Ранее отмечалось, что строительные организации РФ ежегодно собственными силами выпускают экспертно более 10 тыс. штук САТС для перевозки строительных грузов (панелевозы, фермовозы, тяжеловозы и т.п.). Дальнейшее совершенствование конструкции указанных средств невозможно без применения шин малого диаметра.

Использование разработанных однослойных шин 8.25R15 с металлокордом в каркасе и брекере имеет следующие преимущества по сравнению с применяемыми в настоящее время шинами 320x508:

- уменьшение при изготовлении расхода резины на 18 кг., металла на 7 кг.;

- снижение массы шин на автопоезде на 30 - 40%;

- повышение износостойкости шин до 50%;

- повышение однородности шин на 20 - 50% и применение специальных рисунков протектора и соответственно снижение вибрации и шумообразования на 15%;

- исключение выделения нитрозоаминов;

- повышение ремонтопригодности шин в 2 раза (3-х - 4-х кратное восстановление выбывших из эксплуатации шин);

- снижение трудоемкости изготовления на 30%. /21/.

В сентябре 1992 года была изготовлена первая опытная партия шин 8.25R15 И-373 с металлокордом в каркасе и брекере. Проведенные физико - механические испытания, конструктивно - технологический анализ срезов и стендовые испытания позволили выявить указанные преимущества и показали, что шины.

Технические характеристики шины 8.25R15 4373 с кордом в каркасе и брекере, PR18.

Максимальная нагрузка, кгс:

на одинарную шину 2650

на сдвоенную шину 2575

Размеры шины, мм:

наружный диаметр 836

ширина профиля 234

статический радиус 375

Масса шины, кг 50

Рисунок протектора дорожный

Внутреннее давление, соответствующее максимально допускаемой нагрузке на шину, кг/см 8,5 Максимальная допускаемая скорость, км/ч 90 Гарантийный срок хранения, лет 5 Доремонтный ресурс шин, тыс. км. 80 Полный ресурс шин (с учётом нарезания и первого восстановления), тыс. км. 160

Следующие условия эксплуатации: асфальтобетон, дороги 1,2 и 3 категорий, температура окружающей среды от -50°, до +45° по технико-экономическим показателям соответствует высшей категории качества.

Отечественный аналог отсутствует, а характеристики шины на уровне аналогичных шин фирмы "Мишлен". В настоящее время налажено мелкосерийное производство шин малого диаметра 400 - 600 штук в год. А в 1998 году планируется поднять объёмы производства этих шин до 10000 шт.

Применение шин малого диаметра размером 8.25R15 позволяет поднять на качественно более высокий уровень конструктивное изготовление САТС значительно приблизить их к зарубежным аналогам с перспективой экспорта САТС из России.

Проведенные расчёты показали, что на базе разрабатываемых шин конструкция САТС имеет целый ряд преимуществ по сравнению с традиционными конструкциями, основными из которых являются:

- снижение металлоемкости и увеличение грузоподъёмности и грузовместимости средств;

- улучшение эксплуатационно - технологических характеристик машин (снижение расхода топлива, более низкое расположение центра масс САТС и т.д.);

- улучшение эстетических характеристик;

- снижение металлоемкости САТС от 0.7 до 2.0 тонн в зависимости от ви да САТС (За счет конструктивного исполнения);

- упрощение конструкции САТС;

- улучшение условий погрузки и разгрузки груза;

- снижение стоимости изготовления САТС на 20 - 30%.

Определено влияние использования на полуприцепе - панелевозе новых шин 8,25Rxl3 взамен шин 320-508R на тягово - скоростные свойства, топливную экономичность и эффективность САТС.

В качестве примера оценки степени влияния новых шин на некоторые эксплуатационные свойства САТС рассматриваются результаты сравнительного расчёта на ЭВМ с использованием разработанной математической модели движения показателей тягово - скоростных свойств и топливной экономичности двух автопоездов - панелевозов. Первый имеет на полуприцепе обычно применяемые шины 320-508R, а второй - новые шины 8,25Rxl3.

Как можно заметить по основным показателям тягово-скоростных свойств применение новых шин 8,25Rxl3 обеспечивает улучшение по всем показателям в диапазоне 1,19 - 66,7%, а по топливной экономичности - на 11,3 - 11,4%.

На рис. 4.6 и рис. 4.7 показаны расчётные стандартные характеристики "разгон - выбег", которые также иллюстрируют заметное преимущество вар. 2 автопоезда - панелевоза.

На рис. 4.8 приведены наиболее информативные стандартные топливно -скоростные характеристики по магистрально - холмистой дороге для сравнительных вариантов. Верхние кривые на графиках представляют собой коэффициент эффективности (пропорциональный условной удельной производительности), сравнение которых позволяет установить, что замена шин 320-508R на шины 8,25Rxl3 повышает эффективность автопоезда - панелевоза на 10...11%.

Полученное от замены шин на полуприцепе улучшение эксплуатационных свойств и как следствие эффективности САТС объясняется уменьшением: коэффициента сопротивления качению (0,00986 вместо 0,0113), моментом инерции (7,89 кгм ² вместо 20,3 кгм ² ), у шины 8,25Rxl3 по сравнению с шиной 320-508R и снижением лобовой площади (6,54 м ² вместо 6,82 м ² ) у автопоезда - панелевоза. Можно также с уверенностью предположить, что у автопоезда с новым полу-

прицепом улучшится устойчивость и управляемость за счет снижения центра масс полуприцепа.

Рис. 4.6 Скоростная характеристика "разгон - выбег" автопоезда - панелевоза типа КамАЗ (вар. 1)

Рис. 4.7 Скоростная характеристика "разгон - выбег" автопоезда - панелевоза типа КамАЗ (вар. 2)

V - средняя скорость, м/с;

Q _s - средний расход топлива, л на 100 км;

η _эф - коэффициент эффективности

Рис. 4.8 Топливно-скоростная характеристика автопоезда - панелевоза по магистрально - холмистой дороге

Применительно к основному типу строительных полуприцепов - панелевозов применение шин малого диаметра позволяет отказаться от низкорамной схемы, что обеспечивает экономию металла в 1 - 2 т, повышение грузоподъёмности на соответственно 1,7 — 2,5 т, упрощает конструкцию и снижает стоимость изготовления на 20 - 30%. На средствах для перевозки техники, кроме всего прочего, улучшаются условия и безопасность погрузки и разгрузки машин, устойчивость и другие эксплутационные показатели. Применительно к полуприцепам площадкам стало возможной перевозка высокогабаритных грузов за счет снижения погрузочной высоты. Для повышения полезного внутреннего объёма кузова представляется перспективным является разработка конструкций рефрижераторов и фургонов.

Разработанная шина позволяет перейти к новому поколению специализированных автотранспортных средств, отказаться от разработки транспортного средства индивидуально для каждого вида груза, использовать модульный принцип в проектировании.

Основу САТС могут составлять одноосный, двухосный или трёхосный тележка - модуль. К тележке - модулю присоединяется рама, обеспечивающая необходимые размеры площадки. На раму крепится оснастка (коники, трапы, фермы и т. д.). К раме присоединяется гусек, который может иметь несколько различных размеров в зависимости от типа тягача, с которым предполагается использовать данное САТС, диапазон возможных размеров и верхняя величина грузоподъёмности с использованием результатов исследования в представлены в Табл. 4.13:

Таблица 4.13

Примечание: * - применение подкатной тележки на шинах малого диаметра позволяет использовать полуприцепы в качестве прицепов с расширением области применения транспортных средств.

В 90- годах ЦНИИОМТП были разработаны конструкции одноосных, двухосных и трёхосных тележек - модулей, рамы, гуськи, коники и опоры для полуприцепов - площадок, фермы для панелевозов. В подвеске тележки - модуля принята однотипная конструкция, на каждую ось устанавливается по две рессоры.

Например, применение двухосной подкатной тележки с трёхосным полуприцепом позволяет поднять грузоподъёмность прицепа до 55 тонн.

От продольных перемещений каждая ось удерживается двумя реактивными штангами, которые одним концом крепятся к кронштейнам подвески, а другим -к нижней рессорной накладке.

Оси колёс - трубчатые, с цапфами по концам, с приваренными опорами рессор и суппортами.

На колесо установлена шина размером 8.25R15, которая центрируется бортовым кольцом и буртом колеса и фиксируется замочным кольцом. Колёса крепятся к ступице при помощи гаек.

Конструктивные особенности некоторых строительных модульных полуприцепов и их техническая характеристика приведены в приложении

Проделанные в ЦНИИОМТП при непосредственном участии автора работы позволили отработать принципы конструктивного исполнения нового поколения модульных спецавтотранспортных средств на шинах малого диаметра, что в короткие сроки позволяет разработать конструкцию любого САТС, как по типу, так и по техническим характеристикам, применительно к конкретным требованиям заказчиков.

Имея ввиду большие материальные затраты важно иметь обоснование вложения инвестиций в серийное производство в России САТС на шинах малого диаметра 8.25R15, широко используемых за рубежом.

В настоящее время в России разработана рабочая документация и изготовлены опытные образцы прицепов и полуприцепов с целью проверки технических параметров и основных преимуществ автотранспортных средств на шинах малого диаметра, устранения конструктивных недостатков, а также экспериментального определения технике - экономических показателей в реальных условиях их производства и эксплуатации. Как показывает зарубежная практика создания автотранспортных средств на шинах малого диаметра, основными преимуществами их производства и использования являются:

- повышение допустимой габаритной высоты перевозимого груза на 300 мм;

- увеличение вместимости закрытого кузова на 15...20 %,

- понижение высоты погрузочной платформы, вследствие чего снижается центр тяжести перевозимого груза и всего груженого автотранспортного средства и повышается его устойчивость;

- повышение технологичности изготовления автотранспортных средств за счет применения модульных конструктивных элементов: осей, подвески, тележек, конструктивных элементов рамы (гусек, платформа, борта, коники) и универсальной технологической оснастки для их изготовления на машиностроительных и ремонтных предприятиях;

- сокращение сроков разработки конкретных специализированных авто транспортных средств на основе модульного принципа компоновки.

Анализ информации о развитии средств автомобильного транспорта за рубежом показывает наличие широкой гаммы средств автомобильного транспорта (в нашем случае прицепов и полуприцепов) на шинах малого диаметра, в том числе: общего назначения, рефрижераторов, площадок, тяжеловозов и других специальных и специализированных средств.

Целесообразность производства автотранспортных средств на шинах малого, диаметра подтверждает выпуск их многими зарубежными фирмами, в том числе:

- фирма Lambert (Франция) - рефрижераторы и изотермические кузова грузоподъёмностью 8100 т, 12000 т;

- фирма Carvouga (Португалия) - прицепы - тяжеловозы, специализированные прицепы, цистерны и изотермические кузова;

- фирма Ackermann Fruehauf (Германия) - одно, двух и трёхосные полу прицепы общего назначения, полуприцепы - площадки и полуприцепы - тяжеловозы;

- фирма Lagendorf (Германия) - прицепы и полуприцепы общего назначения, прицепы и полуприцепы - площадки, тяжеловозы;

- фирма Goldhofer (Австрия) - приданы и полуприцепы общего назначения, тяжеловозы специальные;

- фирма Nicolas (Франция) - специальные прицепы - тяжеловозы;

- фирма Industriale (Италия) - специальные прицепы - тяжеловозы и другие фирмы.

Объём выпуска автотранспортных средств зарубежных фирм как правило не лимитирован и определяется спросом на продукцию. Ориентировочная стоимость автотранспортных средств за тонну грузоподъёмности составляет:

- для зарубежных - 2000 долларов США (по данным НАМИ);

- отечественных - 800 долларов США (согласовано и подтверждено Шатурским, Тверским и Подпорожским заводами).

Потребность строительных организаций в автотранспортных средствах определяется видами грузов, особенностью условий перевозки (в том числе, категориями дорог), типами и грузоподъёмностью, имеющихся в хозяйствах и выпускаемых, автотранспортных средств.

Такие ведущие авторемонтные заводы, производители САТС как АО "Строймаш" (г. Тверь), Канашский завод, АО "Строймаш" (г. Шатура) и др. сократили выпуск автотранспортных средств на 50 % и более, а заводы, выпускающие самосвалы - на 35 - 40%.

Можно утверждать, что более стабильным является спрос на полуприцепы - площадки, на кассетные панелевозы, а также на автотранспортные средства, оборудованные кранами - манипуляторами. К 2005 году предполагается рост спроса на эти высокоэффективные средства и приближение общего спроса на САТС для перевозки строительных грузов до уровня 1990 г. (примерно 20 - 25 тыс. штук в год).