Универсального самосвала пока не создали

Самосвал с жесткой рамой или сочлененный – какой выбрать

Затраты на транспортировку вскрышной породы, горной массы и т.д. занимают существенную долю в производственных расходах карьеров. Поэтому очень важно правильно подобрать технику для осуществления перево­зок с наибольшей экономической эффективностью.

Чтобы определить, будет ли оптимальным для вашей конкретной работы самосвал с жесткой или шарнирно-сочлененной рамой, необходимо проанализировать несколько факторов.

Характеристики места работы

Прежде всего следует рассмотреть характеристики будущего места работы самосвала. Каков рельеф местности, на которой придется работать машине – поверхность ровная или с подъ­емами и спусками? Далее: самосвалы будут ездить по дорогам или по бездорожью? Каковы характеристики дорог: покрытие твердое, гравийное или грунт? Грунт надежный или слабый, скользкий (песок, глина), который после дождя станет совсем непроходимым? Кстати, просадочные, слабые, набухающие и прочие грунты занимают 85% территории России.

С жесткой рамой. Самосвалы с жесткой рамой имеют одну переднюю управляемую ось и одну-две задние ведущие оси. Привод только на задние колеса ограничивает их проходимость: они рассчитаны на езду по ровным дорогам с твердым или плотно утрамбованным гравийным покрытием, с хорошим дренажом и сцеплением и не предназначены для работы на не­устойчивом грунте. Самосвалы с жесткой рамой способны преодолевать подъемы не более 15–20% и лучше всего работают на дорогах с уклонами от 10 до 15% и менее, отмечают эксперты.

С шарнирно-сочлененной рамой. С другой стороны, со­члененные самосвалы благодаря полному приводу и шарниру сочленения рам могут перево­зить грузы по слабым, скользким грунтам, за счет увеличенного дорожного просвета преодолевать любое бездорожье и пересеченную местность, какая бы ни была погода, даже при высоком сопротивлении качению, причем передвигаются плавно, без чрезмерного воздействия на водителя толчков и вибраций.

Благодаря способу поворота машины за счет складывания рамы сочлененные самосвалы могут комплектоваться шинами большей размерности и ширины – ведь колеса у них всегда установлены прямо, не поворачиваются и не могут задевать колесные ниши. А более широкие шины не дают самосвалу проваливаться в топкий грунт. Конструкция сочлененного самосвала позволяет поддерживать постоянное сцепление всех колес с поверхностью и высокое тяговое усилие. Это дает им возможность преодолевать экстремальные подъемы с уклоном до 35%, например, в карьерах и рудниках, сохраняя устойчивость за счет низко расположенного центра тяжести.

Маневренность. Следующий вопрос: самосвалу придется работать в условиях тесноты или места для маневров будет достаточно? Если машина во время работы будет ездить по заполненной оборудованием и техникой небольшой стройплощадке, по узким дорогам, выполнять повороты с малым радиусом, следует выбрать сочлененный самосвал. Он обладает более высокой маневренностью, чем самосвал с жесткой рамой, способен выполнять маневры практически в любом месте. Например, сочлененные самосвалы часто используются в подземных шахтах и в небольших карьерах с узкими и извилистыми дорогами.

Характеристики перевозок

Вид материала. На следующем этапе выясняем вид материала, который предстоит перевозить самосвалу: это будет сыпучий материал, скальный грунт либо руда, уголь и т.п.

Количество материала. Не менее важное значение имеет вопрос: какое количество материала нужно будет перевозить: небольшое (например, при расчистке участка под строительство) или сотни тысяч тонн – из крупного горнодобывающего карьера? От количества материала, который будет перевозиться, зависит выбор грузоподъемности самосвала.

Как отмечают специалисты, чем масштабнее проект и чем дольше будет использоваться самосвал на объекте, тем большее значение имеет правильный выбор типоразмера (грузоподъемности) машины. 25-тонные сочлененные самосвалы отлично подходят для небольших земляных работ или подготовки строительной площадки, а 60-тонные – для тяжелых землеройных работ и строительства автомобильных дорог, а также для горнодобывающей промышленности. Машины, расположенные посередине этого диапазона, примерно 40-тонные, можно считать «кроссоверами», которые в равной степени подходят как для крупных земляных работ, так и для карьеров с высокой производительностью, говорят специалисты.

Дальность перевозок. Если требуется перевозить большие объемы материала на достаточно далекие расстояния, то, по словам экспертов, чем больше будет грузоподъемность самосвала, тем ниже будет стоимость тоннокилометра и тем меньше будет срок окупаемости ваших инвестиций в приобретение самосвала.

Какая планируется продолжительность проекта. Выбор типа самосвала, как уже говорилось, также зависит от длительности проекта. Продолжительность работы самосвалов на объекте может составлять от нескольких дней до нескольких лет.

Эксперты считают, что тяжелые заднеприводные самосвалы с жесткой рамой будут гораздо эффективнее сочлененных работать на долгосрочных объектах на дорогах с твердым покрытием хорошего качества, например, в песчаных и гравийных карьерах или угольных разрезах – до 5–10 лет, а иногда и более. Конечно, многое зависит и от марки самосвала, и от качества его обслуживания, и т.д. И если вам не нужно перемещать машину с одного объекта на другой, стоимость владения самосвалом с жесткой рамой обычно бывает ниже, чем у шарнирно-сочлененного аналога.

С другой стороны, эксперты утверждают, что срок экономически эффективной эксплуатации сочлененного самосвала выше, чем у обычных карьерных самосвалов, и достигает 15–25 лет. Опять-таки очевидно, что «дьявол кроется в деталях», то есть во всем комплексе условий эксплуатации в данном конкретном месте работы. При сочетании одних условий рентабельнее будет сочлененный самосвал, а при других – с жесткой рамой.

Самосвалы с жесткой рамой предназначены для перевозки крупных обломков горных пород, руды, а также различных сыпучих и крупногабаритных материалов. Основным преимуществом самосвалов с жесткой рамой перед сочлененными самосвалами является их грузоподъемность – перевозка бòльших объемов (и масс) грузов на бòльшие расстояния и с более высокими скоростями позволяет снизить затраты на тонну перевезенного груза.

Самосвалы с жесткой рамой лучше подходят для поездок по более ровной местности, в результате чего они используются преимущественно в открытых шахтах или больших карьерах, где требуется транспортировка большого количества материала, а дороги ровные и ухоженные.

Сочлененные самосвалы. При выполнении перевозок узлы и агрегаты сочлененных самосвалов изнашиваются гораздо сильнее, чем у самосвалов с жесткой рамой. Поэтому эксперты подчеркивают: сочлененные самосвалы целесообразно применять, когда способность транспортного средства преодолевать пересеченную труднопроходимую местность будет иметь большее значение, чем масса перевозимого им материала.

Впрочем, с таким утверждением согласны не все из опрошенных нами экспертов. Некоторые утверждают, что современные сочлененные самосвалы имеют высокий запас прочности рамы и кузова. Очевидно, срок службы конкретного сочлененного самосвала зависит от его качества (бренда).

Конечно, из-за меньшей грузоподъемности сочлененному самосвалу придется совершать больше поездок, чем сделал бы для перевозки такого количества материала аналогичный по типоразмеру самосвал с жесткой рамой. Рекомендуемая величина транспортного плеча для шарнирно-сочлененных самосвалов (в зависимости от условий работы) – от 150–300 м до 3 км. Максимальная дальность перевозки – до 15 км.

Хотя считается, что самосвал с жесткой рамой способен перевозить больше полезного груза, специалисты отмечают, что сочлененный самосвал может быть оснащен задним бортом, который помогает удерживать в кузове сыпучий материал и перево­зить бòльший объем материала.

Кузов шарнирно-сочлененного самосвала также может оснащаться эжектором, который позволяет выгружать материал во время движения машины, распределяя его ровным слоем, что при определенных работах более экономично и эффективно, чем выгружать кучей, как у самосвала с поднимающимся кузовом.

Бюджет (цена самосвала)

Немаловажный вопрос – сколько средств вы можете вложить в покупку самосвала. Специалисты рекомендуют рассматривать вопрос стоимости машины в конце процесса выбора, про­анализировав сначала, какие работы будет выполнять самосвал и прочие вопросы, которые мы рассмотрели выше. Заметим, что современные самосвалы с жесткой рамой по-прежнему дешевле, чем их сочлененные аналоги, но наши собеседники-эксперты говорят, что «они ближе по цене, чем вы думаете». Помните, что тщательный учет затрат – это основа успешного бизнеса.

Если вы рассматриваете вопрос покупки самосвала с пробегом, учтите, что иногда покупка подержанного самосвала обходится поначалу дешевле, но затем может потребоваться дорогой ремонт, и в результате такое приобретение в итоге обойдется дороже новой машины. Особенно это касается сочлененных моделей, у которых больше важных узлов и агрегатов, состояние которых нужно выяснить. Срок службы большинства компонентов сочлененного самосвала составляет от 9000 до 15 000 моточасов. Срок службы самой рамы может достигать 30 000 моточасов. Если возможно, совершите пробную поездку на этом самосвале, с максимальным грузом попробуйте преодолеть подъем, прежде чем принять окончательное решение о покупке.

Пример из практики – научное исследование

Автору удалось найти в технической литературе научную работу 2015 года, в которой сравнивалась экономическая эффективность эксплуатации самосвалов с жесткой рамой и шарнирно-сочлененных.

В ходе исследования учеными был выбран угледобывающий карьер в Сибири с невысоким содержанием полезного ископаемого. Это диктовало особенно острую необходимость экономной организации работ, чтобы предприятие оставалось рентабельным. Для сравнения были выбраны самосвалы с жесткой рамой и шарнирно-сочлененные аналогичной грузоподъемности порядка 40–45 т.

В ходе исследования выяснилось, что использование шарнирно-сочлененных самосвалов на нижних горизонтах глубоких карьеров позволяет увеличить уклоны до 250‰ (напомним: уклон в 1‰ равен уклону в 1 мм высоты на 1 м длины), повысить угол откоса бортов карьера при погашении и снизить за счет этого коэффициент вскрыши, сократив объемы вскрышных пород в контурах карьера.

Освоение новых месторождений полезных ископаемых часто связано с необходимостью осуществления горных работ в тяжелых и неблагоприятных климатических и горно-геологических условиях. Так, верхние горизонты на вновь строящихся карьерах часто сложены глинистыми и песчаными породами, склонными к размоканию. Движение карьерных самосвалов традиционной конструкции в таких условиях весьма затруднительно, а строительство дорог требует значительных затрат денежных и материальных ресурсов, а также времени. Использование шарнирно-сочлененных самосвалов в этом случае позволяет раньше начать работы и в более короткие сроки построить карьер с меньшими затратами.

Особенно актуально применение таких машин при разработке месторождений с малыми запасами. Строительство качественных автодорог на небольших карьерах и строительных объектах часто экономически не оправдано именно в связи с малыми объемами работ. Использование шарнирно-со­члененных самосвалов позволяет существенно снизить затраты на строительство и обслуживание карьерных автодорог, сократить расстояние транспортировки горной массы, повысить величину угла откоса бортов карьера и снизить объемы вскрышных работ.

Для эффективной эксплуатации карьерных автосамосвалов с жесткой рамой требуются значительные затраты на строительство карьерных автодорог. В то же время опыт работы шарнирно-сочлененных самосвалов на горных предприятиях показывает, что они могут эффективно работать в условиях бездорожья. Благодаря отсутствию необходимости в качественном дорожном покрытии эксплуатация шарнирно-сочлененных самосвалов, имеющих повышенную проходимость, в условиях месторождения позволяет существенно снизить затраты на строительство автодорог в карьере и повысить эффективность открытых горных работ.

Меньшая, чем у самосвалов с жесткой рамой, ширина шарнирно-сочлененного самосвала аналогичной грузоподъемности позволяет существенно уменьшить ширину транспортных площадок, которая при использовании со­члененного самосвала составляла 18 м против 21 м при применении самосвала с жесткой рамой.

Использование сочлененных самосвалов позволило увеличить уклон съездов до 160‰ против 80‰ при использовании самосвалов с жесткой рамой. При этом за счет увеличения уклонов длина съезда сократилась со 125 до 62,5 м и удалось сократить расстояние транспортировки горной массы по наклонным участкам трассы. Расстояние транспортировки вскрыши сократилось с 2,15 до 1,47 км, а расстояние транспортировки угля снизилось с 1,46 до 1,03 км.

Использование шарнирно-сочлененного самосвала позволило в условиях данного месторождения уменьшить дальность транспортировки вскрышных пород на 32%; уменьшить дальность транспортировки угля на 29%; увеличить угол погашения борта разреза на 4° и за счет этого уменьшить объем вскрыши на 4 млн м³. Благодаря этим мерам, а также за счет сокращения затрат на дорожно-строительные работы себестоимость 1 т полезного ископаемого при применении сочлененных самосвалов для транспортировки угля и вскрышных пород на данном месторождении снизилась на 12%.

Как считают многие специалисты, самосвалы с жесткой рамой и сочлененные на самом деле не конкурируют друг с другом, и хотя они используются в схожих отраслях, как правило, применяются для разных работ. Поэтому при тщательном и правильном анализе перечисленных выше факторов можно сделать однозначный выбор в пользу самосвалов того или другого типа.

Однако другие опрошенные нами специалисты на это возражают: не всё так однозначно при оценке условий работы самосвалов, есть и «серые зоны», когда выбор не столь очевиден. Например, когда дорога имеет покрытие хорошего качества, но на ней много снега или грязи.

К тому же конструкции современных самосвалов обоих типов все больше совершенствуются, и преимущества одних по отношению к другим во многом уменьшаются или вовсе исчезают: то, что еще недавно было безусловным преимуществом самосвалов одного типа, появляется и у самосвалов другого типа. Из-за этого обстоятельства сделать однозначный выбор становится все труднее.

И все же следует констатировать: универсального самосвала, одинаково хорошо работающего в любых условиях, пока не создали. Для каждых конкретных условий нужно тщательно подбирать оптимально подходящий самосвал – с жесткой или шарнирно-сочлененной рамой.