Металлургический погрузчик Caterpillar 980

Caterpillar 980 специальный тяжелый фронтальный погрузчик металлургического назначения (шлаковый погрузчик или машина погрузочная для шлака) предназначен для механизации погрузочно-разгрузочных работ с высоко температурными продуктами сталелитейных производств - шлака, а так же с другими горячими продуктами производств металлургического сектора. При этом погрузочная машина может эффективно работать с сыпучими и мелко и крупно кусковыми материалами в горных карьерах на открытой разработке, штучными грузами, для землеройно-транспортных работ на грунтах до III категории без предварительного рыхления, а также для строительно-дорожных, монтажных и такелажных работ с помощью сменных рабочих органов в условиях горнодобывающей промышленности.

Погрузчик эффективен для работы на металлургических производствах, в каменном карьере или на угольном разрезе, для этих работ шлакопогрузчик максимально приспособлен для загрузки самосвального карьерного и общепромышленного транспорта. Модель погрузочной машины оснащена автоматическим контролем работы двигателя, имеет высочайшую производительность и большое усилие отрыва ковша. В данном погрузчике применена система подавления пыли, как для двигателя, так и для кабины оператора, что особенно актуально в производстве и в горячем цехе при работе с высоко температурными материалами. Гидромеханическая трансмиссия, которая применена на погрузчике, обеспечивает бесступенчатое переключение передач под нагрузкой. Отличный ход машины обеспечивают мосты оригинальной конструкции. Ведущие мосты тяжелого типа спроектированы для условий повышенных нагрузок и больших напряжений, возникающих в ходе производства погрузочно-разгрузочных операций. В мостах применены высокопрочные элементы, предназначенные для передачи мощности к ведущим колесам. Современная Z-образная конструкция рабочей системы привода ковша фронтального погрузчика обеспечивает создание с помощью только одного гидроцилиндра ковша максимального усилия отрыва и передачу его к ковшу для разрушения и черпания плотных и слежавшихся грунтов. Такая конструкция рабочей системы снижает нагрузку, приходящуюся на передний мост, в меньшей степени подвержена износу и имеет меньшее количество точек обслуживания.
Все шкворневые соединения погрузчика имеют уплотнения, предотвращающие проникновение в них абразивной пыли и грязи и исключающие потери смазки через зазоры. Гидроцилиндры стрелы установлены на наружных боковых сторонах передней рамы, что облегчает к ним доступ и техническое обслуживание.  На погрузчиках для карьеров САТ установлены мосты с закрытыми многодисковыми колесными тормозами (тормозными фрикционами), работающими в масле («мокрыми»), скомпонованными с планетарными передачами и ступицами колес. Оба моста имеют постоянный не отключаемый привод. На передний мост установлен стояночный тормоз, который включается цилиндрическими пружинами, а выключается гидравлически - через систему гидропривода тормозов.

Особенности и комплектация металлургического погрузчика Caterpillar 980:

Система климат контроля в кабине, с двойной системой воздушной фильтрации и подачи дыхательной смеси с герметизацией кабины;
Кабина оператора со сварной защищенной обшивкой для защиты от высоких температур и скоростных кинетических предметов, с функцией FOPS-ROPS и специальными бронестеклами поверх которых установлены защитные решетки;

Система автоматического пожаротушения как кабины водителя так и моторно-трансмиссионного отделения погрузочной машины.
Специальные шины устойчивые к высоким температурам с защитными цепями Pewag Square Duplex Hard;

Термоизоляционная оплётка (защита) на гидравлических шлангах, топливных трубках и электропроводах, которые подвержены действию повышенных температур;
Гидроцилиндры ковша оснащены бронезащитой штока;

Усиленный генератор повышенной мощности;

Термическая защита коробки передач, масляных баков, топливного бака, картера двигателя и всего капотного отделения с лабиринтной системой подачи воздуха для избегания попадания горючих материалов в подкапотное пространство;

Металлическая защита всего днища включая узел сочленения подвижного рулевого шарнира;

Специальный ковш ёмкостью 6 м3 из 1-слойного листа для работы с материалами повышенной температуры (этот ковш усилен металлическими плитами по бокам, имеет защиту межзубного пространства из спецстали);

Адаптер Quick Coupler для смены быстрой рабочих органов (вилы, захваты, специальные ковши, бульдозерные отвалы, лебедки гидравлические) с дистанционным управлением из кабины, включая дополнительную гидравлическую линию высокого давления для подключения потребителей.   

Перечисленные компоненты машины являются не отделяемыми от данной серии, но могут быть дополнены другими опциями по желанию заказчика. Наличие быстросъемного соединения, на Z-образной стреле, позволяет быстро менять по требованию рабочий инструмент, тем самым расширяя возможности тяжелого погрузчика. Погрузчик и его рабочие органы, предназначены для эксплуатации в районах с умеренным климатом в диапазоне температур окружающего воздуха от плюс 60 до минус 50 °С. Погрузчик относиться к карьерным машинам СДМ, это высокопроизводительные машины, предназначенные для выполнения землеройных работ‚ погрузки различных материалов (горных пород, песка‚ щебня‚ грунтов, металлической стружки‚ древесной щепы и др.), рытья траншей, резки и транспортировки породы, планировочных, рыхлительных и бульдозерных и работ. Кроме того, погрузчик используют при строительстве и ремонте дорог, а также как тягач-толкач (например, при заполнении самоходных скреперов) и т.п.

Caterpillar 980 описание конструкции металлургического погрузчика:
Большой вес и повышенные требования к прочности и устойчивости к высоким температурам, предопределило компоновку фронтального погрузчика для предприятий металлургии с классической для колесных транспортных машин: сочленно-шарнирная рама с использованием вертикального шарнира для складывания секций рам на угол 90 градусов. Т.е. колесный погрузчик выполнен по схеме с неповоротными колесами, с шарнирно сочлененной рамой и с равновеликими колесами большого диаметра. Силовая приводная установка расположена в подкапотном пространстве второй (или задней) секции, двигатель смещен назад на максимальное расстояние  и служит противовесом. Передняя часть погрузочной машины полностью освобождена для установки фронтального портала и погрузочного и иного рабочего оборудования, в том числе вспомогательных устройств типа тяговых гидравлических лебедок.
Преимущества погрузчика с шарнирной рамой это как отсутствие сложных и главное уязвимых рулевых тяг, так и большие возможности при движении на пересечённой местности. Тем же достигается высокая защита при работе на металлургических предприятиях. В сочленно-шарнирном шлаковом погрузчике, совпадет вектор движения колес и направления черпания или срезания ковша, что резко повышает качество выполнения работ, увеличивает производительность и облегчает управляемость. При повороте передние и задние колеса движутся след в след, что в сочетании с малым радиусом поворота дает возможность погрузчику Caterpillar легко маневрировать на ограниченном пространстве, например, в узких проездах или загружать карьерный самосвал, разворачиваясь, буквально, на пятачке, что невозможно для аналогичных экскаваторов-погрузчиков с моноблочной рамой и поворотными колёсами. При движении по слабонесущим грунтам оператор имеет дополнительное средство для вывода машины из колеи - поворот полурам. Двухконтурное гидростатическое рулевое управление погрузчика с гидравлическим усилением и силовыми гидроцилиндрами двойного действия. Поворот осуществляется посредством складывания шарнирных секций полу-рам на угол ± 45°. В систему встроены гидроаккумуляторы давления для резервирования управления.

Силовая установка:
В качестве энергетического привода колес погрузочной машины, а так же рабочего и вспомогательного оборудования  (рулевое управление, гидравлика привода ковша и навесного оборудования), использует промышленный мотор, допускающий работу в режиме максимальной мощности 90% по времени производства Caterpillar серии 3306BTA. Мотор внутреннего сгорания, поршневой, с воспламенением от сжатия, работает на дизельном топливе, керосине, бензине или их смесей, в разной пропорций. Для работы в условиях экстремальных температур, а так же при нехватке дизельного топлива допускается постоянная эксплуатация двигателя на смеси топлив: 60% дизельного топлива и 40% керосина, 70% дизельного топлива и 30% бензина. Двигатель специальный, сверхкомпактный и сверхлегкий, применяемый на тяжелой гусеничной технике. Двигатель обладает большим ресурсом и большим запасом мощности.

Тип двигателя: поршневой тронковый ДВС внутреннего сгорания, 6-и цилиндровый с рядным расположением блоков цилиндров с углом развала, цикл двигателя 4-х тактный. Охлаждение двигателя жидкостное, под давлением с использованием масляного теплообменного холодильника. Двигатель оснащен турбонагнетателем высокого давления Holset, с использованием индивидуальных турбоаппаратов на блок цилиндров. Для охлаждения сжатого в компрессоре воздуха, применен промежуточный охладительный теплообменник по схеме «воздух-воздух». Рабочий объем цилиндров двигателя составляет 10,5 литров. Мощность двигателя составляет 320 л.с. (235 кВт) при 1800 об/мин. Максимальный крутящий момент 1500 Нм при 1200 об/мин. Устройство впрыска топлива: непосредственный впрыск топлива с помощью механических насос форсунок. Система питания двигателя оснащена подогревом и топливным фильтром с водяным сепаратором для очистки топлива. Система впуска воздуха оснащена трехступенчатой системой воздушной фильтрации типа мультициклон, со степенью очистки 99.9% в состав которого входит последовательно три типа фильтров: мультициклон, масляный и бумажный. Для зимнего запуска двигатель оснащен системой впрыска эфира. Объем масла двигателя 36 литров включая водо-масляный теплообменник охлаждения. Система смазки двигателя циркуляционная, с мокрым картером. Объем охлаждающей жидкости 80 литров, включая радиатор охлаждения увеличенной площади с расширительным выносным баком. Объем дизельного топлива в баке 400 литров.

Силовая гидропередача:

Использование погрузчика для тяжелых условий металлургических цехов, предопределило максимальную скорость транспортного средства в 45 км/ч, что обеспечивается техническими возможностями машины, складываемых из мощности приводной установки и больших передаточных чисел в трансмиссии. Система передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса погрузчика, выполнена по приводной трансмиссионной схеме колес 4х4 с постоянным приводом на два колёсных моста и четыре колеса машины. Использования автоматизированной трансмиссии с гидрообъемной передачей мощности, с применением функцией переключения передач в КПП под нагрузкой типа Full Powershift, позволяет использовать полностью погрузчик в тяжелых условиях пересеченной местности с большим перепадом высот. Преимущества трансмиссии погрузчика: передача крутящего момента внутри гидротрансформатора происходит без жесткой кинематической связи, исключаются ударные нагрузки на трансмиссию, благодаря отсутствию жесткой связи облегчается дозирование тяги на ведущих колесах, автоматическое плавное увеличение крутящего момента под нагрузкой, в широком диапазоне.
В состав механизмов и оборудования гидротрансмиссии входят: автоматизированная вальная гидромеханическая коробка переключения передач., гидродинамическое сцепление или ГТР., раздаточная коробка, используемая для распределения момента между передней осью и колёсами задней тележки., приводные промежуточные валы., карданные валы открытого типа SPICER., цилиндрические редуктора с дифференциалами межосевой блокировки., одинарной главной передачи с дифференциалами межколесной блокировки в ведущих мостах., полуосей и колесных финальных планетарных редукторов в ступицах ведущих мостов. Отличительной особенностью трансмиссии является использования блока системы переключения передач и раздаточной коробки Zahnrad Fabrik 4WG320 4F/3R PowerShift от тяжелых строительных гусеничных машин, рассчитанных на тяжелые нагрузки, что вместе с мощным промышленным силовым дизелем создает выносливый и надежный агрегат с высокой тяговой возможностью и большим ресурсом.

Коробка переключения передач с использованием многорядного вального механизма, автоматическая с ручным селективным переключением выбора режима трансмиссии и гидрообъемной передачей Zahnrad Fabrik HydroDrive. Количество передач в АКПП, вперед/назад: - 4/3. Диапазон скоростей в режиме максимальной мощности двигателя на первой и последней передачи от 8 до 45 км/ч. Гидротрансформатор трансмиссии одноступенчатый, трехколесный марки ZF с функцией блокировки ГТР и с автоматическим бесступенчатым изменением крутящего момента для наращивания мощности, в широком диапазоне от 1:1 до 2,81:1. Гидромеханическая передача ZF позволяет автоматически регулировать скорость и тягу в зависимости от нагрузки, обеспечивает плавность хода и быстрое переключение скоростей. Гидротрансформатор ZF Power Shift Torque Converter  сблокирован с переключением передач, и оснащен принудительным охлаждением масла с помощью выносного теплообменного радиатора. Картер коробки переключения передач и ГТР общий. Объем масла КПП с учетом выносного теплообменника и системы охлаждения 60 литров. Раздаточная коробка механическая, с одноступенчатым трехвальным рядом, с использованием дифференциала привода мостов. Передаточное число входящего и исходящего крутящего момента 1:0,98.

Ходовая часть и колесные мосты:
Передача мощности и момента двигателя, на колеса фронтального тяжелого погрузчика выполнена по мостовой схеме, т.е. с использованием поперечных зависимых балок, связывающие левые и правые колеса тягача тяжеловоза, находящиеся на одной оси между собой. Мостовая схема передачи момента предполагает наличие центральных продольных приводных карданных валов к редукторам неразрезных мостов, расположенных поперечно. На циклической погрузочной машине устанавливаются два ведущих приводных моста.

Применительно к тяжёлому карьерному фронтальному погрузчику, с функцией тягового трактора, «колесный приводной мост» - это, несущая пустотелая конструкция, объединяющая колеса одной оси, и выполняющая роль несущего тела, при передачи нагрузки от рамы, и посредством подвески к опорной поверхности. «Ведущий мост» предполагает еще и передачу тягового усилия к колесам. Механический привод всех мостов оснащен двухступенчатой разнесенной передачей, установленной на торцах мостов. Помимо центрального редуктора, мосты оснащены планетарной передачей, расположенной в ступицах колес. Такая конструкция приводных мостов отличается рядом преимуществ: малые размеры конической главной передачи; большой передающих крутящий момент; разделение передаваемого момента между пятью сателлитами; малый риск обрыва полуосей, особенно при блокировке дифференциала. Конструкция планетарных передач, установленных внутри ступицы, представляет собой дополнительный картер, с установленной внутри солнечной шестерней связанной с полуосью, короной шестерней, которая жестко крепиться к внешнему корпусу ступицы и соответственно к колесу, а так же механизма редукции в виде шести шестерёнчатых сателлитов вращающихся на опорных роликах. Благодаря дополнительной степени редукции, и большой итоговой площади сцепления в шестернях, можно резко поднять крутящий момент на колесах. Для выравнивания давления внутри картера мостов в верхней части установлены предохранительные клапаны - сапуны. Шланги вентиляции картера всех мостов выведены выше уровня рамы. Передаточное число главной передачи в колесных мостах ГП 20,18:1. Колёсные мосты, применяемые на тракторе-тягаче отличаются высокой прочностью и надежностью, при ограничении скорости в режиме тягового тральщика, допускается увеличение вертикальной нагрузки на колёсные мосты до 2-х раз. Что особенно может быть важным при увеличении массы погрузчика при помощи балласта для выполнения тяговых и толкающих работ. Передний и задний колёсный мост производства Caterpillar специального исполнения, особо высоконагруженные для тяжелых условий со статической нагрузкой 45 тонн на каждый мост с суммарной статической нагрузкой до 90 тонн. Передний мост без систем амортизации, с частичной разгрузкой колебаний с помощью высокопрофильных индустриальных шин. Задний колесный мост качающегося типа, соединяется с рамой погрузчика шарнирно к передней головке рамы посредством шкворня, что обеспечивает его качание в поперечной плоскости и хороший контакт управляемых колес с грунтом при неровном рельефе местности. Подвеска балансира моста качающегося типа с углом артикуляции ±24° (620 мм).

Тормозная система мостов: колесный тяжелый погрузчик Caterpillar оснащен мощной системой торможения колес  с использованием тормозов мокрого  типа, увеличенного диаметра в количестве 4 штук, расположенных на конечных финальных передачах колесных балок. Тормоза погрузчика многодисковые, в масляной ванне, установлены на всех колесах. Привод гидравлический, 2-х контурный, с независимым приводом на передние и задние тормозные механизмы. Привод стояночного тормоза, дисковый, установленный на промежуточном валу РК. В тормозную систему встроены гидроаккумуляторы давления для резервирования тормозной системы.

Колеса и диски:

Трактор в базовой комплектации использует крупногабаритные металлургические карьерные шины с однорядным расположением, с использованием шин одинаковой размерности на всех осях. Штатные колеса погрузчика стальные, дисковые, неразборные, особо высокой грузоподъемности в 20 тонн каждый производства Lemmerz 20,5-25. Шины шлакопогрузчика, специальные, с защитой от воздействия высоких температур, производства Michelin, серии 29,5х25 12 ply. Для защиты шин при работе в условиях высоких температур и острый продуктов шлака металлургических производств, в базовое оснащение машины входят специальные цепи Pewag Square Duplex Hard.

Кабина оператора:

Специальная, для металлургических производств, защищенная, капсулированная. Кабина сварена из бронесталей для повышенной зашиты, в условиях работы вредных и опасных производств, с использованием бронированных стеклоблоков устойчивых к повреждениям и высокой температуры. Капсулированная кабина имеет высокий уровень герметизации с созданием избыточного внутрикабинного давления за счет фильтровентиляционной установки ФВУ совмещенной с климатической машиной для поддержания комфортабельной температуры. Дополнительно кабина имеет систему подачи кислорода в кабину. Для работы в условиях низких температур используется автономный воздушный отопитель салона Webasto с предпусковым жидкостным подогреватель двигателя Webasto. Кабина оснащена системами FOPS-ROPS с дополнительными приборами освещения. Управление рабочими органами осуществляется позиционной рукояткой - джойстиком. Управление пропорциональное сервогидравлическое. Скорость перемещения рабочих органов зависит от угла наклона ручки. Фронтальный погрузчик оснащен телеметрическими приборами для оценки состояния всех узлов и агрегатов с выведением информации на панель контроля.