Как работают «БелАЗы». Репортаж из кабины гигантского самосвала

В статье речь пойдет о самом большом в мире самосвале - БелАЗ-75710, который имеет грузоподъемность 450 тонн. Первый экземпляр был выпущен в 2013 году. Создан этот автомобиль по заказу холдинга «Сибирский деловой союз». Впервые эксплуатация производилась на угольном разрезе «Черниговец». Уже в 2014 году этот грузовик смог установить рекорд Гиннесса, став самым грузоподъемным автомобилем в Европе и странах СНГ. Он смог по испытательному полигону провезти массу в 500 тонн. Для того чтобы приобрести данный автомобиль, необходимо потратить около 10 млрд долларов. Самый большой БелАЗ производится по сей день.

Технические характеристики

Данный автомобиль получил дизельную электрическую силовую установку. Два дизельных двигателя имеют мощность более 1700 кВт, то есть 2300 лошадиных сил. Установлен электрогенератор, а также мотор-колеса. Тяговая установка карьерного БелАза способна работать с четырьмя мотор-колесами и с двумя генераторами. Мощность каждого составляет 1700 кВт, а мотор-колес 1200 кВт. Подвеска используется гидропневматического типа. Амортизаторы получили диаметр 18 см. Автомобиль имеет два топливных бака, вместимость которых составляет 2800 л каждый. Максимальная скорость автомобиля 67 км/ч. На 100 км расходуется около 1300 л.

Зачем был создан

При первом взгляде на машину БелАЗ-75710 возникает у многих вопрос: «Зачем его создали?» Устройства автомобиля имеют существенные габаритные показатели, поэтому мало кому понятно, для чего нужен такой огромный самосвал. Многие предполагают, что для перевозки большого количества грузов можно вполне использовать два грузовика с меньшими размерами.

Данный самосвал, как уже было написано выше, был создан по заказу. В то время для работы на карьере в Кемеровской области нужна была гигантская машина, поэтому 2013 году появился первый автомобиль с этим названием. Каковы же размеры БелАЗа?

Габариты и уникальность

Его длина составляет 20 м, ширина 9 м, высота 8 м, а грузоподъемность, как указано в паспорте, составила 450 тонн. Однако при испытаниях, которые были проведены в 2014 году, данный автомобиль смог проехать с грузом больше на 50 тонн. Если интересует, сколько весит БелАЗ, то вес машины около 360 т, если говорить о снаряженном. Полная масса около 900 тонн. Даже с тем, что автомобиль имеет такие гигантские габариты, все равно назвать его неповоротливым не получится, так как радиус его разворота всего лишь 45 м. Уникальность данного самосвала в том, что дизельные двигатели здесь нужны не для того, чтобы крутить вал коробки передач. Следует учитывать, что здесь нет коробки передач для того, чтобы двигать машину. В движение автомобиль приводят тяговые электромоторы.

Так что самый огромный самосвал в мире является гибридным. Он настолько высокий, что можно спокойно зайти под машину и рассмотреть ее днище.

Сборка

При создании БелАЗ-75710 никто не пытался сделать этот автомобиль меньше или компактнее, поэтому все детали расположены максимально точно и установлены просто отлично. Например, два главных мотора находятся поперечно. Суммарно получается около 5 тыс. лошадиных сил.

Два мотора, которые были установлены в автомобиле, имеют объем в 65 л каждый. Они нужны для того, чтобы генераторы работали без помех и вырабатывали ток для электродвигателя. Дизели необходимы для нормального функционирования гидравлической системы. Для каждого мотора имеется свой генератор. Большая часть систем, которая обеспечивает работу и функциональность моторов, имеет независимый тип.

Иногда водители сообщают, что устройство может ехать только на одном моторе для того, чтобы максимально экономить топливо. Соответственно, второй дизельный двигатель начинает работать, если это необходимо. Верить этой информации не стоит. В принципе, данная схема работы вполне вероятна, даже с такими размерами БелАЗа, но на заводе она не была реализована. Однако в планах такое внедрение имеется.

Генераторы предназначены вырабатывать ток и для электродвигателей, которые находятся внутри колес. Многие профессиональные водители знают, что связка таких генераторов и двигателей называется тяговой установкой. Однако производит ее не белорусский завод, а компания «Сименс». Каждый электромотор машины БелАЗ получил мощность в 1600 лошадиных сил, поэтому итоговая мощность составляет 6520 л. с. Трансмиссия подобного типа называется электромеханической.

Здесь также имеется силовой шкаф управления, который находится на палубе.

Тормозная система

Тормозная установка - типа УВТР. Тормозные колеса дискового типа получили гидравлический привод. Однако нужно понимать, что такие тормоза подобный автомобиль не смогут удержать на одном месте (учитывая то, сколько весит БелАЗ), поэтому производитель добавил еще одну тормозную систему динамического типа. Здесь работающим и совершающим движение и остановку тоже является электромотор.

Когда работает тормозная система, то выделяется тепло. Соответственно, его необходимо выводить из автомобиля, поэтому в конструкцию производитель добавил охлаждение тормозных резисторов.

Поворот машины

Также многим может быть непонятно, как поворачивает автомобиль, имея одинаковые передний и задний мосты. Ответ прост - они оба управляемого типа. Здесь имеется два цилиндра с рулевыми тягами, если говорить своими словами. В остальном же обычное управление традиционного типа. Имеется рулевая колонка, которая практически ничем не отличается от других самосвалов. В конструкцию встроены гидроаккумуляторы, однако они больше нужны просто по требованиям техники безопасности.

Колеса

Колеса БелАЗа прекрасно себя показывают, отлично реагируя на движение руля. Установленные покрышки на данном самосвале также заслуживают похвалы. Создает их фирма Bridgestone. Как правило, для легких машин подобные шины не выбирают, однако для самого большого БелАЗа самое оно.

Любой водитель должен понимать, что возиться с настолько большими колесами - довольно муторное и сложное занятие. Поэтому производитель позаботился о том, чтобы при поломке тяговых моторов их можно было починить без снятия колес. Такие характеристики важны для тех людей, которые будут вести деятельность, связанную с использованием такого самосвала. Колеса можно снять только при помощи крана, и это занятие довольно длительное. Данные детали отлично справляются с большим весом. Подробно о грузоподъемности БелАЗа написано ранее.

Палуба самосвала

Автомобиль имеет второй этаж — палубу. Расположена она рядом с кабиной, где находится водитель. Последнего называют в данной машине оператором.

При подъеме на второй этаж можно заметить металлический шкаф, который является панелью управления. Здесь вся электрика и, что важно, его самая главная часть — трансмиссия. Рядом с ней находится система, которая обеспечивает охлаждение резисторов.

За кабиной управления находится объединенная часть гидравлической системы, то есть объединение рулевого управления, тормозной системы и специального механизма опрокидывающегося типа.

Посреди палубы имеется емкость, которую сложно не заметить. Видна верхушка бака. Именно таким образом устроена система охлаждения. К сожалению, бак установить на нижнем ярусе, где и вся остальная конструкция, нельзя, поэтому его вывели настолько высоко.

В задней части кабины можно заметить вентиляторы и радиаторы. Имеются зеркала заднего вида, которые могут сначала показаться довольно маленькими. Однако вблизи они такого же размера, как и зеркала дома в прихожей. Речь идет только о левом зеркале, так как правое действительно имеет небольшие размеры. Двери открываются против направления движения. Это удобно как для водителя, так и для пассажира.

Управление

В управлении самый большой БелАЗ довольно стандартен, однако многих смущает наличие трех педалей и селектора коробки.

Для начала нужно вспомнить, что КПП здесь нет. Селектор же необходим для того, чтобы задавать направление движению автомобиля. Справа от него находится специальное управление кузова. Но зачем же третья педаль? Она отвечает за тормоз. В центре находится педаль для гидравлического тормоза, а для того чтобы не использовать рычаг сцепления (от которого отказались), установлена еще одна педаль электродинамического тормоза.

Стоит напомнить, что управлять данным автомобилем может только человек, который имеет не только грузовую категорию С, но и также специальное удостоверение оператора БелАЗа.

Заметить нужно, что рулевое колесо БелАЗа характеристики имеет вполне обычные, его детали и компоненты также стандартные и не отличаются ничем от конструкции на других машинах. При покупке данного самосвала можно заметить, что фар у него нет. На заводе их не устанавливают, хотя проводку делают. Проверяя ее работоспособность, конструкцию сразу же снимают. Делается это потому, что сразу же после доставки машины заказчику все равно автомобиль придется разбирать, поэтому смысла в установке оптики нет. Кнопки, которые находятся справа от рулевой колонки, отвечают за трансмиссию, работу дизелей, стеклоочистителя и обогрев стекол. Также имеется специальный блок управления, который отвечает за работоспособность функций отопления и кондиционирования.

Данный автомобиль создан таким образом, что нагрузка на каждое из колес одинаковая. Ход подвесок небольшой, поэтому если водитель видит перед собой какое-то препятствие, необходимо будет остановиться и каким-то образом убрать его. Самосвал его вряд ли преодолеет. Следует заметить: чтобы передвигался такой автомобиль с максимально плавным ходом, необходимо подготовить грунт.

В качестве дополнительных характеристик БелАЗа нужно отметить, что он имеет автоматическую систему тушения пожара, а также контроль давления в шинах. Также имеется система смазки, она автоматическая. Встроена система контроля загрузки грузов. За счет электродинамической тормозной системы можно спокойно экономить ресурс колодок. Помимо этого, тормозная система работает практически моментально. Когда человек переходит с полной тяги в режим торможения, автомобиль перестраивается за секунду. За счет того, что нет классической коробки передач, можно совершать равномерный разгон, не переключаясь.

Грузоподъемность БелАЗа в 400 тонн действительно впечатляет. При массе выше все системы работают стабильно.

Разгон и ресурс

С электромеханической трансмиссией разгоняться на таком автомобиле будет довольно легко и безопасно, так как здесь вряд ли что-то может сломаться. Трение деталей отсутствует, соответственно, износ и поломки практически минимальны.

По отзывам покупателей можно заметить, что подобные машины способны ехать по карьеру более 900 тыс. км. В реальности же многие проезжали более миллиона. Хотя на самом деле, по заявлению производителя, ресурс данной машины рассчитывается моточасами, а не километрами. Максимальная скорость самого большого БелАЗа 64 км/ч.

Карьерные самосвалы «БелАЗ» являются настоящими гигантами среди автомобилей. Эти многотонные машины трудятся по всему миру.
В Хакасии мне довелось не только осмотреть эту громадину вблизи и даже проехать в кабине. На угольном разрезе «Степной», где я побывал, трудятся свыше полусотни «БелАЗов» различной грузоподъемности.

2. Самые мощные «БелАЗы» используются при перевозке пустой породы — вскрыши. Здесь работают 130-тонники, то есть «БелАЗы» грузоподъемностью 130 тонн. По весу это примерно четыре самолета Boeing 737-300, или 20 африканских слонов или два железнодорожных вагона угля. Конечно же, самолеты и слонов на «БелАЗах» не возят, цифры я привел для понимания того, насколько много поднимает этот богатырь.

3. На дорогах здесь установлены специальные знаки.

4. Карьерные самосвалы «БелАЗ» грузоподъемностью 110-136 тонн предназначены для перевозки горной массы в сложных горнотехнических условиях глубоких карьеров, на открытых разработках месторождений полезных ископаемых по технологическим дорогам в различных климатических условиях эксплуатации (при температуре окружающего воздуха от -50 до +50 градусов).

5. Ну что, готовы прокатиться на «БелАЗе»? Тогда для начала придется подняться по лестнице.
Самое лучшее место для фотографии на память. Обратите внимание, кабина полностью защищена козырьком, это нужно для безопасности.

6. В кабине находятся два кресла. Обзор очень непривычный. Для того, чтобы контролировать обстановку вокруг, установлено множество зеркал.

7. Изнутри нет ощущения, что ты сидишь на высоте второго этажа. Все размеры тут гораздо больше, чем в обычной жизни: огромные отвалы, широкие технологические дороги, движущийся навстречу транспорт.

8. Водитель «БелАЗа» Виктор Игламович настоящий профессионал, работает на предприятии очень давно. Работой и техникой доволен. За смену он делает более 40 рейсов. Обедает тут же в разрезе, в перерыв приезжает столовая на колесах.

9. На полу в кабине три педали, но это не привычные «сцепление, тормоз и газ». Сцепления здесь нет, колеса приводятся в движение электродвигателями, зато педалей тормоза сразу две. Один тормоз динамический, другой обычный. Электродинамический тормоз значительно снижает механический износ фрикционных материалов тормозных накладок, классический тормоз используется только на малых скоростях и при маневрировании.

10. В какой-то степени «БелАЗ» является электромобилем, точнее автомобилем с электрической передачей. Дизельный двигатель вырабатывает электроэнергию, которая приводит в движения мотор-колеса. Алгоритм системы управления оптимизирует параметры системы привода. Соотверственно, не требуется переключения передач, обеспечивается плавное изменение мощности при движении. Значительно сокращается количество узлов, подверженных износу. Самосвалы, как и другая техника, работают круглые сутки 365 дней в году.

11. Бортовой компьютер показывает множество параметров от давления в подвеске, до массы груза и количества рейсов за смену.

12. В плане электроники «БелАЗы» вполне современные машины.

13. Есть несколько камер, которые показывают обстановку в кузове.

14. Автомобильный парк постоянно обновляется, каждый год закупается несколько единиц техники. Привозят их из Белоруссии разобранными на агрегаты, собирают самосвалы уже на разрезе.

15. Уголь возят на самосвалах поменьше, их грузоподъемность 55 тонн, что тоже немало. Если не ставить эти самосвалы рядом, никто не скажет, что они маленькие.

16. Во время движения по разрезу «БелАЗы» и другая техника поднимают немалое количество пыли. Для борьбы с ней используются специализированные цистерны на базе «БелАЗов». На других специализированных предприятиях есть даже «БелАЗы», которые закладывают взрывчатку для промышленных взрывов.

17. Напоследок еще одна фотография из разреза. Здесь гигантские «БелАЗы» выглядят игрушечными, настолько тут все огромное. Но здесь люди своим трудом при помощи машин в прямом смысле сворачивают горы. В такие моменты в полной мере восхищаешься гением инженерной мысли.

18. Выражаю благодарность администрации компании «Русский Уголь» и разреза «Степной» за помощь в подготовке этого репортажа.

Для полноты ощущений выкладываю еще и видео:

Обязательно прочитайте

Стремительно развивающаяся горнодобывающая промышленность за последние десятилетия стала толчком для изготовления карьерного транспорта, способного перевозить не только очень тяжелые, но и объемные грузы. Среди всех производителей, когда-либо выпускавших карьерную технику, самым передовым предприятием является БелАЗ. Автомобили данной марки могут произвести сильное впечатление своими габаритами, а также техническими характеристиками. БелАЗ-7540 отличается не только огромнейшей проходимостью, но и обладает серьезной грузоподъемностью.

Эти машины эксплуатируются в самых трудных условиях, доступ в которые очень сложный, а климатические условия не самые благоприятные. Машины широко используются по всему миру в горнодобывающей отрасли, а также на строительстве крупных объектов самого разного назначения. БелАЗ-7540 - это эталон мощности и высокой надежности.

Как создавался БелАЗ

История этого завода, а вместе с ним и автомобиля, берет свое начало в послевоенное время. В тяжелом и далеком 1948-м году в городе Жодино Минской области построили машиностроительный торфяной завод.

Первые годы он практически не работал, но в 1958 году с передали производство самосвалов грузоподъемностью в 25 тонн МАЗ-525. Хоть эта продукция и не отличалась качеством, производство этих автомобилей вели достаточно долго. Вместе с этим разрабатывали и новые модели. Так, в 61-м году с конвейера завода сходит БелАЗ-540 грузоподъемностью в 27 т. Тогда же конструкторы завода создали машину, обладающую фантастической грузоподъемностью в 40 тонн.

Завод неоднократно отличался различными высокими наградами, в том числе и на международных выставках. Но это не предел для БелАЗа. В 69-м году появляется 75-тонный карьерный БелАЗ-549, а в 78-м- модель 7419, способная перевозить до 110 тонн грузов. Далее завод выпускал БелАЗ-75211 грузоподъемностью в 170 тонн.

Модель БелАЗ-7540 выпускалась заводом с 1992 года. Самосвал считается одним из лучших во всем мире. Автомобиль является самым маленьким среди серийных авто, но характеристики его не сравнимы с особенностями и возможностями других грузовиков от мировых производителей. Данный самосвал был разработан для перевозки горных пород от точки добычи до места хранения или пунктов переработки.

Особенности автомобиля

Условия, в которых эксплуатируют такой транспорт - отнюдь не легкие. Даже если не учитывать незначительные расстояния (а это от 1 до 5 км), данным автомобилям приходится двигаться по сложным участкам. Дороги отличаются переменным профилем, большим количеством поворотов. Нередко в карьерах создаются временные дороги, покрытие которых - неудовлетворительное. Кроме того, дороги представляют собой чередование подъемов и спусков различной длины. Поэтому карьерный самосвал должен обладать серьезными техническими характеристиками.

Необходимо заметить, что БелАЗ-7540 - это целое семейство моделей. Что касается рабочих параметров, то во всех модификациях они совпадают. Разница между ними лишь в двигателях. Также эти автомобили комплектуются гидротрансформаторной КПП, двумя типами тормозов, комфортабельной кабиной с климат-контролем и другими функциями.

Модификации и двигатели

Характеристики БелАЗа-7540 зависят от мотора, который установлен в автомобиль. В моделях 7540А установлены двигателя ЯМЗ-240 ПМ2. Максимальная полезная мощность данного агрегата составляет 420 л., при этом частота вращения коленчатого вала будет не выше, чем 2100 об/мин. Этот дизельный агрегат имеет объем в 22,3 литра, а цилиндры расположены V-образно. Двигатель не имеет турбонаддува. Система охлаждения - жидкостного типа. Максимальный вращательный момент составляет 1491 Нм при 1600 об/мин.

На модификацию 7540В устанавливают мотор серии ЯМЗ-240М2-1. Данная модель отличается лишь наличием турбонаддува и системой предварительного охлаждения потока воздуха.

На модели 7540С установлены агрегаты ММЗ Д-280. Мощность такого двигателя составляет 425 л.с. на частоте вращения коленчатого вала в 2100 об/мин. Этот мотор имеет 8 цилиндров с V-образным расположением. равен 17,24 литра. Максимальные показатели вращательного момента составляет 1913 Нм при оборотах коленчатого вала в 1300. Мотор оснащен газотурбинной системой наддува. При этом имеется промежуточная система охлаждения воздуха.

Серия 7540 D комплектуется импортными восьмицилиндровыми моторами Deutz BF8M1015. Мощность такого агрегата составляет 350 лошадиных сил при оборотах коленчатого вала в 2050 об/мин. Рабочий объем цилиндров составляет 16 литров. Максимальный вращательный момент - 1835 Нм. Наряду с этими моделями, в серии существуют и другие модификации. Они оборудованы двигателями от американского производителя «Камминз».

Расход топлива

Как видно, все двигатели достаточно крупные. Сколько потребляет автомобиль БелАЗ-7540? Стоит учесть один момент - это карьерная техника. Потребление горючего здесь не на километры, а на часы. Так, за один час модели A, B, и E потребляет по паспорту 55,3 литров горючего. Модель С - 59,77 л/ч. Белазу серии D нужно 60,89 литров для одного часа работы двигателя.

АКПП

Вне зависимости от комплектации, а также от модификации, каждая машина из этой серии комплектуется гидротрансформаторной автоматической коробкой передач. Трансмиссия отличается наличием трехвального согласующего редуктора. Также в конструкции имеется одноступенчатый гидротрансформатор. Коробка передач - четырехвальная, оснащенная и электрическо-гидравлическим приводом управления. Трансмиссия позволяет использовать пять передач для движения вперед и две для движения назад.

Для работы в легких условиях, самосвалы могут комплектоваться АКПП с четырьмя передачами. Три предусмотрены для движения вперед, а одна - для заднего хода.

Грузовая платформа

Самосвал имеет платформу ковшового типа. Она сварная и имеет защитный козырек. Дополнительно может обогреваться от энергии выхлопных газов. Платформа оборудована специальным устройством для стопорения ее в поднятом положении.

Рама

Шасси - сварное, изготовленное из максимально прочных видов низколегированных сталей. Лонжероны имеют коробчатое сечение и отличаются переменной высотой. Соединены лонжероны поперечинами.

Схема БелАЗа-7540 практически ничем не отличается от других грузовиков, разве что другими габаритными размерами.

Кабина и оснащение

Автомобиль оснащается одноместной цельнометаллической кабиной. Расположена она над силовым агрегатом. Чтобы сесть в автомобиль, водителю требуется подняться по лестнице. Таковых в автомобиле две - с правой и левой стороны. Салон оснащен всем необходимым для комфортной работы за рулем. Сидение оснащено системой амортизации - так водитель сможет легче переносить тряски и вибрации. Ведь несмотря на большие колеса, машина очень жестко ведет себя на неровностях - отмечают отзывы. Кресло регулируется по высоте, а также по длине. Есть регулировка наклона спинки.

Контрольные приборы находятся непосредственно перед глазами водителя. Это значительно упрощает мониторинг основных показателей и систем автомобиля. На приборной панели есть тахометр, спидометр, манометр для контроля за давлением в тормозной системе, вольтметр и счетчик, учитывающий моточасы. Зеркала дают возможность полностью контролировать все, что происходит сзади автомобиля.

Эта специализированная машина предназначена для эксплуатации в любых местностях, при любом климате. Поэтому в салоне имеется система, поддерживающая комфортный микроклимат. Отзывы говорят, что работать за рулем БелАЗа достаточно комфортно.

Ходовая часть самосвала

Подвеска БелАЗа-7540 - зависимая для каждого моста. В ней имеются пневмогидравлические цилиндры, заполненные азотом и маслом. Два из них расположены на передней оси, два - на заднем мосту. Ходы цилиндров - от 205 до 265 мм.

Тормозная система

Карьерный самосвал БелАЗ-7540 оснащен рабочей тормозной системой барабанного типа с пневматическим приводом. Также имеется ручник, управляемый с салона. Кроме этого, есть запасной и тормоз-замедлитель. В системе есть сепаратор для сброса конденсата, который периодически скапливается в воздушной системе грузовика.

Ремонт и сервисное обслуживание

Обслуживают машину при наработке определенного числа моточасов. Производить сервисные мероприятия нужно регулярно, так как иначе автомобиль может выйти из строя. ТО-1 производится каждые 100 моточасов или 2 тысячи километров пробега. ТО-2 - через 500 часов или 20 тысяч километров. Стоимость запчастей и комплектующих весьма высока и при поломке ремонт БелАЗа-7540 может обойтись в серьезные суммы. Но в целом автомобиль надежный, поскольку разрабатывался для работы в сложных условиях. Некоторые модели успешно используется уже 25 лет без капитального ремонта.

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.

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