1.4.Автопоезда-тяжеловозы

Большинство грузов в различных отраслях экономики может перевозиться как одиночными автомобилями, так и автопоездами, в то время, как транспортировка КТГ осуществляется исключительно специализированными автопоездами-тяжеловозами с седельными или балластными тягачами. Чаще всего автопоезда-тяжеловозы используются для перевозки следующих грузов:

•тяжелая строительная техника (карьерные экскаваторы, бульдозеры, дробильные комплексы и т.д.);

•железобетонные изделия, мостовые балки, пролеты, металлоконструкции;

•оборудование для нефтяной, газовой и химической промышленности;

•элементы тяжелых гусеничных и автомобильных кранов (балласт, основания, гуськи и т.д.);

•оборудование для энергетики и атомной промышленности (трансформаторы, генераторы и т.д.);

•суда и элементы кораблей военного и гражданского назначения;

•оборудование для аэрокосмонавтики.

Широкий диапазон перевозимых КТГ оказывает определяющее влияние на технические и эксплуатационные параметры автопоездовтяжеловозов. В связи с этим полная масса автопоезда и масса перевозимого груза являются основными параметрами, положенными в основу классификации таких транспортных систем. По этим параметрам автопоездатяжеловозы могут быть условно разделены на три группы.

К первой группе относятся автопоезда-тяжеловозы с превышением допустимой полной массы ТС, но без превышения допустимых осевых нагрузок. Грузоподъемность автопоездов-тяжеловозов этой группы, как правило, не превышает 30 000 кг.

26

Вторую группу составляют автопоезда-тяжеловозы грузоподъемностью от 30 000 до 100 000 кг. Полная масса и габаритные размеры этих автопоездов выходят за пределы, установленные действующим законодательством.

К третьей группе относятся автопоезда-тяжеловозы особо большой грузоподъемности – свыше 100 000 кг. В настоящее время имеются сведения об автопоездах грузоподъемностью 5 000 000 кг.

Большинство автопоездов-тяжеловозов первой группы выполняются с соблюдением действующих ограничений габаритных размеров, вследствие чего эти автопоезда имеют возможность двигаться по автомобильным дорогам в общем транспортном потоке. Автопоезда-тяжеловозы второй и третьей групп используются на дорогах общей сети только по специальному разрешению соответствующих служб, осуществляющих дорожный надзор.

Конструкция большинства моделей прицепов-тяжеловозов для автопоездов первой группы рассчитана на максимальную скорость автомобиля-тягача 80…100 км/ч. Максимальная скорость движения автопоездов-тяжеловозов второй группы, как правило, ниже и находится в пределах 20…50 км/ч. Для автопоездов-тяжеловозов третьей группы скорость движения с грузом составляет 5…8 км/ч.

Большая номенклатура всех видов и типов перевозимых изделий, огромный диапазон их массово-габаритных параметров, форм и конструкций обуславливают разнообразие конструкций прицепов-тяжеловозов.

Конструктивные схемы современных прицепов-тяжеловозов определяют главным образом конструкцию грузонесущей рамы, ее форму и расположение, а также особенности исполнения ходовой части. Наиболее распространенными являются следующие четыре схемы (рис. 1.6).

Схема 1 – прицепы с рамой над колесами (рис. 1.6, а). Выполняются как с ровной, так и со ступенчатой рамой. По сравнению с тяжеловозами других конструктивных схем эти прицепы имеют наиболее простую конструкцию и при равной грузоподъемности обладают минимальной собственной массой.

27

Рис. 1.6. Конструктивные схемы прицепов-тяжеловозов: а – прицепы с рамой над колесами; б – низкорамные прицепы; в – прицепы с рамой, выполненной в виде двух лонжеронов между которых подвешивается груз; г – прицепы с рамой в виде переднего и заднего кронштейнов, к которым прикрепляется перевозимый груз

Схема 2 – прицепы с рамой, грузонесущая часть которой опущена между передними и задними колесами (низкорамные) (рис. 1.6, б). Основным преимуществом этих прицепов является малая погрузочная высота.

Схема 3 – прицепы с рамой, выполненной в виде двух лонжеронов, к которым подвешивается расположенный между ними груз (рис. 1.6, в). Такие прицепы обеспечивают размещение перевозимого груза на небольшом расстоянии от поверхности дороги, но по сравнению с низкорамными обладают меньшей универсальностью.

Схема 4 – прицепы с рамой, выполненной в виде переднего и заднего кронштейнов или ложементов (рис. 1.6, г), к которым прикрепляется перевозимый груз, обладающий несущим корпусом (т.е. не повреждается при опоре на две точки и выдерживает тяговые и тормозные усилия).

Серийно выпускаются прицепы, выполненные по первой и второй

28

схемам, грузоподъемность которых не превышает 100 000 кг. Габаритная ширина таких прицепов, как правило, не превышает установленных пределов (2,55 м), что облегчает условия их использования в общем транспортном потоке. Однако из-за превышения допустимой длины (20 м) и полной массы маршрут движения автопоезда с таким прицепом должен согласовываться в Госавтоинспекции и сопровождаться автомобилями прикрытия. Прицепы третьей и четвертой схем обычно формируются под перевозку конкретного груза. Для этого широко применяются так называемые прицепные транспортные средства модульной конструкции (ПТСМК). Основные отличия ПТСМК от традиционных прицепных звеньев заключаются в следующем:

•наличие колесных опор (минимальное количество опор – 4);

•значительная осевая нагрузка (до 45 000 кг на ось при использовании пневматических шин и до 60 000 кг на колесах с бандажной ошиновкой);

•возможность самопогрузки и изменения погрузочной высоты платформы, благодаря применению гидроцилиндров в конструкции подвески;

•возможность стыковки с другими модульными прицепами для увеличения суммарной грузоподъемности.

На производстве ПТСМК специализируются следующие предприятия:

Scheuerle (Германия), Nicolas (Франция) и Kamag (Германия), которые входят в состав TII Group, Faymonville (Бельгия), Goldhofer (Германия), Cometto

(Италия) и ЧМЗАП (Россия). Количество осей одиночного модуля может составлять от 2 до 6. Схемы четырех- и шестиосного ПТСМК компании Goldhofer представлены на рис. 1.7. Технические характеристики четырехосного модуля представлены в таблице 1.4.

29

Таблица 1.4

Технические характеристики прицепа Goldhofer THP/SL 4

В таблице 1.4 указан диапазон возможных скоростей движения в соответствии с массой перевозимого груза. Это определяется тем, что снижение скорости движения допускает соответственное увеличение нагрузки на колесо сверх номинальной грузоподъемности шины. В случаях, когда грузоподъемность реализуется не полностью, скорость движения может существенно повышаться.

Модульные прицепы могут соединяться как в продольном направлении, так и боковыми сторонами. Примеры комбинаций для получения различной грузоподъемности представлены в таблице 1.5. Кроме того, прицепы-модули могут соединяться через промежуточную грузовую платформу. Пример такого прицепа представлен на рис. 1.8.

Рис. 1.8. Низкорамный прицеп, сформированный с использованием ПТСМК

31

Таблица 1.5

Варианты комбинаций ПТСМК

С помощью специальных надстроек и соединителей из модульных прицепов может быть получен прицеп любой из четырех конструктивных схем, представленных на рис. 1.6. Примеры использования модульных прицепов для перевозки различного типа грузов представлены на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Примеры использования модульных ТС: а – перевозка тяжелой строительной техники; б – перевозка строительных конструкций;

в – перевозка промышленного оборудования

32

Помимо использования автомобильных тягачей, ПТСМК могут приводиться в движение за счет собственной энергетической установки. Такие ТС называются самоприводные модульные транспортеры (СПМТ) и широко используются при внутризаводских перевозках КТГ. В состав системы модулей включаются силовые блоки – специальные дизельные двигатели, помещенные в стальные боксы, которые крепятся к торцевым сторонам модулей. Мощности одного силового блока хватает для подведения крутящего момента к осям от 2 до 8 модулей СПМТ.

Транспортные системы СПМТ оснащены пультами дистанционного управления, таким образом всей системой модулей может управлять один человек. Пример самоходного модуля представлен на рис. 1.10.

Рис. 1.10. СПМТ фирмы Cometto: 1, 3 – ведущие и ведомые оси, соответственно; 2 – колесная опора; 4 – кабина водителя; 5, 6 – топливный и масляный баки, соответственно; 7 – силовая установка

При компоновке транспортных систем большой грузоподъемности и габаритных размеров помимо жесткой стыковки предусматривается также возможность расположения отдельных модулей либо групп модулей на расстоянии друг от друга с соответствующим соединением гидроконтуров подвески и гидросистем двигательных установок. Расстояние между

33

модулями или группами модулей может варьироваться в широких пределах (например, модули компании Scheuerle могут быть соединены в единую транспортную систему на площади 600×600 м) с определенным установочным шагом как в продольном, так и в поперечном направлениях. Величина этого шага зависит от программы, закладываемой в электронную систему управления поворотом опорных тележек, и в большинстве известных конструкций составляет 0,1 м. При выполнении маневров СПМТ поворот каждой колесной опоры осуществляется под контролем электронных следящих систем, которые управляются ЭВМ. Различные варианты компоновки транспортной системы представлены на рис. 1.11.

Рис. 1.11. Различные варианты компоновки транспортной системы: а – Т-образная; б – Y-образная; в – V-образная; г – круговая

34

В составе транспортной системы могут использоваться как активные модули (с приводом колес), так и пассивные. Примеры перевозки грузов представлены на рис. 1.12. Для перевозки реактора (рис. 1.12, а) модули объединены в единую платформу, включающую в себя 132 опоры (нормальная нагрузка на одну опору – 12 400 кг). При перевозке участка эстакады (рис. 1.12, б), модули были скомпонованы в форме дуги, суммарное количество колесных опор составило 192 (нормальная нагрузка на одну опору– 12 500 кг).

Рис. 1.12. Варианты использования СПМТ: а – перевозка реактора для производства окиси этилена (масса 1 202 000 кг); б – перевозка участка эстакады (масса 2 100 000 кг)

Колесные опоры ПТСМК являются его основным элементом, так как от их количества напрямую зависит грузоподъемность ПТСМК. Рассмотрим типовую конструкцию колесной опоры (рис.1.13). Колесная опора, как

35

правило, представляет собой фасонный шарнирный рычаг, соединенный с осью колес. В верхней части рычага установлена поворотная цапфа, соединенная с грузовой платформой.

Рис. 1.13. Колесная опора в среднем (а) и крайних (б, в) положениях подвески: 1 – ось вращения; 2 – стойка; 3 – гидроцилиндр; 4 – рычаг; 5 – картер оси колес; 6 – гидромотор

Рычаг с помощью шарнира соединяется с картером оси колес. Вторая связь опоры и рычага осуществляется через гидроцилиндр, который является упругим элементом подвески и элементом системы регулирования погрузочной высоты ПТСМК. У приводных осей на картере колес может быть закреплен гидроили электромотор, приводящий в движение колеса ведущей оси. В ступицах ведущей оси могут располагаться планетарные редукторы для увеличения момента, подводимого к колесам.

Для регулировки хода подвески и управления поворотными осями модуль оснащается гидравлической силовой установкой. Полный ход подвески в большинстве известных конструкций составляет от 0,5 до 0,8 м. Предусмотрена система горизонтирования платформы, обеспечивающая преодоление макронеровностей пути без изменения положения груза – платформа поддерживается в строго горизонтальном положении (рис. 1.14).

36

Рис. 1.14. Схема преодоления неровностей многоопорным ТС: а – продольные неровности пути; б – поперечный уклон; в – случайные неровности Для многоопорных ТС возникают проблемы устранения бокового

скольжения шин при движении по криволинейно траектории и обеспечения требуемой маневренности. Эти проблемы решаются введением обязательного поворота всех колес вокруг единого мгновенного центра поворота. Поворот колес может осуществляться за счет механического или гидромеханического привода, либо с помощью электронно-гидравлической системы. В первых двух случаях поворот колесных опор связан с величиной угла складывания дышла относительно прицепного звена. В случае электронного управления каждая опорная колесная стойка имеет возможность поворачиваться независимо от остальных, что позволяет реализовать различные схемы поворота (рис. 1.15).

37