Издание "MineralsFocus" №3 2014

июнь 13, 2014

КНИГА РЕКОРДОВ ГИННЕССА

Самый большой карьерный самосвал с трансмиссией Siemens

Двумостовой, полноприводной карьерный самосвал БЕЛАЗ-75710, с грузоподъемностью 500 коротких тонн был заявлен  на установление рекорда Гиннесса.

Специально для самого большого карьерного самосвала эксперты компании Siemens разработали надежную и мощную полноприводную трансмиссию с четырьмя тяговыми мотор-колесами, мощностью 1,200 кВт. Кроме того, карьерный самосвал «БЕЛАЗ»-75710 оснащен двумя тяговыми генераторами, тремя вентиляторами, вентиляционной системой тормозных резисторов, а также шкафом управления с двумя инвертерами.

В случае отказа одного из ведущего зубчатого колеса активизируется аварийный режим, что позволяет самосвалу доехать до станции обслуживания без буксировки.

Длина данного самосвала составляет 20 метров, ширина - около 10 метров, высота – 8 метров. По сравнению с данной моделью – все остальные самосвалы выглядят карликами. Максимальная скорость самосвала 75710 – 64 км/ч.

В данный момент карьерный самосвал БЕЛАЗ-75710 проходит полевые испытания.  Планируется, что данная модель к/cбудет использоваться в карьерах Кузбасса, угольных карьерах Чили и Северной Америки.

 

Титаны карьеров

В карьерах, время – деньги.  Чем больше руды, угля или сланца может быть перевезено, тем ниже стоимость  за каждую тонну веса. Вот почему тенденция направлена на самосвалы  большей грузоподъемности. До недавних пор Е284 от Liebherr грузоподъемностью 400 коротких тонн был самым большим самосвалом. Данное место занял самосвал БЕЛАЗ – 75710 с грузоподъемностью коротких 500 тонн. Siemens поставил первую систему привода на этот титан.

Все взаимосвязано: размер ковша привел к развитию самосвала и в свою очередь размер шахты – к развитию ковша.   В виду экономических причин, было подсчитано, что требуется от 3-х до максимум 4-х загрузок экскаватора, чтобы наполнить самосвал. Это вполне логично, так как экономит время. Между тем, однако, самые большие ковши имеют грузоподъемность 135 тонн. Это означает, что пришло время подходящих самосвалов. На данный момент на вершине разработки находится  БЕЛАЗ -75710 с грузоподъемностью 500 тонн.

Размеры самого самосвала внушительные: 20,6 м (фута), он значительно длиннее своих конкурентов Komatsu930Eи Сat797, хотя высота у всех сравнительно одинаковая 8,16 м (26 фута) и ширина 9,87 м (32 фута). Таким образом, он может быть свободно интегрирован в существующую структуру карьера. Вес пустого самосвала – 360 тонн; груженного – 860 тонн. Два 16-цилиндровых дизельных двигателя, с мощностью цилиндра 65 литров и номинальной мощностью 1,715 кВт/ч; каждый цилиндр управляет двумя генераторами, которые с помощью конвертеров передают электрическую энергию к четырем тяговым двигателям.

Siemens  - первопроходец в разработке устройств привода

На протяжении 25 лет Siemens разрабатывает для самосвалов дизельно-электрические приводы переменного тока. Первые прототипы были основаны на технологии GTO, и были разработаны в 1998 году для Hitachiи Liebherr. С применением IGBTс водным охлаждением в 2005 году, система привода для самосвала может быть разработана для грузоподъемностей между 240 и 400 тонн.

«Когда БЕЛАЗ обратился к нам с просьбой оборудовать самосвал грузоподъемностью 500 тонн, первой мыслью было просто удвоить систему привода самосвала грузоподъемностью 240 тонн», - говорит доктор JoyMazumbar, Директор отдела по карьерным самосвалам в Siemens, Атланта, США. «Нам казалось, что это достаточно прямолинейное решение, но количество площади на самосвале ограничено. Необходимо было добавить больше мощности на ограниченном пространстве».

Поэтому инженеры компании Siemens  начали с системы привода для самосвала грузоподъемностью 400 тонн и оптимизировали ее к приводу для самосвала грузоподъемностью 500 тонн. Для этого необходимо было заново разработать  силовую электронику для контроля  IGBTи соответствующее программное обеспечение. Для блока тормозных резисторов, Siemens переделал систему  самосвала грузоподъемностью 400 тонн для самосвала грузоподъемностью  500 тонн, система охлаждения схожа с системой самосвала  грузоподъемностью 240 тонн, которая установлена на двух отдельных осях.

Новый самосвал по производительности на 25 % превосходит лучшие самосвалы, которые доступны на сегодняшний день.

Площадка самосвала с установкой Siemensпеременного тока  – 1,800 вольт со вставкой постоянного тока. Номинальное напряжение – от 1,300 до 1,400 вольт. Четыре заново разработанных инвертора (по одному на каждое колесо) были  IGBT,  рассчитанные на 1,500 ампер, 3,300 вольт; общепринятый вариант – 1,200 ампер, 3,300 вольт. «Увеличение силы тока позволяет использовать ту же платформу инвертера, но при этом подается больше тока при увеличении момента сопротивления», добавляет Mazumbar. Были выполнены некоторые изменения электрического шкафа, поскольку двум генераторам необходимо больше пространства. Имеется два поля возбуждения и дополнительные выпрямители, но все дополнительные компоненты подходят к существующей платформе. Siemensиспользует электрическое замедление на всех самосвалах с IGBTпрерывателем. Блок тормозных резисторов схож с системой  самосвала грузоподъемностью 400 тонн, но его следует расширить на 24 резистора для модульности; в ранних версиях было 20.

Система регулирования тяги SiBASкоординирует четыре колеса, два генератора и два двигателя. Он должен быть устойчив к уклону карьера и в тоже время работать в «облегченном» режиме, если выйдет из строя генератор или двигатель. Для транзактных двигателей, Siemensиспользует двигатели на основе  модели 240 тонн. Данные двигатели устанавливаются прямо позади каждой ступицы колеса на осях и каждый из них отвечает за управление пары колес. Транзактные двигатели управляются заново разработанными, более функциональными конвекторами. Благодаря новому дополнению, возможна полностью независимая подача и контроль всех пар колес. С помощью отдельной регулировки скорости, автомобильное устройство может автоматически увеличивать скорость наружных колес в поворотах и снижать скорость внутренних колес (контроль скольжения/перемещения). Это защищает дорогостоящие шины от излишней сноски и обеспечивает  устойчивость при движении посредством необходимого тягового усилия к каждой паре колес.

Новый БЕЛАЗ -75710 грузоподъемностью 500 тонн сможет подниматься под уклон 10%,  сопротивление качению - 2% при скорости 11 км/ч. Во время задержки, он сможет безопасно спускаться вниз при скорости 30 км/ч. При торможении за короткий промежуток времени необходимо 6 МВт, при нормальном торможении – 5,3 МВт.

Siemensуспешно разработал систему для БЕЛАЗ, которая позволяет самосвалу грузоподъемностью 500 тонн приводится в движение на таком же основании как и самосвал грузоподъемностью 360 тонн, что упрощает дизайн расположения электропитания на самосвале. Первые самосвалы на данный момент один за другим  проходят тестирование на заводе, и будут потом поставлены в карьер в Сибирь на Кузбассс. Согласно подсчетам компании БЕЛАЗ, новый самосвал по производительности на 25 % превосходит лучшие самосвалы, которые сейчас доступны. 

Список новостей за  2014  год