Тенденции в развитии современных карьерных самосвалов на жесткой раме

Слияния и поглощения меняют рынок

Определенное влияние на рынок карьерных автосамосвалов оказали слияния и поглощения компаний. Так, приобретение компанией Caterpillar гиганта машиностроения Bucyrus International в 2011 г. поставило точку в производстве выдающихся по своим характеристикам самосвалов Unit Rig. Зато объединение самосвалов семейства MT (5 основных моделей г/п от 136 до 360 т) и семейства продуктов Cat® пополнило линейку Caterpillar самосвалами с электрическим приводом г/п 220 и 290 т. На протяжении нескольких лет Caterpillar вложил значительные средства в продукты Unit Rig. Результатом этих усилий стали две полностью интегрированные модели. Самосвалы новой серии D, входящей в семейство MT, имеют исключительно высокий уровень содержания компонентов Cat. Эта серия, которая выпускается на заводе Decatur, обеспечена практически всеми традиционными для Cat средствами поддержки продукта и материалами непосредственно на месте производства. В декабре 2012 г. корпоративный совет компании Caterpillar по маркировке техники одобрил размещение наименования Cat и корпоративной гаммы цветовой окраски на изделиях MT4400D AC и MT5300D AC.

Приобретение компанией Volvo Construction Equipment (Volvo CE) компании Terex Trucks в 2014 г. было стратегическим решением, которое позволило Volvo предложить клиентам свой вариант карьерных самосвалов на жесткой раме дополнительно к выпускаемым самосвалам с шарнирно-сочлененной рамой. Volvo CE анонсировала выход на рынок собственных карьерных самосвалов во втором квартале 2018 г., разработка которых в значительной степени основывалась на многолетнем опыте дочерней компании Volvo CE – Terex Trucks в комбинации с последними разработками Volvo Group. На рынке России и некоторых стран СНГ будут представлены 45-тонный R45D, 60-тонный R60D, 72-тонный R70D и флагманский 91-тонный R100E.

R100E – абсолютно новый самосвал с жесткой рамой, сочетающий в себе надежность, новейшие технологии и современный дизайн, является экономически эффективным и высокопроизводительным решением для современной горной и карьерной промышленности. Полностью новая флагманская модель R100E была спроектирована с соблюдением всех основных пожеланий клиентов к карьерным самосвалам, таких как высокая производительность, малая совокупная стоимость владения, удобство обслуживания и комфорт оператора. Обладая большой грузоподъемностью, высокой скоростью транспортировки, новым V-образным кузовом, производительной гидравликой, системой интеллектуального мониторинга и комфортным рабочим местом оператора, R100E помогает перемещать больше материала за меньшее время. Основываясь на проверенных временем самосвалах Terex серии TR, разработка карьерных самосвалов R45D, R60D и R70D происходила под тщательнейшим инженерным контролем, гарантирующим полное соответствие стандартам Volvo. Карьерный самосвал Volvo обладает улучшенной обзорностью, обновленными системами безопасности, а также технической поддержкой и дизайном техники Volvo.

В результате перехода на новые самосвалы марки Volvo производство карьерных самосвалов под маркой Terex Trucks со временем прекратится. Новые карьерные самосвалы Volvo будут производиться на обновленном заводе Volvo Motherwell (Мотеруэлл) в Шотландии.

Лидер карьерного самосвалостроения Komatsu отмечает юбилеи

В 2018 г. компания Komatsu Ltd отмечает сразу четыре круглые даты: полувековой юбилей представительства в Москве, 65 лет с начала производства первого самосвала, 45 лет с начала производства первого собственного самосвала и 40 лет с момента подписания контракта на поставку карьерных самосвалов в СССР.

Первая собственная разработка самосвала появилась в 1973 г. – через 15 лет после выпуска первого самосвала, созданного специалистами Komatsu. HD320 г/п 32 т оснащался 6-цилиндровым 19-литровым двигателем собственного производства мощностью 420 л.с. и 6-ступенчатой гидромеханической КП Torqflow. Семейство HD320 (точнее, типоразмер, поскольку конструкция машины менялась) оказалось редкостным долгожителем, и машины г/п 32 т, входящие в него, выпускаются и в наши дни.

Все карьерные самосвалы Komatsu делятся на две группы по типу привода: с гидромеханической и электрической трансмиссией. Отличительной особенностью передней подвески всех самосвалов Komatsu является применение конструкции McPherson с опорным рычагом и креплением амортизатора к верхней опоре. Такая подвеска обеспечивает как пустым, так и полностью загруженным автомобилям одинаковую плавность хода и нигде больше в мире не используется на автомобилях подобного типа.

В силу относительной простоты конструкции самосвалы с гидромеханическим приводом, когда крутящий момент двигателя через ГМП и систему карданных валов передается на задний мост, оснащенный, как правило, главной передачей с редуктором планетарного типа, исторически получили широкое применение. В производственной программе Komatsu самосвалы HD г/п от 36,5 до 141,9 т базируются на мощной раме комбинированной конструкции – балки и лонжероны сварные, коробчатого профиля, а места повышенной нагрузки: крепления мостов, оси кузова, гидроцилиндров подъемного механизма усилены литыми компонентами.

Общей в трансмиссии является 7-ступенчатая автоматическая планетарная коробка передач K-ATOMiCS с 3-элементным 1-ступенчатым 2-фазным гидротрансформатором. Трансмиссия оборудована системой непоследовательного понижения передач Skip-shift, которая позволяет на затяжных подъемах переключать передачи с IV на I, минуя промежуточные II и III. Система автоматического управления скоростью замедления ARSC дает водителю возможность выбирать и автоматически поддерживать скорость движения под гору. Многодисковый маслоохлаждаемый тормоз-замедлитель мокрого типа на все колеса позволяет поддерживать стабильную скорость на спуске и эффективно тормозить на подъемах при возникновении экстренных ситуаций.

Применение гидромеханической трансмиссии ограничивает пределы грузоподъемности автомобилей, а современные технологические процессы ведения горных работ открытым способом требуют самосвалов большей грузоподъемности. Поднять ее помогает электрическая трансмиссия. Карьерные самосвалы Komatsu с электрической трансмиссией обозначаются буквой Е. В самосвалах этого типа двигатель агрегатирован с генератором, который вырабатывает электроэнергию, питающую тяговые мотор-колеса, вмонтированные в ступицы заднего моста. В последнее время в этих трансмиссиях генераторы и моторы постоянного тока уступают место агрегатам переменного тока. Производительность их выше, а габариты меньше.

В семейство входят машины Komatsu 730Е-08, 830Е-1АС, 860Е-1К, 930Е-4, 960Е-2/2К, 980Е-4. Семейство Komatsu 730Е  – настоящий долгожитель. Первая генерация самосвала этого типа была собрана еще в 1996 г. В их конструкцию не раз вносились изменения, с 2013 г. начался выпуск обновленного 730E AC, который был оснащен рядом нововведений, включая электромотор переменного тока. Самосвал 730E AC г/п 186 т с электромотором переменного тока увеличил скоростные характеристики на 15% по сравнению со своим предшественником. Также у новинки новый экстерьер – у него новая рама и по-новому крепятся оси. Вся конструкция соединена между собой на болтах для облегчения сборки и демонтажа. Самосвал 730E AC имеет легкосъемную силовую установку, тем самым сокращая время на свою сборку на месте эксплуатации. Регулярное обслуживание 730E AC не будет доставлять механикам большого труда, так как количество шлангов, подшипников, насосов и других некрупных компонентов было значительно сокращено. Конструкция 730E AC предельно проста. Самосвал оснащен системой управления Modular Mining’s Dispatch, которая позволяет повысить производительность машины.

Вслед за успехом карьерного самосвала 730E DC с электроприводом постоянного тока Komatsu America Corp. выпустила новую модель 730E-8 AC с электромотором переменного тока. Самосвал Komatsu 730E-8 имеет инновационную уникальную конструкцию, усовершенствованную технологию системы привода и гидравлики. Такая машина идеально подходит для работы на любом сложном проекте и при этом может быть легко переброшена на другое место, поскольку конструкция на болтах облегчает демонтаж и сборку.

Кабина самосвала 730E-8 отличается повышенной комфортабельностью и оборудована всем необходимым для управления рабочим процессом. В стандартное оснащение входят сиденья с пневматической подвеской, простая в использовании приборная панель, система климат-контроля, автоматическое регулирование скорости, интерактивная система управлением техническим обслуживанием MineCare.

По сравнению с предшествующими моделями самосвал Komatsu 730E-8 увеличил свои скоростные характеристики на 15% благодаря использованию электромотора переменного тока. От предыдущих моделей 730E-8 AC отличается более совершенной конструкцией, которая облегчает сборку и демонтаж, модернизированной системой привода и гидравлики. Благодаря использованию электромотора переменного тока удалось улучшить скоростные характеристики почти на 15%. 730E-8 можно оснастить троллейной системой, помогающей самосвалу перемещаться в карьере на электрической тяге, что позволяет увеличить срок службы двигателя и экономить топливо. В машине установлена телематическая система Komtrax Plus, которая передает информацию о состоянии техники специалистам с помощью беспроводных технологий, что позволяет проводить диагностику самосвала удаленно.

Первые самосвалы Komatsu 730E-8 приступили к работе в России на Наталкинском золоторудном месторождении в Магаданской области во второй половине 2018 г. Уникальную операцию по поставке и сборке 17 машин осуществил дилер по Магаданской области – компания Modern Machinery. Операция по доставке самосвалов была уникальной в первую очередь из-за габаритов самих машин. Каждый самосвал весит 150 т и состоит из 54 отгрузочных мест. Трудностей добавила 460-километровая грунтовая дорога с несколькими сложными перевалами. Все инженерные разработки японские, электрические мотор-колеса производит General Electric в США, часть кузовов была изготовлена на заводе Komatsu в Мексике. Компоненты самосвалов из разных стран сначала доставили на завод Komatsu America в г. Пеория (США), полностью собрали, провели диагностику, разобрали и отправили в Россию. Из США в Магаданскую область самосвалы доставили сухогрузом. Сборка самых больших самосвалов в Магаданской области длилась около полугода.

В апреле 2018 г. компания Komatsu начала продажи механического карьерного самосвала HD1500-8 – полностью модернизированной версии предшествующей модели HD1500-7, работающей в основном на предприятиях горнодобывающей отрасли.

Модель новой серии оснащена 50-литровым двигателем (45-литровый в предыдущей модели), обладает мощным ходом, обеспеченным полезной мощностью в 1598 л.с. против 1406 л.с.). Он также оснащен тормозом-замедлителем самой большой мощности в своем классе. При использовании вместе с устройством автоматического замедления скорости машина достигает безопасного и высокоскоростного передвижения вниз по склону. В результате сокращения времени цикла повышается производительность. Самосвал также оборудован противобуксовочной системой, сконструированной для того, чтобы оптимизировать перемещение на скользкой и/ или мягкой поверхности.

HD1500-8 предлагается в стандартном исполнении с системой KomVision (система мониторинга обзора вокруг машины), а также функцией мониторинга в реальном времени. В модель включены новейшие энергосберегающие технологии, сокращающие потерю мощности в гидравлической системе, а также индикатор ЭКО-режима, который подскажет оператору способы более экономичной работы.

Самосвал использует светодиодные фары, систему автоматического замедления скорости для безопасного спуска по склону, антипробуксовочную систему. Повышена производительность Komatsu HD1500-8 за счет использования новой гидравлической системы, а также ЭКО-режима, который будет подсказывать оператору оптимальные режимы работы. Были переработаны основная рама, трансмиссия, задний мост, что делает модель более прочной и увеличивает интервалы между капитальным ремонтом, что позволяет снизить расходы на ремонт. Самосвал Komatsu HD1500-8 оснащен функцией Komtrax Plus, осуществляющей мониторинг систем самосвала в режиме реального времени. Доступ в кабину новой модели осуществляется с помощью лестницы, которая была переработана с тем, чтобы стать комфортнее и безопаснее. Внутри имеется сиденье с пневмоподвеской, встроенным подогревом и вентиляцией. Оно дополнено трехточечным ремнем безопасности. Также оператору поможет 7-дюймовый цветной дисплей, на котором отображены условия работы техники, рекомендации по энергосбережению и т. д.

На выставке MINExpo-2016 в Лас-Вегасе (США) Komatsu впервые представил своего нового флагмана – карьерный самосвал с электромеханической трансмиссией Komatsu 980E-4, способный перевозить груз до 369 т. До этого самой грузоподъемной была модель 960E (327 т). Новый карьерный самосвал при снаряженной массе 625 т может перевозить 369,4 т породы, на 42 т больше, чем прежний лидер по грузоподъемности, Komatsu 960E-2. Гигант габаритами 13,9х10х8 м оснащен дизелем Komatsu SSDA18V170, развивающим 3500 л.с. и обеспечивающим максимальную скорость движения 61 км/ч. Радиус поворота составляет 16 м. Стандартная шина этого карьерного монстра имеет размерность 59/80 R63, а общий вес четырех шин достигает 32,5 т. Вместимость кузова с «шапкой» составляет 250 м³. Как и другие тяжелые машины, Komatsu 980E-4 оснащен системой Komtrax Plus. Производство Komatsu 980Е-4, как и его предшественника, осуществляется на заводе в штате Иллинойс (США).

Автономный карьерный самосвал Komatsu IAHV – будущее горной отрасли

Еще одна новинка, представленная подразделением Komatsu America Corp. на выставке в США в 2016 г., олицетворяет будущее отрасли – автономный карьерный самосвал Komatsu IAHV, разработанный в рамках проекта Innovative Autonomous Haulage Vehicle для отработки серийных беспилотных технологий. Разработка машины велась по методу теории Proof of concept (PoC) – «доказательство концепции». Самосвал не был законченным самостоятельным продуктом, а предложен как часть системы Autonomous Haulage System (AHS). Его нельзя купить без системы управления автономным комплексом грузоперевозок. Водители в карьерах хорошо знают, как коварны дороги на серпантинах горных разработок, особенно после дождя и снега. Как показала практика, интеллектуальные системы способны заменить водителя в трудных ситуациях. Опыт AHS компания Komatsu Ltd набирает с 2008 г., когда были поставлены в Австралию (рудник Rio Tinto) и в Чили карьерные самосвалы Komatsu 930E и Komatsu 830E с автоматизированным управлением.

Концепция Komatsu IAHV изначально была жестко очерчена рядом правил: полный привод, все управляемые колеса и возможность движения вперед и назад с одинаковой скоростью, что уменьшает число разворотов, экономит время на постановку под погрузку и разгрузку и место в призабойной зоне и зоне разгрузки. То же самое происходит и с поворотом всех колес: радиус поворота снижен до 15,9 м (при 8,5-метровой ширине машины). Отсутствие кабины позволило максимально использовать 15-метровую длину для всего кузова с U-образным днищем. Расположение двигателя в базе обеспечило минимальные дорожные свесы и позволило перенести центр масс к средней части машины. Это решение уровняло коэффициент сцепления всех колес с дорогой как в груженом, так и в порожнем состоянии. В машине используют обычные общедоступные компоненты.

Дизель Cummins QSK60 развивает мощность 2700 л.с. (такой же используется в автономных версиях самосвалов 860Е и 930Е). Выхлопные трубы выведены на правую сторону. В трансмиссии применены четыре электромотора General Electric 150 AC, генератор GE 240 AC (GE GTA-41), модифицированные бортовые редукторы от 860Е-1К, динамический тормоз от 830Е. Шкаф управления и вообще система управления Komatsu IAHV – основная гордость инженеров: управление четырьмя мотор-колесами на сегодняшний день стандартно не реализовано ни в одном самосвале, все колеса имеют отдельное управление как по повороту, так и по вращению. Контроль тяги на спусках дополнительно обеспечивает ретардер. С левой стороны скомпонованы радиатор двигателя и воздушные фильтры.

Вес и грузоподъемность машины ограничены максимальным типоразмером шин, доступных на рынке на данный момент. Так как самосвал использует только 4 шины 59/ 80 R63 от 369-тонного самосвала Komatsu 980Е-4, его грузоподъемность ограничена 230 т при полной эксплуатационной массе 416 т. Обычный же самосвал подобного класса имеет 6 шин 40.00 R57. Машина оснащена стандартным набором сенсоров, которые используются на автономных самосвалах Komatsu. Система слежения за дорогой позволяет сканировать ближайшее пространство с частотой 100 раз в секунду, что для технологических дорог вполне достаточно. Максимальная скорость автономного самосвала Komatsu IAHV – 64 км/ч.