Пневмоколесные фронтальные ковшовые погрузчики (обычно их называют одним из этих терминов) прочно заняли свое место в строительном и горнодобывающем мире с середины 1960-х годов, изменив технологии ведения работ и потеснив экскаваторы и бульдозеры. Однако путь к успеху этого нового оборудования был достаточно долгим: первая машина, подходившая под название «погрузчик», была создана еще в 1917 году американским изобретателем Юджином Кларком, представившим миру механизм, который мог в кратчайшие сроки погрузить и разгрузить продукцию. Первый погрузчик не имел ни тормозов, ни гидравлики — управлять им было достаточно опасным делом. Тем не менее, это оборудование ознаменовало рождение класса машин, чьи мобильность и оперативность обеспечили ему важную роль на всех этапах дорожного строительства и горного производства. Фронтальные погрузчики прошли свой эволюционный процесс, имея преимущества более позднего развития по сравнению с другими видами оборудования, что позволило использовать в их конструкции многие современные технологии.
■ Не допускайте «ездить на тормозах» или удерживайте одну ногу на педали тормоза. Это может привести к перегреву и чрезмерному износу тормозов. ■ Не пытайтесь увеличить производительность за счет оборудования, выходящего за пределы, установленные производителем. Например, использование неправильного размера ковша для веса и типа обрабатываемого материала может привести к несчастному случаю, при этом не обязательно увеличивая производительность.
■ По возможности используйте оборудование с кабинами с кондиционером. Это позволяет операторам закрывать кабины, снижать уровень шума и поддерживать чистую контролируемую среду. Когда в течение лета кто-то осознает, что уровень охлаждающей жидкости в системе охлаждения низок, может показаться целесообразным добавить кувшин воды в верхнюю часть системы, когда правильная жидкость недоступна.
В 1920-х годах небольшие сельскохозяйственный тракторы начали оснащать ковшом для погрузки легких материалов. Это были первые прототипы современного колесного погрузчика. В 1939 г. инженер из Чикаго Фрэнк Г. Хью создал первый автономный колесный погрузчик Hough HS.
В 1944 г. Хью впервые применил гидравлический привод ковша, а в 1947-м создал полноприводный гидравлический погрузчик. Другие производители также стали выпускать подобные машины, однако все они имели жесткие рамы, что ограничивало маневренность и эффективность применения. Поэтому одной из самых значительных вех в эволюции колесного погрузчика стало создание сочлененной рамы. Эдди Вагнер из Портленда (США, штат Орегон) применил это изобретение на своей модели Scoopmobile LD-5 в 1953 г. Новинка достаточно долго пробивалась на рынок — только к середине 1960-х годов ведущие производители колесных погрузчиков приняли ее на вооружение: в 1963 г. — «Caterpilla», в 1964-м — «International Harvester», в 1965-м — «Michigan». Именно после этого колесные погрузчики начали постепенно заменять экскаваторы и бульдозеры на строительстве и горном производстве.
Хотя эти, видимо, здравые смыслы могут не кричать «плохая идея» в то время, они могут нанести ущерб здоровью всего двигателя. Крайне важно придерживаться обычного рекомендованного графика обслуживания и практики, поскольку зимняя погода накладывает напряжение на ваш двигатель. Не позволяйте летнему мышлению застрять на зимней дороге.
Если система охлаждения не может удовлетворить основные требования, на нее надевается тяжелый двигатель, тогда лошадиная сила, топливная экономичность, выбросы и общая долговечность автомобиля могут быть скомпрометированы. Контроль количества переменных и сопровождение грузовиков на дороге напрямую влияет на нижнюю границу любой операции. Это одни из самых высоких приоритетов для менеджеров флота.
С увеличением мощности и габаритов погрузчиков с особой остротой встала проблема безопасности оператора: в первых моделях ковш двигался в опасной близости от него. Кроме того, движущиеся части ограничивали обзор. Проблему удалось решить все тому же Хью — он стал одним из первых производителей, придумавших новую модель колесного погрузчика с более безопасным дизайном, расположив кабину вне зоны действия ковша и стрелы. Другие производители быстро последовали его примеру: «Caterpillar» и «Case» в 1959 г., «Allis-Chalmers» — в 1961-м и «Michigan» в 1962-м.
■ Обеспечение эффективной передачи тепла, транспортировка тепла двигателя для контроля температуры металла. ■ Поддержание оптимальной температуры двигателя для эффективности топлива и смазки. ■ Увеличение индекса охлаждения, чтобы предотвратить отказ от кипячения и перегрева. ■ Обеспечение защиты от замерзания до самой низкой температуры. ■ Обеспечение эффективной защиты от коррозии или ингибирования коррозии для всех металлов системы охлаждения в широком диапазоне температур.
Как часто операторы проверяют шины колесных погрузчиков? Каковы два разных типа дноуглубительных работ? Как реагируют двигатель, трансмиссия, гидравлика и оси? Это означает, что у нее были трудные времена в нашей разработке, и она всегда была обусловлена пределом производительности. Поскольку они больше не могли продаваться на свободном рынке, уникальная возможность показала, что они полностью демонтируют их.
В 1960-е годы тенденция развития погрузчиков сосредоточилась на производстве крупных машин с большей грузоподъемностью. В 1964 г. «International Harvester» построил колесный погрузчик Hough H-400 с ковшом 7,6 м 3 мощностью 420 л.с. Затем отличились создатели первого шарнирно-сочлененного погрузчика: семейная компания братьев Вагнер «Mixermobile Manufacturers» в 1965 г. выпустила крупнейший на то время в мире погрузчик Scoopmobile-1200 с ковшами от 7,5 до 15 м 3 и мощностью 525 л.с. Им ответили «Caterpillar», создавший в 1962 г. Cat 992 с ковшом 10 м 3 , «Michigan» (погрузчики Mi 475 с ковшом 9,2 м 3 и Mi 675С с ковшом 18,4 м 3 , 1973 г.), «Kawasaki Heavy Industries», разработавшая в 1986 г. большой 19-кубовый погрузчик для угольной ассоциации «Technology Research». Но мировое первенство в битве гигантов с начала 1960-х годов прочно захватила американская компания «LeTourneau», созданная талантливым изобретателем Робертом Гилмором Ле Торно. Выпустив в 1965 г. 14,5-кубовый погрузчик SL40, компания к 1990 г. выпускала линейку серии «L» из 7 самых больших колесных погрузчиков с ковшами емкостью от 11 до 34 м 3 и мощностью от 950 до 1800 л.с.
Сколько времени требуется, чтобы удалить все части, как они сравниваются с новыми частями группы? Как выпадают тесты производительности и давления разных компонентов и как общие значения? Нам любопытно узнать о износе, который мы наблюдаем после 500 часов.
Затем каюта должна была уступить. Трактор подвергался чрезвычайно высоким нагрузкам в испытательном приложении и поэтому больше не подходит для продажи. Таким образом, уникальная возможность полностью демонтировать его. Уже через один день двигатель был полностью выпущен.
Увлекательный момент для всей команды. Вкладыши в карьере и сбор урожая кукурузы. Завершить означает, что более поздняя сборка невозможна. Только таким образом можно заглянуть в действительно глубокий интерьер трактора. Неприятный взгляд на грязные детали, сразу после использования.
Структуризация карьерных фронтальных погрузчиков
В данной статье рассматриваются фронтальные карьерные погрузчики с ковшами более 5 м 3 и мощностью свыше 300 л.с. Учитывая, что каждая модель погрузчика может оснащаться ковшами различной вместимости и назначения, показатели грузоподъемности также могут различаться. При этом мощность двигателя базового шасси остается для каждой модели постоянной. За основу структуризации предлагается учитывать погрузчики в 6 диапазонах мощности (табл.).
|
Мощность, |
Грузо- подъемность, т |
Емкость ковша, м 3 |
|||
| основного |
диапазон |
||||
| 1 | |||||
| 2 | |||||
| 3 | |||||
| 4 |
721-1050 |
||||
| 5 |
1051-1600 |
||||
| 6 |
свыше 1600 |
||||
Приведенные оценки носят усредненный характер, а величины разброса требуют обоснованного подхода к выбору моделей погрузчика (грузоподъемность, вместимость ковша, мощность) исходя из конкретных условий его применения, которые должны задаваться потенциальным потребителем такой техники (виды работ, характеристики погружаемых материалов и пород, требующаяся производительность, интенсивность работы погрузчика, виды и типы транспортных средств и др.).
Фронтальное обновление карьерных погрузчиков
Производители фронтальных погрузчиков уделяют огромное внимание постоянному совершенствованию их конструкций. Вступление в силу в США и странах ЕС новых жестких экологических норм токсичности отработавших газов стало основным стимулом обновления и модернизации горного оборудования. Впрочем, для стран, где экологические требования не столь высоки (куда входит и Россия), дилеры предлагают оборудование с двигателями более низких экологических классов. Второе направление модернизации — повышение безопасности и улучшение условий труда для операторов, что в конечном итоге направлено на рост производительности. Важным направлением совершенствования погрузчиков стало упрощение технического обслуживания и контроля за работой различных систем машин. А снижение удельного расхода топлива и рост производительности с повестки не снимался никогда.
Ведущие мировые компании обновляют модели погрузчиков каждые 2-3 года. Казалось бы, совсем недавно компания «Caterpillar» представляла фронтальные погрузчики серии Н, как с 2011 г. в производство пошла серия К. Погрузчики серии К агрегатируются новыми двигателями Cat (ACERT), которые отвечают требованиям стандартов Tier 4 Interim и Stage IIIB и развивают эффективную мощность на 11,0 % выше, чем у машин предыдущего поколения. Следует отметить, что «Caterpillar» производит все комплектующие для погрузчиков на своих заводах, не размениваясь на кооперацию с другими производителями.
Помимо двигателей с повышенной чистотой выхлопа, на новых машинах устанавливаются кабины с уменьшенным уровнем шума, новая электрогидравлическая система рулевого управления с органами управления (по выбору оператора) в виде джойстиков или традиционного рулевого колеса, ковши новой серии Performance и усовершенствованная силовая передача. Благодаря использованию планетарной трансмиссии с гидротрансформатором и с переключением под нагрузкой уменьшена пробуксовка колес и их износ.
С начала 2014 г. «Caterpillar» приступил к продвижению на рынок погрузчиков серии М, начав модернизацию с моделей мощностью 280-400 л.с. По утверждению компании, топливная экономичность моделей серии М будет выше на 10 % по сравнению с предыдущими моделями серии К, а модели с модификацией ХЕ будут экономичнее даже на 25 %! Самый большой представленный погрузчик из серии М — Cat 980М с ковшом 5,7 м 3 . В предлагаемой для горных разработок линейки Cat присутствует 7 основных моделей эксплуатационной массой от 31 до 194 т, мощностью двигателя 322-1463 л.с. и емкостью ковшей от 4,9 до 36 м 3 при грузоподъемности 10-35 т. Наиболее массовой моделью является погрузчик 988-й серии, начало производству которого было положено в 1963 г. Главным отличием от погрузчиков других производителей является коробчатое сечение элементов задней полурамы и стойки, что позволяет поглощать крутящие нагрузки, возникающие при погрузке пород. Погрузчики Cat последних модификаций оснащены системой электронного взвешивания в реальном времени с точностью до 1 %. Погрузчики Cat, как и машины других производителей, предлагаются с различной высотой подъема ковша, имеют ряд модификаций для различных условий работы и комплектуются ковшами, емкость которых зависит от плотности горной массы. Касаясь доступности различных модификаций для горных разработок, следует отметить, что в России доступны погрузчики 980 (серии Н и К), 986Н (модель новая, ее обновления до серии К придется ждать не скоро), 988 (серии Н и К), 990К, 992К и 993К. Последние 3 машины достаточно новые, и обновление до серии М произойдет в отдаленном будущем. Самый мощный 994-й серии погрузчик Cat во всем мире представлен только серией Н
Модельный ряд Komatsu в рассматриваемом диапазоне включает 6 моделей серии WA (серия выпускается с 1985 г.) эксплуатационной массой от 31 до 205 т, мощностью двигателя 315-1560 л.с. и емкостью ковшей от 5,5 до 35 м 3 при грузоподъемности 7,8-36 т. Все модели оснащаются двигателями собственного производства с топливной системой прямого впуска (кроме WA1200 с дизелем Cummins QSK60) и трансмиссией Powershift
c 3-элементным одноступенчатым однофазным трансформатором. Коробка передач, гидротрансформатор, гидравлическая система, мосты и электрооборудование, установленные на погрузчики, также изготавливаются заводами «Komatsu». В числе интересных инженерных решений предусмотрен безударный понижающий переключатель, который переключает трансмиссию со 2-й передачи на 1-ю для увеличения тягового усилия на колесе, что улучшает заполнение ковша. Эффективно решена задача продления срока службы шин: с помощью датчика скорости система определяет пробуксовывающее колесо и подает сигнал на гидротрансформатор, прекращающий пробуксовку колеса. Дистанционный позиционер стрелы устанавливает верхнее и крайнее нижнее положение ковша с учетом высоты кузова самосвала, при этом ковш плавно останавливается по месту, заданному позиционером. Последняя 6-я серия погрузчиков Komatsu характеризуется рядом новшеств, в числе которых эргономика рабочего места машиниста (обзорная кабина без переднего ребра жесткости, сиденье с подвесной конструкцией, кондиционер с пятью режимами вентиляции, шумоизоляция рабочего места). Органы управления оснащены рычагом блокировки погрузочного оборудования и гидроусилителем. Имеется система выбора режима работы коробки передач. Машины адаптированы к суровым климатическим условиям и могут работать при температурах от минус 40º С до +40º С. Погрузчики WA-500 выпускаются уже в 7-й серии. Разработка моделей 7-го поколения ведется для WA600 и WA1200, но находится на ранних стадиях, и головной офис в Токио не готов пока сообщить конкретные характеристики потенциальному конечному пользователю. В Россию поставлялись модели только 3-й серии, но уже доступны и машины 6-й серии: японцы считали риски, связанные с использованием на горных предприятиях некачественного топлива, значительным препятствием к внедрению современных машин и не хотели рисковать своей репутацией. Следует отметить, что погрузчики 6-й серии по расходу топлива экономичнее предыдущих моделей на 5-10 %.
Основанная в 1929 г. компания «LeTourneau» к производству погрузчиков приступила в 1960 г. (в 1968-1994 гг. она носила имя «Marathon LeTourneau Co», а в 2011-м вошла в состав «Joy Global Inc»), причем с первых лет «LeTourneau» стала специализироваться на производстве больших погрузчиков с ковшами более 11 м 3 . Брэнд LeTourneau, несмотря на неоднократную смену акционеров, сохранился до настоящего времени.
«LeTourneau» — единственный в мире производитель фронтальных погрузчиков, который устанавливает современные электрические приводы на всех своих моделях. Каждое колесо с электроприводом полностью независимо от других, это единственная на рынке фронтальных погрузчиков система с независимым приводом на все 4 колеса. Машины последнего поколения обладают более быстрой реакцией на управляющие сигналы, благодаря чему улучшается контроль тяги и снижается проскальзывание колес, вследствие чего уменьшается износ шин во время поворотов и контролируется проскальзывание колес на влажных и скользких поверхностях, что обеспечивает более продолжительный срок службы шин по сравнению с фронтальными погрузчиками с механическими приводами. В отличие от конкурентов, оснащенных механическими приводами, у погрузчиков LeTourneau отсутствуют отбирающие мощность преобразователи крутящего момента, трехскоростные трансмиссии, раздаточные коробки, дифференциалы, карданные соединения, приводные валы, а также намного снижена необходимость в различных рабочих жидкостях, что приводит к росту производительности, снижению затрат на техобслуживание и высокой надежности.
Технические характеристики крупнейших погрузчиков
|
Наименование параметра |
||||||
| 994H | ||||||
| Емкость ковша, м 3 | ||||||
Четырехколесный карьерный фронтальный автопогрузчик с независимым приводом.
Здоровенный ковш погрузчика LE TOURNEAU составляет в ширину 7,2 м. Сюда легко влезут два поставленных друг на друга лимузина
Высота - 6,5 м по уровню крыши кабины
Вес - 263 т
Двигатель - 16-цилиндровый V-образный дизель рабочим объемом 62,5 л и мощностью 2300 л.с.
Объем топливного бака - 4000 л
Аризона, карьер Рэй, где компания ASARCO ведет добычу медной руды открытым способом. Меди здесь содержится столько, что даже вода, которой поливают карьерные грунтовки, чтобы прибить клубящуюся пыль, сразу же зеленеет за счет окисления солей меди в руде.
Встаньте на дно этой гигантской воронки, которая уже заняла 200 км2 земной поверхности, отследите взглядом путь вверх по ее ступенчатым стенам, и перед вами как на ладони откроется история этого карьера - вплоть до первого уровня, который разрабатывали век назад, используя для этого преимущественно кирки и лопаты.
А здесь, на дне, грунт ковыряет самый большой в мире колесный фронтальный погрузчик - LeTourneau L-2350. «За один укус» он подцепляет своим гигантским ковшом почти 75 т руды.
Мощность двигателя этого чудовища составляет 2300 л.с. Здоровенные стальные зубы, вваренные по нижней кромке его ковша, сверкают ярче серебра. Этот монстр постоянно чистит их, вгрызаясь в рудную залежь.
Его вечно разинутая пасть заточена под то, чтобы без остановки хлебать горную породу, раздробленную взрывниками. Перед ним бесконечная очередь из огромных самосвалов, ждущих своей порции, чтобы отвезти ее вверх, на переработку. Как почти все такие колесные погрузчики, LeTourneau имеет шарнирно-сочлененную раму и маневрирует, поворачивая переднюю часть рамы относительно задней.
Этот грандиозный рулевой механизм действует благодаря подобающему гидроприводу с рабочим давлением 240 атм. 16-цилиндровый V-образный дизель компании Detroit Diesel по размеру не уступит пикапу Ford F-350.
Гигант не может разогнаться более чем до 15 км/ч, но и в этом режиме L-2350 сжирает за сутки 4000 л солярки. Машина, которая обошлась в $7,6 млн, имеет такие несуразные габариты, что перевозить ее целиком оказалось невозможно, и собирали ее прямо на месте, в карьере.
Когда работяга LeTourneau L-2350 отживет свое, разбирать на металлолом его будут там же, в карьере. Всю свою трудовую жизнь - от колыбели до могилы - он обречен провести в этой яме.
Управлять аппаратом дозволяется только трактористам-ветеранам. Таков, к примеру, Рубен Розалез, начавший свою карьеру в шахте. Его тяжеловесная фигура, седеющая шевелюра, собранная в конский хвост, линялая куртка отлично смотрелись бы в седле «Харлея». Он говорит, то ли в шутку, то ли всерьез, что главное в его профессии - научиться ориентации в окружающем пространстве, ощутить мир и в ширину, и в глубину.
Стоит посмотреть, как он управляется со своим бегемотом, используя для этого всего два джойстика - один командует движениями самого погрузчика, а второй - манипуляциями ковша. Работа такого профессионала - воистину балет на железном слоне.
Мой насест, небольшой откидной стульчик рядом с креслом оператора, позволяет увидеть далеко внизу четырехметровое колесо, обтянутое в кольчугу из стальных цепей. «Эти цепи не от пробуксовки, - говорит Розалез. - Так шины служат гораздо дольше».
Весь трактор покрыт толстым слоем пыли - если его помыть, то наверняка наберем пару килограммов чистой меди. Но сегодня мы забрались в кабину, чтобы сделать L-2350 еще грязнее. «Наша игра состоит в том, чтобы наполнить рудой все эти грузовики», - поясняет Розалез, устраиваясь в кресле поудобнее и указывая рукой на череду из пустых самосвалов. С этими словами он дает газу и с силой вонзает зубы ковша в грунтовый склон. Набрав полный ковш, LeTourneau задирает его вверх и чуть ли не встает на дыбы. Его борта колотятся об осклизлые грунтовые стенки карьера, и в целом чувствуешь себя как на борту катера во время швартовки при хорошем волнении.
Вот Розалез пристраивает свой ковш над одним из самосвалов и с глубоким выдохом ссыпает весь груз в его кузов. «Я уже вжился в этот ритм и почти не чувствую всех своих движений, - говорит Рубен. - В общем, мне эта игра по душе». Не теряя ритма, он в три захода наполняет кузов и жмет на гудок: «Следующий!»
На этом погрузчике стоят шины BRIDGESTONE / FIRESTONE . Их высота - 4 м, а ширина - 170 см. Если эти колеса не обуть в кольчужный чехол, шины прослужат всего полгода. Стоимость одного колеса - $105 000. Не дешёвое удовольствие, менять резину на этом гиганте.
Технические характеристики погрузчика LeTourneau L 2350
Мощность -1715 кВт.
Грузоподъемность - 72,574 т.
Двигатель - Detroit 16V Series 4000.
Объем ковша - 40,52 м. куб.
Глубина копания - 0,25 м.
Клиренс - 0,5 м.
Длинна корпуса - 20,3 м.
Колесная база - 7,88 м.
Масса - 262,176 т.
В контроле и управлении погрузчиком принимает участие комплексная система LINCS. Благодаря ей к оператору стекается важнейшая информация о машине: масса руды в ковше; текущее состояние механизмов и узлов; время цикла.
Через главный модуль системы (MSM) есть возможность осуществления контроля тяги, оборотов силового агрегата, гидравлики, ограничителей. В ответственных точках погрузчика установлено более трех с половиной сотен входов и выходов MSM. В любой момент доступна вся необходимая информация за последний месяц работы.
Погрузчик имеет раму шарнирно-сочлененного типа. Стандартное решение для техники данного класса. Функционирование грандиозного рулевого механизма обеспечивает гидпривод с рабочим давлением на уровне 240 атмосфер.