CC BY
10
5. Едыгенов Е.К., Панферов М.В. Крутонаклонный подъемник с электромагнитным приводом для открытых горных работ // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2006. № 8. С. 282-286.
6. Мулухов К.К., Беслекоева З.Н. Крутонаклонный карьерный конвейерный подъемник для крупнокусковых грузов и глубоких карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. № 3. С. 249-257.
7. Гнездилов С.Г. Напряженно-деформированное состояние металлоконструкции автомобильного подъемника элеваторного типа при различных сочетаниях нагрузок // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. № 6. С. 3.
8. Тутов С.С. Сравнительный анализ транспортных машин для осуществления перевозки горных пород // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 211-214.
9. Бауман В.П. Машины для строительства промышленных, гражданских и гидротехнических сооружений: Справочник. М.: Изд-во Машиностроение, 1976. 502 с.
10. Болгов И.В. Технология ремонта оборудования предприятий бытового обслуживания населения: Учебник для втузов. М.: Легкая и пищевая промышленность, 2003. 248 с.
Ковалёва Татьяна Евгеньевна, студентка, tutowserg@yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
MATHEMATICAL MODELING OF THE LIFT FORK BEHAVIOR UNDER INCREASED LOADS
T.E. Kovaleva
The paper considers the situation with overloading the forks of the lift for the transportation of large loads, which is a fairly common problem and the cause of the breakdown of lifting equipment. Calculations are carried out using specialized software under the assumption that the entire structure of the lifting machine can withstand the load applied to the forks. Deformation changes and the withstand weight of loads for several types of forks are evaluated according to the design. Load graphs, deformation schemes and pictures of the loss of the original shape of the pitchfork are given.
Key words: analysis, modeling, data processing, hoisting and transport machines, mining, hoist, machine, minerals, equipment.
Kovaleva Tatyana Evgeyevna, student, tutowserg@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 623.437; 622
DOI: 10.24412/2071-6168-2022-2-263-267
СРАВНЕНИЕ И СИСТЕМАТИЗАЦИЯ ДАННЫХ О ТРАНСПОРТНЫХ МАШИНАХ ДЛЯ РАБОТЫ С ГОРНЫМИ ПОРОДАМИ
С.С. Тутов
Рассматривается вопрос о рациональном выборе транспортного оборудования, а именно приводятся технические особенности самосвалов Caterpillar. В работе проведено сравнение некоторых моделей самосвалов и обоснование их рационального пользования.
Ключевые слова: сравнение, самосвалы, детали, транспортные машины, карьер, транспортировка, автомобиль, горные работы, руда.
Вопрос о подборе подъемно-транспортных машин является важным вопросом для правильного и рационального использования материальных и технических ресурсов горнодобывающей организации. Ранее подобный обзор был осуществлен для экскаваторов Takeuchi и для самосвалов DAF [1-2], в данной же работе будут приведены технические особенности, проведено сравнение и обоснование выбора того или иного самосвала от компании Caterpillar. Подобные работы актуальны и необходимы для формирования сравнительных таблиц и простоты подбора техники в зависимости от нужд. В качестве основного метода исследования выбрано аналитическое сравнение и обобщение данных из открытых источников [3-7].
263
Самосвал Caterpillar 725. За один рейс этот самосвал с шарнирно-сочлененной рамой способен перевозить 26 тонн полезного сыпучего груза. Машина хорошо зарекомендовала себя при работе в открытых карьерах. Мощные двигатели в 390 л.с., созданные по технологии ACERT™, позволяют самосвалу Caterpillar 725 преодолевать крутые подъемы и полное бездорожье. Силовая установка высокопроизводительного оборудования защищена от превышения максимально допустимой частоты вращения двигателя электроникой. Шестиступенчатая коробка передач нацелена на плавное повышение скорости движения. В электронную коробку передач встроен ограничитель частоты переключений. Конструкция коробки передач также обеспечивает низкую нагрузку на трансмиссию, что сокращает до минимума износ компонентов ходовой части. Оператор карьерного самосвала может сосредоточиться на выполнении своих непосредственных производственных функций. Кабина данной машины очень комфортна, уровень допустимого шума внутри нее не превышает предела в 76 дб. Машина обеспечивается высоким уровнем оперативного технического обслуживания со стороны производителей. Это обуславливает ее значительную экономическую отдачу уже на первых этапах эксплуатации.
Самосвал Caterpillar 730. Проверен временем и длительными испытаниями самосвал Caterpillar 730. Эта машина, оснащенная вместительным кузовом объемом более 20 кубометров, рассчитана на перевозку за один рейс до 31 тонны полезного сыпучего груза. Самосвал продемонстрировал непревзойденные эксплуатационные качества при работе с сложных климатических условий на карьерах северных широт, а также в жарких странах: в Бразилии, Мексике, в странах Африки. Двигатель мощностью в 410 л.с., произведенный по технологии ACERT™, оснащен шестиступенчатой коробкой передач. Мотор обеспечивает плавный ход самосвала по пересеченной местности. Подвеска снабжена масляно-азотными цилиндрами. Машина легко преодолевает крутые подъемы и спуски, что особенно важно при эксплуатации в горной местности. В кабине самосвала Caterpillar 730 для оператора и инструктора созданы самые комфортные условия. Сидения для них направлены вперед. Большая площадь застекления кабины гарантирует самую широкую панораму обзора.
Самосвал Caterpillar 730 Ejector. Силовая установка самосвала Caterpillar 730 Ejector произведена с проектной мощностью в 325 л.с. Двигатель этой высокопроизводительной машины обеспечивает доставку за один рейс 30 тонн сыпучего груза. Производительность самосвала повышена за счет применения инновационных технологий. Двигатель построен на основе технологии ACERT™, что делает его сверхэкономичным и долговечным. В конструкции самосвала применены все технические новинки, которые характерны при выпуске подобных машин меньшей грузоподъемности. Электронный блок предохраняет шестиступенчатую коробку передач от износа, уменьшая нагрузку на трансмиссию. Самосвал Caterpillar 730 Ejector построен на шарнирно-сочлененной раме. При полной нагрузке машина действует бесперебойно в течение всего рабочего дня. Оператор самосвала может работать всю смену в комфортных условиях, ведь его рабочее место полностью защищено от внешних воздействий. Уровень шума в кабине водителя-оператора карьерного самосвала не превышает 70 дб.
Самосвал Caterpillar 735. Долговечность, абсолютная надежность в сочетании с высочайшей производительностью - главные достоинства карьерного самосвала Caterpillar 735. Согласно SAE J1995 проектная мощность двигателя этой машины составляет не менее 430 л.с. Топливный бак один из самых больших среди моделей серии, вмещает 530 литров горючего. Топлива достаточно для длительного пробега по пересеченной местности с полной нагрузкой. Самосвал незаменим для вывозки из горных карьеров руды, песка, камня, других сыпучих грузов. За один пробег перевозится до 33 тон полезного груза. Вместительность кузова с горкой, насыпанной под уклоном, около 20 кубометров. Коробка передач самосвала Caterpillar 735 имеет семь скоростей переднего хода. Для обеспечения заднего хода предназначаются две передачи. На полный подъем кузова самосвала Caterpillar 735 понадобится не более 11 секунд. Опускается кузов всего за 7 секунд. Кабина самосвала предоставляет оператору полный комфорт на протяжении всей рабочей смены. Широкий обзор, простота управления техпроцессом, эргономичность - эти особенности самосвала.
Самосвал Caterpillar 740. В линейке карьерной техники от производителя самосвал Caterpillar 740 занимает особое место. Эту модель выбирают потребители, нуждающиеся в сверхэнергоемкой большегрузной технике для работы в карьерах с повышенным или пониженным температурным режимами. Двигатели для Caterpillar 740 производятся мощностью до 440 л.с. Высокотехнологичные силовые установки, сконструированные с самым широким применением инновационных технологий, отличаются предельным уровнем экономичности. Просто-
та их конструкции обеспечивает надежность и долговечность. Рабочий объем двигателя для Caterpillar 740 достигает 15 литров. Для длительной эксплуатации в течение всего рабочего дня самосвал комплектуется производительными агрегатами ходовой части, коробкой передач с электронным управлением, гарантирующей плавность хода сверхмощной машины даже на труднодоступных участках пути. За один рейс Caterpillar 740 перевозит до 40 тон полезного груза. Ее кузов, выполненный из стали толщиной 16 мм, вмещает до 24 кубометров породы (при насыпке с горкой под уклоном). Поднимается кузов гибравлически за 12 секунд, опускается за 7 секунд.
Самосвал Caterpillar 770. Большегрузный внедорожный самосвал Caterpillar 770 выпускается с пятью различными модификациями кузова. Пользователь может выбирать оптимальную комплектацию в соответствии с реальными экономическими и технологическими задачами. Самосвалы Caterpillar 770 оснащаются новейшими дизельными двигателями ACERT™. Для 770-й серии предусматривается установка дизеля С15 объемом 15.2 литра и мощностью 355 КВт. Двигатель адаптирован к требованиям системы сертификации Tier 3/Stage За. Расход топлива за счет внедрения в разработку продуктивной гидравлической вентиляции снижен по сравнению с прежними моделями на 2 процента. Интервал замены масла на самосвалах доведен до 500 часов.
Модель самосвала Caterpillar 770 оснащается трансмиссией с системой охлаждения, которая состоит из радиатора фирмы Behr. Он создан специально для Caterpillar на основе од-ноходовой схемы. Новый блок охлаждения получил в результате коренной технической переработки межреберный зазор, который в три раза больше, чем у старых моделей. Это облегчает обслуживание системы охлаждения двигателя.
Самосвал Caterpillar 770 общей массой в 71 тонну оборудован коробкой передач собственного производства, рассчитанной на семь режимов передач. КПП имеет возможность переключения при не выключенном сцеплении. работу трансмиссии контролирует электронный блок. Внедрена новая система дифференциалов.
Самосвал Caterpillar 772. Большегрузные карьерные самосвалы Самосвал Caterpillar 772 пришли на смену аналогичным моделям, выпускавшимся еще с 60-х годов прошлого столетия. В самосвалах 772-й серии учтены все преимущества и недостатки прежних разработок. Одновременно увеличены надежность и долговечность за счет внедрения инновационных технологий. Новый дизель этих большегрузных машин дает возможность перемещать за один пробег не менее 52 тонн камня, руды, песка. Характерная особенность самосвалов Caterpillar 772 -центральное расположение кабины. Она сертифицирована в соответствии с ROPS, может быть использована и на других моделях шарнирно-сочлененной конструкции. Центральное положение кабины имеет ряд преимуществ. Новички-операторы могут выполнять свои функции в более комфортных условиях: улучшен угол обзора рабочей площадки - площадь стекол расширена на 50 процентов по сравнению с прежними моделями. Кресло оператора может регулироваться в восьми положениях. Оснащены самосвалы Caterpillar 772 видеокамерой заднего вида и рацией. Изображение с видеокамеры подается на 18-дюймовый монитор на пульт управления самосвалом.
Самосвал Caterpillar 775 F. Ряд преимуществ по сравнению с менее производительными вариантами представляет карьерный самосвал Caterpillar 775 F. Он предназначается для транспортировки за один пробег до 65 тон сыпучего груза. Такой большой объем гарантирует удельную экономию средств в расчете на километр пробега, способствует увеличению прибыли за счет сокращения издержек на эксплуатацию техники. На внедорожных самосвалах серии Caterpillar 775 F устанавливаются дизельные двигатели Caterpillar C27 также с технологией ACERT™. Они развивают предельную мощность до 798 л.с. Удачная, проверенная длительными испытаниями конструкция двигателя, осуществлена на базе инновационной технологии. Она придает самосвалу исключительную надежность и позволяет его силовой установке работать с высочайшим коэффициентом полезного действия. Даже в самых тяжелых условиях эксплуатации сохраняются все превосходные технические характеристики самосвала Caterpillar 775 F. Мощный самосвал Caterpillar 775 F развивает с полной нагрузкой скорость не менее 64 км в час. Силовая передача Caterpillar развивает большее тяговое усилие. Это увеличивает производительность машины, понижает эксплуатационные расходы.
Опционально на самосвалы Caterpillar 775 F устанавливается комплект «Северный», в который входят средства дополнительного утепления кабины, моторного отсека и предстартовый обогреватель.
Обобщенная сравнительная информация приведена в таблице.
Сравнительная таблица
Параметры 725 730 735 740 770 772 775 F
Длина, м 9,92 9,92 10,9 10,9 8,17 8,74 10,3
Масса без груза, т 22,26 22,85 30,25 32,8 34,24 35,45 48
Ширина, м 2,877 2,877 3,353 3,43 4,75 4,78 5,39
Клиренс, мм 495 495 534 577 680 720 791
Мощность, кВт 233 242 308 346 381 446 587
Скорость движения, км/ч 56,8 55,3 58,3 54,7 74,8 79,7 67,5
Грузоподъемность, т 23,6 28,1 32,7 38 37 46,65 63,5
В случае необходимости использования самосвалов для перемещения больших объемов грузов, то лучше применять самосвалы caterpillar 775 и 772, если необходима высокая проходимость, скорость перевозки и маневренность - 770 модель и 772. Однако если объемы грузоперевозок не столь существенны, то можно использовать меньшие модели 720-740.
Таким образом, приведенная информация позволит осуществить правильный выбор оборудования и рационализировать пользование материальными ресурсами и подъемно-транспортной техникой.
Список литературы
1. Тутов С.С. Сравнительный анализ транспортных машин для осуществления перевозки горных пород // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 211-214.
2. Григорьев М.С. Применение сортировочных машин в горнодобывающей отрасли. Особенности конструкции и расчет // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 336-340.
3. Григорьев М.С., Ковалёва Т.Е., Тутов С.С. Анализ конструкции и особенности шагающего экскаватора, применяемого в горной промышленности // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 6. С. 251-254.
4. Андреев, А. В. Транспортные машины и автоматизированные комплексы открытых разработок: учебник для вузов по специальности «Горные машины и комплексы» / А.В. Андреев, В.А. Дьяков, Е Е. Шешко. М.: Недра, 1975. 464 с.
5. Электрооборудование и системы управления подъемно-транспортными машинами: Учеб. пособие / П.А. Сорокин, Д.М. Крапивин, М.Н. Хальфин, А.В. Редькин, В.П. Папирняк. Тула: Изд-во ТулГУ, 2003. 380 с.
6. Александров М.П. Подъемно-транспортные машины; Государственное научно-техническое издательство машиностроительной и судостроительной литературы. М., 2011. 298 c.
7. Вайнсон А.А. Подъемно-транспортные машины строительной промышленности. Атлас конструкций; Альянс - М., 2017. 152 c.
Тутов Сергей Сергеевич, студент, tutowserg@,yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
COMPARISON AND SYSTEMATIZATION OF DATA ON TRANSPORT MACHINES FOR WORKING
WITH ROCK
S.S. Tutov
The question of the rational choice of transport equipment is considered, namely, the technical features of Caterpillar dump trucks are given. The paper compares some models of dump trucks and justifies their rational use.
Key words: comparison, dump trucks, parts, transport vehicles, quarry, transportation, automobile, mining, ore.
Tutov Sergey Sergeevich, student, tutowserg@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
