矿运卡车研究报告

点击次数:   更新时间:2020-08-05 18:10     作者:ag视讯

  矿运卡车研究报告_冶金/矿山/地质_工程科技_专业资料。矿用车可行性研究报告 一、矿用车的国内外市场分析 1、国内矿用车行业发展现状 我国的矿用自卸汽车规模化生产始于七十年代,产品主要分布于冶金、煤炭、 水利电力、有色金属等七大行业。矿用汽车是矿山尤

  矿用车可行性研究报告 一、矿用车的国内外市场分析 1、国内矿用车行业发展现状 我国的矿用自卸汽车规模化生产始于七十年代,产品主要分布于冶金、煤炭、 水利电力、有色金属等七大行业。矿用汽车是矿山尤其是露天矿山开采中最重要的 设备之一。前些年,随着矿山建设的持续火爆,矿山机械市场也水涨船高,目前矿 用汽车市场每年也接近千台。除了传统的国际矿山设备制造商外,国内矿用汽车制 造商也开足了马力,全力争抢这一蛋糕。国内矿用自卸车的厂商并不多,主要生产 商只有 5 家,分别是北方股份,湘电股份、首钢重型、北京重汽和本溪重型,这五 家企业目前都占有一定的市场份额,其中,北方股份的市场占有率最高。还有三一 矿机、陕西同力、秦皇岛天业通联、宇通重工、重汽集团专用汽车公司、湖北三江 万山特种车辆及小松常州等十几家企业。以下为国内主要厂家近几年的矿用车的销 量情况: 国内主要矿用车企业近几年产销统计(台) 2006 年 2007 年 2008 年 产 销 产 销 产 销 中环动力 179 193 191 155 231 223 首钢重汽 55 50 68 51 96 82 北方股份 235 231 389 363 522 462 本溪重汽 34 34 20 23 11 11 湘电重装 11 10 30 30 50 50 合计 514 518 698 622 910 828 尤其值得一提的是进入 2010 年,中国重汽研发、济南特种车公司生产的 1 HOVA60 系列矿用自卸车,在 1-5 月份订单累计已近 1200 辆。在国际市场,HOVA 矿 用车的高性价比引起越来越多国外客商的注意,实现了批量出口,赢得了良好信誉, 今年以来,已经成功出口 300 余辆。 2、国外矿用车行业现状 国际矿用车市场的市场容量在 1300 辆左右,总装载量 20 亿吨左右。矿用车 的主要用在煤矿、金矿、铜矿和铁矿,用户主要分布在澳洲、美洲。澳大利亚是世 界矿用车最大的用户,仅 2004 年就购进 500 台。我国目前矿用车保有量在 3000 台 左右,2005 年销量在 580 台,2006 年预计销量在 700 台左右。前几年矿用车的市 场需求主要以 45 吨以下为主,近年来大吨位需求开始上升,尤其是 2005 年以来, 大吨位和电动轮销售比例出现大 幅度上升。 大型矿用车国际上主要生产 厂家是卡特彼勒(美国)、小松 (日本)、特雷克斯(美国) (以及被特雷克斯收购的优尼特 瑞格)、别拉斯(白俄罗斯)、 日立(日本)、利勃海尔(德国) ,这些厂家在国际的市场份额占到 90%以上。 小松 HD465-7 矿用卡车 卡特彼勒的机动轮矿用车市场份 额最大,由于有自己的发动机, 卡特彼勒的机动轮矿用车生产和 研发能力很强,一般机动轮载重 量都在 150 吨以下,如右图为 CAT797 矿用卡车,额定载重量为 345 吨,外形尺寸为 14.5m×9.2m×7.6m,采用机械传动方式,卡特彼勒可以把机动 2 轮矿用车做到和电动轮一样的载重量,最高可达 360 吨。最近,卡特彼勒也推出了 电动轮矿用车。小松在 240~360 吨市场占有率最高,同时在中国常州建立工厂生 产 30 吨到 50 吨的机动轮矿用车。特雷克斯机动轮矿用车占据第 2 的市场份额,同 时其收购的优尼特瑞格电动轮具有较强的实力。日立和利勃海尔也具有较强的电动 轮生产和研发实力。 3、市场前景分析 改革开放 30 年以来,中国工业获得了前所未有的发展,如今,已步入工业化 快速发展阶段,对矿产资源的需求也日益增大,与此同时,我国对西部地区工业结 构的调整也带动了采矿业的发展,采矿业的机械化程度也进一步提高。我国蕴含丰 富矿产资源,每年煤、铁、有色金属等矿的开采量都非常大。据不完全统计,2006 年,我国矿山运输方面的总装载量已超过了 97 亿吨,且平均每年以 20%~30%的速 度增长,越来越大的运载量也带来了矿企对运输设备的大量需求。矿山环境恶劣, 路面情况特殊,几乎都是不平整的碎石路,则对运输设备提出更高的要求。 国外的矿用运输设备研发起步比我国早,技术也比较成熟,一些机械制造商已 针对这种工况设计出 和铰接式卡车,主要品牌有卡特彼勒、小松、特雷克斯等。因此,我国采矿业 使用的自卸车仍部分靠进口。然而,进口自卸车的价格是比较昂贵的,且厂家在国 外,售后服务和维修都相对不便利,我国中小型矿企购买不起,只好把卡车改装成 矿用车进行使用。从技术角度来说,一般卡车的最大载重只有 10 吨左右,远远不 及矿用车的载重量,且其轮胎、车架、悬挂系统等设计都是主要针对道路运输的, 面对松软、泥泞、爬坡多的非道路运输根本不合适,此外,路面运输车的速度比较 快,最低时速为 70 公里,而在矿山里车辆一般达不到这个速度,反而会增加油耗。 综合以上分析,改装的卡车不仅效率不高,使用寿命也不长,且没有安全保障。 为满足国内经济发展的需要,国家在大力整顿矿业市场的同时,2008 年已出 台政策,鼓励国内企业自主研发、生产矿用车,并对进口该类车及其零部件停止执 3 行免税政策。 结合当前国家政策,“十二五”期间,露天有色金属矿和露天煤矿的开发利用 将大幅增长,对矿用车的需求也将大幅增长,预计总需求量在 5000 辆以上。同时, 由于“十二五”期间煤炭行业的减产、关停、整合,都将对大吨位和超大吨位的矿 用车产生较大的市场需求。 二、矿用车技术发展状况 1、矿用(非公路)自卸车的分类 用途 非公路型(露天矿用) 结构形式 刚性式 铰接式 特征 采用 4×2 驱动方式,载重量 20tt,载重量在 45t 以上 难以用其它车种代替。 一般采用 6×6 全轮驱动,载 重量 10-40t,使用最广为载 重量 20-25t,采用前后两体 车架铰接式连接,牵引力强, 通过性好。 另一种是按照矿用卡车的动力驱动方式不同,区分为机械式矿用卡车和电动 轮矿用卡车。 2、国内主要矿用车企业的技术现状 矿运卡车产品为采矿运输机械类,通常各生产企业称之为(非公路)矿用自卸 车,属超阔型非公路车辆,是重卡的变型产品,驱动方式分机械驱动和电驱动两种, 4 按照结构形式不同,分类如下表所示: 大部分为二轴车型,但也有三轴车型。以下为国内主要厂家近几年来的矿用车生产 及销售情况: (1)目前,国内生产的矿用车吨位主要从 25 吨到 100 吨各种型号的机械传动 轮矿用车,TEREX 3305F 矿用卡车额定载重为 32 吨(见图 1)。它的售价大 约为 180 万元。 图 1 TEREX 3305F 矿用卡车 图 2 360 吨尤尼特瑞格 MT5500 型电动轮矿用车 ,而且特雷克斯北方采矿机械有限公司已经生产出 120 吨到 360 吨电传动轮矿 用车,并且北方矿机是全球能够生产 360 吨电动轮矿用车(见图 2)的三家制 造商之一; 另外,特雷克斯北方采矿机械有限公司生产的 MT5500B 采用的是交流电传动系统, 共有 4 种柴油发动机可供选择,[功率分别为 2014kW-2723kW],最大一款为 MTU/DDC 的 Series4000,4 冲程 20 缸,8845kg, 油箱容量为 3028L,空车质量是 232t。 技术参数[MT5500B]: 外形尺寸:15.4m×9.5m×7m 最大功率:3705 马力[2723kW] 额定载重:326t[360 美吨] 5 车箱容积:218m3 (2)首钢重汽的主要产品有 SGA3722(42 吨)、SGA3550(32 吨)、SGA50(50 吨)和 SGA170(170 吨)矿用汽车, SGA3722 矿用汽车是首钢重汽 自行研制开发的 42 吨级矿用汽 车,属于超宽型非公路车辆。具 有整体造型美观、结构布局合理、 技术性能先进、质量稳定可靠、 价格适中等特点。整车采用全液 压动力转向,气压蹄式复合制动, 液压后卸式举升,油气悬挂减震,液力 图 3 SGA3722 矿用车(42 吨) 机械传动变速,舒适豪华驾驶环境,箱型截面的高强度车架。 首钢重汽最大可生产 170 吨级;SGE170 电动轮汽车是首钢重汽自行研制开发 的 170 吨矿用汽车,是用于冶金矿山、露天煤矿、水利。电力、有色金属、建筑工 地等场所运送散装物料的设备,属于超阔型非公路车辆(见图 4)。秦皇岛天业 通联是矿用车新军,但也能生产 100 吨级;三一最大生产 95 吨级,SRT95 矿用自 卸车的发动机、变速箱、液压驱动元件等几大总成依然采用国际知名品牌产品;整 车在可靠性、先进性方面下了很大功夫;驾驶环境方面经过进一步优化,作业强度 和操作舒适性方面均有改善和提高。但计划在 2012 年前完善产品结构,最大也将 达到 360 吨级,其它企业目前基本只生产 30-60 吨级,但 30-60 吨级也是市场容 量最大的。 6 图 4 首钢重汽――SGA170 电动轮矿用汽车 技术性能参数: 空车自重……………………………… 110 ton 有效载荷……………………………… 170 ton 满载总重……………………………… 280 ton 载荷分布 前轮 后轮 空载 48 ton 62 ton 满载 92.4 ton 187.6ton 燃油箱容积…………………………… 1900 L 轮胎规格……………………………… 36.00 R51 平装容积……………………………… 65 m 3 2 : 1 堆装容积( ISO6483 ) … 91 m 3 货箱底面为单坡度结构,两侧板为平行结构。 发动机 型号………………………………………… CumminsK1800E 型式………………………………………… 4 冲程 水冷 气缸型式…………………………………… 16 缸 V 型 额定功率……………………………… 1343 kW ( 1800BHP ) /1900 rpm 最大扭矩…………………………………… 7020 N.m/1500 rpm 可在不举升货箱的状态下拆装动力总成,方便维修操作。 直流电动机 直流电动机…………………………………… YXZ66 7 最大输入功率………………………………… 590 kW 最大输入扭矩………………………………… 8747 N.m 最高转速……………………………………… 2755 rpm 额定功率……………………………………… 590 kW 额定电压……………………………………… 830 V 额定电流……………………………………… 760 A 输出功率……………………………………… 470 kW 额定转速……………………………………… 910 rpm 交流发电机 电机型号……………………………………………YFJ04 额定容量……………………………………………1158KVA 额定电压……………………………………………566/795 V 额定电流……………………………………………2 ×590/2 ×420 A 额定转速……………………………………………1900 r/m (3)湖南湘电集团自 1974 年与美国德莱赛公司合 作开拓研制大型电动轮自卸车,1977 年研制出我国 第一台 SF3100 型电动轮自卸车。在此后三十年中, 共生产各种型号的 108 吨电动轮自卸车(见右图 SF31904 机型)及 SF3150 型电动轮自卸车共三百余 台。2008 年 10 月 28 日,湖南湘电集团湘电重型装 备股份有限公司成功下线我国自主研制的第一台拥有完全自主知识产权的 220 吨交 流传动电动轮自卸车 SF33900(见下图)。自 2008 年底在湖南湘潭正式下线 台在内蒙古、新疆等地的大型露天矿进行全天候作业,性能指标达到国 际先进水平,引起业界的广泛关注,进军国际市场指日可待。 8 220 吨 SF33900 电动轮矿运卡车 (4) 中国重汽研发、济南特种车公司生产的 HOVA60 系列矿用自卸车(见右图) 为中国国内研发的真正意义矿山自卸车, 其性价比高,综合了大型矿用车辆和普 通公路自卸车的特点:采用加强型宽体 等宽梯形车架,适合露天矿用复杂、恶 劣路况的运转要求,确保了横向稳定性、 安全性,同时也适应了目前大型挖掘设 备的需要,提高了装载效率和整体运转 效益;驾驶室在国内首次采用骨架蒙皮 结构,其高强度确保了驾驶安全性;采用加强型工程专用宽体铸钢两级减速双胎驱 动,具备了高承载力、大速比,确保了恶劣路况的适应性和爬坡要求。国产 HOVA60 的价格约为五六十万元,仅相当于进口车价格的 1/4、1/5。 2010 年 7 月-9 月中国重汽最新研制的 HOWO 系列 70 矿车(见下图)标准总重 9 量 70 吨,整体设计采用宽体车架、单边驾驶室构造、在有效增加矿车的载重能力、 自卸能力的同时,进一步降低了整车底盘重心,70 矿车专用车架,具有更好抗扭 曲能力并保障底盘配置重心更加稳固。 中国重汽 HOWO 矿山霸王自卸车是中国重汽整合零部件资源优势,集中专业工 程设计人员而开发的,主要适用于各种露天矿、钢厂、水电工地、码头等练况差、 作业环境恶劣的场所,从事区域内短距离转运业务。此车的开发,对于特定的用户 群而言,具有极高的经济效益和社会效益。 ①驾驶室 HW7D--HOWO 矿山霸王专用驾驶室,采用单边高强度骨架萌皮驾驶室,造型简 洁、硬朗,视野开阔,液压前翻转 50 度,前后各两个照明工作灯便于夜间作业; 内部豪华恬静,良好的密封性密保证车辆在恶劣的工况中具有舒服的驾驶环境。 ②变速箱 HW19710 变速箱-中国重汽 10 档变速箱,头档速比 14.28,扭矩 1900Nm HW70 取力器,扭矩可达 700Nm。 直径 50mm 辅助支撑 ③HF12 前轴 HF12 前轴是中国重汽自主开发的一款适合于矿区用车的新型前轴总成,应用了整 体铸造工字梁、500x210 加强型制动器等适合矿车的零部件总成技术。HF12 前轴首 批样件经过台架试验,达到设计预期目标。与目前 HOWO 自卸车用的 HF9 前轴相比, 其承载能力至少提高 1/3,制动性密大大提高,更适合矿区恶劣工况使用,填补了 海内矿用前轴的产品空白,技术水平国内领先。 ④AC26 擎天矿用驱动桥 AC26 擎天矿用驱动桥为我公司自主研发的、带轮边减速器的双级减速矿用驱动桥。 该桥设计合理,技术先进,安全性高,承载能力强,适应矿区恶劣工况,刚度、强 度高,经济效益性好。 10 主减结构设计合理,支承刚度好,强制润滑和飞溅润滑相结合,使用寿命大大提高。 加强型铸造桥壳,结构合理,壁厚过渡均匀,承载能力较变通 STEYR 双联桥提高 100%,刚度和强度都大幅提高。加强型鼓式制动器,500x235 超宽铸造蹄,制动性 密可靠,使用寿命长。 ⑤车轮和轮胎 10.0/2-25 车轮总成,标配 14.00-25-36PR 轮胎,可选装 14.00R25-36PR 轮胎。 是专门为矿山霸王定制的高承载、高耐磨专用轮胎。 ⑥转向系统 ZF8098 动力转向器带液压外助力转向缸。 ⑦制动系统和冷却装置 制动系统:前中后桥均为 30 寸双腔制动分室,制动力强 劲。 冷却装置:200L 冷却水箱满 意重载长坡制动降温需要, 带喷水装置。 ⑧油箱 采用了 500 升 D 型燃油箱(可选装 400 升燃油箱),满足车辆大工作量的需求。 ⑨上装车厢 11 大厢要求:矿用田字格结构,底板 12 或 14mm 厚,边板 8 或 10mm 厚,矩形厢、五 道纵梁、满焊、锰板,国产前顶或进口海沃前顶,可选装后尾上翘结构、车厢底板 加热、七道纵梁结构、高强度材质。 (5)宇通重工自主研发的首台 YT3501 型 32 吨矿用自卸汽车于 2008 年 10 月完成 试制并下线。该车借鉴 客车的内饰设计理念, 室内宽敞、视野开阔, 并配备有冷暖一体化空 调,有着良好的驾驶环 境。375 马力的大功率 发动机,可提供强劲动 力,装载量大,爬坡能力强。发动机排气制动,可起到下坡缓行的作用,减少制动 鼓的磨损。加强型宽体梯形高强度箱型截面车架,抗弯、扭能力强,坚固耐用。特 别值得一提的是,宇通专为重型矿用车设计研发的加强型平衡轴这一专利产品的使 用,可有效加强该产品的抗疲劳、耐冲击性能,很好地适应矿山恶劣的道路条件。 以下为宇通矿用车传动部件以及主要结构件的主要特点、参数: 发动机:采用广西玉柴机器股份有限公司引进欧洲最先进 AVL 技术制造的大功率发 动机,它不仅具有强劲的动力,而且油耗低,符合国二级排放标准。 离合器:重型离合器采用液压操纵气助力形式,操纵轻便灵活,传递扭矩大、后备 系数高、使用寿命长。 变速器:由陕西法士特汽车传动集团公司引进美国技术生产的变速器,传递扭矩大、 速比范围宽、扭矩储备系数大、承载能力强,钢丝软轴操纵换挡,方便灵活、安全 可靠。 驱动桥:采用整体式铸钢桥壳的双后驱动桥的形式,全浮式半轴,主减速及轮边行 星减速,承载能力强,传输扭矩大;气动控制的轴间差速器、轮间差速器锁可以满 12 足不同工况、不同路面的要求,提高了汽车的通过性。通过推力杆传力,结构简单, 使用可靠,更适应矿山路面的需求。 车架:加强型宽体箱形焊接结构。经有限元应力分析及疲劳强度计算,优化了车架 的结构,提高了抗弯、扭的综合能力,使用高强度钢板焊接,振动时效处理,使得 车架坚固耐用。 驾驶室:驾驶室为整体骨架蒙皮式结构,室内宽敞、视野好,豪华型内饰,流线形 仪表盘,组合式仪表,冷暖空调。驾驶室安装了液压翻转机构,方便维修,并具有 防倾翻功能。采用了减震机构,提高了驾驶员的舒适性。 车厢:平底尾翘式车厢,高强度钢焊接结构,具有废气加热装置。车厢的后挡板有 机械式自动锁起机构。在基础车型上有三种箱斗(矿石、剥离层、煤)配置供用户 选用。 悬挂:前悬架采用双向筒式液力减震器,纵置式钢板弹簧及双点对称橡胶缓冲块; 后悬挂采用加强型后整体式钢板弹簧平衡悬挂及四点对称橡胶缓冲块。 转向系统:采用优化设计的独立液压转向系统,配置 BC1204 动力转向器、带右侧 转向助力缸,转向油泵由发动机驱动。转向操纵灵活、轻便,转弯半径小,提高了 驾驶员操纵舒适度。 举升系统:独立液压举升,齿轮油泵通过变速器由后取力器驱动,举升缸为前置单 向四节伸缩式。结构紧凑,操纵方便。 制动系统:双管路制动系统,独立作用在前、中、后车轮上,具有行车制动、驻车 制动、紧急制动三种功能,行车制动与驻车制动合二为一的复合制动气室。还具有 发动机排气制动功能,起到下坡缓行、动力减速的作用。 YT3501 主要参数如下: 驱动型式 外形尺寸[长×宽×高] mm 整车整备质量 kg 装载质量 kg 6×4 8625×3018×3420 18000 32000 13 满载总质量 kg 发动机额定功率(kW) 最高车速(km/h) 最大爬坡度(%) 制动距离(空载、初速 30 km/h)m 最小转弯半径(m ) 举升时间 (s) 降落时间 (s) 最大倾卸角 (°) 50000 275 52 52 <15 <11 <25 <22 55 3、 国内外非公路矿用(自卸)车有以下特性和结构特点: (1) 外形特别高大,属于超廓型车辆 矿用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。 (2) 载重质量大,动力强劲。目前,这类车的载重量在 20tt 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、 高扭矩,保证满载上坡时轻松有力,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,这类车型的车速一般在 30km-40km/h 左右。 (3) 2 轴 4×2 结构形式,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,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。 (4) 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。采用低合金、高强度钢板。 (5) 车厢也为全焊接结构,铲斗型地板后部翘起,一般坡角为 12°;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况的运输,并保 14 证其使用寿命一般达到 10 年以上。 (6) 非公路矿用车大多采用油气悬架,特别是载重量 45t 以上的车无一例外。 由于这种车型轴距短,质量特别大,没有相应的空间来安装传统的钢板弹簧减震。 (7) 由于整车质量大,前轴负荷也大,因此,前轮的转向采用全液压转向,而 且都配备紧急转向系统。 (8) 矿区多坡,整车质量又特别大,因此,整车除了具有主制动器的功能,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。 (9) 载重量 100t 以下的车型,一般采用液力机械变速器和传统式后桥;载重量 100t 以上的大质量车型,一般都采用电传动,发动机直接驱动发电机,以电流驱 动后轮里的电动机,使后轮驱动整车行驶。 (10) 采用工程轮胎,以很好地适应复杂路面的使用要求。 15


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