На открытых горных работах применяют выемочные и выемочно-транспортирующие машины, созданные на базе гусеничных и колесных тракторов и тягачей, а также специальных пневмоколесных и автомобильных шасси. Гусеничные и колесные тракторы характеризуют по тяговому классу, а именно по максимальной силе тяги на крюке базового трактора без навесного оборудования на первой передаче.
Гусеничные тракторы промышленного назначения выпускают тяговых классов 30;
40...60; 60... 100; 90... 150; 150...250; 350 и 750 кН (табл. 4.1.1 и 4.1.2), а колесные тракторы — тяговых классов 6; 9...20; 14; 30...40; 50... 100 кН (в табл. 4.1.3 приведены машины, начиная с класса 30).
Тягачи и самоходные шасси различаются по мощности двигателей: 55...405 кВт (табл. 4.1.4).
Базовая машина — это гусеничный или колесный трактор, тягач или любая другая самоходная машина, которую можно агрегатиро-вать (соединять) с навесным, полуприцепным или прицепным строительно-дорожным и горным оборудованием.
Для привода и перемещения ВТМ применяют специальные тягачи, отличающиеся от автомобилей и тракторов общего назначения.
Тягач должен обеспечивать:
— тяговую силу, необходимую для копания грунта, при движении его с рабочей скоростью без потери устойчивости и при достаточно низком удельном давлении на опорную поверхность;
— отбор мощности привода механизма управления рабочим органом;
-достаточно высокие скорости движения и проходимость при обратных, холостых ходах и транспортных переездах;
— сравнительно быстрое и легкое изменение скоростей движения при переходе от рабочего хода к обратному или к транспортному переезду;
-удобное управление одновременно навесным полуприцепным или прицепным оборудованием и базовой машиной;
— возможность быстрых технического обслуживания, разборки, сборки и ремонта;
-необходимые эргономические требования.
Тягачи классифицируют по параметрам, определяющим конструкцию узлов: числу осей и колес, способу поворота, типу привода и трансмиссии управления. Кроме этих параметров тягачи подразделяют также по мощности тяги, нагрузке на ось, массе, типу шин и виду сцепного устройства. В качестве базовых тягачей для ВТМ используют гусеничные и пнев-моколесные тягачи.
Гусеничные базовые машины. Гусеничные тракторы с дизельным приводом обычно имеют переднее расположение двигателя. У тягачей с дизель-электрическим приводом силовая установка состоит из дизеля, размещенного впереди машины, и генераторной установки, находящейся сзади. Дизель-электрический привод такого трактора, например ДЭТ-250М, может быть использован в качестве передвижной или стационарной электростанции переменного тока.
Типоразмерные ряды ВТМ многих зарубежных фирм: Caterpillar (США), Komatsu (Япония) и др., компонуются методом агрегатирования на базе серийных двигателей мощностью от нескольких десятков до тысячи и более киловатт и включают в себя развернутые ряды (по 10 и более типоразмеров) соответственно гусеничных, колесных тракторов и тягачей, а также производных машин: ковшовых погрузчиков, скреперов (самоходных, саморазгружающихся и прицепных), бульдозеров, автогрейдеров, автосамосвалов, трубоукладчиков и др. Такие типоразмерные ряды дают возможность выбора различных моделей двигателя и массы базовых машин, позволяющего в разумных пределах унифицировать конструктивные формы ВТМ при сохранении достаточной гибкости типоразмерного ряда машин.
На базе отечественных гусеничных тракторов Т-220, Т-330, Т-500 и Т-800 предполагается создать семейство унифицированных гусеничных машин, в том числе бульдозеры, рыхлители, скреперы.
Для увеличения тяговой способности гусеничных тягачей применяют последовательное или параллельное соединения тяговых агрегатов (тандем), управляемых одним оператором через блокировочную систему управления. При этом реализуемые тяговая мощность и сцепная масса тандема удваиваются.
Колесные базовые машины. Основные узлы колесных тягачей — силовая установка, трансмиссия, ходовое оборудование, платформа или рама и система управления.
Область применения колесных тягачей определяют тем навесным, полуприцепным или прицепным оборудованием, с которым они эксплуатируются.
Базовые колесные машины классифицируют по числу ходовых осей (мостов); тягачи подразделяют на одно- и двухосные, а шасси — на двух- и трехосные.
Тягачи подразделяют по следующим признакам:
— рулевому управлению: с задними управляемыми (поворотными) колесами; с передними управляемыми колесами; с передними и задними управляемыми колесами; с шарнирно-сочлененными (поворотными) рамами;
— способу привода ходовых осей (колес): с задними ведущими колесами; с передними ведущими колесами; со всеми ведущими колесами. Принято условное обозначение ходовых частей тягачей в виде произведения трех чисел axbxc, где а — число осей(мостов) с поворотными колесами; b — число осей(мостов) с ведущими колесами, поворотными или неповоротными; с — общее число осей (мостов) машин;
-по размещению двигателя базовой машины; с задним и передним расположением двигателя (к последним относят самоходные машины с одноосными тягачами).
Одноосные тягачи (рис. 4.1.1, а) в отличие от других типов тягачей самостоятельно не применяют, а агрегатируют с полуприцепами: скреперами, угле- и землевозами и другими машинами, с которыми они составляют неразъемный агрегат, называемый самоходным.
Агрегатирование осуществляют: присоединением хобота полуприцепной машины к седельно-сцепному устройству одноосного тягача; монтажом масло- и электропроводов, соединяющих гидросистему тягача с исполнительными механизмами полуприцепной машины.
Агрегатируемые с одноосными тягачами машины, как правило, имеют две оси, причем для груженой машины нагрузка собственно на тягач составляет 48...52 % от веса машины. В этом случае поворот машины осуществляют поворотом тягача относительно полуприцепа гидроцилиндрами разворота.
Для машин с высокими скоростями движения, например для быстроходных скреперов, применяют тягачи автомобильного типа с управляемыми передними колесами одинакового или меньшего диаметра (рис. 4.1.1, в), чем у обычных тягачей.
Для короткобазовых тихоходных тягачей, в основном работающих с навесным оборудованием бульдозера или толкача, используют схему с неповоротными колесами. В этом случае поворотом управляют благодаря разности частот вращения колес с помощью бортовых передач (рис. 4.1.1, б) при приводе колес от одного двигателя или независимым приводом колес от гидро- или электродвигателей.
В качестве более универсальных рекомендуют тягачи с поворотными передними колесами такого же диаметра, как и задние, имеющие больший радиус поворота, чем первые два типа. По этой схеме выполнены тягачи, изготовляемые ЗАО «Могилевский автомобильный завод им. С.М. Кирова» (Беларусь) и ЗАО «Минский завод колесных тягочей» (Беларусь).
Для машин высокой маневренности, например ковшовых погрузчиков, работающих в особо стесненных условиях, применяют тягачи с поворотными колесами на обеих осях (рис. 4.1.1, в). Такая схема обеспечивает движение вбок, т.е. «крабом» (в том случае, если все колеса повернуты в одну сторону).
Более простая компоновка, а следовательно, и высокая маневренность, достигнуты в схеме с шарнирной рамой (рис. 4.1.1, д). Такую схему используют на тягачах «Кировец», выпускаемых ОАО «Кировский завод» (г. Санкт-Петербург). Недостаток схемы состоит в том, что она уменьшает допустимую нагрузку на тягачах от сменного оборудования на 40...50 %.
Более просто высокую маневренность получают компоновкой двух одноосных тягачей, соединяемых двигателями наружу (рис. 4.1.1, ё).
Колесные тягачи и тракторы могут быть скомпонованы из стандартных унифицированных элементов, узлов и агрегатов. Блочный метод конструирования машин позволяет упрощать ремонт, осуществлять агрегатирование тягачей, создавая необходимые мощности и массовые характеристики тягача для работы в различных условиях.