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矿用卡车

矿用卡车又称矿用自卸车,是在露天矿山为运输岩石、矿石或煤炭等任务而使用的一种自卸车。其运程短、承载重,常用大型掘土机或液压铲进行装载,往返于采掘点和卸料点。因其外形超宽,总质量超量,不允许在公路上行驶,所以又称非公路自卸车。

世界第一台矿用卡车由日立制作所的尤克力德于1934年生产,载重量为14t。2023年7月,中国首台300t级整车国产化矿用卡车完成交付,该车是中国首台具有完全自主知识产权的国产化重型卡车。

发展简史

世界

世界上第一台矿用卡车由日立的尤克力德于1934年生产,载重14t。

1951年,美国尤克力德推出当时世界最大的Euclid-1LLD型自卸车,载重量达达50吨,采用三轴底盘。1958年,美国尤克力德用3轴的1LLD自卸车,加长为5轴18轮,载重量达到150吨。

1963年,Uni.Rig公司投产的载重量200t的MT.85,成为当时载重最大的矿用卡车。

20世纪70年代,美国特雷克斯制造了三轴矿用卡车3319,是当时最大的矿山卡车,长20m、高6.83m、宽7.5m、自重250t。

1996年,日本小松推出额定载重为320t的矿用车930E,是世界第一台使用交流电传动技术的矿用车,载重量272吨。

1998年,美国卡特彼勒公司推出了当时世界上最大的汽车797矿用自卸车,326t的载重量超过了当时最大的卡车"Terex-3319"。四年后,美国卡特彼勒升级了797B矿用卡车,其载重量为345t。

2008年9月,卡特彼勒推出了世界上最大的矿用卡车797F,额定载重达到363t,车斗容积达到267方。同年,小松正式推出960E系列,额定裁重为327t,长15.6m、宽9.6m、高达7.37m,车斗容积为214方。除此之外,还有日立生产的EH5000型(286t),卡特彼勒公司生产的793F型(218t)、795型(313t)、卡特彼勒797F(363t),利勃海尔生产的T282型(327t)和T282C型(363t),特雷克斯生产的MT6300AC型(363t)。

2013年10月,白俄罗斯矿山卡车制造商别拉斯(BELAZ)推出全球最大的自卸车,别拉斯-75710,高8.16m,宽9.87m,长20.60m,自重360t,载重能力达450t,该车于2015年上市销售。2014年1月23日,”俄罗斯之声”网站报道,别拉斯-75710型自卸车在装上503吨的货物后成功启动行驶,创载货重量超500吨的世界纪录

中国

中国矿用卡车行业起源于20世纪60年代末70年代初,1969年10月,国产第一台32t矿用自卸车试制成功,随后北京试制出载重20t(BJ370型),重庆试制出载重28t(CQ370型),长春市试制出载重60t(CA390型)等多种载重轻的矿用卡车。

1974年开始,湘电集团有限公司与鞍山冶金矿山公司、长春一汽、美国WABCO等企业,合作研制大型电动轮自卸车。经过三年努力,于1977年4月29日,制成中国首台百吨级电动轮车——“韶峰”SF-3100型电动轮自卸车。该车自重93吨,载重108吨,采用4×2后轮驱动。并通过技贸结合、合作生产等方式与美国DRESSER公司合作,生产装载量为154t的矿用自卸车。

自2000年以来,随着中国自卸车的需求量的快速增长,几十家自卸车工程机械制造商纷纷抢滩矿用自卸车市场,主要包括徐工集团、三一、陕西同力、通联重工、临沃重机等,2008年中国开始鼓励企业自主研发生产重型矿用汽车及其配件,以降低生产成本。

2012年5月,由湘电重型装备股份公司自主研发的4台SF33901型230吨电动轮自卸车湘潭市铁牛埠码头交付澳大利亚力拓公司。同年6月,由中冶京诚(湘潭)重工设备有限公司研制生产的400吨级非公路电动轮矿用自卸车HMTK—6000在湖南湘潭九华工业园下线。

2023年7月,中国首台300t级整车国产化矿用卡车在内蒙古自治区完成交付,该车由北方股份和国能准能集团合作研制,打破进口矿用车技术和价格的双重垄断,形成具有中国自主知识产权的核心技术,是中国电动轮矿用车发展史上的里程碑。

2023年8月,在第九届广州市国际砂石技术与设备展上,郑州宇通集团有限公司研制的YTK135ET新能源矿用卡车参展。

结构特点

外形

外形特别高大,属于超廓型车辆,矿用自卸车只在有限的矿区范围内行驶,汽车的外形尺寸不限制,为提高每车次的运输量,尽可能加大车厢容积,加宽加高整车外形尺寸,其宽度远远超过国家JTGB01-2003《公路工程技术标准》和GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》规定的道路行驶车辆车宽不得超过2.5米的限值,不能在公路上行驶。

载重与动力

载重质量大,动力强劲,目前这类车的载重在20-360吨之间,而且还在向大型化方向发展。由于载重吨位大,道路又多坡,要求发动机必须具有高功率和高扭矩,保证满载上坡时也轻松有力,因此这类车型都配备具有高“比扭矩”和高“扭矩增大系数”的工程型发动机。但由于非公路工况差,这类车型的常用车速都在30-40km/h左右。矿用卡车需与采矿设备配合连续多日作业,对车辆稳定性和可靠性要求极高。

轴型

采用2轴型式,轴距与总长力求缩短矿区装卸场点面积窄小,又频繁转弯与倒车;矿区道路多为临时性路面,山区上下坡多,急转弯多,为保持机动灵活,力求缩短轴距与总长,以减小转弯半径,减少倒车次数,因此基本采用2轴4×2结构型式,可保证底盘结构简单,维修保养方便,转向机动灵敏。对于这样的车辆,其单轴载荷远远超过GB1589-2004《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》规定的单轴载荷不得超过12吨的限值,不能在公路上行驶。

车架

车架为工程机械车辆专用结构,均为全焊接结构,其纵梁采用封闭式箱形截面,以保证具有高的抗扭强度,所用厚钢板均为低合金、高强度钢板

车厢

车厢也为全焊接结构,铲斗型地板后部翘起,一般坡角为12度,无后拦板;底板由高强度、高硬度、抗冲击的优质钢板焊接而成以适应非公路恶劣工矿的运输和工程工地上粗暴的石料装载方式,并保证其使用寿命一般达到10年以上。

悬架

非公路(矿用)自卸车大多采用油气悬架,特别是载重量45吨以上的车几乎无例外。这种短轴距和质量又特别大的车型最适宜安装使用油气悬架,它没有相应的空间来安装传统的钢板弹簧减震。其前轮的油气弹簧缸还兼有转向主销的作用,外缸筒又紧固在车架纵梁外侧,因此又省去了传统的整体式前轴。

转向

由于整车质量大,前轴负荷也大,因此,前轮的转向完全依靠液压动力。为保证转向安全可靠,这类车不仅采用全液压转向,而且都配备紧急转向系统,当转向系统动力发生故障时,紧急转向系统能保证其还有一定的转向能力,使车停到一个比较安全的地方。

制动

矿区多坡,车辆载质量又特别大,因此,汽车制动系统功能的可靠性同样需要首先保证。除了自卸车的主制动器功能以外,还装备了辅助缓速制动能力:发动机排气制动、液力缓速器或电动轮转变为发电机的电缓速器功能制动功能设计先进,制动开始时,发动机排气制动先投入工作;而后液力缓速器或电缓速器共同加入缓速制动功能;最后车轮主制动器又投入工作从而使主制动器使用频率大大减少,经常处于最好状态,制动蹄片使用寿命得以延长。

传动

载质量100吨以下的车型,一般采用液力机械变速器和传统式后桥;100吨以上的大质量车型,一般都采用电传动:发动机驱动发电机,再以电流驱动后轮里的电动机,使后轮驱动汽车行驶。

轮胎

采用工程轮胎,这类车轮胎的胎面花纹和结构都与公路用车不同,属于工程轮胎,以很好地适应复杂路面的使用要求。

主要分类

矿用自卸车通常分为两大类,即刚性自卸车和接式自卸车。 刚性自卸车按其传动方式又分为机械传动和电力机械传动两种方式。 刚性自卸车指具有刚性车架的自卸车。铰接式自卸车是车头与车体之间通 过一个摆动式连接装置,通过车架进行转向的自卸车,其车头和车架分别独立运动。

应用范围

矿用自卸车是一种专门为矿山、采石场等工地运输物料而设计的车辆。它具有承载能力强、通过能力好、操作灵活等特点,矿用自卸车适用于各种不同类型的工地,包括煤矿、金属矿山、采石场、建材厂、混凝土搅拌站、大型工地和露天矿山等。它能够在复杂的地形环境下运输物料,提高工地的物流效率,促进工地建设的顺利进行。

市场情况

国外生产矿用自卸车的制造商主要有6家:美国卡特彼勒公司特雷克斯日立制作所尤克力德、日本小松德国的利勃海尔、白俄罗斯别拉斯。这些制造商占据了国际市场90%以上的份额,生产的矿用自卸汽车载重量涵盖25~363t。

中国批量生产矿用自卸车的企业主要有中环动力北京重型汽车有限公司、北京首钢重型汽车制造股份有限公司、本溪北方机械重型汽车有限责任公司、北方股份及湘潭电机股份有限公司等。此外,三一重工有限公司、宇通重工有限公司、秦皇岛秦皇岛天业通联重工股份有限公司重工有限公司、中国重型汽车集团有限公司以及陕西汽车集团有限责任公司等企业也生产矿用汽车,但未形成规模和批量化。

发展趋势

矿用卡车的发展趋向智能化、绿色化。近年来国家逐步完善矿用卡车标准法规体系,推动安全、环保、人机工程等要求与国际接轨。2016年,沃尔沃瑞典北部地下1320米的矿井中,测试了世界上第一台地下矿用自动驾驶卡车。2018年6月,由洛钼集团和河南跃薪智能机械有限公司联合研发的10多台SY系列纯电动矿用卡车正式宣布投入使用,这标志着洛阳钼[mù]业成为全球矿山行业首家完成矿用卡车动力电池组改造的企业。2022年,中国重汽集团研制的无人驾驶矿用卡车,实现了在矿山等特定封闭场景下完全无人驾驶或远程遥控驾驶,能够自动规划行驶路线、自动避障等。2023年8月,宇通集团研制的YTK135ET新能源矿用卡车亮相第九届广州国际砂石技术与设备展,现场签单超1亿人民币。宇通矿用卡车产品涵盖了90吨、115吨、130吨、无人驾驶线控底盘等多个产品系列,广泛应用于矿山运输、港口运输、项目施工等场景,已覆盖28个省级行政区,超过100个矿区运营,累计安全运营超过2500万公里。

参考资料

可装345吨,车身超宽无法上路,深挖你不了解的矿用自卸车.今日头条.2023-09-23

矿用车.卡车之家.2023-09-23

国内首台300吨级整车国产化矿用卡车完成交付.新华网.2023-09-23

中国制造新高度 巨无霸卡车出口澳洲.观察者网.2023-09-29

世界上最大的卡车:满载500吨 油耗1300升.环球网.2023-09-29

新能源矿用卡车你见过吗?宇通集团亮相广州国际砂石展.今日头条.2023-09-23

..2023-10-01

非公路矿用自卸车适用于哪些工地,如何促进工地建设的顺利进行.内蒙古佰汇通工程机械有限公司.2023-10-01

沃尔沃首开先河 地下矿道内测试无人驾驶重卡.环球网.2023-09-29

绿色矿车河南造!全球首辆新能源矿用卡车在洛钼投入使用.河南日报网.2023-09-29

国产智能卡车加速驶来.国际在线.2023-09-29