Большегрузные карьерных самосвалы являются одним из основных и наиболее распространенных видов транспорта на открытых разработках мира. Доля перевозок карьерными самосвалами в общем объеме транспортной работы на горных предприятиях мира превышает 75% [1].

Современный уровень развития транспортных средств, требует точности в расчетах эксплуатационных свойств – определяющих возможность его эффективного использования, а также степень его приспособленности к условиям эксплуатации в качестве транспортного средства. Они включают следующие групповые свойства обеспечивающие движение: информативность, тягово-скоростные, тормозные, топливную экономичность, проходимость, маневренность, устойчивость, надежность и безопасность. Достоверность полученных данных – обеспечит высокую эффективность использования данных машин.

Исходя из анализа каждой методики расчета эксплуатационных свойств большегрузных карьерных самосвалов следует отметить что в той или иной степени при расчете используется числовое значения положения центра масс (высота расположения и размещение между осями).  

Общеизвестно что значение центра масс изменяется от многих факторов, как конструктивных (комплектация одной и той машины оборудованием с различной массой и геометрическими параметрами) так и эксплуатационных (степени загрузки, массы груза и его объема).

В связи с разнообразием возможных вариантов, возникает вопрос в определении положения центра масс. Из практики известно три основные способы для нахождения данной величины: аналитический, геометрический и экспериментальный.

Первые два теоретических способа имеют существенные недостатки при использовании для любых сложных и многоэлементных систем: большая трудоемкость работы и не высокая точность полученных результатов.

Для транспортных средств наиболее приемлем именно экспериментальный способ так как каждая машина может иметь различную комплектацию (двигатель, трансмиссию, кузов и т.д.). Это в свою очередь характеризуется сложностью общей геометрической и конструктивной сложностью каждого узла, агрегата или отдельной детали.

Однако если завод изготовитель указывает размещение центра масс относительно осей транспортного средства то значение его высоты относительного дорожной поверхности за частую неизвестна. Кроме того она изменяется в зависимости от характеристик и параметров груза, а также его размещения и распределения.

Проведя анализ нормативных документов установлено, что для определения центра масс автотранспортных средств существует два действующих нормативных документа – ГОСТ 27248-87 и ГОСТ 30750-2001. Расчет основываются на определении перераспределения нагрузки между осями, которая создается с помощью поднятия каждой оси на определенный угол, а величина нагрузки определяется или динамометром на крюке-канате подъемника, или с помощью специальных весов, на которые устанавливается одна ось транспортного средства.

Данный способ, имеет один существенный недостаток – при определении центра масс большегрузных карьерных самосвалов, собственный вес которых достигает 240 т ( БелАЗ-75600) необходимо использовать как крановую установку большой грузоподъемности так и средства измерения веса приходящуюся на одну ось.

В связи с этим, предлагаются два новые способ, более простых в реализации с точки зрения технологии и метрологии измерения центра масс большегрузных карьерных самосвалов:

1. по величине изменения высоты цилиндров подвески – с увеличением нагрузки на ось высота цилиндров будет уменьшаться. Проведя натурные измерения, зависимость изменения высоты заднего цилиндра подвески в зависимости от нагрузки на ось карьерного самосвала БелАЗ-7555 представлена на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость изменения высоты заднего цилиндра подвески в зависимости от нагрузки на ось карьерного автосамосвала БелАЗ-7555

2. по величине изменения профиля шины (статического радиуса) – с увеличением нагрузки, данная величина будет уменьшаться. Проведя исследования данного процесса для каждой модели шин при определенных условиях и  аппроксимировав результаты, будут получены зависимости (рис.2, 3). На рис. 2 указана зависимость изменения профиля от высоты протектора, а на рис. 3 непосредственно изменение от нагрузки.

Рис. 2. Зависимость изменения профиля шины марки Белшина 24.00-35 Е4 от высоты протектора шины при определенной нагрузке

Рис. 3. Зависимость изменения профиля шины марки Белшина 24.00-35 Е4 от нагрузки на ось карьерного автосамосвала БелАЗ-7555

Использование данных зависимостей, позволит определить перераспределение нагрузки как порожнего, так и груженого карьерного самосвала. При этом следует использовать поднятие передней или задней оси, которое возможно осуществить либо с по мощью тягача-буксировщика, либо заездом на эстакаду, либо на обычной автодороге с крутым подъемом, при этом возможно обойтись без использования специальных весов.

При этом следует отметить, что первый способ является более перспективным, так как исключает погрешность измерений связанную с изменением температуры шины и окружающей среды, которая влияет на давление внутри шины и непосредственно повлечет необходимость корректировки величины изменения высоты профиля шины от нагрузки.

Таким образом в данной статье предложены два способа определения центра масс большегрузных карьерных самосвалов. Однако их использование возможно после проведения дополнительных экспериментальных исследований, которые будут иметь статистически обоснованные зависимости учитывающие разные типоразмеры шин, гидравлических цилиндров подвески,  а также конструктивные особенности большегрузных карьерных самосвалов.

1. ВИСТ Групп Внедрение Информационных Систем & Технологий [Электронный ресурс] / К. Ю. Анистратов, М. С. Градусов, В. Я. Стремилов, М. В. Тетерин, НТЦ “Горное дело” // Исследование закономерностей изменения показателей работы карьерных самосвалов в течение срока их эксплуатации // “Горная промышленность” №6 (68) ноябрь-декабрь 2006. – Режим доступа: http://www.vistgroup.ru/pressroom/14/34/.
2. ГОСТ 27248-87. Машины землеройные. Метод определения положения центра тяжести.Москва,: Стандарты, 1987. – 10с.
3. ГОСТ 30750-2001. Тракторы сельскохозяйственные. Определение положения центра тяжести.Минск,: Стандарты,  2001. -5с.

Все статьи автора «OlegUA85»