Обоснование рациональных эксплуатационных характеристик привода карьерных автосамосвалов с гидромеханической трансмиссией тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.05.06, кандидат технических наук Суздальцев, Роман Евгеньевич

• Суздальцев, Роман Евгеньевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Суздальцев, Роман Евгеньевич

ВВЕДЕНИЕ

РАЗДЕЛ

I. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ

КАРЬЕРНЫХ АВТОСАМОСВАЛОВ

1.1. Анализ влияния характеристик привода на эксплутационные показатели карьерных самосвалов

1.2. Анализ теоретических и экспериментальных исследований по определению основных эксплуатационных показателей работы карьерного самосвала

1.3. Цель, задачи и общая методика исследований

РАЗДЕЛ

II. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЦИКЛИЧЕСКОГО РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ БОЛЬШЕГРУЗНОГО КАРЬЕРНОГО САМОСВАЛА С ГМТ

2.1. Разработка системы описания условий эксплуатации карьерного самосвала

2.2. Математическая модель циклического режима движения карьерного самосвала

2.3. Разработка математической модели систем управления дизелем, трансмиссией и тормозной системой

РАЗДЕЛ

III. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОЧЕГО ЦИКЛА

КАРЬЕРНОГО САМОСВАЛА С ГМТ 3.1. Реализация математической модели циклического режима движения карьерного самосвала с ГМТ на ЭВМ

3.2. Моделирование движения карьерного самосвала с ГМТ

3.3. Проверка адекватности компьютерного моделирования реальному рабочему процессу самосвала с ГМТ

РАЗДЕЛ

IV. ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИКЛИЧЕСКОГО РЕЖИМА ДВИЖЕНИЯ КАРЬЕРНОГО САМОСВАЛА С ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ

ТРАНСМИССИЕЙ

4.1. Исследование тяговых качеств карьерного автосамосвала с ГМТ

4.2. Исследование динамических качеств карьерного самосвала с ГМТ

4.3. Обоснование рациональных эксплуатационных характеристик привода карьерного самосвала с ГМТ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обоснование рациональных эксплуатационных характеристик привода карьерных автосамосвалов с гидромеханической трансмиссией»

С ростом глубины карьеров ухудшаются эксплуатационные условия применения автотранспорта, ужесточаются требования по контролю за экологическими характеристиками его работы. К середине 90-х г. в России эксплуатировалось более 50 карьеров, глубина которых превышала 200-250 м и в отдельных случаях достигала 600 м. В горнодобывающей и угольной промышленности автомобильным транспортом перемещается около 60% горной массы, при этом себестоимость транспортирования 1 м3 при использовании цикличной технологии составляет 40-60%, а при циклично-поточной - 25-30% [28,41,44,79].

В настоящее время на карьерах Европы, Америки и других стран средняя грузоподъёмность самосвалов составляет 154-177 т, в странах СНГ наиболее распространены автосамосвалы грузоподъёмностью 100-154 т [44,100]. Единичная стоимость автосамосвала грузоподъёмностью 90-170 т составляет приблизительно USD 1-1,5 млн., средний срок службы 7-10 лет. Объём продаж самосвалов грузоподъёмностью 120-218 т, не считая автосамосвалы марки БелАЗ, ежегодно составляет порядка 300 единиц [94]. Основа их конструкции за последние 25 лет не претерпела особых изменений. Учитывая ограниченность запасов полезных ископаемых, отрабатываемых открытым способом, развитие карьерного автотранспорта идёт по пути реализации высокотехнологичных конструктивных решений для оптимизации характеристик отдельных узлов с применением различных видов трансмиссий и созданием алгоритмов функционирования систем управления для заданных условий эксплуатации. В классах грузоподъёмности более 75 т 95% автосамосвалов имеют жёсткую раму и колесную формулу 4x2 [98]. Порядка 50% машин в указанном классе грузоподъёмности оборудованы в настоящее время гидромеханической трансмиссией (ГМТ).

Высокая себестоимость транспортирования горной массы карьерным автотранспортом при использовании любой технологии добычи обусловливает необходимость поиска решений по повышению его эффективности. Одним из способов повышения эффективности эксплуатации горных и транспортных машин является достижение максимального соответствия рабочих параметров оборудования условиям эксплуатации. Для реализации этого способа производители предлагают для одной и той же модели автомобиля несколько вариантов комплектации привода: предлагается гамма дизелей, бортовых редукторов, шин и дополнительные системы управления работой отдельных узлов, характеристики которых для конкретных условий выбираются на основании имеющегося опыта эксплуатации подобной техники [106-109]. Как показывают исследования [47,48], на глубоких карьерах, где на каждые 100 м понижения горных работ себестоимость транспортирования самосвалами возрастает в 1,4-1,5 раза, добиться повышения производительности автотранспорта возможно при его функциональном разделении на магистральный и сборочный, при этом автосамосвалы должны характеризоваться различными значениями удельной мощности приводов, рациональные эксплуатационные характеристики которых требуют строгого научного обоснования [48].

Опыт создания карьерных самосвалов с ГМТ и проведённые исследования позволяют определить необходимые конструктивные показатели трансмиссии. Оптимальной для мощных самосвалов можно считать силовую установку с двигателем постоянной мощности и 8-и ступенчатый редуктор, обеспечивающий загрузку двигателя на 80-90% при блокированном на всех режимах гидротрансформаторе (ГТ) [20].

Несмотря на проведенные ранее исследования в данном направлении и значительные достижения фирм-производителей, многие вопросы требуют дальнейшего углубленного изучения. В частности, недостаточно изучено влияние рабочих параметров трансмиссии на эффективность эксплуатации самосвалов, нет аналитических методов определения расхода топлива, отсутствует научное обоснование при определении оптимального для данных условий эксплуатации типа трансмиссии ГМТ или электромеханической (ЭМТ). В рабо6 тах [39,48] обозначена проблема создания самосвала грузоподъёмностью 120 т на базе автомобиля БелАЗ, оборудованного ГМТ, позволяющей повысить эффективность эксплуатации этих машин, которая уже в течение длительного времени не может найти практического решения из-за отсутствия у отечественных производителей опыта создания машин с ГМТ в классах грузоподъёмности более 75 т [47].

В связи с изложенным проблема повышения эффективности эксплуатации самосвалов с ГМТ методом выбора рациональных эксплуатационных характеристик привода для заданных условий эксплуатации является актуальной и экономически значимой.

I. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ КАРЬЕРНЫХ

АВТОСАМОСВАЛОВ 1Л. Анализ влияния характеристик привода на эксплуатационные показатели карьерных самосвалов

Карьерные автосамосвалы с жесткой рамой и колёсной формулой 4x2 условно можно разделить на 9 классов грузоподъёмности: 27-36 т, 40-46 т, 50-65 т, 75-100 т, 109-136 т, 154-177, 180-218, 220280 и более 280 т [41-44]. В классах грузоподъёмности до 75 т на самосвалах используется только ГМТ, в остальных - самосвалы оборудуются обеими типами трансмиссий. Высокая манёвренность, автономность и технологическая гибкость автотранспорта обусловливают широкое его применение в различных горнотехнических, погодно-климатических и дорожных условиях. Для стран СНГ характерными являются следующие условия.

Горнотехнические. 1) Глубинные карьеры - дви

Рис.2. Общий вид глубинного карьера жение с грузом на подъём («85% эксплуатирующихся самосвалов); 2) нагорные карьеры (Мукуланский, Качканарский и др.) - движение с грузом вниз в тормозном режиме («15% машин) [42,44].

Дорожные и климатические условия. Протяженность дорог с асфальтобетонным и бетонным покрытием составляет 26,5%, с щебёночным и гравийным покрытием - 55,5%, без покрытия (скальный грунт) - 18%. Руководящие уклоны дорог 8-10%, при этом в глубоких карьерах величина средневзвешенного уклона в грузовом направлении составляет 5-6%. На 1 км маршрута приходится 2-3 поворота. Более 60% автотранспортных средств эксплуатируется в зонах Севера

Рис. 1 Автосамосвал с ГМТ грузоподъёмностью 136-150 т и холодного климата, где вероятность дней с сильным ветром (ив > 15м/с) составляет P(t) =0,17-0,39 [40,42,43].

Режим работы. Карьерные самосвалы эксплуатируются в непрерывном режиме в две (по 12 ч) или три (по 8 ч) смены по скользящему графику, средняя наработка самосвала за год составляет 5,5-6 тыс. ч. Мировой рекорд - 8128 ч, т.е. примерно 22 ч в сутки в течение всего года [40,99].

Технологические схемы работы. 1) Монотранспортные - транспортирование горной массы в магистральном режиме от забоев до конечных пунктов (отвалов, складов обогатительной фабрики). Длина транспортирования (L) составляет 0,5-7,5 км, высота подъёма горной массы (Н) до 600 м [29,41,42,44], в перспективе высота подъёма может составить до 700 м [62]. 2) Многотранспортные - транспортирует горную массу до перегрузочного пункта (промежуточный склад или дробильно-перегрузочный комплекс) - сборочная схема, L = 0,5-4 км, Н < 250 м [44,62].

В работах [42,89-91], посвящённых исследованию работы карьерного автотранспорта отмечается, что рациональные условия эксплуатации автосамосвалов достигаются при L< 2,5 км и Н < 150 м. Фактически они часто значительно отличаются от рациональных [67,%,91,94]. С начала 80х гг. у нас в стране и за рубежом используется добыча руды с применением циклично-поточной технологией (ЦПТ), в которых используются стационарные, полустационарные и передвижные дробильно-перегрузочные комплексы. Использование ЦПТ позволяет привести условия эксплуатации самосвалов к рациональным. Основным требованием, предъявляемым к автотранспорту в схемах ЦПТ является стабильность грузопотока [55].

В зависимости от условий эксплуатации затраты на транспортирование горной массы карьерными самосвалами составляют от 25% (в схемах с ЦПТ) до 75% (при разработке сложнострукгурных месторождений) всех затрат по добыче полезного ископаемого [8,41,55,79]. При этом с увеличением глубины горных работ на каждые 100 м понижения себестоимость транспортирования возрастает в 1,4-1,5 раза [41].

Учитывая высокую первоначальную стоимость и значительные затраты при эксплуатации карьерных самосвалов очевидна актуальность проблемы повышения эффективности их эксплуатации.

Данные о продажах большегрузных самосвалов за последние несколько лет свидетельствуют о стремительном вытеснении ЭМТ на моделях машин грузоподъёмностью до 220 т [95]. Учитывая успешный опыт создания и эксплуатации самосвалов с ГМТ в классах грузоподъёмности свыше 75 т, практически все фирмы-производители ведут работы по переоборудованию выпускаемых ими моделей этим типом трансмиссии (табл.1). Существовавший до середины 80х годов тезис о неэффективности использования ГМТ на самосвалах грузоподъёмностью более 100 т в настоящее время полностью опровергнут: - в 2001 г. фирмой Caterpillar планируется выпуск Рис. 3. Проект самосвала CAT 797 q =326 т 326 T СаМОСВЭЛа С ГМТ CAT 797 (рИС. 3)

106].

Таблица 1

Характеристики самосвалов с ГМТ грузоподъёмностью более 75 т

Фирма про- Марка Грузоподъ- Мах ско- Число Марка дизеля Мощность диизводитель самосвала ёмность, т рость, км/ч передач зеля, кВт

777D 90.9 60,4 7 3508В TA-EUI 746

Caterpillar 785С 118-136 54,8 6 3512 TA-EUI 1029

789С 154-177 54,4 6 3516 TA-EUI 1342

793С 218 54,3 6 3516B-EUI 1716

Haulpak ЗЗОМ 90.7 61,9 7 Komatsu 12V140Z-1 783

530М 136-150 58,0 7 Cummins КТА50 1082

Euclid R 90 90 Н. д. 6 Cummins КТА38-С 690

Volvo R100C 100 Н. д. Н.д. Нет данных Н.д.

Модельный ряд в меньших классах грузоподъёмности значительно шире. Так, в классе грузоподъёмности 50-65 т (табл. 2), различные производители предлагают 8 моделей самосвалов с примерно одинаковыми техническим характеристикам машин.

Таблица 2

Марки самосвалов с ГМТ в классе грузоподъемности 50-65 т

Фирма про- Марка са- Грузоподъ- Мах ско- Мощность Марка дизеля изводитель мосвала ёмность, т рость, км/ч дизеля, кВт

Caterpillar 773D 53 66 509 CAT 3412Е TA-HEUI

775D 60 66 541 CAT 3412Е TA-HEUI

Haulpak 2 ЮМ 49,9-54,0 63,9 503,6 Cummins QSK-19

БелАЗ БелАЗ-7555 55 53 525 ЯМЗ 32Э845

Perlini DP 755 60 40 522 Detroit Deisel 12V-92TA

Terex 3306В 55 Нет данных 503.6 Cummins QSK-19

О&К Н55 Н70 50 60 Нет данных 485 485 Cummins

Анализ этих данных говорит о перспективности использования на карьерных самосвалах привода с ГМТ. Отечественные производители в настоящее время могут предложить лишь 30; 40 и 55 т самосвалы с этим типом трансмиссии. На БЕЛАЗе уже длительное время в проекте создание машин с ГМТ грузоподъёмностью 90 и 135 т [51], но их проектирование тормозится отсутствием необходимого опыта. Очевидно, что при создании отечественных моделей большегрузных самосвалов в классах грузоподъёмности >75 т необходимо учесть опыт эксплуатации на карьерах стран СНГ подобной техники импортного производства, что позволит создать более эффективную технику, предназначенную в первую очередь для отечественной горнодобывающей промышленности.

Таблица 3

Сравнительные характеристики карьерных самосвалов с ГМТ

Характеристика 2 ЮМ 773D ззом 777D 530М 785В

Производитель Haulpak Caterpillar Haulpak Caterpillar Haulpak Caterpillar

Грузоподъёмность, т 49,9-54 52,3 90,7 90,9 136-150 118-136

Максимальный вес самосвала с грузом, т 95,26 92,53 166,4 161,03 249,48 249,43

Двигатель, марка Cummins QSK-19 CAT 3412E ТА-HEUI Komatsu 12 V 140 Z-l CAT 3508В TA-ЕШ Cummins КТА-50 CAT 3512 ТА-EUI

Полная мощность дизеля, кВт 503,6 509 783 699 1082 1029

Частота оборотов вала дизеля при ном мощности, мин'1 2100 2000 2000 1750 1900 1750

Максимальный крутящий момент дизеля, Mmaxi Н«м 3085 Нет данных 4631 4713 Нет данных 6720

Частота оборотов вала дизеля соответствующая, мин"1 1300 Нет данных 1400 1300 Нет данных 1400

Трансмиссии (производитель) Allison Нет данных Komatsu Caterpillar Komatsu Caterpillar

Марка трансмиссии CLT-6063 Нет данных TORQFLOW Нет данных Нет данных Нет данных

Гидротансформатор (марка) ТС 683 Нет данных Нет данных Нет данных Нет данных Нет данных

Количество передач 6 Нет данных 7 7 7 6

Передаточные отношения: Дифференциала Бортового редуктора 3,85 5,7 Нет данных Нет данных 3,47 6,5 2,74 7,00 2,647 7,235 2,1 10,83

Максимальная конструктивная скорость движения, игаах; км/ч 63,9 66,0 61,9 60,4 58,0 54,8

Шины 24.00-3 5;3 6) 24.00 R35 27.00 R49 27.00 R49 33.00 R51 33.00 R51

Допустимая нагрузка на шину, ТКВЧ; т-кВт/ч 263 Нет данных Нет данных Нет данных Нет данных Нет данных

На карьерах стран СНГ среди самосвалов с ГМТ наиболее распространены отечественные БЕЛАЗы: БЕЛАЗ-7540 (540) - 30 (27) т и БЕЛАЗ-7548

548) - 42 (40) т, которые эксплуатируются уже длительное время и достаточно хорошо изучены [12,36,37,41,51,61]. Начиная с 1988 г., в более высоких классах грузоподъёмности применяются самосвалы импортного производства: CAT 777D - 91 т и CAT 785В (785) - 118-136 т (см. табл. 4), которые являются конкурентами отечественных самосвалов БЕЛАЗ-7549

549) и БЕЛАЗ-7512 (7519), оснащенных ЭМТ [8,25,28].

Таблица 4

Самосвалов с ГМТ использующиеся на карьерах стран СНГ

Карьер Схема транспортирования L, км Ниа»м Автосамосвалы Грузоподъёмность, т

Удачный» АК «АЛРОСА» Магистральная <8,5 600 CAT 785 CAT 785В 118-136 118-136

Железный» Ков-дорский ГОК Магистральная 4,95 408 CAT 785В 118-136

Оли мпиадински й ГОК АОЗТ АС «Полюс» Магистральная 2,5 250 CAT 777D 91

Карьер «Мурунтау» Магистральная Сборочная 5,3 2,6 195 67 CAT 785В 118-136

Опыт использования на карьерах стран СНГ самосвалов с ГМТ совместно с моделями, оснащёнными ЭМТ различной и приблизительно равной грузоподъёмности - К-170 (170 т) фирмы ШСКЬЕО; САТ-785В (136 т) и НО-1200-Ш (120 т) фирмы КОМАТБи - в одинаковых условиях карьера «Мурун-тау» показывает, что соотношение производительности этих машин примерно пропорционально их грузоподъёмности [8]. В условиях карьера «Железный» Ковдорского ГОКа эксплуатация самосвалов САТ-785В (136 т), НО-1200-1 (120 т) и БелАЗ-7519 (110 т) показала, что у САТ-785В удельные приведённые затраты на 1 там в первый год эксплуатации ниже, чем у НО-1200-1 на 10%, при этом его средняя загрузка составляла 126,5 т. Самосвалы с ЭМТ НО-1200-1 и БелАЗ-7519 из-за перегрева тягового электрооборудования не могут осуществлять вывоз руды с нижних горизонтов карьера (глубина >300 м) [25]. Использование самосвалов: САТ-785 (136 т), HD-1200 Deep (136 т), HD-1200 (120 т) и Бел АЗ-7519 \ (110 т) в условиях карьера «Удачный» свидетельствует о том, что в первый год эксплуатации наибольшая производительность наблюдалась у автосамосвалов НО-1200. За 5 лет эксплуатации их производительность снизилась на 40%, у БелАЗ-75191 на 70%, а у САТ-785 на 21% уже в конце второго года эксплуатации. В летний период на глубинах до 300 м наблюдались перегрузки тяговых электродвигателей у автосамосвалов HD-1200 и БелАЗ-75191. Опыт эксплуатации HD-1200 Deep и САТ-785 свидетельствует, что по таким показателям, как производительность, коэффициент технической готовности, себестоимость транспортирования, и тенденции их изменения - при одинаковом сроке службы машин - предпочтительнее самосвалы с ЭМТ [28].

Анализ изложенного материала показывает, что невозможно дать однозначной оценки о влиянии технических характеристик привода самосвала на показатели его эксплуатации. В зависимости от условий эксплуатации показатели эффективности работы самосвалов с ГМТ как в магистральных схемах транспортирования, так и в сборочных находятся на одном уровне, а иногда и уступают по эффективности машинам с ЭМТ, хотя имеют перед ними значительное преимущество - отсутствие явления перегрева тяговых электродвигателей мотор-колёс.

Повышение эффективности эксплуатации самосвалов возможно либо за счёт снижения эксплуатационных затрат, либо повышения производительности. Анализ структуры приведённых затрат на транспортирование горной массы самосвалами (табл. 5) [30], показывает, что наибольший эффект могут принести снижение затрат на шины и топливо, которые в совокупности определяют порядка 30-50% затрат при эксплуатации самосвалов. Для изношенных машин, которые полностью амортизировали свою первоначальную стоимость, но до сих пор эксплуатируются на некоторых карьерах, совокупное влияние этих статей на себестоимость транспортирования составляет до 60%.

Для новых машин актуальным является снижение статьи на амортизационные отчисления, которые в некоторых случаях достигают 36% [29].

Таблица 5

Структура приведенных затрат при эксплуатации карьерных самосвалов

Статьи затрат, %

Амортизация (издержка владения) 3/плата водителя Топливо, смазочные масла и фильтры Ремонт Шины Прочее

10-12 15-23 19-23 11-17 21-37 4-8

Снижение затрат на шины возможно при правильном их подборе по критерию тепловой нагруженности, который примерно на 60-85% определяет их ходимость, остальные 15-40% определяются качеством дорожного полотна [42]. Тепловую нагруженвостъ характеризует нагрузка на шину в тонно-километрах за час (ТКВЧ) [42,74]:

ТКВЧ = Рг ^ т < [ТКВЧ], (1) где: PZ Cp - средняя нагрузка на шину, т; иср х - среднетехническая скорость движения самосвала, км/ч.

Производством шин для карьерных самосвалов занимаются несколько фирм: Bridgestone, Michelin, Goodyear, Firestone, General, Yokohama, Бобруй-скшина [44,74]. При этом модельный ряд даже у одного производителя позволяет сделать выбор из нескольких вариантов. Так, например, для шин 33.00 R51 тала Е-4 фирмы Michelin значения [ТКВЧ] колеблются от 496 до 930 т-км/ч, а общая выборка показывает, что для шин этого класса значения [ТКВЧ] составляют от 321 до 953 т-км/ч [74].

Анализ конструкций карьерных самосвалов показывает, что существует достаточно широкий выбор моделей дизелей, имеющих примерно равные технические характеристики с номинальной мощностью (N„0M) до 1720 кВт и номинальной частотой вращения вала (®е ном) до 2200 мин"1. Дизели фирм Caterpillar, Cummins, MTU, Komatsu, Pilstic, ОАО XK "Коломенские завод" и ЯМЗ [98, 105-108] 4-тактные, 2-тактные модели выпускает только Detroit Die

6 5,5 Н и 5 еа

4,5 ч 4 SZ;

3,5

V

91У Т96-Ф-

О 50 100 150 200 250 300 350

Полная масса самосвала, т

Рис. 4. Зависимость удельной мощности привода от грузоподъёмности самосвала.

Haulpak

Caterpillar

326 т - проект самосвала CAT 797

20%

50%

И Полное В Частичное □ Холостой ход

30%

Рис. 5. Использование мощности дизеля за транспортный цикл sel. Удельная мощность силовой установки самосвалов с ГМТ фирм Caterpillar (60% рынка) и Haulpak (20% рынка продаж) [95] составляет (см. табл.1;3) от 4,13 кВт/т до 5,5 кВт/т (рис. 4), причём наблюдается тенденция к повышению удельной мощности на самосвалах грузоподъёмностью менее 90 т.

Уменьшение затрат на топливо возможно только за счёт снижения его расхода (QT). Добиться этого в конкретных условиях эксплуатации можно за счёт снижения мощности дизеля, так как по номинальному удельному расходу топлива современные модели дизелей мало чем отличаются: qcp = 195 -220 г/(кВт ч) (рис. 6) [16,34]. Дизели должны допускать длительную работу в режиме использования полной мощности до 6070% моторесурса [40]. Фактические данные, приведённые в работе [42] (рис. 5), показывают, что режимные характеристики дизелей недоиспользуются. Мощность силовой установки определяет также производительность самосвала. Таким образом, для реализации этого метода необходимо обоснование требуемой мощности дизеля в данных условиях эксплуатации. Анализ научно-технической литературы показывает, что эта задача до сих пор не решена, её актуальность отмечается в работе [29].

800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500

Рис. 6. Универсальная расходная характеристика дизеля серии ДМ21А

Методы повышения производительности самосвалов за счёт оптимального выбора и использования грузоподъёмности, а также уменьшения времени простоев в настоящее время полностью исчерпаны. В работах [23,40-43] предложены методики по выбору оптимальной грузоподъёмности самосвала для заданных условий эксплуатации. Класс грузоподъёмности определяется производительностью карьера, характеристиками насыпного груза, параметрами маршрута - расстоянием транспортирования L и высотой подъёма горной массы Н, а также сопряжёнными параметрами погрузочного оборудования и разгрузочных комплексов. В настоящее время практически все модели самосвалов имеют набор сменных кузовов, комплектация которыми зависит от плотности насыпного груза, благодаря чему имеется возможность использования полной грузоподъёмности самосвала. Для контроля загрузки современные модели самосвалов оборудуются системами PLM (payload meter) или PMS (payload measurement system) [34,107,109]. Коэффициент использования грузоподъёмности самосвалов фирмы Caterpillar и Haulpak при надлежащей организации их работы составляет 0,94-0,96 [96]. Для сокращения затрат времени на перемещение самосвала к рабочему маршруту и оптимизации транспортных грузопотоков с начала 90х годов на некоторых зарубежных карьерах применяются системы глобального позиционирования объектов

GPS) с использованием космических технологий [107].

Таким образом, становится очевидно, что повышение эффективности эксплуатации карьерных автосамосвалов в настоящее время возможно только за счёт сокращения продолжительности рабочего цикла, распределение затрат времени при выполнение которого показано на (см. рис.7). Добиться этого можно следующими способами:

•сокращением времени маневрирования и погрузки самосвала, продолжительность этих операций с применением традиционных одноканатных электрических экскаваторов достигает 20%; на крупных зарубежных карьерах эта проблема решается за счёт применения фронтальных погрузчиков и гидравлических экскаваторов высокой производительности; при этом время загрузки самосвала сокращается с 6-7 до 3-4 мин, а отсутствие электрических кабелей позволяет увеличить площадь маневрирования самосвалов [23];

•Уменьшение расстояния транспортирования откатки. В работе [47] предлагается уменьшить длину транспортирования путём повышения руководящих уклонов до 10%, однако анализ влияния повышения силовой нагру-женности привода на эффективность работы самосвала при этом отсутствует, поэтому этот вопрос является спорным и требует дальнейшего изучения. Опыт зарубежных карьеров показывает, что руководящие уклоны на них не превышают 8% и в среднем составляют 6-7% [40].

•Наибольшие резервы в сокращении рабочего цикла самосвалов могут

3 Ожидание погрузки

13%

43%

0 Маневрирование припосгановке под погрузку □ Погрузка Движение в грузовом направлении

Щ Ожидание разгрузки Маневрирование при постановке под разгруку

ЕЗ Разгркузка Движение в порожнем направлении

Рис.7. Распределение затрат времени при выполнении самосвалом транспортного цикла быть реализованы при уменьшении ими времени движения в порожнем и грузовом направлениях, что достигается при повышении среднетехнических скоростей движения. Работа карьерного самосвала представляет собой ярко выраженный циклический процесс. При рассмотрении распределения затрат времени на выполнение транспортного цикла (рис.7), при принятии допущения о выполнении самосвалом простейших манёвров (подъезд к пункту погрузки или разгрузки, остановка и движение задним ходом к конкретному месту), возможно выделить 6 элементарных циклов движения, основными из которых являются движение в грузовом и порожнем направлениях. Продолжительность цикла движения зависит от множества факторов (см. выражение 6). Средняя скорость движения за цикл определяется интегральной суммой мгновенных скоростей за рассматриваемый промежуток времени: где N — мощность дизеля; т}1р - коэффициент полезного действия трансмиссии; rj.jp - коэффициент отбора мощности дизеля на вспомогательные нужды и бортовые системы самосвала; - сила сопротивления качению колёс; - сила сопротивления от уклона трассы; — сила сопротивления воздуха;

- сила сопротивления при движению по криволинейному участку; -сопротивление от сил инерции; [и] - ограничение величины мгновенной скорости движения.

Примерно на 99% силы сопротивления обусловливаются качением колёс и уклоном трассы. В работе [74] отмечается, что удельное сопротивление качению шин (\¥о), имеющих карьерный тип протектора (Е-4 и Е-3), по ровной твёрдой поверхности составляет 20 Н/кН. Для щебеночных дорог его значение достигает 30-50 Н/кН, на отвалах, в забое и прилегающих к ним участках, где покрытие отсутствует \¥(г=10О-150 Н/кН и может достигать 200

ФЬ (6) и о

НУкН.

В работе [69] методом технико-экономического анализа с помощью применения программ расчёта на ЭВМ обоснована и доказана необходимость повышения качества дорожного покрытия при использовании автогрейдеров. Доказано, что их применение позволяет уменьшить величину сопротивления качению колес, а также повысить ровность дорожного полотна, что позволяет уменьшить динамические нагрузки на опорные конструкции при повышении скоростей движения по участкам дорог. Реализация этого метода зависит только от качества менеджмента на горном предприятии и не является научной задачей.

Другим подходом к повышению средней скорости движения является снятие ограничений по допустимым значениям мгновенных скоростей. В работе [30] отмечается, что фактором, влияющим на температурный режим шин и долговечность опорных конструкций самосвала, является ровность дорожного покрытия. В целях уменьшения динамических нагрузок на опорные узлы и тепловой нагруженности шин при движении по дорогам, имеющим неровности, предложено снижать и ограничивать скорости движения по условию ровности дорожного полотна (табл.6).

Таблица б

Допустимые скорости движения но условию ровности дорожного полотна

Количество неровностей на 10 м дороги Высота неровностей, см

3-5 6-10 11-15 16-20 21-25 26-30 >30

Допустимая скорость движения, км/ч

1-2 шт 42 30 22 17 и 5 2

2 шт 42 28 20 15 9 4 2

Эти результаты соотносятся с данными, приводимыми в работе [31], где утверждается, что для движения самосвала без ограничения скорости высота неровностей не должна превышать 5 см, в местах погрузки и разгрузки неровности должны быть не более 10 см, при этом скорость движения ограничивается значением в 20 км/ч.

Существуют и другие ограничения [и]: от категории дороги, вида ггром площадки и параметров разгрузочных пунктов (согласно правилам безопасности, [и]=10-15 км/ч) [41,42]. Расчётные ограничения скорости по условиям торможения, скольжения, заноса и опрокидывания зависят от геометрии и покрытия участков. Таким образом, мгновенная скорость движения самосвала ограничивается наименьшим значением . Кроме того, существует чисто технические ограничение скорости, обусловленные конструктивными особенностями трансмиссии. Так, максимальная конструктивная скорость движения самосвала, согласно работе [89], равна

2лт ю„ к евом . (П\ max 5 V/ U

IP где гк - радиус качения колеса; итр - передаточное отношение трансмиссии.

Тенденция повышения конструктивной скорости движения самосвала наблюдается на протяжении последних лет. Её значение за последние годы выросло с 30-55 до 50-70 км/ч во всех классах грузоподъёмности (см. табл. 13). Анализ тяговых характеристик F(u) карьерных самосвалов с ГМТ показывает, что реализация конструктивной скорости порожнего самосвала возможна при общем сопротивлении движению 2-3%. Такое сопротивление соответствует ровному горизонтальному участку с асфальтовым или бетонным покрытием при штилевой погоде. Так, например, самосвал CAT 777D, имеющий площадь лобовой поверхности 27,7 м2 при скорости движения 60,4 км/ч, согласно работе [40], будет испытывать сопротивление воздушной среды примерно в 78 кН, при массе порожней машины 64 т удельное сопротивление ветрового потока составит 1,2%, а Х\УЧ5,2%. Очевидно, что реализация этой скорости возможна только при стечении целого ряда благоприятных обстоятельств. Обоснование максимальной скорости движения карьерных самосвалов в научно-технической литературе не нашло своего отражения. Таким образом, этот вопрос требует изучения во взаимосвязи с обоснованием удельной мощности дизеля.

Повышение порога ограничивающих значений [и] по условию торможения возможно за счёт применения систем антиблокировки тормозов ABS (anti-lock braking system), которые предотвращают скольжение шин по скользкой поверхности и при более высокой начальной скорости торможения тормозной путь самосвала не превышает допустимый. Такие системы уже устанавливаются на некоторые модели машин [107]. Кроме того, для автосамосвалов с ГМТ скорость движения на спуск ограничивается из условия тепловой нагруженности тормозной системы в зависимости от протяжённости и «эффективного уклона» [34]. Решение проблемы рассеивания или утилизации тепловой энергии, отводимой от тормозов, позволит снять эти ограничения. Однако этот вопрос требует дополнительного исследования.

Конструктивно ГМТ карьерных самосвалов представляет собой механическую трансмиссию с включаемым в работу гидротрансформатором (ГТ) (рис.8), который позволяет реализовывать тяговые свойства машины при тро-гании и работе самосвала в тяжёлых дорожных условиях, а в остальное время он заблокирован (рис. 9-11).

9 3 4 8 I

Рис.8 Схема привода карьерного самосвала с ГМТ

1 - дизель; 2 - гидротрансформатор; 3 - карданный вал, 4 - коробка переключения передач (КПП); 5 - дифференциал; 6 - бортовой редуктор; 7 - колёса задние; 8 - тормоза задние; 9 - колёса передние; 10 - тормоза передние.

F, кН

800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 и км/ч

Рис.9. Тяговая характеристика F(o) самосвала CAT 785В

С начала 80-х годов конструкция гидромеханической трансмиссии претерпела коренные изменения. Рывок в развитии самосвалов с ГМТ в классах грузоподъёмности более 80 т произошёл после того, как была разработана тормозная система с масляным охлаждением и наборным диском, практически полностью исключающая возможность нерегулируемого торможения. Срок службы тормозов при этом в 5 раз выше, чем у колодочных или дисковых. Создание электронных систем впрыска топлива позволило увеличить вращающий момент, передаваемый от дизеля к колёсам самосвала, на 2030%, благодаря чему появилась возможность создания редукторов меньших размеров, в которых вместо прямозубой цилиндрической передачи (вальная схема) перешли на использование планетарной КПП, что уменьшило потери при переключении передач и повысило ресурс трансмиссии. Эти достижения позволили уменьшить массу трансмиссии, которая по своим массо-габаритным показателям для машин данного класса стала сопоставима с ЭМТ [65].

В настоящее время в классах грузоподъёмности до 75 т практически все модели самосвалов, кроме Caterpillar, оборудуются гидропередачами фирм Allison и ZF (табл. 1-3). Под понятием гидропередачи, согласно [51], по

V -ая с ГТ

1 \ 1 ая перед; на \

V ?-ай

4-а>.

5-ая ч, - 6-ая

II s еТ И

OJ. ffll I if J

If Ш

II ii i

X 1

1Ш1 li fl Li я o T

T -Б

P i

W li И

11

Рис. 10. Кинематическая схема семискоростной КПП самосвала CAT 777D нимается ГТ, работающий в сочетании с механической коробкой передач (рис. 10). В зависимости от условий работы транспортной машины гидропередача комплектуется дополнительным оборудованием -фрикционом блокировки ГТ, гидрозамедлителем. Таким образом, производители карьерных самосвалов на стадии проектирования машины производят выбор имеющихся конструктивных решений, реализованных фирмами, спе-тщализирующимися на выпуске готовых узлов. Управляется гидропередача с помощью электронного микропроцессора, а также автономным моделирующим клапаном, регулирующим давление в муфтах сцепления. Данная система управления позволяет осуществлять точный выбор точек переключения передач как в рабочем режиме, так и в режиме торможения [35]. В классах грузоподъёмности более 75 т машины, как правило, оборудуются фирменной трансмиссией, разрабатываемой для конкретной модели.

Испытания фирмы Caterpillar [78] показали, что КПД механической части ГМТ при движении машины по уклону с использованием полной мощности дизеля и заблокированном ГТ - то есть в номинальных режимах, составляет 1^=0,8-0,85. Эти данные согласуются с теорией движения колёсных машин [68]. Для механической трансмиссии в номинальном режиме КПД таких узлов, как КПП, карданный вал, дифференциал и главная передача, составляет 0,93-0,98. Таким образом, резерв совершенства механической части трансмиссии практически исчерпан. Уменьшение мгновенного значения КПД трансмиссии возможно только за счет КПД IT (г}1Т) в те периоды времени,

Схема комплексного гидротрансформатора с блокировкой

1 - входной вал ГТ;

2 - выходной вал ГТ;

3 - насосное колесо;

4 - турбинное колесо;

5 - реактор;

6 - дисковая муфта.

Рис. 11. Комплексный одноступенчатый однореакторный ГТ когда он включен в работу. Это зависит от динамических качеств дизеля, ГТ, а также подбора рационального передаточного отношения передач КПП и режимов совместной работы узлов трансмиссии. Гидротрансформатор включается в работу при трогании самосвала с места, при о -% ЛЙ превышении сил сопротивлении движению тягового усилия на колесе на 1 передаче и при движении задним ходом [46,50]. Данных об удельном времени включения ГТ в работу в зависимости от условий работы при анализе литературных источников найти не удалось. Поэтому для определения эффективности ГМТ в зависимости от условий эксплуатации необходимо исследовать этот вопрос.

Время включения ГТ в работу при трогании самосвала с места определяется динамическими свойствами дизеля и ГТ. В работах [37,46,49] предложены методики по расчёту динамики автомобиля с ГМТ при трогании, позволяющие определить время включения ГТ в работу и его КПД. В работе [45] доказано, что при оборотах входного вала ГТ (рис. 11) менее 100 с"1 для расчёта момента на турбинном колесе целесообразно использовать безразмерные внешние характеристики ГТ: X = ); к1т = ) , соответственно коэффициент момента на валу, коэффициент трансформации момента и КПД в зависимости от кинематического передаточного отношения при постоянной кинематической вязкости и плотности рабочей жидкости [17,37,46,49]. В результате исследований установлено, что переходной процесс при разгоне двигателя постоянного тока и ГТ составляет 0,6-0,9 с. Однако результатов при нагружении ГТ значительными инерционными сопротивлениями не представлено. Очевидно, что продолжительность разгона самосвала с ГТ, учитывая большую инерционность машины и значительные сопротивления движению, будет намного дольше. Этот процесс необходимо исследовать.

Движение задним ходом осуществляется при маневрировании, при этом значительную часть времени необходимо разгонять самосвал. Очевидно, что для коротких трасс доля времени, затраченная на маневрирование самосвала, будет выше, нежели при его работе в магистральном режиме. Из анализа затрат времени на выполнение транспортного цикла (рис.8) видно, что для трасс L<2 км по [42] время маневрирования самосвала составляет 9% общего времени движения. Таким образом, очевидно, что этот процесс также необходимо исследовать.

Анализ конструкции и тяговых характеристик машин фирмы Caterpillar (табл. 4;5) показывает, что без включения в работу ГТ самосвалы реализуют свои тяговые способности при общих сопротивлениях движению не более: CAT 777D - 18,7%, CAT 785В - 13,1%, CAT 789В - 14,3%, CAT 793С -15,1%. То есть, на уклоне 10%, при щебёночном его покрытии самосвалы CAT 785В и CAT 789В не смогут двигаться без включения в работу ГТ. Таким образом, становится очевидной необходимость обоснования выбора типа и комплектации привода в зависимости от условий эксплуатации.

Анализ способов снижения затрат и методов повышения производительности карьерных самосвалов с ГМТ позволяет выявить тесную взаимосвязь между ними. Резервы повышения производительности лежат в области совершенствования рабочих процессов при движении самосвала. Параметры рабочих процессов движения определяются эксплуатационными характеристиками привода. Повышение производительности карьерных самосвалов в конкретных условиях эксплуатации может быть достигнуто при правильном выборе рабочих характеристик составляющих его узлов: для дизеля - номинальной мощности, для трансмиссии - передаточного отношения и КПД, для колёс - тепловой нагруженности шин. При этом для определения эффективности работы самосвала необходима оценка влияния рабочих характеристик узлов привода на основные эксплуатационные показатели, определяющие структуру себестоимости транспортирования: расход топлива и среднетехническую скорость движения. Это отвечает наиболее приоритетным направлениям исследований в области карьерного транспорта: определение влияния глубины карьера на показатели работы машин и обоснование удельной мощности силовой установки самосвала в зависимости от глубины карьера [30].

В зарубежной практике при производстве карьерных самосвалов в конструкции машин используются выпускаемые промышленностью узлы и агрегаты (табл. 1 - 3). Широкий тшюразмерный ряд этих узлов позволяет на стадии изготовления производить комплектацию привода в зависимости от условий эксплуатации, в большей мере это относится к моделям и с ЭМТ (табл. 7). Таким образом, имеется возможность производить непрерывное усовершенствование трансмиссии, а также учитывать горнотехнические и климатические условия эксплуатации, выпуская трансмиссии небольшими партиями [40]. Такой подход позволяет снизить издержки по разработке машин, что, учитывая мелкосерийность их производства, вполне оправдано.

Таким образом, обоснование рациональных характеристик привода самосвалов с ГМГ позволяет производить научно обоснованный выбор составляющих его узлов и агрегатов, что даёт возможность повысить эффективность эксплуатации этих машин. При создании отечественных моделей машин, учитывая общемировые тенденции автомобилестроения, на основании рациональных в данных условиях эксплуатации характеристик узлов возможен выбор вариантов комплектации привода, в том числе и из узлов импортного производства, что позволит сократить сроки и стоимость разработки машин, тем самым увеличив их конкурентоспособность.

Таблица 7

Варианты комплектации привода самосвалов с ЭМТ

Марка самосвала

М Г 3300 МТ 3600В ЬЕЛАЗ-7512 Б ЕЛА.'i-7530

Грузоподъёмность, т 136 154-172 120 180

Дизель, варианты комплектации (мощность, кВт) 12V 149 Т 1В (895) КТА-38-С (895) 16V 149 Т 1В (1192) КТА-50С (1192) 8ДМ-21АМ (956) 8 РА 4-4 (956) КТА-50С (1176) 12ДМ-21АМ (1765) 16V 149 Т 1В (1641)

Варианты комплектации генератора Нет Нет ГПА-600 ГС-525 КАК) Marathon 9В ГС-525

Варианты комплектации эл. двигателя мотор-колес Нет GE 776 GE 778 ДК-722Д ЭД 131А ДК-724Д ЭД 136

Комплектация бортового редуктора (передаточное отношение) 28,8 23 28,8 26,8 Нет Нет

Примечание: самосвалы МТ - производитель фирма UNIT RIG division of TEREX; дизели 12(16)V 149 T IB производитель - Detroit Diesel.

Обоснование рациональных характеристик привода возможно при нахождении таких сочетаний номинальных параметров узлов, при которых технико-экономические показатели работы привода и автомобиля в целом находились бы в допустимых пределах и при этом обеспечивалась бы заданная тяговая характеристика F(u) [26]. За критерии оптимальности эксплуатационных характеристик привода на основании приведенного выше анализа методов повышения эффективности эксплуатации карьерных самосвалов в рассматриваемых условиях целесообразно принять следующие: и, т -> шах; при : ТКВЧ<[ТКВЧ1 ~ lQT'->min. w

Таким образом, для повышения эффективности эксплуатации карьерных самосвалов необходимо обосновать методы определения основных эксплуатационных характеристик самосвалов, которые позволяют оценить влияние рабочих характеристик узлов и агрегатов привода на эффективность работы самосвала.

Заключение диссертации по теме «Горные машины», Суздальцев, Роман Евгеньевич

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Обобщая изложенные в диссертационной работе данные и результаты проведённых исследований, можно сделать следующие выводы и рекомендации:

1. Детерминированная математическая модель циклического режима движения карьерного самосвала, наиболее точно описывающая реальные рабочие процессы при выполнении самосвалом цикла транспортирования горной массы, может быть составлена на основе описания рабочих процессов, происходящих в узлах и системах привода.

2. Установлено, что влияние внешних факторов на работу привода при выполнении самосвалом цикла транспортирования целесообразно описывать на основе технологии геоинформационного моделирования карьерных автотранспортных коммуникаций.

3. Для описания технологических условий эксплуатации введены два принципиально новых показателя, характеризующих участок маршрута, - время остановки и ограничение скорости движения, не связанное с характеристиками покрытия дорожного полотна и геометрическими параметрами участка.

4. Режимы движения самосвала предложено детализировать по схемам включения в работу узлов привода.

5. Алгоритм моделирования циклического режима движения карьерного самосвала позволяет моделировать его полный транспортный цикл в автоматическом режиме. Он может быть использован, при соответствующей доработке, в качестве основы для моделирования процессов маневрирования самосвала и быть основой систем позиционирования объектов с использованием на технологии геоинформационного моделирования карьерных автотранспортных коммуникаций.

6. Пакет программ для обработки базы данных, получаемых в результате математического моделирования на PC ЭВМ по программе «GMT», позволяет определять основные эксплуатационные показатели работы самосвала в рассматриваемых условиях, графики обработки результатов моделирования рабочего цикла: скорости u(t), ускорения a(i), тяговых усилий на ободе ведущих колёс FK(t), силовой Ms(t) и скоростной coe(t) составляющих нагрузочного режима дизеля и другие зависимости. Анализ результатов расчёта и обработки данных по моделированию рабочего цикла позволяет производить научно обоснованный выбор между различными конструктивными решениями по оптимизации характеристик привода в рассматриваемых условиях эксплуатации и определять параметры работы самосвала без использования дорогостоящих натурных испытаний, так как получение экспериментальных зависимостей характеристик узлов привода возможно при стендовых испытаниях.

6. Анализ результатов моделирования самосвала CAT 785 в условиях карьера «Удачный» АК «Алроса» позволяет для повышения производительности эт их машин рекомендовать использование двигателей большей мощности.

7. При любых схемах транспортирования количество передач КПП целесообразно определять исходя из допустимой скорости движения самосвала по карьерным автодорогам. При ограничениях скорости движения до 40 км/ч достаточно применение 5й скоростной коробки переключения передач вместо 6-и скоростной.

8. Обоснованы рациональные дорожные условия эксплуатации самосвала CAT 785 в сборочных схемах транспортирован ия. Установлено, что оптимальный руководящий уклон для рассматриваемых маршрутов равен 60 %о.

9. Обосновано рациональное тормозное усилие, реализуемое рабочей тормозной системой, при движении порожнего самосвала на спуске по уклону не превышающему 80%©, которое должно быть не более 556 кН.

10. Математическая модель циклического режима движения карьерного самосвала может быть использована для обоснования правил и норм безопасности при эксплуатации этих машин. Установлено, что для реализации нормативов эффективности торможения самосвала грузоподъёмностью 120 т ско

113 рость его движения по уклону как гружёного, так и порожнего, при надлежащем состоянии дорожного полотна может быть увеличена до 42 км/ч на уклонах, не превышающих 80%о.

11. В трансмиссии карьерного самосвала достаточно применения комплексного одноступенчатого однореакторного ГТ, обеспечивающего передаточное отношение не более 2,6.

12. При использовании циклично-поточной технологии разработки полезных ископаемых, в которой самосвалы используются как сборочный транспорт, для специализации этих машин целесообразно принять конструктивную скорости движения самосвала равной 42 км/ч, так как большая скорость движения в таких схемах транспортирования реализована быть не может.

13. Передаточное отношение узлов трансмиссии определяется скоростными качествами дизеля, поэтому для приводов карьерных самосвалов целесообразно использовать высокооборотные дизели с номинальной частотой вращения вала до 2200 мин"1. Внешняя скоростная характеристика дизеля должна как можно в большем диапазоне частот вращения вала обеспечивать реализацию номинальной мощности. Поэтому использование дизелей серии ДМ-21АМ в качестве силовой установки на отечественных моделях автосамосвалов с ГМТ нецелесообразно.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Суздальцев, Роман Евгеньевич, 1999 год

1. Аксёнов П.В., Белоусов Б.Н. Состояние и проблемы развития АТС особо большой грузоподъёмности // Автомобильная промышленность. 1996. №3.

2. Алексеева С.В., Вещ B.A.U др. Силовые передачи транспортных машин: Динамика и расчёт // Л.: Машиностроение. 1982. С.256.

3. Анискин Л.Г., Патрушев Н.В. Оценка топливной экономичности при неустановившихся режимах движения II Тр. Челябинского политехи, и и-га. Челябинск. 1969. С.29-42.

4. Бадалов В.В., Владимиров В.Н. Надежность и эффективность автомобильных перевозок технологических грузов // С.-Пб.: 1995.

5. Биденко А.В. Исследование условий эффективной эксплуатации большегрузных автосамосвалов на угольных разрезах // Автореф. дисс. к.т.н. М.: 1980.

6. Биденко А.В., Абрамова А.К, Дибелова НА. Оптимизация структуры диагностических комплексов карьерных автомобилей // Научные сообщения. Открытые горные работы. М.: ИГД им. Скочи некого А.А. 1988.

7. Болдангиин Пурэвтогтох Моделирование процесса движения карьерного автосамосвала с целью использования в САПР карьера // Автореф. дисс. .канд.техн.наук, С.-Пб: СПГТИ. 1992.

8. Бредихин. А.А., Прохоренко Г.А. и др. Интенсификация транспортных работ в сложных горнотехнических условиях карьера «Мурунтау» // Горный журнал. 1998. №8.

9. Бюллетень: самосвалы 785 и 789. Эффективность силовой передачи: результаты испытаний механического и электрического приводов // Caterpillar overseas S А. 1990.

10. Васильев М.В. Транспортные процессы и оборудование на карьерах // М.: Недра. 1986.

11. Васильев М.В., Смирнов В.П., Горшков Э.В. Результаты испытаний дизель-электрического автосамосвала БелАЗ-7521 // Горный журнал. 1982. №11.1. С.42.

12. Васильев M.В., Смирнов В.П., Котяшев A.A. Влияние динамичности карьерных автосамосвалов на продолжительность транспортного цикла // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1971. №6. С. 91-95.

13. Васильев М.В., Смирнов В.П., Котяшев A.A. Оптимизация технологических режимов движения автосамосвалов большой грузоподъёмности // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 1974. №1. С. 63-69.

14. А.Васильев М.В., Смирнов В.П., Штейн В.Д. Автосамосвалы особо большой грузоподъёмности на карьерах цветной металлургии // М.: ЦНИИ информации и технико-экономических исследований цветной металлургии. 1975.

15. Васильев MB., Яковлев В.Л. Научные основы проектирования карьерного транспорта // М.: Наука. 1972.

16. Ваншейдт В.А. и др. Дизели. Справочник // М. Машиностроение. 1974.17 .Гидромеханические передачи шахтных самоходных машин в СССР и за рубежом. Обзор. Горное оборудование // М.: НИИИНФОРМТЯЖМАШ. 1978. №35.

17. Горшков Э.В. Обоснование рациональных параметров технологического автотранспорта при повышенных уклонах карьерных автодорог // Автореф. дисс. к.т.н. Свердловск: 1984.

18. Грицевич В.В. Тенденции развития гидромеханических передач мощных АТС // Автомобильная промышленность. 1995. №1.

19. Гришкевт, А.И., Высоцкий М.С. и др. Автомобили: машины большой единичной мощности. Учебное пособие //Минск: Выш. Шк. 1988. С.160.

20. Довженок A.C. Повышение эффективности карьерного автотранспорта совершенствованием его подсистем с использованием энергетического критерия //Автореф. дисс. к.т.н. С.-Пб: ЛИИЖТ. 1992.

21. Добрых JIM. БелАЗ-75501 новый карьерный самосвал грузоподъёмностью 280 т // Автомобильная промышленность. 1993. №7.23 .Другливер Р.Ф. Методы сокращения времени погрузки самосвалов // Горный журнал. 1994. №4. С.26-30.

22. Епанеишников А.М., Епанешников В.А. Программирование в среде TURBO PASCAL 7.0 //M.: Диалог-МИФИ. 1996.25Ерлыков В.Л., Кожевников ВТ. и др. Результаты испытаний самосвала САТ-785В в условиях Ковдорского ГОКа // Горный журнал. 1997. №6. С. 19-20.

23. Инструкция водителя самосвала HD-1200. Серийные номера: 1222 и выше // KOMATSU Ltd. Япония. 1983.

24. Казарез А.Н., Ванукевт В.Ф. и др. Опыт эксплуатации автосамосвалов БелАЗ на горнорудных предприятиях // Цветметинформация. 1987.33 .Казарез А.Н., Кулешов A.A. Эксплуатация карьерных автосамосвалов с электромеханической трансмиссией // М.: Недра. 1988.

25. Катерпиллар оверсиз С.А. Рекламные проспекты // Caterpillar. 1990-1996.

26. Ъ5 Кларк Ф. О 'Нейп Самосвал CAT 785 // Горный журнал. 1994. №4. С.9-17.36Ксендзов В.Н., Островерхое Н.Л., Стукачев В.Н. Прогнозирование нагру-женности и надёжности трансмиссий машин // Минск: Наука и техника. 1987.

27. Мазаное Н.Д., Трусов СМ. Гидромеханические коробки передач // М.: Машиностроение. 1971. С.294.52Мазинг Н.В. Законы управления топливоподачей // Автомобильная промышленность. 1994. №9.

28. Осепчугов В. В, Фрумкин А.К. Автомобиль. Анализ конструкций, элементы расчёта. М. Машиностроение. 1989. С.300.

29. Ллютов Ю.А. Исследование нагрузочных режимов электромеханической трансмиссии и оптимизация мощности первичного двигателя карьерного автосамосвала в условиях Севера // Дисс. к.т.н. Л: ЛГИ. 1984.

30. Смит Джордж Использование автогрейдеров для повышения производительности карьерных самосвалов // Горный журнал. 1994. №4. С.22-23.

31. Стеснил С.П., Яковенко Е.А. Гидродинамические передачи // М.: Машиностроение. 1973.71 .Стукачев В.Н., Ксендзов В.Н. Прогнозирование в проектировании большегрузных самосвалов // Минск: Навука i тэхнша. 1991.

32. Тарасов П.И., Горшков Э.В. Исследование расхода топлива карьерными автосамосвалами по элементам транспортного цикла // Свердловск: Труды МЧМ СССР. 1980. №62

33. Тарасов Ю.Д. Соискателям учёных степеней доктора и кандидата наук. Методические рекомендации // С.-Пб.: СПГГИ, 1998. С.15.

34. Технико-эксплуатационные характеристики машин фирмы Caterpillar. Справочник. Издание 27 //Пеория, Иллинойс, США: Caterpillar Inc. 1997. С.920.

35. Транспортирование горной массы на нерудных карьерах. Обзорная информация. Выпуск 1-2 // М.: ЦНИИ информации и технико-экономических исследований цветной металлургии. 1993.

36. Тру сов С.М. Автомобильные гидротрансформаторы // М. Машиностроение. 1977. С.270.

37. Щупов АМ. Совершенствование методов нормирования расхода топлива для транспортных средств угольных разрезов // Автореф. дисс. . к.э.н. Челябинск: 1986.

38. Эйдинов АЛ., Матова В.Б. Новые рубежи автомобильной электроники и электрооборудования // Автомобильная промышленность. 1994. №1.

39. Электрические машины в тяговом автономном электроприводе // п/р Пролы-гина АЛ., М.: Энергия. 1979.89Яковлев АЖ Конструкция и расчёт электромотор-колёс // М.: Машиностроение. 1970.

40. Яковлев В.Л. Теория и практика выбора транспорта глубоких карьеров // Новосибирск: Наука. Сибирское отделение. 1991.

41. Яценко Н.Н., Енаев А. А. Реальный коэффициент сцепления // Автомобильная промышленность. 1995. №6.

42. Chadwick J. Погрузка и откатка открытых разработок // Горные известия. 1997. Авг. С.14-19.

43. ChadwickJ. Large haulers I I Mining Magazine. 1995.-173.-№2. C.72-73.

44. AC drivers for Unit Rig hauler I I Mining Magazine. 1997. №5. C.34.

45. BELAZ 180 ton truck project. Power generation system // Longview, Texas: Marathon Le Tourneau Company. 1991.

46. Hoyt Lakes. Unit Rig track performance impresses I I Mining Magazine. 1995.-172. №6. C.372.

47. ChadwickJ. Large haulers //Mining Magazine. 1995.-173. №2. C.72-73.

48. Lithgoe G. Looking ahead // World Mining Equipment. 1997.-21. №8. C.35-36.

49. Porter D. Lightweight revolution // World Mining Equipment. 1997.-21. №6.1. C.39-42.

50. WA mine commissions new Haulpak trucks // Austral Mining. 1994.- 87. №5.1. C.29.

51. FrameWindNatne( 18,8,65,13,5,'ДОГОЖНЫЕ УСЛОВИЯ1);

52. WriteXYCF.cjui набранные данные необходимо сохранить,',12,12);

53. WriteXY(Vo присвойте им иш (три символа), и нажмите Enter ',12,13):1. CF(15,5);1. Read(Sl);if SI о"then begin sl:=sl+\par';1. Rename(fl jrabkati S1);1. NFile := rabkat+Slendelse NFi!c: rabkat ! 'Rab.par'; Pol;1. CF(14,0); ClrScr, aid;

54. Конец ввода параметров маршрута} end;

55. Procedure Fsc; {Ограничение сшювой составляющей нагрузочного режима на} begin {приводном колесе по условию сцепления с дорогой}if q=0 then Fsck:~1000*P*kscqa*Vi,5.

56. Кдаф. веса а/с на заднюю ось} else {Для С-АТ 785 пор. и гр.}

57. Fsck:=P*1000*kseqqa*Vi,5. end;

58. Procedure vdopuch; {Допустимая скорость движения на участке из условия} var vbezr :real; {min разрешенной} begin ifTosj>0 then v dopk:=0 else begin v dop k:--v max;if Vi,4.=0 {Безопасная скорость на криволиненом участке} than v bez n-1000

59. Коэф. бокового сцепления =(0.35-0.4)*Psi} {Поперечный уклон виража =0.02-0.06} else vbezr:=SQRT(g*Vi,4J*(0.35 *V(i,5.+0.02)); if vdopfc>vbez г thai vdopk: v bczr, if vdopk>(V[i,6]/3.6) then vdopk:=V[i,6]/3.6; end;end;

60. Procedure U gt; {коэф. трансформации ГТ}const UGT :array1.5. of real=(2.4707,0.3607,>4.8071,2.8594,0.0);beginugtJ:=UGTl.+UGT[2]*igtj+^UGTt33*i^j*Lgtj+UGT[4)*Lgj*igtj*i^j;htj:-htjr dcltaht; ifhtj>l thai htj:=l;end;

61. Procedure hgmn; {Сброс газа, уменьшение тягового усилия} beginhgphgj-deltaiig; ifhgj<0 then hgj-.-<); htj: = 0 aid;

62. Procedure httnn; {Уменьшение тормозного усилия} beginhlj:htjiddtaht; ifhtj<0 then htj:=0; hgj:=0 aid;

63. Procedure Igt; {Определение кинематического передаточного отношения ГТ}beginifnpj=0then w tur: wejelse begin wtur:^*usum/(2*Pi*rkoI); if'wej<(w tar/igtb1) thai wej:=wtur, end; igtj:=wtur/wej end;}

64. Procedure 8 VV0; {Свободный выбег на нейтральной передаче} beginwrite 1м('Свободный выбег на нейтральной передаче');

65. Procedure SV V; {Свободный выбег на текущей передаче} beginтогйЫпССвободный выбег на текущей передаче');

66. Определение хода рейки топливного насоса высокого давления}hij :=-Moraj/Mewj;1. Mcj: hrj * Me wj;1. M tun {);aj:7,Wj/mpij;1. Fj:=0;adizj :=aj/2/Pi/rkol*usum;1. Moas:=0;1. Mtur.=0;end;

67. Procedure TAG; {Тяговый режим при заблокированном IT) beg»

68. Procedure TagsGT; {Тяговый режим с вкточенным в работу П'} beginvmteto(TsroEbrii режим с ГТ,'); {Определение характеристик работы ГТ} igtj;=wtur/wej; UGT;1.AMBDAjCrT;

69. М nas:=Ro r5*liambdagtj*wej*wej; Mtur:=M nas*n gt j;

70. Проверка на условие сцепления колее с дорогой}bj:=Mtur*usum*nutr/rkol;ifFj>Fsckthen begin write!n('c6poc газа, при пробуксовке колес'); hgj:=0;wej:=-weminus; K&i- w jur/wej; U ОТ;1.AMBDA GT;

71. Тяговый режим} then begin if ZWjX)then begin hgj:~0;wrileln('Hepex<M из тягового режима в своб. выбег') end;aidelse begin if htj>0

72. Вспомогательное торможение} then begin if'ZWjcOthen begin htj.-O;п1е1п(ТТереход из вел. торм. в евоб. выбег')endendelse begin {Свободный выбег на текущей передаче} aid;aid;end;end;end; end;

73. Procedure REZHIM; {Определение нагрузочного режима привода с ГМТ и расчес} begin {параметров нагрузочных режимов узлов привода}

74. Mej-=hrj*Mewj; adizj :=(Mei+Momjyjprdiz; Mnas:=0; M t»r:=0;endelse TORendelse TORDIZ aid;

75. Treisa:=Treisa+deltat; sj:"sj+yj4deitat!aj*s4r(doltat)/2; {if abs(sj-ZI,k)<=0.05 then sj:=ZLk;}

76. Для обработки в EXEI<Treisa*IO ,sj*1000, adizj*10,atur*10, vj*3.6*I0, aj®10)} AppendfS);

77. Writein(t2,' ',q:3:0,'', h3,'', 'Г reisa*10:7:0/ sj*1000:8:0; ',

78. Torpid* 1000:8:0,' ',}npj:l,'', hgj*100:5;0:' brj*100:5:0,' htj*100:5:0,'

79. Me wj:4:0,' ',Mej:4:0,' \{wehg*60:4:0,'',} adtg*100:4K),' ',wej*60:4:0,' ',M nas;4:0,' M te;4-.0," wjMr*60:4:0; *,

80. Fsck/I000:4:0,* *.Fj/1000:4:0,' ',Zwj/l 000:4:0,'', vj*360:6:0,''{, aj* 100:4:0,' ',V dop j*360:6:0,' ',vi,3.:2:0,' ',v[i,4}:2:0}>; close(E);

81. Наглядное цр^йаюейие} {Appand(f2);

82. WriteXY('P А Б О T А Ю . .',28,10);1. Шау(1000);1. ClrScr,

83. Assign(f2,Tabkat+s2); rewrite(f2);

84. Определение нагрузочного режима ГМТ}1. Procedure parsamosvaia;

85. Константы параметров трансмиссии автосамосвала CAT 785} uo:- 2.1; нг~10,83; да Jr:=0.85;

86. Передаточные отношения КПП: 339,2.56,1.87,1.38,1.0,0.76} пр тах:=6;

87. Ги/фмрансформатор } го—860.0; {Удельный вес индустриального масла при 90-120 град.С =850-870 кг/мЗ} i gt Ы: 0.73; R-0.519; {Радиус ГГ} Ror5:=r*r*r*r*r*ro;

88. Константы дизеля CAT 3512 EUI} we max.-1750.0/60;wemin:=1200.0/60;wemmax:=1400.0/60;weminus—800/60;wej;=wemin;1. Mew;me Wemm :=Me wj;

89. Необходимо ввести давильные значения моментов инерции!!!!!!} Jrr=20.0; J о:=5.0;

90. Jkpp:-20.0; Jdiz:=20.0; Jkv:=0.5; Jjt:=2.0; nu r:-0.95; nu o:M).98; uu kpp:- 0.95; i'tmax:j--550000;

91. Максимальная конструктивная скорость движения}самосвала на высшей передаче при шах оборотах дизеля}vmax;-wemax*2*Pi*rkol'(ukppmnpmax.*uo*ur);

92. Минимальная скорость движения на первой передаче}v mill 1: -we min *2* Pi *rJiol/(u Jtppmf 1 . *uo*ur);v Ы: wo trax*2*14*r kd/(u Jq>pmll |*uo*ur)*i ^ bl;

93. Задание темпов изменения управляющего воздействия водителя}deltav:-0.43; deltahgrO.l; deltaJM.: 0.1; deftajhr: 0.01;deltat:=0.1;end;}1. Jjpr diz:=Jdiz+0.5*J gL

94. Формирование начальных условий работы самосвала}

95. Мф Mewj*(l-nu om); hrj:=Mej/Me wj; ZLJk:=0.0; ~~

96. Для обработки в EXEL(Tnasa*10 ,sj*1000, adig*10, atar*10, vj*3.6*10, aj*10)> Append(i2>,

97. Writeln(£2,' ',qr3', i:3,'Tjeisa* 10:7:0,' ', sjn000:8-.0,' ',

98. Torput*1000:8'.0,' ',}npj:l,'', hgj'lOO^O,' ',hrj*100:5:0,' ',htj*100:5:0,' ', Ms\yj:4:0,' ',Mej:4:0,' ',{wehg*60:4:0,'',} a dizj*!00:4.0/ >g*6Q:4:0,' ',M nas:4:0,' ', Mjur:4:0,' ',igtj*100:5:0,'w tur*60:4:0,'

99. F sck/I000:4:0,' ',Fj/l090:4:0/ ',Zwj/l 000:4:0/ч*360:б:0,''{, aj* 100:4:0,' ',Vdop j*360:6:0,' ',vi,3.:2:0,' ',v[i,4j:2:0}); {end;}