Перспективные направления развития техники БЕЛАЗ
Самосвалы на аккумуляторных батареях, дизель-троллейвозы, карьерные роботы-челноки, беспилотные технологии, роботизированные системы управления, искусственный интеллект, «интеллектуальный» карьер по добыче полезных ископаемых – все это не какие-то фантастические концепты будущего, а реалии новой эры технологий, которая стремительно наступает. Следуя мировым трендам и работая на перспективу, «БЕЛАЗ» интенсивно внедряет инновационные технологии в свою продукцию, определяя направления будущего развития карьерного машиностроения.
Большегрузные карьерные самосвалы БЕЛАЗ грузоподъёмностью 220 тонн в местах эксплуатации |
Каждая инновация, разработанная и применённая в новой технике предприятия, призвана улучшить её надежность, безопасность, обеспечить комфортные условия для водителя, сделать эксплуатацию машины экономически эффективной. В состав разрабатываемой техники активно внедряется электроника, «умные» технологии и устройства, что во многом облегчает эксплуатацию и содержание техники.
Нам есть что предложить и чем заинтересовать потребителей. Стремление повышать качество и эффективность, снижать эксплуатационные расходы, улучшать надёжность, безопасность и экологичность карьерных самосвалов – вот главная движущая сила инноваций «БЕЛАЗа». И сегодня предприятие уже готово к поставкам этих современных машин, речь о которых пойдёт в этом обзоре.
Карьерные самосвалы с электротрансмиссией.
Карьерный самосвал серии БЕЛАЗ-7531 грузоподъемностью 240 тонн |
На ОАО «БЕЛАЗ» расширяется производство самых востребованных самосвалов с электромеханической трансмиссией переменного тока. Модельный ряд машин серии БЕЛАЗ-7558 грузоподъемностью 90 тонн расширился за счет изготовления трех модификаций: БЕЛАЗ-7558F, БЕЛАЗ-7558C, БЕЛАЗ-7558D. Изготовлена и готова отправиться к потребителю новая 180-тонная машина БЕЛАЗ-75182, в составе которой применен современный привод переменного тока «General Electric». Линейка 240 тонных самосвалов пополнилась за счет изготовления нового карьерного самосвала БЕЛАЗ-7531В с новой системой жидкостного охлаждения шкафа управления трансмиссии переменного тока.
Ведутся пуско-наладочные работы карьерного самосвала БЕЛАЗ-75711 грузоподъемностью 450 тонн. Продолжаются работы по совершенствованию собственных конструкций в системах управления тяговым электроприводом. Один из примеров – разработка и применение системы бесконтакторного управления тяговым электроприводом в самосвалах с трансмиссией переменно-постоянного тока, что в результате повысило надёжность узла и, как следствие, эффективность самосвала в целом. В настоящее время разработка проходит комплекс эксплуатационных испытаний на карьерных машинах грузоподъёмностью 130 и 220 тонн.
Роботы
Добыча полезных ископаемых ведётся во все более сложных, порой опасных условиях труда и на отдалённых территориях. Температура от -50 до +50 в зависимости от климатических зон, загазованность, пыль, а иногда и повышенный радиационный фон – в таких условиях человеческий фактор невольно становится причиной снижения эффективности работы. И тут на помощь должны прийти «умные» самосвалы «БЕЛАЗ», которые уже могут работать без водителя в кабине. Многотонной беспилотной машине без надобности чистый воздух, хорошая видимость и перерывы на обед. Она оптимально точно выполнит все нужные операции.
Работы по созданию первой роботизированной машины в компании «БЕЛАЗ» стартовали в 2009 году.
Сегодня первые 130-тонные самосвалы БЕЛАЗ-7513R с интеллектуальной системой управления уже зарекомендовали себя как высокопроизводительная техника в реальных условиях эксплуатации разреза «Черногорский» в Хакасии (Российская Федерация), где они перевозят вскрышную породу, двигаясь по выделенному участку разреза протяженностью 1350 метров.
Роботизированный карьерный самосвал БЕЛАЗ-7513R грузоподъемностью 136 тонн |
Роботизированный карьерный самосвал БЕЛАЗ-7558R грузоподъемностью 90 тонн |
Очередным шагом предприятия в направлении расширения линейки выпускаемой роботизированной техники является изготовление партии самосвалов БЕЛАЗ-7558R грузоподъемностью 90 тонн, а также фронтального погрузчика БЕЛАЗ-7528D с дистанционным управлением.
Конструктивные особенности.
Новые роботизированные карьерные самосвалы БЕЛАЗ имеют ряд принципиальных особенностей, которые выгодно отличают их от образцов, собранных ранее за счёт внедрения интеллектуальных систем управления роботизированного карьерного самосвала нового поколения.
Интеллектуальная система значительно улучшает эксплуатационную привлекательность самосвала:
При этом применение роботов в горнодобывающей промышленности значительно уменьшает влияние человеческого фактора особенно в местах потенциально опасных для жизни (например, урановых рудниках).
Сегодня для качественной и бесперебойной работы роботизированных машин адаптирована конструкция основных узлов самосвала:
Одним из наиболее важных аспектов, требующих особого внимания при эксплуатации роботизированных самосвалов, является вопрос безопасности.
Для этого машины оборудуются видеокамерами, радарами, лидарами, позволяющими объективно определять возможные препятствия при движении и с помощью интеллектуального алгоритма принимать решение об объезде или остановке.
Все основные узлы транспортного средства имеют дублирующие системы управления, вступающие в работу при неисправности основной системы.
Разработанные на ОАО «БЕЛАЗ» уникальные антиблокировочная и противобуксовочная системы, усовершенствованные алгоритмы управления электромеханической трансмиссией улучшают безопасность движение робота при ухудшении дорожной обстановки в случае дождя, снегопада и других неблагоприятных метеоусловиях.
В случае непредвиденных ситуаций дистанционное управление самосвалом может взять на себя оператор, находящийся в диспетчерском пункте.
Экономической эффективностью применения роботизированной карьерной техники является:
В дальнейшем «БЕЛАЗ» готов расширить число моделей самосвалов, предназначенных для автономной работы. Интеллектуальное оборудование, апробированное на карьерных самосвалах серий БЕЛАЗ-7513 и БЕЛАЗ-7558, может быть установлено на все машины особо большой грузоподъемности: 90, 180, 220, 240, 290, 360 тонн. Это позволит добывающим компаниям – партнёрам ОАО «БЕЛАЗ», знающим белорусскую карьерную технику и использующим ее в работе, сократить себестоимость горных разработок благодаря повышению производительности.
Газовые самосвалы.
Идя навстречу интересам добывающих компаний и удовлетворяя растущие запросы потребителей, «БЕЛАЗ» реализует несколько прорывных проектов в сегменте карьерной техники на газомоторном топливе. Интерес к ней со стороны добывающих компаний в последнее время растет. Ведь техника, использующая в качестве моторного топлива сжиженный природный газ, позволяет не только экономить средства, но и улучшает экологическую ситуацию в сильно загазованных карьерах. Работа над газификацией карьерной техники ведётся по двум направлениям: газодизель и чистый газ. В частности, белазовцы трудятся над созданием 90-тонника с двигателем на газовом топливе. Сегодня на предприятии собран карьерный самосвал грузоподъёмностью 136 тонн с газодизельным двигателем на базе дизеля Cummins КТА 50-С. |
Газодизельный карьерный самосвал БЕЛАЗ-7513 грузоподъемностью 136 тонн |
Экономия на одном самосвале до 3,5 млн. руб. в год |
Тем временем карьерный самосвал БЕЛАЗ-75476, ещё одна газовая разработка «БЕЛАЗа», переоборудован для использования компримированного природного газа после эксплуатационных испытаний в Архангельской области в карьере Ломоносовского ГОКа. Машина продолжит свою работу, но уже в карьере компании «Алроса».
Подчеркнём, что все разработки проводятся на основании маркетинговых исследований рынка и в тесном сотрудничестве с потенциальными потребителями продукции.
Дизель-троллейвозы и электромобили
Дизель-троллейвозы – это еще одно перспективное направление в русле мировых тенденций по использованию альтернативных источников энергии в карьерной технике. Применение карьерного транспорта такого класса является эффективным решением для горнотранспортных работ, так как позволит увеличить скорость движения самосвала на подъеме в 1,8–2 раза, что в свою очередь даст возможность повысить производительность и нарастить объём перевозок. Попутно будет обеспечено снижение расхода топлива до 80%, значительно сокращены выбросы вредных веществ в окружающую среду и улучшена экологическая обстановка в карьере и прилегающих районах. Переход на дизель-троллейвозы позволит применить дизельные двигатели меньшей мощности.
Выделяются три разработки специалистов завода БЕЛАЗ в этом направлении:
Реализация первых двух разновидностей карьерных самосвалов уже идет полным ходом. Для проведения испытаний и настройки оборудования на заводском полигоне установлена контактная троллейная линия общей протяженностью более полукилометра, смонтирована тяговая подстанция, собран первый дизель-троллейвоз БЕЛАЗ-7530Е грузоподъемностью 220 тонн, разработана система управления машиной.
Дизель-троллейвоз БЕЛАЗ-7530Е грузоподъемностью 220 тонн |
Также в 2021 году специалисты завода выпустили совершенно новый тип карьерного транспорта на аккумуляторных батареях БЕЛАЗ-7558Е грузоподъемностью 90 тонн.
Карьерный самосвал на аккумуляторных батареях БЕЛАЗ-7558Е грузоподъемностью 90 тонн |
Данная разработка открывает новое направление в производстве «зеленых» самосвалов полностью свободных от вредных выбросов. Использование электросамосвалов позволит горнодобывающим предприятиям экономить за счёт разницы цены на топливо и электричество, затрат на сервисное обслуживание и горюче-смазочные материалы. Двигатель на аккумулято перевозки полезных ископаемых и высокий уровень экологии в местах эксплуатации.
По предварительным оценкам, экономия при использовании аккумуляторной машины по сравнению с серийным самосвалом БЕЛАЗ за 10 лет может составить от 1 до 3 млн. долларов США (в зависимости от региона эксплуатации).
Интеллектуальный карьер.
Бурное развитие электроники и информационных технологий — затронуло все сферы деятельности, включая горную промышленность и машиностроение. Благодаря этому на ОАО «БЕЛАЗ» продолжаются работы по разработке единой системы мониторинга, анализа данных прогнозной аналитики и диспетчеризации, объединенных в единую интеллектуальную систему управления горным транспортом.
При помощи этой системы руководство горнодобывающего предприятия и сервисные службы в режиме реального времени получают полную информацию о работе карьера. Технология еще более эффективна при управлении парком роботизированной техники. В этом случае количество людей, задействованных в работе, сокращается до минимума, а основную деятельность по добыче полезных ископаемых выполняет система «умного» карьера.
В 2021 году на территории крупнейшего в Европе предприятия по добыче и переработке плотных горных пород РУПП «Гранит» (г. Микашевичи, Республика Беларусь) продолжатся испытания роботизированного промышленного комплекса БЕЛАЗ, включающего роботизированные карьерные самосвалы БЕЛАЗ-7558R грузоподъемностью 90 тонн и фронтальный погрузчик с дистанционной системой управления БЕЛАЗ-7825D с объёмом ковша 12 м.куб в составе системы интеллектуального карьера, участок которого оборудован на месторождении «Ситницкое».
Испытания в «Ситницком» |
Сегодня для работы интеллектуального карьера на месторождении «Ситницкое» возведено здание современного мобильного диспетчерского пункта, проведена сетевая и электрическая инфраструктура, установлены 48 мачт, через которые протянуто более 4 км кабелей. Установлены 3 мачты, на которых размещено оборудование, обеспечивающее покрытие территории объекта сетью 5G для управления роботизированным карьерным комплексом. Проведены тестирование и отладка серверного и сетевого оборудования сбора, накопления и передачи данных. На территории развернута система видеонаблюдения и контроля доступа.
Все перечисленные прорывные конструкторские направления являются частью современной корпоративной стратегии ОАО «БЕЛАЗ» по созданию новых моделей техники и совершенствованию выпускаемых машин.