения железных руд Курской магнитной аномалии началась в 1957 г. Сегодня здесь открытым способом добывают железистые кварциты с содержанием железа не более 30%. Лебединский ГОК – одна из крупнейших горнодобывающих компаний России: темпы ежегодной добычи железистых кварцитов превышают 50 млн. т. Десятки отечественных и зарубежных потребителей поддерживают деловые связи с компанией. Размеры открытого карьера достигают 5 км в длину, 3 км в ширину, а глубина находится на отметке около 350 м. Разведанных запасов железной руды при непрерывной добыче хватит на 300 лет!
Производственная цепочка на Лебединском ГОКе начинается в карьере. В настоящее время на комбинате применяется циклично-поточная технология разработки месторождения. С помощью буровых станков бурят относительно неглубокие скважины в породе для закладки взрывчатых веществ (обычно жидкой селитры). Их масса определяется возможностью безостановочной работы комбината в течение двух недель. После взрыва и разрушения горного массива экскаваторы, фронтальные погрузчики и бульдозеры обеспечивают погрузку полученной рудосодержащей породы в автомобили-самосвалы, которые транспортируют и разгружают ископаемые на перегрузочных складах, находящихся на более высоких уровнях. Там экскаваторы загружают руду в железнодорожный состав. Применение на верхних ярусах карьера ж.-д. транспорта как промежуточного звена объясняется в несколько раз меньшей стоимостью его эксплуатации по сравнению с автосамосвалами. Конечными пунктами полезного ископаемого являются горнообогатительная фабрика и смежные технологические производства, расположенные в непосредственной близости от карьера.
Чтобы лучше понять, что такое карьер, надо вообразить горную выработку ниже поверхности земли, разделенную на горизонтальные слои, которые проходят и по пустым породам, и по полезному ископаемому. Слои в процессе разработки приобретают вид уступов. Для ведения горных работ предназначены так называемые горизонты, которые представляют собой систему горных выработок, расположенных на одном уровне. Именно на горизонтах располагается основное рабочее оборудование для последующей разработки одного уступа. Расстояние между горизонтами по высоте на Лебединском карьере составляет примерно 15 м.
Для транспортировки руды из карьера на промежуточные перегрузочные площадки применяют автомобили-самосвалы. Во второй половине 1960-х годов это были автомобили БелАЗ-540 и -548 грузоподъемностью соответственно 27 и 40 т. Через полтора десятилетия пришла очередь 42-тонных БелАЗ-7548. В 1981 г. в карьере стали работать японские 120-тонные грузовики Komatsu HD1200, к которым в 1986-м прибавилась еще партия таких же машин. В 1988–1990 гг. настал черед отечественных БелАЗ-75191, каждый из которых мог везти 110 т. Последние автомобили Komatsu поступили в 1991–1992 гг. В 1996-м появились американские машины Haulpak 510Е (ныне марка принадлежит Komatsu) грузоподъемностью 120 т.
Сейчас основная транспортная нагрузка ложится на 25 большегрузных карьерных самосвалов, из которых сформирован участок № 1. При этом на долю Komatsu приходится более половины парка. Помимо этого за последние три года приобретены 130-тонные БелАЗ-75131 – по характеристикам технологических дорог Лебединского ГОКа диапазон грузоподъемности (120...130 т) и габаритные размеры самосвалов оказались наиболее подходящими. Чтобы не нарушать технологический цикл транспортировки железорудных концентратов, на работу должно отправляться не менее 17 машин.
Внешне карьерные самосвалы большой единичной мощности, которые эксплуатируются в карьере, напоминают обычные дорожные самосвалы, но их конструкция имеет существенные отличия. Применение большегрузных самосвалов в сочетании с мощными экскаваторами, фронтальными погрузчиками и бульдозерами позволило резко поднять производительность труда и значительно снизить себестоимость погрузки и транспортировки горной массы. При этом существенно сокращается металлоемкость транспортного оборудования, упрощается строительство карьера, снижаются затраты на прокладку и содержание коммуникаций. Довольно заметно сокращаются сроки строительства карьера и потребность в рабочей силе.
Карьерные самосвалы Лебединского ГОКа – одно из ключевых звеньев комплексного технологического процесса выемки породы и добычи полезных ископаемых, при транспортировке породы в отвалы, а полученных ископаемых – к местам накопления. Большегрузными самосвалами перевозят и грунт на вскрышных работах. Карьерные самосвалы – это внедорожные транспортные средства, поскольку из-за больших нагрузок на ось движение их по дорогам общей сети недопустимо. В карьере машины перемещаются по дорогам относительно небольшой протяженности, выполненным в соответствии со специальными стандартами. Так, например, для самосвала грузоподъемностью 130 т требуются дороги шириной не менее 20 м с толщиной щебеночного покрытия более 1 м. Протяженность внутрикарьерных дорог достигает 40 км. По состоянию опорной поверхности дороги являются постоянными и временными. Расстояние перемещения груза самосвалами в среднем составляет 1,8...2,1 км, а самое длинное плечо откатки достигает 3,6...4 км. Средняя высота подъема грузовиков при транспортировке породы – 70...78 м. Максимальная скорость в карьере не более 30 км/ч; обычно груженый самосвал идет в гору со скоростью 15...20 км/ч. Работу грузовиков в карьере обеспечивают гусеничные и колесные бульдозеры разных марок и фронтальные погрузчики, используемые для зачистки экскаваторных забоев и выравнивания поверхности отвалов. Для строительства дорог применяют тяжелые бульдозеры, скреперы, грейдеры и фронтальные погрузчики.
Погрузочная техника должна быть соизмерима с самосвальной – этот фактор серьезно влияет на сроки окупаемости самосвала, которые напрямую зависят от интенсивности его транспортной работы. Увеличенное время погрузки отрицательно сказывается на производительности машин. На Лебединском ГОКе самосвалы заполняют рудой с помощью тросовых электрических экскаваторов производства АО «Ижорские заводы». Вместимость ковшей «прямая лопата» экскаваторов моделей ЭКГ-8Ш, ЭКГ-10 и ЭКГ-12,5 соответственно 8, 10 и 12,5 м 3 . Это позволяет заполнить кузов автомобиля за 6...8 циклов, что не всегда является оптимальным. К сожалению, попытка поднять производительность за счет использования некоторое время назад двух ижорских 15-кубовых экскаваторов не дала положительных результатов: они не были приспособлены для работы с твердыми скальными породами.
Использование на Лебединском ГОКе самосвалов грузоподъемностью 120...130 т помимо сказанного вызвано нарастанием глубины карьера, а следовательно, и плеча откатки. Максимальная производительность достигается за счет круглосуточной работы экскаваторов и самосвалов, за исключением случаев, когда требуется профилактическое обслуживание или ремонт. За смену самосвалы вывозят 40 тыс. т руды и 5...6 тыс. кубометров вскрышных пород. За сутки транспортируется 120 тыс. т горной массы. Например, среднемесячная выработка на один БелАЗ-75131 составляет 147 тыс. т, пробег с грузом достигает 18 000 км, грузооборот – 1720 тыс. т·км. За каждым самосвалом закреплен экипаж из четырех человек. Рабочая смена каждого водителя длится по 12 ч.
Лучшие эксплуатационные характеристики показывают самосвалы Haulpak 510Е, по конструктивным решениям и качеству изготовления превосходящие и БелАЗы, и Komatsu. Например, наработка до капремонта японской машины – 18...19 тыс. ч, а у американца – 30 тыс. ч. Годовая наработка БелАЗ – 6,5 тыс. ч, а Haulpak (из-за меньших простоев) – 7,5 тыс. ч. Надежность работы самосвалов, как показывает практика, в первую очередь зависит от двигателя. В свое время большие проблемы создавали словацкие дизели Pielstick на БелАЗах модели 75191: половина всех отказов приходилась именно на этот агрегат. Сегодня все самосвалы грузоподъемностью 120...130 т, эксплуатируемые на Лебединском ГОКе, оборудованы американскими V-образными 16-цилиндровыми дизелями Cummins моделей КТА38 и КТА-50 мощностью 1200 и 1500 л.с. соответственно. К сожалению, отечественные моторостроители еще не могут предложить конкурентоспособные модели в этом диапазоне мощности. Дизель серии 8ДМ-21, выпускаемый в России, также уступает зарубежным аналогам.
Отметим, что по сравнению с предыдущими моделями самосвалов БелАЗ-75131 оснащен более надежным генератором переменного тока СГДУ, изготовленным в Екатеринбурге. У этих агрегатов за два года работы произошел только один отказ. Усовершенствованы и мотор-колеса. Ресурс колесного планетарного редуктора, к сожалению, не более 8 месяцев, после чего его надо ремонтировать. Требуют решения вопросы, касающиеся тяговых электродвигателей. Применяемые ранее электромоторы ИК-420 и ИК-420А, производимые в Татарстане, оказались ненадежными – уже в первые месяцы работы стали выходить из строя коллекторы. Пришлось попросить БелАЗ перейти на аналогичные агрегаты ТЭД 6 (С.-Петербург), однако и у них есть изъяны.
В карьерных самосвалах в отличие от классических используется подвеска с пневмогидравлическими упругими элементами и встроенным регулятором жесткости. Нелинейная упругая характеристика подвески обеспечивает необходимую плавность хода самосвала в груженом и порожнем состоянии. На всех автомобилях применяется гидравлическое управление, особенность которого – наличие гидроаккумулятора, обеспечивающего работоспособность рулевого управления при выходе из строя насоса или двигателя самосвала. Передние колеса поворачивают два силовых гидроцилиндра двустороннего действия, дозированную подачу рабочей жидкости в которые обеспечивает следящая система. Гидросистема рулевого управления объединена с гидросистемами подъема кузова и тормозной системой. Хорошим подспорьем на БелАЗах и Haulpak является система централизованной смазки подшипников рулевых тяг и реактивных штанг Lincoln.
Для обеспечения безопасности карьерные самосвалы оборудованы четырьмя тормозными системами – рабочей, вспомогательной, стояночной, запасной (аварийной). На машинах с полезной нагрузкой 120...130 т нашел применение гидравлический привод. Рабочие и запасные тормозные системы самосвалов выполнены с раздельным приводом для передних и задних колес. Для каждого из контуров предусмотрены отдельные аварийные гидроаккумуляторы. Нормальная работа тормозной системы карьерного самосвала возможна лишь при наличии вспомогательной тормозной системы, которая обеспечивает замедленное движение грузовика под уклон и разгружает основную рабочую систему.
У автомобилей с электрической трансмиссией применяется так называемая динамическая система. При нажатии на тормозную педаль сначала срабатывает динамическая система, а затем – рабочая. В качестве рабочих установлены дисковые тормозные механизмы. Самосвалы Лебединского ГОКа оснащены специальными шинами, у которых меньше вероятность порезов породой. На скальных породах лучше себя показали французские шины Michelin и японские Bridgestone с радиальным расположением корда, но и они выдерживают не более 65...70 тыс. км. Каждая такая шина стоит около 10 тыс. USD. От диагональных шин, выпускаемых в Бобруйске, отказались из-за их низкой надежности и долговечности.
Облегчает работу и обслуживание карьерных самосвалов Haulpak комплексная электронная система диагностирования. Она контролирует множество параметров работы автомобиля, предупреждая водителя о неисправностях. Система автоматического взвешивания груза на Haulpak и БелАЗах обеспечивает равномерную загрузку, повышая производительность и срок службы самосвалов. В недалеком будущем на БелАЗах появятся устройства контроля давления воздуха в шинах и количества топлива в баках. Такие машины станут трудиться и на Лебединском ГОКе. В кабине самосвала находятся медицинская аптечка, огнетушитель, при необходимости выдается респиратор. БелАЗы, Haulpak и Komatsu из последней партии оснащены кондиционерами и системами пожаротушения, управляемыми вручную.
Наиболее комфортные условия для работы водителя, по общему мнению, созданы на БелАЗ-75131. К услугам шофера – просторная кабина с термо-, шумо- и виброизоляцией, высокопроизводительные системы отопления и вентиляции, кондиционер, информативная панель приборов, удобно расположенные органы управления, регулируемые рулевое колесо и сиденье на индивидуальной пневматической подвеске. Кабина оснащена защитой ROPS от опрокидывания.
Нельзя не упомянуть о рекордсмене. В цехе технологических машин с 1980 г. эксплуатируется самосвал Komatsu HD1200, пробег которого превысил 1 млн. км, или примерно свыше 100 тыс. машино-ч. Сейчас этот образец собственными силами переоборудовали в 60-кубовую поливочно-оросительную машину. Такая техника нужна для того, чтобы постоянно увлажнять внутрикарьерные дороги и предотвращать пылеобразование, вредное для человека.
Если набрать в Яндексе слова: «в Белоруссии…», поисковик тут же подскажет варианты продолжения: «лиса выстрелила в охотника из ружья», «поймали русалку», «нашли чупакабру», «белка ездит в такси», «бобер загрыз мужчину», «есть свой Хогвартс», «нельзя хлопать в ладоши». С появлением БелАЗ-75710 чудес в стране вечного Лукашенко только прибавится - встречаем чемпиона мира по грузоподъемности в классе «карьерные самосвалы» (но не хлопаем - запрещено же).
1. Зурабу и не снилось Наконец-то мы нашли машину, достойную размаха Зураба Церетели. Этот двухместный автомобиль не затеряется на фоне работ маэстро (довольно сложно затеряться, когда ты высотой 8,1 метра, шириной 9,8 метра и длиной 20,5 метра). Более того, БелАЗ-75710 сможет даже отвезти очередное монументальное творение скульптора заказчику.
2. Занесла нелегкая Первый карьерный самосвал появился в 1931 году: от обычных грузовиков его отличали лучшая проходимость, кузов-ковш с защитным козырьком над кабиной водителя и, конечно же, большая грузоподъемность. За прошедшие с тех пор годы сформировался отдельный мир этих машин, где за лидерство борются Caterpillar, Liebherr, Terex, Euclid, Hitachi, Komatsu и БелАЗ. 22 января 2014 года новый белорусский гигант обошел всех конкурентов по самому главному показателю. Ему покорился вес в 503 тонны и 505 кг, что сразу на 140 тонн превосходит достижения прошлых лидеров - Liebherr T 282B, Caterpillar 797F и Bucyrus MT6300AC.
3. Про груз По словам Александра Егорова (генерального конструктора БелАЗа), создание 75710-го началось с колес - было подсчитано, какой вес смогут выдержать самые большие шины в мире, если на каждую ось поставить по 4 колеса. А теперь подсчитай сам: каждая из покрышек Bridgestone Titan готова принять на себя 101,6 тонны груза, умножаем на 8 и получаем - 812,8 тонн. Теперь осталось вычесть вес пустого самосвала (360 тонн) и получить в остатке те 450 тонн, на перевозку которых он рассчитан (еще 2,8 тонны - про запас). Также в данный момент ты узнал, что рекордные 503,5 тонны грузовик взял на борт, заметно превысив и свои собственные, и «колесные» возможности.
4. Шины машины Каждая шина этого самосвала весит примерно 5300 кг, 900 из которых приходится на металлические составляющие. Размерность Bridgestone Titan - 59/80R63 (это чуть более 4 метров в высоту). Цена одной покрышки - $42 500.
5. Ответил: «Есть!» 5600 литров - это суммарный объем двух бензобаков этой машины, причем на рабочую смену их хватит впритык. Расход топлива - 1300 литров на 100 км, так что перевозка руды из карьера потребует в буквальном смысле мощных вливаний: «полный бак» простому смертному на заправке обошелся бы в 203 280 рублей. Прибавь к этому 890 литров охлаждающей жидкости и 538 литров моторного масла и поймешь, насколько ничтожны аппетиты твоего собственного автомобиля.
6. Польза выхлопа Пока «зеленые» седеют, читая о том, сколько топлива расходует БелАЗ-75710, мы можем хладнокровно оценить, как хорошо решена проблема отвода отработанных газов - часть выхлопа подается в кузов для обогрева груза, чтобы руда не смерзалась даже в суровых условиях севера.
7. С места - в карьер Максимальная скорость БелАЗ-75710 - 64 км/ч. А теперь, чтобы ты прочувствовал еще раз: 810 000 кг могут нарушить скоростной режим в твоем городе, а кроме того, въехать на горку с уклоном в 18% и, развернувшись на пятаке с радиусом в 19,8 метра, победоносно уехать. Кстати, такой маневренности удалось добиться, только сделав обе оси поворачивающимися.
8. Самосвал денег В месяц планируется собирать по три единицы 75710-х. Цена такой машины - $8–9 млн.
9. С большим сердцем Эту машину приводит в движение сложная гибридная система с четырьмя электромоторами Siemens, которые питаются энергией от двух дизель-генераторов MTU DD 16V4000, каждый из которых выдает 2330 лошадиных сил. Пустой БелАЗ-75710 использует лишь один из «дизелей», но для передвижения с полной загрузкой ему требуются 9313 Нм крутящего момента (при 1500 об/мин) и все до одной из его 4660 «лошадей». Кстати, речь о российских копытных: двигатели - детище компании «Волжский дизель им. Маминых». Вес каждого из двух 16-цилиндровых моторов - 60 000 кг, длина - 9,5 метра, ширина - 2,8 метра, высота - 3,9 метра. В общем, если их вынуть, то в моторном отсеке сможет спокойно поселиться среднестатистическая семья. Более того, если заполнить кузов землей, там можно устроить огород и еще место для дачного домика останется.
