Кузов карьерного самосвала – образец надежности, источник экономии
- 1

Десятки рейсов в день, сотни тонн груза за один рейс — специальные износостойкие материалы истираются полностью за несколько месяцев. Можно ли увеличить срок службы кузова, сократить затраты на ремонт, повысить полезную загрузку? Ответ: ДА! В этой статье мы расскажем про то, как современные материалы и цифровые инструменты позволят Вашей компании экономить и заботиться о «рабочих лошадках» карьеров.
Решение было разработано для горнодобывающих активов Северсталь — там используются самосвалы различных производителей, которые перевозят совершенно разные по свойствам материалы, но все эти предприятия имеют очень схожие цели по повышению сроков эксплуатации и полезной загрузки самосвалов.
Работа включала несколько основных этапов:
- лабораторные испытания свойств перевозимых материалов и сталей, используемых для футеровки кузовов
- обработку полученных результатов, создание модели износа кузова карьерного самосвала
- верификацию модели по используемым кузовам внешних поставщиков
- изготовление и опытную эксплуатацию улучшенного кузова
В работе использована оригинальная комплексная методика лабораторных исследований, включающая определение параметров абразивного износа, а также параметров взаимодействия частиц сыпучей среды между собой и с поверхностью.
Обработка результатов лабораторных исследований и моделирование процессов загрузки, транспортировки и выгрузки железной руды из кузова карьерного самосвала была выполнена в программном обеспечении Rocky.


Рис. 1 — Внешний вид модели самосвала после загрузки и при выгрузке породы
По результатам расчетов мы определили зависимость скорости износа футеровки от используемой марки проката. Футеровка из PowerHard450 обеспечивает срок эксплуатации на 7% больше чем из износостойкого проката нашего конкурента и в 2 раза больше чем из обычной стали 09Г2С.

Рис. 2 — Зависимость остаточной толщины футеровки в зоне максимального износа от количества рейсов при использовании различных марок стали
Материалы с твердостью более 450 единиц по Бринеллю, например SD550, обычно не используются для футеровки кузовов карьерных самосвалов из-за низкой стойкости к ударным нагрузкам, но могут быть использованы для эффективной защиты различных бункеров и элементов конвейеров. В то же время, перспективным направлением является применение для футеровки кузовов биметаллов, сочетающих основу, устойчивую к ударным воздействиям, и наплавленный слой, отличающийся высокой твердостью. Такие биметаллы производятся в ПАО «Северсталь» и сейчас проходят испытания на износостойкость.
Результаты работы были верифицированы опытной эксплуатацией трёх кузовов различной конструкции, которые ежемесячно в течение 7 месяцев проходили контроль состояния и остаточной толщины футеровки.


Рис. 3 — Области максимального износа днища и боковых стенок в модели и на реальном кузове
Наибольший эффект от простой замены материала на более износостойкий можно получить за счет повышения полезной загрузки. Например, при замене износостойского проката нашего конкурента на PowerHard450 со снижением толщины футеровки на 1 мм каждый самосвал за год перевезет дополнительно более 11 тысяч тонн железной руды.
Кроме оптимизации материала футеровки существует ряд конструктивных решений для повышения срока эксплуатации кузова, эффективность применения которых может быть проанализирована с помощью используемых нами инструментов:
- футеровка различной толщины по длине и ширине дна, а также по высоте бортов;
- различные схемы самофутеровки;
- препятствия для превращения скольжения частиц породы в качение.
Дополнительно может быть проведена оптимизация несущей конструкции кузова за счет применения современных высокопрочных свариваемых сталей, обладающих высоким пределом выносливости.
Если Вы желаете более подробно ознакомиться с методикой проведения и результатами работы, заказать бесплатно аналогичные исследования техники и оборудования, используемых на Вашем предприятии — напишите нам в форме обратной связи
Уважаемые читатели, присылайте свои вопросы, предложения по этой статье или другим интересующим темам на адрес инжинирингового портала. Ваша обратная связь важна для нас. Спасибо за внимание!
С уважением, команда Инжинирингового портала