1　绪论

1.1　概述

我国是世界最大的煤、铁、有色金属及稀土生产国之一，对矿山机械有着巨大的需求，非公路矿用自卸车是露天开采中的主要运输设备。矿山开采（包括煤、铁、铜、稀土、钻石矿等）包括地下开采和露天开采两种工艺。全世界40％的煤矿和80％的铁矿都采用露天方式开采。

露天采矿是一个移走矿体上的覆盖物，得到所需矿物的过程。开采矿物前，矿体上覆盖着几十米厚的土壤和岩石，总量多达数千万乃至上亿吨，需要用炸药对覆盖层进行爆破，使之松动碎裂，然后用电铲等挖掘机械，将剥离土方挖掘至运输车辆上，由自卸车将渣土倾倒至排土场。巨型电铲平均每分钟可以挖起近百吨重的土石方，每天挖掘量多达数万吨，普通载重货车根本无法与之配合作业。为此，工程机械厂商研制造出了世界最大、最昂贵的专用载重车辆——矿用电动轮自卸车（图1.1）。

图1.1　大吨位交流传动电动轮自卸车

载货汽车主要用于运送各种货物，为了便于倾卸散装物料，提高运输生产率，将货箱做成可倾卸的，称作自卸汽车。具体地，自卸汽车是指利用发动机动力驱动液压举升机构，将货箱倾斜一定角度卸货，然后依靠货箱自重使其复位的专用汽车。电传动自卸汽车是一种传动系统由发动机拖动直流或交流发电机，并由电动机驱动车轮的自卸汽车。

非公路矿用自卸车（off-highway mining dump trucks）是指在露天矿山或大型土建工地等专用道路上，为完成岩石土方剥离与矿石运输任务而使用的，作短距离运输的一种专用载重车辆。该车工作特点是运程短，承载重，频繁上下坡，往返于采掘点和卸矿点，常与大型挖掘机（一般是电铲）、装载机、带式输送机等联合作业，构成装、运、卸生产线，进行矿石、土方或散料的装卸运输工作。这里称“非公路”是因为其外形超限、质量超重，不允许在公路上行驶而得名。如无特别说明，本书中论述的矿用自卸汽车均指这种非公路型矿用自卸车。

非公路矿用自卸车广泛应用到各类露天矿山、水电工程、铁路和公路建设工程及大型建筑工程中，作为特种工程车辆，它结构复杂、技术含量高、价格昂贵，由于整车超宽、超高，它们只能以散件形式运至矿区，组装后在矿区专用道路上行驶，见图1.2。

图1.2　矿用自卸车在专用道路上短距离折返运输

矿用自卸车要适应极端恶劣的环境。我国北方地区的煤田、加拿大北部冻土地带的油砂矿，冬季气温都在-40℃左右，俄罗斯北极圈内的矿区最低作业温度甚至达到-50～-60℃；而澳大利亚的铁矿、南非的金矿，常年处于炎热气候，有时达到+50℃以上。在这样的极端环境下，一台妥善维护的矿用车，工作寿命要达到60000～70000h以上（约合8～10年），每年要运输上百万吨的矿石或剥离土方。这些对矿用车的可靠性、安全性、经济性提出了极高的要求，其研制过程涉及结构设计、铸焊冶金、大型金属件机械加工、齿轮传动、电气控制、液压技术、综合冷却技术、巨型轮胎、新材料应用等诸多领域，堪称现代工业技术的精华。

非公路矿用自卸车有效装载质量（俗称吨位）一般在20～363t之间，而公路型自卸车最大装载质量一般不超过25t[1]。目前市场上载重量在百吨以上的矿用电动轮自卸车主要包括108t、120t、154t、170t、190t、220t、280t、320t、360t等系列。一般说来，矿石年产量百万吨级的小型矿山，多采用25～70t车型；年产500万吨～1000万吨的中型矿山，多采用100～220t车型；年产1000万吨以上的大型矿山，多采用150～360t车型。目前达到最大363t（400短吨）级别的车型共有4个，分别是卡特彼勒797F、尤尼特瑞格MT6300AC、利勃海尔T282B（T282C、T284）和别拉斯75603。