5.ТИПЫ И ПАРАМЕТРЫ САМОХОДНЫХ МАШИН

5.1.Параметры самоходных погрузочно-транспортных машин типа ПД с дизельным приводом

Отечественной промышленностью выпускаются различные типоразмеры погрузочнотранспортных машин, широко применяемых на подземных рудных шахтах по добыче горнохимического сырья, руд черных и цветных металлов. На отечественные погрузочнотранспортные машины введен отраслевой стандарт, устанавливающий типоразмерный ряд грузоподъемности погрузочно-транспортных машин с грузонесущим ковшом типа ПД: 2, 3, 5, 8 и 12 т. В обозначениях машин цифра после букв ПД соответствует грузоподъемности ковша в тоннах (например ПД-5), буква после цифры указывает модификацию машины (например, ПД8Б).

Внастоящее время серийно выпускаются машины ПД-5А (Воронежский завод горнообогатительного оборудования) и ПД-8Б (ПО «Донецкгормаш»), проходят окончательную доработку погрузочно-транспортные машины ПД-3 и ПД-12 (табл. 5.1).

Т а б л и ц а 5 . 1

Параметры отечественных погрузочно-транспортных машин

Параметр	ПД-3	ПД-5А	ПД-8Б	ПД-12
Грузоподъемность, т	3	5	8	12
Вместимость ковша, м3:
основного	1,5	2,5	4	6
сменного	1	1,5	3; 4,5	4,5; 8
Мощность привода, кВт	90	118	140	185
Радиус поворота наружный, м	4,7	6,1	8	—
Габариты, мм:
длина	7300	8000	9250	9600
ширина	1600	2200	2500	2500
высота (по кабине)	1840	1850	2350	2500
Наибольшая высота при разгрузке ковша, мм	1600	1800	1700	2400
Масса, т	11	15	24	28
Минимальные размеры выработки (ширина × высота), м	2,6×2,6	2,9×2,8	3,6×2,7	3,5×3

Машины типа ПД оборудованы дизельным двигателем с водяным охлаждением и комбинированной очисткой отработавших газов, шарнирно сочлененной рамой, гидромеханической трансмиссией, обоими ведущими мостами, тормозной системой, гидравлическим управлением машиной и ковшом. Машины имеют высокую маневренность, большое тяговое усилие, способны преодолевать уклоны с подъемом до 18°, захватывать и транспортировать скальную абразивную горную массу с коэффициентом крепости fк≤18 и крупностью отдельных кусков 600— 800 мм. Для работы предусмотрены основной и сменный ковши: основной — рассчитан на погрузку горной массы плотностью в разрыхленном состоянии 2 т/м3, сменные — предназначены для руд меньшей или большей плотности.

Зарубежные погрузочно-транспортные машины с дизельным двигателем мощностью от 28 до 300 кВт оборудованы грузонесущими ковшами вместимостью от 0,76 до 12 м3 (табл. 5.2).

												Т а б л и ц а 5 . 2 .
		Параметры зарубежных погрузочно-транспортных машин с дизельным приводом
	Параметр										«Гутенхоффнугехю			Вагнер« » США( )
				АРА (Финляндия)				«Эймко» (США)				тте»
											(Германия)
				-Торо150	-Торо200	-Торо350	-Торо500	921	926	НС920	-СТ2Б	5-СТД	-ЛФ12	СТ-
														11
	Грузоподъем			3	4	7,3	12	2,7	13,6	18,1	2,5-	6,7-	12	18,5
	ность, т										-3,5	-7,3
	Вместимость			1,3-	1,5-	3,5-	4,3-	0,9-	5,4-	10,7-	1,2-	3,8-	5,6	8,5
	ковша, м3			-1,75	-2,4	-4,3	-4,7	-1,3	-6,9	-12,2	-1,53	4,5
	Мощность			52	63	138	204	51	205	298	64	128	190	163
	привода, кВт
	Скорость
	максимальна			24	21	27	26	Н. д.	Н. д.	Н. д.	19,3	29	27,7	25
	я, км/ч
	Радиус
	поворота			4,65	5,24	6,35	7,13	3,75	6,65	8,95	4,76	7,06	7,35	―
	внешний, м
	Габариты,
	мм:
	длина			6740	7540	9170	10300	5436	10800	11320	6740	9640	9980	10424
	ширина			1420	2000	2440	2600	1422	2490	3640	1564	2420	2500	3280
	высота		по	1700	2250	2300	2600	1778	2540	2900	1520	2070	2300	1910
	кабине
	Масса, т			7,2	11,5	22,5	33	5,9	30,4	47,7	10,4	20	31	19
	Минимальны
	е	размеры		2,5×2,	3×3	3,5×3	3,6×3,	Н. д.	Н. д.	Н. д.	2,2×2	3,5×	3,5×	Н. д.
	выработки			5			4					×2,5	×2,5
	(ширина		×
	высота), м

Наиболее крупные фирмы США «Вагнер» и «Эймко» выпускают соответственно 14 и 6 типоразмеров погрузочно-транспортных машин. Самая малогабаритная машина фирмы «Эймко» оборудована ковшом вместимостью 0,76 м3 и может работать в выработках сечением 1,8X1,8 м, а самая большая — снабжена ковшом вместимостью 10,7—12,2 м3 грузоподъемностью 18 т и двигателем мощностью около 300 кВт. При полной нагрузке эта машина может перемещаться по уклону 18° со скоростью 4,8 км/ч.

Фирма «Гутехоффнунгсхютте» (Германия) выпускает 7 типоразмеров погрузочнотранспортных машин с ковшами вместимостью от 1 до 10,5 м3 и приводом мощностью от 42 до 270 кВт. Эта же фирма изготовляет погрузочно-транспортные машины как с фронтальной, так и с боковой разгрузкой ковша.

Крупнейшими европейскими фирмами по производству погрузочно-транспортных машин являются также фирмы АРА (Финляндия), «Атлас Копко» (Швеция), «Экипман Минье» (Франция), «Фадрома» (Польша). Надежные и современные погрузочно-транспортные машины выпускают фирмы «Кавасаки» (Япония), «Джарвис Кларк» (Канада).

На большинстве зарубежных погрузочно-транспортных машин установлены дизельные двигатели фирм «Дейц» (Германия) или «Катерпиллер» (США) с воздушным или водяным охлаждением и турбонаддувом. Регулируемая топливная аппаратура двигателей позволяет обеспечивать наименьшее содержание вредных примесей в отработавших газах и применять в некоторых случаях одноступенчатую каталитическую очистку газов. Трансмиссия машин — гидромеханическая, аналогичная трансмиссиям отечественных погрузочно-транспортных машин (см. рис. 4.6). Оба моста машин — ведущие с самоблокирующими дифференциалами,

что позволяет уменьшить пробуксовку колес при внедрении ковша в горную массу и увеличить срок службы шин. Рулевое управление — гидравлическое с газогидравлическими аккумуляторами, которые в случае непредвиденной остановки двигателя или выхода из строя гидронасоса сохраняют в течение некоторого времени возможность управления машиной. Тормозная система, как правило, гидравлическая, раздельная на каждый мост. Широко применяются рабочие дисковые тормоза. Благодаря наличию в тормозной системе газогидравлических аккумуляторов можно выполнять не менее 6— 8 тормозных циклов при остановленном двигателе. Стояночный тормоз — многодисковый, приводимый в действие пружиной и отпускаемый с помощью гидроцилиндров.

Фирма «Эймко» (США) разработала быстроразъемную систему смены рабочих органов погрузочно-транспортных машин, позволяющую водителю заменять ковш на другой рабочий орган, не выходя из кабины машины. Таким образом, погрузочно-транспортная машина, ранее выполнявшая только основную функцию — погрузку и транспортирование горной массы, стала многофункциональной машиной по доставке различных вспомогательных грузов, оборудования и людей.

Рассмотрим схему соединителя быстроразъемной системы (рис. 5.1, а). Соединитель 1, шарнирно закрепленный на стреле 2 погрузочно-транспортной машины, управляется гидроцилиндрами 3 и 4. На верхних концах соединителя расположены вилки-захваты 5, которые вводятся в проушины 6 сменных рабочих органов (рис. 5.1, б—ж).

Рис. 5.1. Соединитель быстроразъемной системы (а) и набор сменных рабочих органов (б—ж) погрузочнотранспортной машины

Навеска и снятие сменных рабочих органов осуществляются следующим образом. Водитель подгоняет машину к требуемому съемному рабочему органу, лежащему на почве (рис. 5.2, а), опускает соединитель до момента стыковки вилки-захвата с проушинами рабочего

органа (рис. 5.2, б), а затем поднимает стрелу вместе с соединителем и рабочим органом (рис. 5.2, в). Гидроцилиндром 4 (см. рис. 5.1, а) соединитель откидывается назад, при этом вилкизахваты до отказа входят в проушины, и с помощью гидравлической блокировки гидроцилиндров рабочий орган надежно фиксируется на соединителе. Снятие рабочего органа с соединителя осуществляется в обратной последовательности.

Рис. 5.2. Схема навески и снятия сменных рабочих органов погрузочно-транспортной машины

Кроме обычного ковша в качестве сменных модульных рабочих органов применяют (см. рис. 5.1): ковш с плитой-толкателем (в), приводимым в движение гидроцилиндром 7; вилочный захват (г); бульдозерный отвал (д); грузонесущий контейнер-поддон грузоподъемностью 6—8 т (е); контейнер для перевозки людей вместимостью 8—18 человек (ж) и др.

Использование погрузочно-транспортных машин обычной конструкции с быстроразъемной системой смены модульных рабочих органов, которые в зависимости от потребностей могут быть изготовлены горными предприятиями, значительно сокращает парк самоходных машин и расходы на транспортирование грузов.

5.2. Погрузочно-транспортные машины с электрическим приводом

Основной недостаток погрузочно-транспортных машин с дизельным приводом — загрязнение рудничной атмосферы вредными примесями отработавших газов. Даже при двойной очистке отработавших газов (каталитической и жидкостной) возникает необходимость подачи в выработки большого количества воздуха (6,8 м3/мин на 1 кВт мощности дизельного двигателя) с целью снижения содержания вредных примесей отработавших газов в рудничной атмосфере до санитарных норм (см. 4.3), что приводит к увеличению сечений подготовительных и капитальных выработок, а следовательно, к повышению затрат на добычу полезных ископаемых.

В связи с этим многие зарубежные фирмы устанавливают на погрузочно-транспортных машинах электрические двигатели. Модели погрузочно-транспортных машин с электроприводом разработаны на базе машин с дизельным приводом и имеют те же гидромеханическую трансмиссию, гидравлическое рулевое управление, дисковые рабочие и стояночный тормоза. Большинство зарубежных электрических погрузочно-транспортных машин оснащены трехфазными асинхронными двигателями переменного тока, так как они по сравнению с двигателями постоянного тока имеют меньшую массу при одинаковой мощности и проще в обслуживании.

Питание к электродвигателю подается либо от электросети по гибкому кабелю, наматываемому на кабельный барабан, расположенный на задней полураме погрузочнотранспортной машины (рис. 5.3, а), либо от аккумуляторных батарей (рис. 5.3, б). Например, фирма «Ингерсолл Ранд» (США) выпускает погрузочно-транспортные машины с аккумуляторным питанием, предназначенные в основном для угольных шахт. Ковш вместимостью 4,5—5,6 м3 разгружается путем выталкивания груза щитом, управляемым гидроцилиндром.

Рис. 5.3. Электрические погрузочно-транспортные машины с питанием по кабелю (а) или от аккумуляторных батарей (б) 1 — ковш; 2 — выталкивающий щит; 3 — шарнир соединения полурам; 4 — гидроцилиндры управления поворотом машины; 5 — аккумуляторные батареи; 6 — горизонтально расположенный кабельный барабан

Преимущества электрических погрузочно-транспортных машин по сравнению с дизельными: отсутствие отработавших газов; снижение уровня шума, выделяемой теплоты, подаваемого количества воздуха на проветривание и расходов на горюче-смазочные материалы; упрощение обслуживания и удешевление ремонта и эксплуатации; создание благоприятных условий для дистанционного и автоматического управления машинами.

На зарубежных рудных шахтах наибольшее распространение получили погрузочнотранспортные машины с питанием по кабелю, наматываемому на расположенный на машине кабельный барабан. Барабан снабжен гидравлическим устройством, с помощью которого автоматически обеспечивается постоянное натяжение наматываемого или разматываемого кабеля, что исключает наезд на него машины при маневрах. Кабельный барабан на погрузочнотранспортной машине может быть расположен вертикально (см. рис. 4.3, б) или горизонтально (см. рис. 5.3, а). В современных конструкциях погрузочно-транспортных машин фирмы АРА (Финляндия) используется наиболее долговечный плоский кабель, наматываемый на горизонтально расположенный на машине кабельный барабан, что значительно улучшает обзор водителю машины.

Вместимость кабельных барабанов зарубежных погрузочно-транспортных машин обычно составляет 80—200 м, что позволяет обслуживать участок длиной до 400 м (по 200 м в обе стороны от точки закрепления кабеля).

Параметры наиболее распространенных зарубежных погрузочно-транспортных машин с электроприводом приведены в табл. 5.3. Многие фирмы выпускают одни и те же модели погрузочно-транспортных машин с дизельным и электрическим приводами, например, Торо150Е, Торо-350Е и Торо-500Е фирмы АРА (Финляндия), ЛФ-12Е фирмы «Эймко» (США) и др. Наибольшие параметры имеет современная погрузочно-транспортная машина фирмы «ГХХ Штеркраде» (Германия) с ковшом вместимостью 10,5 м3, кабельным барабаном кабелеемкостью 150 м и электродвигателем мощностью 250 кВт.

Т а б л и ц а 5 . 3 .

Параметры зарубежных электрических погрузочно-транспортных машин

Фирма-	Типоразм	Вместимо		Габариты, мм			Мощность	Кабелеемк
изготовитель,								ость
страна	ер	сть		длина	ширина	высота	двигателя,	барабана,
		ковша, м3					кВт
								м
			Кабельные
«Эймко» (США)	911Е	0,8		6100	1240	1900	41	120-200
	912Е	1,7		7590	1520	1860	64
	913Е	2,2		7974	1980	1420	66
«Вагнер» (США)	ЕНТ-5В	3,8		8915	2450	1524	147	120
«ГХХ Штеркраде»	ЛФ-4,1Е	1,95		-	-	-	73
(Германия)	ЛФ-12Е	5,6		9980	9500	1850	191

	«Экипман Минье»		СТ-250НЕ	1,5	6860	1600	1500	9	150
	(Франция)		СТ-500НЕ	0,38	3545	800	1100	22	85
			СТ-350НЕ	1,95	-	-	-	88
				Аккумуляторные
	«Майнинг		500	2	7894	2542	660	18,4	-
	Экипман (США)		520	2,7	8184	3975	635	22,1	-
			775	3,2	8438	2745	864	25	-
	«Интернейшнл		82	2,55	7396	2745	635	14,8	-
	продакшен
	карпорешейн»		86	3,54	8591	2745	1093	33	-
	(США)
	«Ингерсолл	Ранд»	484	3,1	8057	2745	711	14,8	-
	(США)
	«Миндев	ЛТД»	200Е	3	8300	2000	1450	75	-
	(Великобритания)

Некоторые зарубежные фирмы выпускают электрические погрузочно-транспортные машины с аккумуляторным питанием (см. табл. 5.3), используемые, в основном, на угольных шахтах, опасных по газу или пыли. Расширение области применения этих машин сдерживается невысокой долговечностью аккумуляторных батарей, усложнением и удорожанием стоимости эксплуатации аккумуляторного хозяйства.

Основной недостаток электрических погрузочно-транспортных машин с питанием по кабелю — снижение маневренности машины и ограничение длины доставки. Для увеличения дальности действия электрических погрузочно-транспортных машин фирма «Эймко» разработала две системы питания машины трехфазным переменным током: от подвешенной к кровле выработки шины, по которой перемещается роликовый токоприемник, соединенный с кабелем машины (рис. 5.4); по кабелю с автоматической крюковой подвеской к монорельсу, закрепленному к кровле выработки (рис. 5.5).

Рис. 5.4. Система подвода электроэнергии к самоходной машине с помощью роликового токоприемника: а — роликовый токоприемник; б, в — схемы работы машины соответственно при движении ее по выработке и при остановленном токоприемнике с размоткой кабеля с барабана машины

В системе с роликовым токоприемником (см. рис. 5.4, а) электроподводящая шина 1, состоящая из четырех троллейных проводов (три фазы и заземление), подвешена к монорельсу 2, по которому перемещается роликовый токоприемник 3, соединенный с погрузочнотранспортной машиной цепью и кабелем 4, наматываемым на кабельный барабан машины 5 (см. рис. 5.4, б). При движении по главным доставочным выработкам машина увлекает за собой роликовый токоприемник. Для изменения направления движения из одной доставочной выработки в другую в местах их сопряжения на монорельсе устанавливают стрелочные переводы, управляемые дистанционно из кабины машины. При повороте машины с доставочной выработки в очистную, где нет электроподводящей шины, роликовый токоприемник останавливается, и машина перемещается к месту погрузки руды, разматывая питающий кабель с кабельного барабана машины (рис. 5.4, б).