Классификация самосвалов

Автомобили - самосвалы

В.Н.Белокуров, О.В.Гладков, А.А.Захаров, А.С.Мелик-Саркисьянц /избранные главы/

Типы самосвалов

Массовый объем перевозок насыпных и навалочных грузов, имеющих различные свойства, определяет необходимость создания ряда специальных конструкций самосвалов для перевозки определенной категории грузов в заданных условиях.
Самосвалы могут быть классифицированы по семи основным признакам:
1) основному назначению — строительные, сельскохозяйственные, карьерные, узкоспециализированные (бетоновозы, минераловозы и др.);
2) грузоподъемности — малой (до 2 т), средней (2...6 т), большой (7...14 т), особо большой (большегрузные), (свыше 14 т);
3) типу подвижного состава — автомобиль-самосвал (одиночный без прицепа), самосвальный автопоезд (самосвал-тягач с одним или двумя прицепами-самосвалами), прицеп-самосвал, полуприцеп-самосвал;
4) соответствию требованиям эксплуатации на автомобильных дорогах (дорожные ограничения) — приспособленные для эксплуатации по всем видам автомобильных дорог или ограниченного использования (только для дорог, допускающих нагрузку на мост не более 100 кН);
5) проходимости — внедорожные большегрузные (типа БелАЗ), дорожные (колесная формула 4X2 или 6X4), повышенной проходимости (колесная формула 4X4, 6X6 и др.);
6) способу разгрузки платформы — односторонняя назад, односторонняя на боковую сторону, двусторонняя на боковые стороны, трехсторонняя назад и на боковые стороны;
7) приспособленности для работы с прицепом — одиночный самосвал (не приспособлен для работы с прицепом), самосвал-тягач (имеет все необходимые устройства и соответствующую мощность двигателя для работы с прицепом).
По совокупности свойств, определяющих основные эксплуатационные качества, самосвалы, получившие наибольшее распространение у нас в стране, могут быть разделены также на семь групп.

Группа I. Строительные самосвалы средней грузоподъемности (4...6 т) с разгрузкой кузова назад рассчитаны для одиночной работы (без прицепа). В нашей стране самосвалы этой группы наиболее многочисленны (ЗИЛ-ММЗ-555, ЗИЛ-ММЗ-4502, ЗИЛ-ММЗ-4505, ГАЗ-53А; технические характеристики приведены в прил. 1).
Весовые параметры этих самосвалов позволяют эксплуатировать их на автомобильных дорогах любой категории.
Основные грузы, для перевозки которых предназначаются самосвалы группы I, — это грунт, песок, глина, щебень, гравий, асфальт, бетон, строительные растворы, строительный мусор и др.
Транспортные свойства груза (плотность, структура, сыпучесть, текучесть) обусловливают требования в первую очередь к конструкции платформы самосвала. Важнейшим параметром является объем платформы. Статистика показывает, что основные строительные грузы имеют плотность 1,4...1,6 т/м³ (см. табл. 1). Исходя из этого для рассматриваемых самосвалов оптимальное соотношение грузоподъемности и объема платформы 1,4...1,6 т/м3. Например, самосвал ЗИЛ-ММЗ-4505 при грузоподъемности 6 т имеет внутренний геометрический объем платформы 3,8 м³ (6:3,8=1,58 т/м³).
Важным требованием к конструкции платформы строительного самосвала является герметичность — исключение потерь при перевозках легкосыпучих и полужидких грузов. Этому требованию в большой степени отвечает платформа с односторонней разгрузкой назад, с одним открывающимся задним бортом. Такой способ разгрузки необходим во многих случаях эксплуатации строительного самосвала, например при проведении планировочных работ или вывозе мусора на свалку, когда разгрузка ведется «в отвал». Для самосвалов рассматриваемой группы этот способ также достаточен. Самосвалы не рассчитаны для работы с прицепом — в большинстве случаев работа на стесненных строительных площадках не позволяет маневрировать автопоездам.

Экскаваторная погрузка таких жестких грузов, как камень, смерзшийся грунт, строительный мусор вызывает большие сосредоточенные ударные нагрузки на детали платформы. Это предъявляет повышенные требования к прочности платформы.
Во избежание повреждения кабины грузом, срывающимся с ковша экскаватора, на переднем борту платформы укрепляют козырек, защищающий заднюю стенку и окно кабины.
Удельную мощность двигателя (отношение мощности двигателя к полной массе самосвала) для строительных самосвалов выбирают в пределах 7...9 кВт/т.
Стремлением повысить маневренность самосвала объясняется применение для самосвалов ЗИЛ-ММЗ-555, ЗИЛ-ММЗ-4502, ЗИЛ-ММЗ-45021 короткобазного (база 3300 мм) шасси ЗИЛ-130Д1, тогда как бортовой грузовой автомобиль имеет базу 3800 мм.
Многолетняя эксплуатация выявила и недостаток короткобазных самосвалов — неустойчивость на скользких дорогах. При неумелом или неосторожном вождении самосвала на больших скоростях отмечены случаи заноса самосвала. Это вынудило конструкторов на строительном самосвале последней модели ЗИЛ-ММЗ-4505 применить шасси ЗИЛ-130Б2 с базой 3800 мм.
Статистика показывает, что, как правило, длина одной ездки для строительных самосвалов в среднем составляет 10...30 км, а иногда, например при проведении планировочных работ, несколько сот метров. В таких условиях водителю в течение смены приходится часто входить и выходить из кабины. Наиболее удобные условия для входа и выхода из кабины обеспечивает компоновка автомобиля по схеме кабина за двигателем.
В эксплуатации строительных самосвалов отмечаются частые случаи перегрузки сверх установленной нормы. Это объясняется большим разбросом значений плотности перевозимых грузов и общепринятым приблизительным учетом количества груза не по массе, а по объему.
Поэтому возникают дополнительные требования к надежности и простоте обслуживания самосвалов.

Группа II. Строительные самосвалы средней грузоподъемности (5...6 т), рассчитанные для систематической работы с прицепом-самосвалом (в составе автопоезда). К этой группе относится, например, самосвал ЗИЛ-ММЗ-4501 с прицепом-самосвалом ГКБ-818Б.
По нагрузочным параметрам самосвалы рассчитаны для эксплуатации на автомобильных дорогах всех категорий, но в отличие от группы I эти самосвалы не предназначены для работы на грунтовых дорогах, так как работа с прицепом в сложных дорожных условиях- затруднена. Основное назначение этих самосвальных автопоездов — массовые перевозки по установившимся маршрутам на строительные объекты нерудных материалов с причалов, железнодорожных баз, из карьеров, в основном в больших городах.
Характерными особенностями эксплуатации являются относительно хорошие дороги, без крутых подъемов и спусков; специально подготовленные пункты отправления и приемки грузов, обеспечивающие сквозное движение автомобильного транспорта без дополнительного маневрирования. Преобладают относительно большие расстояния перевозок (15...25 км). Погрузка чаще осуществляется стационарными погрузочными средствами: транспортерами, бункерами, экскаваторами. Перегрузки наблюдаются реже, чем у самосвалов группы I, что объясняется длительными перевозками одинаковых грузов. Основные грузы те же, что и для самосвалов группы I, за исключением полужидких грузов (бетон, растворы). Поэтому повышенных требовании к уплотнению кузова не предъявляется.
Обязательным требованием для автопоезда является возможность разгрузки на боковые стороны. Автомобиль-самосвал, как правило, имеет разгрузку на три стороны, а прицеп — на две боковые.
Для работы с прицепом на самосвале-тягаче должен быть установлен более мощный двигатель, его мощность, отнесенная к полной массе автопоезда, должна составлять не менее 6 кВт/т.
Для обеспечения работы с прицепом-самосвалом на самосвале-тягаче устанавливается ряд дополнительных агрегатов: двойной тормозной кран; пневмовывод для подключения привода тормозов прицепа: электровывод для подключения приборов световой сигнализации; гидравлический кран-распределитель для управления опрокидывающим устройством кузова как тягача, так и прицепа; гидровывод для подключения гидропривода опрокидывающего устройства прицепа.
Установка более мощного двигателя, дополнительных агрегатов, кузова, имеющего разгрузку на две или три стороны, увеличивает себестоимость самосвала-тягача по сравнению с одиночным самосвалом.

Группа III. Сельскохозяйственные самосвалы, рассчитанные для систематической работы с прицепом-самосвалом в составе автопоезда (колесная формула 4X2 или 6X4).
К этой группе относятся самосвалы: ЗИЛ-ММЗ-55!М с прицепом ГКБ-819; ЗИЛ-ММЗ-4504 с прицепом ГКБ-8529, ГАЗ-САЗ-4509 с прицепом ГКБ-8536; КамАЗ-55102 с прицепом ГКБ-8527.
Автотранспортные перевозки в сельском хозяйстве по дорожным условиям и расстоянию можно разделить на две группы. Первая группа — это перевозки на дальние расстояния (вывоз зерна на элеваторы, подвоз удобрений со складов или заводов, поездки в город, например, за строительными материалами и другими грузами). В связи с относительно дальними рейсами и движением только по автомобильным дорогам для таких перевозок экономически целесообразно использовать автопоезда с одним или двумя прицепами. Вторая группа — это внутрихозяйственные перевозки на сравнительно короткие расстояния и часто в сложных дорожных условиях: движение по грунтовым дорогам, полю, луговине, мелким бродам, легким деревянным мостам; маневрирование на внутрихозяйственных площадках, токах, внутри складов. В этих условиях могут эксплуатироваться только одиночные самосвалы без прицепа. Перевозки на дальние расстояния и внутрихозяйственные чередуются в течение сезона.
По условиям проходимости, нагрузочным параметрам, распределению нагрузки по мостам требования, предъявляемые к самосвалам этой группы и самосвалам группы I, аналогичны.
По приспособленности к перевозке самых различных грузов (сельскохозяйственные продукты, удобрения, строительные материалы, бытовые товары, оборудование, затаренные и штучные грузы) к самосвалам этой группы предъявляются наиболее универсальные требования. Эти самосвалы часто используют как бортовые грузовые автомобили, например для перевозки скота и птицы.
Разнообразие грузов обусловливает и самые разные способы погрузки: шнеками из бункеров уборочных машин, транспортерами, сенокосилками, экскаваторами, кранами. Очень часто применяется ручной способ погрузки и разгрузки.
Разнообразие грузов, условий погрузки и разгрузки определяет требования к конструкции платформы сельскохозяйственного самосвала. Платформа имеет прямоугольную форму с тремя открывающимися бортами (боковые и задний). Борта открываются на нижних шарнирах, что уменьшает подсыпание груза под колеса.
Широкий ассортимент перевозимых грузов, в частности сыпучих, плотностью от 2...3 т/м³ (строительные) до 0,4...0,5 т/м³ (трава, силос) вынуждает выпускать платформы сельсксхозяйствен-ных самосвалов с комплектами надставных бортов (табл. 2).
Важнейшее требование к платформе сельскохозяйственного самосвала надежное уплотнение, исключающее потери зерна через зазоры в притворах бортов. Это обеспечивается установкой съемных резиновых уплотнителей.

2. Соотношение грузоподъемности и объема платформы

Для предохранения зерна от выдувания при перевозках, а также для защиты грузов от атмосферных осадков в комплект самосвала входит тент для укрытия.
Как и для самосвала группы II, обязательным требованием является возможность разгрузки платформы на боковые стороны, что обеспечивает работу с прицепом. Автомобили-самосвалы выпускают как с трехсторонней, так и с двусторонней разгрузкой платформы. Прицепы-самосвалы, как правило, имеют двустороннюю разгрузку.
Относительная мощность двигателя при работе в составе автопоезда должна быть не менее 6 кВт/т.
На самосвалах-тягачах устанавливают дополнительные агрегаты, обеспечивающие работу с прицепом (аналогично самосвалам группы II).

Группа IV. Сельскохозяйственные самосвалы повышенной проходимости (колесная формула 4X4 и 6x6), рассчитанные для систематической работы с прицепом-самосвалом (в составе автопоезда); к этой группе относятся: КАЗ-4540 с прицепом ГКБ-8535 и Урал-5557 с прицепом ГКБ-8551.
Эти автопоезда-самосвалы предназначены в основном для внутрихозяйственных перевозок. Высокая проходимость обеспечивает надежную работу по бездорожью в весенний и осенний периоды. Однако использование шасси со всеми ведущими колесами существенно увеличивает себестоимость производства и обслуживания самосвала. Такие самосвалы имеют значительно большую собственную массу.
Требования к конструкциям платформ этих самосвалов те же, что и для группы III.

Группа V. Строительные самосвалы большой грузоподъемности рассчитаны для одиночной работы (без прицепа); колесная формула 4X2 и 6X4. Из находящихся в эксплуатации самосвалов к этой группе относятся: МАЗ-205, МАЗ-503А, МАЗ-5549, МЛЗ-5551, КрАЗ-222, КрАЗ-256, КрАЗ-256Б, КрАЗ-6505.
Основное применение — массовые перевозки насыпных и навалочных грузов на крупных строительных объектах и на карьерных разработках. Из-за большой полной массы и осевых нагрузок могут производить перевозки по автомобильным дорогам, допускающим осевую нагрузку более 100 кН на ось.
Большую часть времени эти самосвалы эксплуатируются вне автомобильных дорог в сложных условиях: крутые подъемы и спуски в карьерах; движение по грунту при планировке строительных площадок и т. д. Много времени они работают на промежуточных передачах и передаче заднего хода. Преобладают перевозки на короткие расстояния.
Погрузка в основном производится экскаваторами с объемом ковша до 3 м³. При сбрасывании в платформу самосвала таких тяжелых грузов, как камень, скальные породы, мерзлая земля и т.п. возникают большие ударные нагрузки на днище и борта платформы. Возможны перегрузки в результате большого разброса плотности перевозимых грузов. Особо тяжелые условия эксплуатации предъявляют повышенные требования к прочности шасси и самосвальной установки.

Группа VI. Строительные автопоезда-самосвалы большой грузоподъемности. В нашей стране самосвалы-тягачи для таких автопоездов выпускаются на базе грузовых автомобилей семейств МАЗ и КрАЗ.
Используют большегрузные самосвальные автопоезда при организации массовых стабильных перевозок насыпных и навалочных грузов по установившимся маршрутам в городах и пригородах. Специально подготовленные пункты отправки и приемки грузов обеспечивают прямоточное движение автопоездов. Маршруты прокладываются по дорогам и городским улицам, допускающим осевые нагрузки свыше 100 кН. Преобладают сравнительно большие (дли самосвалов) расстоянии перевозок—15... 20 км. Платформа как тягача, так и прицепа должна иметь возможность разгрузки на боковые стороны.

Группа VII. По принятой классификации к этой группе относятся карьерные самосвалы особо большой грузоподъемности. К ним относятся: МАЗ-525, БелАЗ-540, БелАЗ-540А, БелАЗ-548А. Бел A3-549, БелАЗ-7519, БелАЗ-752. Они не предназначены для движения по автомобильным дорогам и поэтому на них не распространяются весовые и габаритные ограничения. Их эксплуатируют по бездорожью или на специально подготовленных трактах при длительных перевозках по одному маршруту. Конструкции таких самосвалов существенно отличаются от конструкции дорожных самосвалов всех групп (в данной книге не рассматриваются).