CC BY
22
УДК 622.235.5
Конструкции гусеничного ходового механизма для карьерных самосвалов, эксплуатирующихся на глубоких горизонтах
П.И. Тарасов, к.т.н., ведущий научный сотрудник, Институт горного дела Уральского отделения РАН (ИГД УрО РАН) И.В. Зырянов, д.т.н., зам. директора по научной работе, Институт «Якутнипроалмаз» АК «АЛРОСА» (ПАО) М.Л. Хазин, д.т.н., Уральский Государственный Горный Университет (УГГУ) Д.В. Ковган, м.н.с., ИГД УрО РАН
А.П. Тарасов, инженер ООО «Перспектива-М» (Екатеринбург)_
Настоящая статья представляет собой продолжение публикаций в журнале «Горная Промышленность» №4 (122) за 2015 г. — №1 (125) за 2016 г., подготовленных группой научных сотрудников и аспирантов, возглавляемой к.т.н. Петром Ивановичем Тарасовым.
Проблемы освоения Арктики достаточно многообразны - это и экология, и политика, и социально-экономические аспекты. Пути их грамотного разрешения открывают весьма значительные перспективы для развития экономики России. Арктика чрезвычайно богата разнообразными минерально-сырьевыми, биологическими и другими видами природных ресурсов. По расчётам учёных, в арктической зоне залегает более четверти мировых запасов углеводородов. По некоторым оценкам, в Арктической зоне России сосредоточена подавляющая доля общероссийских запасов золота - 40%, нефти - 40%, газа - 80%, хрома и марганца - 90% и т.д. Практически на всей территории обнаружены месторождения каменного угля. В России арктические регионы занимают заметное или ведущее место в добыче меди, никеля, золота, ртути, вольфрама, кобальта, платины и многих других редких металлов.
Рациональное использование ресурсов Арктики и обеспечение жизнедеятельности проживающего здесь населения напрямую связаны с дальнейшим развитием транспортной инфраструктуры. Её состояние сегодня представляет одну из самых острых проблем Арктики, поскольку на 1000 км2 территории региона приходится лишь 0,32 км автодорог общего пользования с твердым покрытием, что в 114 раз меньше аналогичного показателя в целом по стране.
В настоящее время в АК «АЛРОСА» при доработке нижних горизонтов карьеров используются шарнирно-сочле-ненные автосамосвалы с колесной формулой 6х6, которые надежно (без пробуксовки) в различные периоды года эксплуатируются на дорогах с продольным уклоном до 240%о. Последующая эффективная отработка глубоких горизонтов кимбер-литовых карьеров возможна лишь с использованием гусеничных автосамосвалов, способных работать при уклонах дорог до 300%.
В Институте горного дела УрО РАН проведены работы по определению возможности применения различных видов мобильного транспорта в сложных горнотехнических и горно-геологических условиях Севера. Выявлено, что большинство транспортных средств по ряду причин не отвечают тем требованиям, которые предъявляются природными условиями арктической зоны и
прилегающим к ней северным территориям Российской Федерации. Поэтому выполнен анализ и проведена доработка существующих конструкций с целью создания новых видов транспорта для использования в этих районах [1].
В статье рассмотрены варианты повышения эффективности сцепления ходового механизма специализированных транспортных средств на основе использования нового технического решения - гусеничного движителя, позволяющего регулировать величину удельного давления и соответствующей глубины внедрения грунтозацепов, установленных на траках гусениц машины в процессе ее движения.
Новизна предложенного технического решения подтверждена двумя патентами на полезную модель («Гусеничная машина» и «Ходовая часть гусеничной машины»), обеспечивающими увеличение коэффициента сцепления гусеничного движителя с обледенелой поверхностью, в том числе при движении по продольным уклонам карьерных дорог [2, 3].
Первая полезная модель (рис. 1) относится к области транспортной техники и может быть использована на гусеничных машинах повышенной проходимости. Задачей разработки полезной модели является регулирование удельного давления и соответствующей глубины внедрения грунто-зацепов в различных дорожных условиях.
Для решения этой задачи грунтозацепы на траках установлены с помощью предварительно закрученных резино-металлических шарниров. Упоры, закрепленные на траках, обеспечивают перпендикулярное тракам положение грун-
Рис. 1
Принципиальные конструктивные решения гусеничной машины (первая полезная модель):
1 - гусеничная машина; 2 - несущая рама; 3, 4 - гусеничные ходовые тележки; 5 - гусеничный трак; 6 - грунтозацеп; 7 - резинометаллический шарнир; 8 - упор (стрелкой показано направление движения гусеницы)
личины удельного давления и соответствующей глубины внедрения грунтоза-цепов, установленных на каждом траке гусениц.
Конструкция ходовой части гусеничной машины (по второй полезной модели) включает гусеницы, траки которых снабжены заостренными грунтозацепа-ми, имеющими возможность поступательного перемещения относительно траков (вверх либо вниз), а также стопорами, установленными с помощью предварительно закрученных резинометал-лических шарниров. Каждый стопор выполнен с двумя рабочими выступами, с помощью которых он имеет возможность удерживать грунтозацеп от перемещения вверх относительно трака, и снабжен жестко закрепленным на нем рычагом. Между грунтозацепом и траком размещена пружина, перемещающая грунтозацеп относительно трака вверх при выключенном стопоре. Между каждым ведущим колесом и тозацепов (с максимальным удельным давлением) при дви- крайним опорным катком ходовой части на корпусе гусенич-жении машины вперед, а при движении машины в обрат- ной машины установлен переключатель, выполненный в вином направлении (задним ходом) происходит поворот грун- де двух секторов диска, закрепленных на общей оси с воз-тозацепов в плоскость траков, что снижает до минимума можностью вращения в параллельных плоскостях при по-удельное давление гусениц на грунт. мощи привода. При перемещении гусеницы относительно
Если же при движении машины вперед необходимо со- корпуса один из секторов, установленных в определенное по-здать минимальное удельное давление грунтозацепов на ложение, взаимодействует с рычагом каждого стопора, а дру-грунт, каждая ходовая тележка предварительно разворачивается относительно рамы на пол оборота (180°).
На рис. 1а представлен вид сбоку конструкции предлагаемой гусеничной машины, на рис. 1б - схема расположения грунтозацепа на гусеничном траке.
Гусеничная машина включает раму, которая опирается на две ходовые тележки, имеющие возможность полного поворота относительно рамы (на 360°). Каждый трак гусеничной цепи снабжен грунтозацепом, резинометаллическим шарниром и упором. Грунтозацеп имеет возможность вращения в вертикальной плоскости относительно оси резино-металлического шарнира, который предварительно закручен, и под действием соответствующего упругого момента грунтозацеп прижимается к упору. При движении машины вперед, по стрелке на рис. 1, б, реакция грунта стремится вращать грунтозацеп по направлению вращения часовой стрелки, как и упругий момент со стороны резинометаллическо-го шарнира, т.е. грунтозацеп прижимается к упору, оставаясь в перпендикулярном к поверхности грунта положении. При движении машины в обратном направлении реакция грунта вращает грунтозацеп в направлении, противоположном часовой стрелке, преодолевая упругий момент резино-металлического шарнира. В результате грунтозацеп поворачивается в плоскость трака и в этом положении опирается на грунт, практически не внедряясь в него. Таким образом, в зависимости от направления передвижения машины регулируются удельное давление на грунт и соответствующая глубина внедрения грунтозацепа. Когда для движения машины вперед необходимо обеспечить минимальное удельное давление грунтозацепов на грунт, ходовые тележки предварительно разворачивают относительно рамы на 180°.
Цель создания второй полезной модели (рис. 2) - обеспечить при движении гусеничной машины регулирование ве-
Рис. 2 Общая схема (а) и детали конструкции (б-д) ходовой части гусеничной машины (вторая полезная модель):
1 - гусеничная цепь; 2 - опорный каток; 3 - ведущее колесо; 4 - переключатель положения грунтозацепа (7); 5 - ось поворота переключателя положения грунтозаце-па (7); 6 - гусеничный трак; 8 - резинометаллический шарнир; 9 - стопор; 10, 11 -первый и второй выступы; 12 - рычаг; 13 - пружина; 14,15 - сектора переключателя положения грунтозацепов
ВЫПКС1Н
стыковое соединение
«Вулкан» - Круг Максимально эффективное механическое стыковое соединение конвейерных лент прочностью до 2500 кН/м, толщиной ленты от 7 мм
ТТризшнное ткачество
СПК-ШС 1600
ПОВИТ1КА
Шарнирное соединение для быстрого монтажа со сроком службы 6-8 месяцев
Приглашаем посетить каш стенд на выставке «Уголь России и Майнинг» с 7 по 10 июня 2016 г Павильон №1, стенд 1.022
СДЕЛАНО В РОССИИ КУРС НА ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЕ
тел. (3843) 99-14-26 www.spk-styk.ru
Познакомьтесь с новейшими технологиями • Испытайте инновационное оборудование и услуги • Узнайте о новых тенденциях • Расширьте круг деловых знакомств
М1МЕхро® является выбранным участником Программы Департамента торговли США «Международный покупатель». Посредством этой Программы посольства и консульства США по всему миру будут проводить набор делегаций покупателей на это мероприятие. По вопросам участия в делегации под эгидой посольства США обращайтесь в ближайшее к вам представительство (http://www.export.gov/worldwide_us/index.asp). Логотип СБ является зарегистрированным торговым знаком Департамента торговли США и используется с его разрешения.
Г в
□
www.facebook.com/minexpo @minexpo2016
26-28 сентября 2016 г. Лас-Вегас, Невада, США www.minexpo.com
СПОНСОР:
#NMA
National Mining Association
NUUADAI INAUULIi:
ТЕХНОЛОГИИ
НА ОДНОЙ ВЫСТАВКЕ
Все, что вам нужно для повышения производительное и рентабельности
самая большая выставка горных работ на земле
и под земле
зарегистрируйтесь сейчас
на MINExpo.com
V
Найдите все, что нужно для удовлетворения мирового спроса на металлы, минералы и энергию. MINExpo® 2016 представляет целый спектр решений: новейшие продукты и услуги, инновационные технологии и семинары, проводимые экспертами. Среди предложений более чем 1700 компаний-экспонентов вы наверняка найдете продукты
Пи услуги для повышения безопасности, сокращения производственных расходов, управления рисками и роста производительности. Кроме того, MINExpo — место для деловых знакомств и обсуждения текущих и будущих потребностей вашей компании в выставочных запах и на семинарах.
Высшее руководство и ответственные за эксплуатацию и закупки малых и крупных компаний со всего мира приезжают на MINExpo,
чтобы узнать о передовых продуктах и получить информацию от специалистов отрасли. И все это в одном месте - MINExpo INTERNATIONAL® 2016. Выставки такого масштаба не будет проводиться до 2020 года. Не пропустите.
гой сектор, после установки обоих в ином положении, взаимодействует непосредственно с каждым грунтозацепом.
Во время движения гусеничной машины по зимней обледенелой дороге грунтозацепы выводятся в рабочее положение, при котором их заостренная нижняя часть выдвигается ниже контура трака в сторону грунта. Пружина между грун-тозацепом и траком сжата, а грунтозацеп удерживается от перемещения вверх с помощью первого выступа стопора, который поджимается к грунтозацепу предварительно закрученным резинометаллическим шарниром (см. рис. 2б, в).
При необходимости исключить контакт грунтозацепов с грунтом, переключатель при помощи привода поворачивается в положение, в котором его первый сектор в процессе перемещения гусеницы нажимает на рычаг каждого стопора (см. рис. 2г, д). Стопор поворачивается на определенный угол, преодолевая при этом упругий момент резинометаллического шарнира, и освобождает грунтозацеп от удержания своим первым выступом. Под действием сжатой пружины грунто-зацеп перемещается вверх до упора во второй выступ стопора, т.е. переводится в нерабочее положение и не контактирует с грунтом. При таком положении стопора его рычаг скользит по рабочей поверхности первого сектора переключателя и не вращается, т.е. угол поворота стопора не изменяется.
Для перевода каждого грунтозацепа в рабочее положение переключатель при помощи привода поворачивается таким образом, что его второй сектор в процессе перемещения гусеницы нажимает непосредственно на каждый грунтозацеп, который перемещается вниз, сжимая пружину, и заостренная нижняя часть грунтозацепа выдвигается ниже контура трака. В конце этого процесса первый выступ стопора под действием упругого момента резинометаллического шарнира прижи-
мается к грунтозацепу и в дальнейшем удерживает его от перемещения вверх. При таком положении грунтозацеп скользит по рабочей поверхности второго сектора переключателя, т.е. перемещение грунтозацепа вниз также исключено.
Запантетованные конструктивные решения гусеничного движителя обеспечат безопасное и надежное передвижение самосвала на обледенелом грунте.
Регулирование величины удельного давления и соответствующей глубины внедрения в грунт грунтозацепов в процессе передвижения гусеничной машины, в зависимости от дорожных условий дает возможность использования предложенных конструкций в самых сложных климатических условиях освоения северных территорий.
Разработанные схемы установки упоров и грунтозацепов относительно гусеничных траков позволяют увеличить коэффициент сцепления гусеничного хода машины и дают возможность её эксплуатации на крутых уклонах глубоких горизонтов карьеров.
Реализация рассмотренных технических решений позволит безопасно эксплуатировать транспортные средства на гусеничном ходу не только в гололед, но и, возможно, на увеличенных до 330-350%о подъёмах и уклонах карьерных дорог.
Информационные источники:_
1. Яковлев В.Л. и д-р. Углубочный комплекс для доработки кимберлитовых карьеров. - Екатеринбург: УрО РАН, 2015. - 268 с.
2. Патент № 148317 РФ: МПКЛ{51} B 62D55/065 / П.И. Тарасов, А.М. Дерягин, Д.В. Ковган; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН). -№ 2014128642/11; заявл. 11.07.2014; опубл. 10.12.2014, Бюл. № 34.
3. Патент № 148430 РФ: МПКЛ{51} B 62D55/08 /П.И. Тарасов, А.М. Дерягин, Д.В. Ковган; заявитель и патентообладатель: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт горного дела Уральского отделения Российской академии наук (ИГД УрО РАН). -№ 2014128643/11; заявл. 11.07.2014; опубл. 10.12.2014, Бюл. № 34.
MADE IN ITALY SINCE 1980
< SP TYRE
TYRE SERVICE PROVIDER
Российский поставщик сервисных услуг группа SP-TYRE, предоставляющая сервисные услуги предприятиям горнодобывающей отрасли, наряду с услугами по ремонту и восстановлению крупногабаритных шин (КГШ), предлагает качественное итальянское оборудование P.M.M. для монтажа / демонтажа КГШ: гидравлические бор-тоотжиматели для трех и пятикомпонент-ных дисков с посадочным диаметром от 25 до 63 дюймов.
Итальянский завод P.M.M. DI MONTRESOR
GIANFRANCO проектирует и производит с 1980 года. Для создания надежного и инновационного продукта, используются новые инженерные идеи, технологии и материалы высокого качества.
142116, Московская область, г. Подольск, ул. Лобачева, 13 тел.: +7 (495) 258-42-11; 258-42-12 e-mail: spets.admin@sp-tyre.ru www.sp-tyre.ru
