地下鏟運(yùn)機(jī)的發(fā)展及結(jié)構(gòu)原理介紹 ln

地下鏟運(yùn)機(jī)的發(fā)展及結(jié)構(gòu)原理介紹

“地下鏟運(yùn)機(jī)”一詞系參考英文“

LHD

電纜供電的電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)、液壓或液力機(jī)械傳動(dòng)、鉸接式車架、或半光面地下礦用耐切割工程輪胎且裝有柴油機(jī)尾氣凈化裝置。按動(dòng)力源來分，可分為以柴油機(jī)為動(dòng)力的內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)和以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力的電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)。按斗容來分，大致可分為：小型鏟運(yùn)機(jī)：斗容

及以下的鏟運(yùn)機(jī)；中型鏟運(yùn)機(jī)：斗容

～

的鏟運(yùn)機(jī)；大型鏟運(yùn)機(jī)：斗容

以上的鏟運(yùn)機(jī)。CY”系列或“JCY”系列命名方法。一、

世紀(jì)

年代：地下鏟運(yùn)機(jī)發(fā)展和推廣的年代進(jìn)入

世紀(jì)

催化凈化器（和

/或）水洗滌箱，還需增設(shè)通風(fēng)設(shè)施，加大地下通風(fēng)機(jī)取代所用的全部?jī)?nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)，則所需通風(fēng)量可減少一半以上。不到同級(jí)內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)的

外，電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)還需要增加電纜，卷纜裝置及供電設(shè)施的設(shè)備投資；電纜易于磨損和損壞，需定期更換，并需加強(qiáng)檢查和保護(hù)。二、

世紀(jì)

～

年代：地下鏟運(yùn)機(jī)迅速發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的年代

年代，由于世界礦業(yè)不景氣，礦山機(jī)械產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更趨合，以增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。如美國(guó)瓦格納

公司并人瑞典阿特拉斯.柯普柯

公司，成為后者的子公司；法國(guó)塞柯瑪

公司并入艾姆科

公司；隨后艾姆科公司又與賈維斯·克拉克

CLark)公司合并，在加拿大組成EJC

公司。到年代，法國(guó)采礦設(shè)備(E.M.)公司、加拿大

EJC

公司相繼并人芬蘭湯姆洛克公司；隨后湯姆洛克公司又與瑞典山特維克（）公司合并，組成山特維克·湯姆洛克公司；以生產(chǎn)工程車輛傳動(dòng)部件著稱的美國(guó)克拉克赫斯（CLark

）公司并人美國(guó)德納非公路車輛零部件集團(tuán)的一部分，

的品牌已由

品牌取代。

年代以來，國(guó)外采礦界已逐漸不再強(qiáng)調(diào)鏟運(yùn)機(jī)向大型化發(fā)展代化的問題上來。（

系列風(fēng)冷渦流燃燒室式柴油機(jī)。柴油機(jī)公司推出了柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)

DDEC)，接受來自司機(jī)和傳感器傳遞的各種電子信號(hào)（柴油機(jī)壓位置，進(jìn)行故障診斷，從而可使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消耗減少

，并命大大延長(zhǎng)。同時(shí)，還有一些知名的柴油機(jī)公司，諸如道依茨、卡特皮勒、康茨

公司開發(fā)的

、、

～，額定轉(zhuǎn)速

／，提供電子控制和渦輪增壓。多用化、組合化。為了滿足不同礦山和不同作業(yè)的需要，各備更換成柴油動(dòng)力設(shè)備。變速箱采用電/液換擋和電子控制技術(shù)。液力機(jī)械傳動(dòng)式鏟運(yùn)機(jī)主要采用美國(guó)克拉克(Clark)公司的定軸式動(dòng)力換擋變速箱，這種沖擊問題外，還推出了電／液換擋和電子控制技術(shù)，如

和LH514E。驅(qū)動(dòng)橋采用防滑差速器、全封閉濕式多盤制動(dòng)器和光面耐切割輪胎。國(guó)外鏟運(yùn)機(jī)大多數(shù)采用克拉克公可的行星剛性驅(qū)動(dòng)橋。

年代以來，鏟運(yùn)機(jī)驅(qū)動(dòng)橋內(nèi)廣泛采用自鎖式防滑差速器

。的通過性，防止車輪打滑現(xiàn)象，減少輪胎磨損。一般，中小型鏟運(yùn)機(jī)采用標(biāo)準(zhǔn)差速器，后橋采用防滑差速器。近幾年來，出現(xiàn)了一種“有差速器。國(guó)外鏟運(yùn)機(jī)工作制動(dòng)從

年代就開始采用全封閉濕式多盤制動(dòng)器，

年代以來得到普遍應(yīng)用。這種制動(dòng)器是全封閉式的，可防止允許滑轉(zhuǎn)傳遞扭矩，特別適用于重車下長(zhǎng)坡制動(dòng)工況。它制動(dòng)穩(wěn)定、性能良好、簡(jiǎn)化維護(hù)保養(yǎng)，使用壽命長(zhǎng)。這種制動(dòng)器分為液壓制動(dòng)、無壓松閘式

(LCB)液壓制動(dòng)器和彈簧制動(dòng)、液壓松閘式

(SAHR)彈簧制動(dòng)器兩種類型。有一種新型液壓制動(dòng)器稱為行星液冷制動(dòng)器(PLCB)，它裝在輪邊減速器內(nèi)，維修時(shí)不需要拆卸輪胎、輪輞與行比壓較小，耐磨、抗刺扎能力強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)。液壓系統(tǒng)不斷完善提高。由

提高至

～；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壓力由

～

提高至～

和安期生

ACY-3L型鏟運(yùn)機(jī)工作壓力為，轉(zhuǎn)向壓力為

等。機(jī)功率，并減少系統(tǒng)發(fā)熱量。系統(tǒng)也采用先導(dǎo)控制，以減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，簡(jiǎn)化管路布置。液壓回路中廣泛采用集成塊，以減少泄漏，簡(jiǎn)化管路，便于維修，最大限度提高能量效率。采用世界名牌廠家的優(yōu)質(zhì)液壓元件，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。

公司的控制閥，

公司的密封件和蓄能器，

公司的制動(dòng)閥等。提高液壓油的清潔度和過濾精度。如

E.M.公司的集中式過濾油箱(FIM)，過濾能力大，過濾精度高，減少了背壓損失，降低了油溫，提高了濾芯使用壽命，避免了油泵的氣穴現(xiàn)象和外來污染。注重環(huán)保和安全。由于地下作業(yè)條件和環(huán)境十分惡劣，因此現(xiàn)代鏟運(yùn)機(jī)特別重視人機(jī)工程學(xué)的設(shè)計(jì)。使操作系統(tǒng)適應(yīng)人的生理、工作效率，維護(hù)人身健康。為此，現(xiàn)代鏟運(yùn)機(jī)采取如下措施：液壓系統(tǒng)普遍采用先導(dǎo)控制，使操作輕便。采用電/液換擋或電子自動(dòng)換擋，減輕司機(jī)操作疲勞。駕駛室更趨寬敞、舒適，操作手柄、按鈕及儀表盤布置符合人撞擊保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)。減振、防傾翻、防落石撞擊和空調(diào)的功能，司機(jī)座椅舒適、可調(diào)。使用更為安全、高效。業(yè)，國(guó)外從

年代中期就開始發(fā)展鏟運(yùn)機(jī)的視距遙控。操作人員位的效果。在山東黃金的新城金礦有應(yīng)用。重視和發(fā)展自動(dòng)化技術(shù)。隨著社會(huì)對(duì)環(huán)境越來越嚴(yán)格的要求大的興趣和關(guān)注。

年，澳大利亞芒特艾薩礦業(yè)公司在希爾頓礦開發(fā)出一種稱為

的遙控鏟運(yùn)機(jī)，其遙控系統(tǒng)是在其前后設(shè)置

隧道無線電

公司為鏟運(yùn)機(jī)遙控自動(dòng)化項(xiàng)目研制的TRAylll系統(tǒng)軟件，該系統(tǒng)可對(duì)來自和去往移動(dòng)機(jī)械的信息提供位置

年在瑞典

LKAB公司基魯納鐵礦的臺(tái)TOR0

型鏟運(yùn)機(jī)上做了個(gè)月的試驗(yàn)，獲得了零故障和

裝載率的成績(jī)。其導(dǎo)航系統(tǒng)是利用位于鏟運(yùn)機(jī)鎳公司正在追求一種稱之為“遙控采礦”的全新的采礦工藝，它是“利用現(xiàn)代的新技術(shù)，包括地下通迅、定位、信息處理、

臺(tái)攝像機(jī)操作控制站里裝有

臺(tái)電視屏幕、控制機(jī)器及鏟斗動(dòng)作的腳踏板和操縱桿。

方式

名操作人員可同時(shí)操作

計(jì)劃人（自動(dòng)化）采礦展示出現(xiàn)實(shí)可能性。該公司研制成功的機(jī)器人（自動(dòng)化）式的新型

TOR0

型鏟運(yùn)機(jī)正在國(guó)際鎳公司所屬礦山進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。三、進(jìn)入

世紀(jì)：地下鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)入成熟發(fā)展階段

年的發(fā)并、聯(lián)合等變動(dòng)之后，目前世界鏟運(yùn)機(jī)主要生產(chǎn)廠家有：山特維克·湯姆洛克

公司該公司擁有

TORO、EJC

和

E．三家世界著名鏟運(yùn)機(jī)公司的實(shí)力，生產(chǎn)斗容～、載重量～

整個(gè)系列的內(nèi)燃和電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，其銷售量占世界鏟運(yùn)機(jī)市場(chǎng)份額的

。該公司研試驗(yàn)已經(jīng)取得成功，并進(jìn)人商業(yè)化階段。阿特拉斯·科普柯·瓦格納

公司機(jī)生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)

和

EST

系列、斗容

—

、載重量

的內(nèi)燃和電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，其產(chǎn)品在中國(guó)的市場(chǎng)占有率較

年推出了新一代

ST

型內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)，目前已更新到第二代

ST

型。，H．H．公司G.H.H公司也是世界上著名的鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)

LF

系列、斗容

～、載重量

～

的內(nèi)燃和電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，—

年代，其

型等產(chǎn)品在中國(guó)占有較大的市場(chǎng)份額，其地下鏟運(yùn)機(jī)技術(shù)對(duì)中國(guó)有較大的影響。第二章

五礦邯邢礦業(yè)公司鏟運(yùn)機(jī)使用情況一、安徽開發(fā)礦業(yè)

立方柴油鏟運(yùn)機(jī) ACY-3L 北京安期生技術(shù)有限公司

立方柴油鏟運(yùn)機(jī) 山特維克

立方電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī) LH514E 山特維克二、中冶建設(shè)公司

立方柴油鏟運(yùn)機(jī) ACY-3L 北京安期生技術(shù)有限公司三、北洺河鐵礦

立方柴油鏟運(yùn)機(jī) 南昌凱馬公司

立方柴油鏟運(yùn)機(jī) 中鋼衡重公司

立方柴油鏟運(yùn)機(jī) 中鋼衡重公司

立方電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī) TORO

山特維克四、西石門鐵礦立方柴油鏟運(yùn)機(jī) ACY-2 北京安期生技術(shù)有限公司

立方柴油鏟運(yùn)機(jī) 中鋼衡重公司第三章

鏟運(yùn)機(jī)基本知識(shí)一、原動(dòng)機(jī):（）主要參數(shù)：額定轉(zhuǎn)速/額定功率/額定扭矩；（）構(gòu)造：電氣系統(tǒng)/潤(rùn)滑系統(tǒng)/進(jìn)、排氣系統(tǒng)/燃油系統(tǒng)/冷卻系統(tǒng)等；（）控制方式：機(jī)械式/電控式；（）冷卻方式：風(fēng)冷/水冷；通風(fēng)與冷卻液；交流電壓

、

或

三相電動(dòng)機(jī)；二、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)：三種方式、液力機(jī)械傳動(dòng)：發(fā)動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）變矩器變速箱傳動(dòng)軸前、后橋差速器四輪終傳動(dòng)；、液壓機(jī)械傳動(dòng)：發(fā)動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）

液壓泵—液壓馬達(dá)—機(jī)械分動(dòng)箱傳動(dòng)軸前、后橋差速器四輪終傳動(dòng)；、液壓傳動(dòng)：發(fā)動(dòng)機(jī)（電動(dòng)機(jī)）

液壓泵

—四輪液壓馬達(dá)終傳動(dòng)；三、制動(dòng)系統(tǒng)：、行車制動(dòng)：采用全封閉液壓制動(dòng)、彈簧釋放的濕式多盤制動(dòng)器；小型設(shè)備為轂式剎車；、停車制動(dòng)：停車制動(dòng)作用在前橋上，制動(dòng)形式為彈簧制動(dòng)，液壓釋放、緊急制動(dòng)：電液閥；四、液壓系統(tǒng)：——壓馬達(dá)）故障：清潔/溫度；參數(shù)：壓力/額定壓力/流量；、工作系統(tǒng)：泵（雙聯(lián)）雙聯(lián)滑閥—大臂油缸和翻斗油缸；、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：泵（雙聯(lián)）滑閥（轉(zhuǎn)閥）轉(zhuǎn)向油缸；鉸接式轉(zhuǎn)向；、制動(dòng)系統(tǒng)：泵（雙聯(lián)）控制閥—制動(dòng)器；、電纜卷筒系統(tǒng)：泵—控制閥—液壓馬達(dá)；五、電氣系統(tǒng)：

直流單線制，電壓

；、電源電路:

電瓶/電源開關(guān)/發(fā)電機(jī)；、啟動(dòng)電路：?jiǎn)?dòng)馬達(dá)/鑰匙開關(guān)；/溫度表/電壓表/計(jì)時(shí)表/轉(zhuǎn)速表/報(bào)警裝置等；、燈光電路：前、后燈光照明；、動(dòng)力電路：電動(dòng)機(jī)/電纜卷筒/電纜等；、發(fā)動(dòng)機(jī)/變速箱控制電路；第四章

鏟運(yùn)機(jī)工作裝置一、鏟運(yùn)機(jī)工作裝置的總體結(jié)構(gòu)掘效果、工作循環(huán)時(shí)間

包括鏟取、舉升、卸料和鏟斗返回到原位的時(shí)間、外形尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)功率等，不同類型的工作裝置其組成是不同的。圖

所示的工作裝置為

Z

型反轉(zhuǎn)六桿機(jī)構(gòu)，由鏟斗、動(dòng)臂、連桿、搖臂、轉(zhuǎn)斗油缸和舉升油缸組成。圖

鏟運(yùn)機(jī)工作裝置簡(jiǎn)圖前車架轉(zhuǎn)斗油缸搖臂連桿鏟斗動(dòng)臂舉升油缸兩個(gè)接，用以裝卸物料，動(dòng)臂與車架及與動(dòng)臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉(zhuǎn)和動(dòng)臂的升降采用液壓操縱。二、鏟運(yùn)機(jī)工作裝置工作原理及工作過程缸的長(zhǎng)度共同決定，它的工作過程由五種工況組成：、插入工況：動(dòng)臂下放，鏟斗放置于地面，斗尖觸地，斗底與地面呈

堆。、鏟裝工況：鏟斗插入料堆后，轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗鏟取物料，待鏟斗口翻至近似水平為止。、舉升工況：收斗后，利用舉升油缸使動(dòng)臂轉(zhuǎn)動(dòng)到適當(dāng)?shù)男遁d位置。、卸載工況：在卸載點(diǎn)，利用轉(zhuǎn)斗油缸使鏟斗翻轉(zhuǎn)，向溜井料置。卸、自動(dòng)放平工況：鏟斗在最高舉升位置

45’

載后，保持轉(zhuǎn)斗卸油缸長(zhǎng)度不變，將動(dòng)臂放至鏟掘位置時(shí)，斗底與地平面的后角為。觀看鏟運(yùn)機(jī)工作裝置動(dòng)畫第五章 鏟運(yùn)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)一、傳動(dòng)系統(tǒng)圖1.

后橋

2.變矩器 3.主傳動(dòng)軸 4.變速箱

5.

過橋軸承 6.前橋二、傳動(dòng)系統(tǒng)的由來（一）車輛行駛的要求:1、正常行駛的速度范圍：6~10

倍；2、牽引力變化范圍：10~15

倍；3、能夠倒駛；4、能夠切斷動(dòng)力；5、能迅速制動(dòng)；6、能夠修正或改變方向；（二）動(dòng)力裝置性能的不足：1、轉(zhuǎn)速變化范圍不廣，最大轉(zhuǎn)速約為可用的最低轉(zhuǎn)速的

1.5～2.75

倍。2、轉(zhuǎn)矩變化范圍狹窄。4、低速下不能輸出功率,即不能帶負(fù)荷啟動(dòng)。三、地下鏟運(yùn)機(jī)傳動(dòng)方案在

1m3以上采用液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；斗容在

1m3以下采用靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)或液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。（一）

液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)力機(jī)過載及機(jī)件損壞。操作平穩(wěn)，工作可靠。其缺點(diǎn)是：傳動(dòng)效率較低，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造和維修成本高。（二）液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)典型的傳動(dòng)路線如圖：（三）靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)1、

系統(tǒng)；2、

動(dòng)系統(tǒng)。四、

變矩器（一）變矩器的作用加變矩器后同機(jī)械傳動(dòng)相比具有的優(yōu)缺點(diǎn)：1、優(yōu)點(diǎn)：

使車輛具有自動(dòng)適應(yīng)性；提高車輛的使用壽命；提高車輛的通過性能；提高車輛的舒適性；簡(jiǎn)化車輛的操作。2、缺點(diǎn)：與一般機(jī)械傳動(dòng)相比，成本高，變矩器本身的效率低，維修制造成本高。（二）變矩器的參數(shù)測(cè)試

1.69～1.96Mpa,變矩器壓力偏差不能超過

0.04Mpa。2、最高油溫不允許超過

121℃。正常工作油溫在

82.2℃～93.3℃。3、最高油溫的測(cè)試方法：掛三檔、踩剎車、車不動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速控制在

1500rpm,運(yùn)轉(zhuǎn)

25

分鐘，變矩器油溫不超過

121℃。五、變速箱（一）變速箱的作用1、改變動(dòng)力機(jī)與主驅(qū)動(dòng)輪間傳動(dòng)比，從而改變車輛的牽引力和行駛速度，以適應(yīng)車輛在作業(yè)與行駛工況中的需要。2、使車輛倒退行駛。3、當(dāng)變速箱空檔時(shí)，動(dòng)力機(jī)傳給驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力被切斷，以便動(dòng)分別傳給前橋和后橋。4、變速變扭（嚴(yán)禁空檔下坡）（二）變速箱分類：按齒輪結(jié)構(gòu)：行星齒輪傳動(dòng)；定軸齒輪傳動(dòng)1、行星齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；加工、裝配精度易保證，造價(jià)低。缺點(diǎn)：

尺寸、重量大。主要應(yīng)用在汽車上。2、定軸齒輪傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊；多點(diǎn)嚙合、傳遞功率大；便于系列化。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；加工、裝配精度要求高。主要應(yīng)用在工程機(jī)械上。六、

驅(qū)動(dòng)橋（一）驅(qū)動(dòng)橋的作用：驅(qū)動(dòng)橋作為底盤傳動(dòng)系的主要組成部分，（二）驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)：驅(qū)動(dòng)橋主要結(jié)構(gòu)包括：主傳動(dòng)、差速器、輪邊減速器、制動(dòng)器、橋殼、半軸等部件

。（三）主傳動(dòng)：主傳動(dòng)為螺旋錐齒輪，承載能力大、效率高

。轉(zhuǎn)。分為：普通差速器；防滑差速器扭矩?？煽?、適應(yīng)惡劣工作環(huán)境。七、

傳動(dòng)軸對(duì)位置變化的兩個(gè)部件之間的動(dòng)力傳遞。（二）傳動(dòng)軸又稱萬向傳動(dòng)裝置，一般由萬向節(jié)、傳動(dòng)軸、中間支撐組成。在周間夾角變化時(shí)可靠地傳遞運(yùn)動(dòng)，并且有較高的傳動(dòng)效率。（四）萬向節(jié)的組成：潤(rùn)滑油嘴、油封、滾針軸承、軸承座、墊圈、十字軸、連接法蘭等。（五）傳動(dòng)軸的連接方式：圓法蘭與牙嵌式（C

型法蘭）（1）圓法蘭式 （2）牙嵌式八、

輪胎與輪輞（一）輪胎2、輪胎的作用：支撐整車；緩沖；提供驅(qū)動(dòng)力，制動(dòng)力；提供側(cè)向力。3、輪胎的合理使用1）適當(dāng)?shù)能囁伲罕苊獬?）適當(dāng)?shù)妮喬ヘ?fù)荷：超載

140％，壽命縮短

50％3）