大型露天礦無人駕駛振動壓路機遙控系統(tǒng)的研制

大型露天礦無人駕駛振動壓路機遙控系統(tǒng)的研制

在輔助和維修設(shè)備中，挖掘機的數(shù)量是最大的，可以執(zhí)行各種項目的施工任務(wù)。建國以來國產(chǎn)推土機經(jīng)科研院校、生產(chǎn)企業(yè)的不斷努力,尤其改革開放以來的發(fā)展,已能生產(chǎn)出表4所列的多種型號產(chǎn)品。4.2壓路機我國生產(chǎn)壓路機廠家很多,其中在露天礦使用較多的有:洛陽建筑機械廠生產(chǎn)的YZJ12A、YZJ10B、YZ10D型,最大自重13t。該廠還研制了自重18t的特大型振動壓路機YZJ18。徐州工程機械廠生產(chǎn)的CA25D、CC21、YZZ8等型號振動壓路機,其中最大的自重為10t,系與瑞典戴納帕克(DYNAPAC)公司合作制造的。此外,還有四川公路機械修配廠生產(chǎn)的自重16t的YZJ16型、咸寧工程機械廠生產(chǎn)的自重14t的YZJ-14型等大型振動壓路機。長沙礦山研究院于1984年在消化國外樣機的基礎(chǔ)上,根據(jù)我國國情和國內(nèi)大型露天礦配套設(shè)備的需要,研制成功了YZJ-19A型振動壓路機,整機自重19t。現(xiàn)已在大型露天礦推廣數(shù)十臺,最早的一臺樣機至今仍在南芬露天鐵礦使用,其設(shè)備的壽命和可靠性均得到了充分的證明。國產(chǎn)壓路機規(guī)格見表5。國內(nèi)、外生產(chǎn)的振動壓路機在使用過程中,司機均反映駕駛室振動太大,尤其對于礦山粗糙道路,均建筑在堅實的巖石基底上,且路面鋪墊層不厚,司機更感振動難忍。為此,長沙礦山研究院著手研制無人駕駛振動壓路機,經(jīng)兩年的努力,完成了這套遙控系統(tǒng),它由控制臺的無線電發(fā)射裝置發(fā)出信號,機載接收裝置接收信號后,控制機器的各作業(yè)系統(tǒng)完成各種動作。這是一套電、氣、液、機械的聯(lián)合系統(tǒng),共控制11個動作,即左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、前進、后退、停車、前振、后振、停振、剎車、熄火和喇叭。司機操縱的各個動作均可用遙控實現(xiàn)。生產(chǎn)實踐證明,該系統(tǒng)操縱方便,使用可靠,抗干擾能力強,迄今已推廣10余套,并在推廣中對最初無線電部分受氣溫影響的缺點作了改進。近幾年,國內(nèi)外振動壓路的研究和開發(fā)出現(xiàn)了以下兩個新動向:其一是就壓實方式而言,目前使用的振動壓路機的振動為圓振動,但近年出現(xiàn)了振蕩壓路機,有的稱為水平振動壓路機,它是與振動驅(qū)動馬達軸相連的中心軸通過齒形皮帶驅(qū)動2根平行的帶、偏心的軸,依靠偏心相對位置的調(diào)整,壓實滾輪產(chǎn)生接近平行于壓實面的、雙向的擠壓剪切力,因此其壓實是靠剪切力和靜壓力的聯(lián)合作用而形成的。而目前所用的振動壓路機主要是靠沖擊的動壓力來完成壓實作用的。因此振蕩壓路機具有在淺層的壓實速度較振動壓路機快,地面振動較小、壓實地面平整性好、能源消耗少等優(yōu)點。德國GAMM公司的振動壓路機已形成系列產(chǎn)品投放市場。我國對此也開展了廣泛的理論和實驗研究工作,并由徐州工程機械廠與西安公路學(xué)院合作研制了YZD10型振動壓路機。此外,還出現(xiàn)了垂直振動壓路機,這種壓路機的前后滾輪中也有2根平行的偏心軸,安裝在相對的水平方向上,用齒輪使其同步反向旋轉(zhuǎn),因此偏心軸水平方向作用力被抵消,僅產(chǎn)生垂直方向的作用力,這有利于壓實較厚土層。目前我國也正開展此項開發(fā)試制工作。另外,還出現(xiàn)了介于靜壓和沖擊壓實之間的四方滾子壓路機等。其二是表現(xiàn)在機器的自動化即遙控和自動檢測方面,研制無線電遙控振動壓路機,實現(xiàn)無人駕駛,為礦山開采的全盤自動化、遙控化和計算機調(diào)度邁進了第一步。此外,在自動檢測壓實度方面,德國寶馬公司在其自重17t的BW217D型振動壓路機的振動滾筒的驅(qū)動馬達殼上,裝上了加速度傳感器,利用中間處理裝置,最后將振動參數(shù)顯示在顯示器上。當(dāng)頻率不變時,顯示器上反映的是振幅變化;當(dāng)顯示刻度不變時,即振幅不變時,則表示該機在該地面條件下的最大壓實度已經(jīng)達到,可停止壓實,這就大大節(jié)省了壓實時間,減少機器磨損和燃料消耗。我國也已廣泛開展這方面的研究工作。4.3平路機用于露天礦山的平路機主要有天津工程機械廠生產(chǎn)的PY160A型平路機和溫州治金機械廠生產(chǎn)的ASG021型平路機,其規(guī)格列于表6。4.4灑水車用于露天礦山灑水車主要廠家及型號列表7。4.5裝藥車為便于露天礦現(xiàn)場生產(chǎn)裝填炸藥,實現(xiàn)露天礦生產(chǎn)作業(yè)全盤機械化,80年代初起,有關(guān)科研單位與生產(chǎn)企業(yè)合作開展了漿狀炸藥、乳化炸藥、粒狀炸藥等混裝車的研究開發(fā)工作。其中,長沙礦山研究院與大冶鐵礦合作于1985年研制成功了ZYC-8型漿狀炸藥混裝車。它采用螺桿泵輸送,管道混合交聯(lián),電磁流量計計量,雙管交替裝藥,卷管機拔管。該車在控制方面較國外有所創(chuàng)新,它可根據(jù)爆破設(shè)計預(yù)置裝藥量和炸藥組分,自動控制裝藥過程。裝藥能力為8t/h,計量誤差小于5%;由長沙礦山研究院與常州冶金機械廠合作,于1985年研制成功了RHC-8型乳化炸藥混裝車,裝備有機械攪拌乳化器,采用單管裝藥,微機控制,水相和油相總?cè)葜貫?.8t,其它性能與漿狀炸藥混裝車相同;馬鞍山礦山研究院、南昌有色冶金設(shè)計研究院分別與有關(guān)單位合作,研制成功了HYC系列及BC-7型粒狀銨油炸藥混裝車。上述各種裝藥車的研制成功和投放現(xiàn)場使用,使露天礦用炸藥生產(chǎn)與裝填得到極大的改善,克服了以往炸藥生產(chǎn)場地大、倒運環(huán)節(jié)多、包裝費用高、勞動強度大、炮孔裝藥不連續(xù)等缺點,從而提高了爆破作業(yè)的機械化程度,取得了良好的經(jīng)濟效益。此外,為了實現(xiàn)露天礦生產(chǎn)作業(yè)全盤機械化的需要,馬鞍山礦山研究院還自行研制、開發(fā)了TS-1型、TS-2型炮孔填塞機,主要用于炮孔裝藥后的填塞;由東北大學(xué)等研制的JTX-1型露天礦汽車輪胎拆裝車,用于大型汽車的輪胎裝卸;由馬鞍山礦山研究院等研制的RCK-4型露天礦用潤滑車,用于現(xiàn)場為各種設(shè)備裝加潤滑油料;由長沙礦山研究院研制的KSA15型防滑車,主要用于在壓實積雪路面上撒布防滑材料,減少礦山因下雪路滑的停車時間,提高汽車的行駛速度;由溫州治金機械廠生產(chǎn)的KY-15B型油罐車,用于轉(zhuǎn)運柴油(也可用于機械油、潤滑油)的專用罐車。還有便于設(shè)備現(xiàn)場檢修的檢修車等露天礦用輔助設(shè)備。綜觀我國露天礦設(shè)備的發(fā)展歷史,可以明顯地看到,建國以來,我國露天礦設(shè)備的研究開發(fā)與制造是從無到有、從小到大、從“土”到“洋”,從單機到配套。經(jīng)過50年的奮斗,現(xiàn)在基本上形成一個門類齊全、力量強大的礦山設(shè)備制造體系,培養(yǎng)了一支掌握現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和科學(xué)手段的實力雄厚的科研設(shè)計隊伍,這些都為我國礦山設(shè)備的研究開發(fā)與制造跨入新世紀(jì)再創(chuàng)輝煌奠定了強有力的基礎(chǔ)。521世紀(jì)展望21世紀(jì)的來臨,露天礦開采機械將會怎樣發(fā)展,現(xiàn)在來完全預(yù)測將是不可能的。但是,根據(jù)目前已經(jīng)出現(xiàn)的動向,對未來的發(fā)展作一些分析、探討還是有其實際意義的。(1)從機械本身來看,向機電一體化、智能化發(fā)展是必然的趨勢。象大型機械傳動的汽車上已廣泛采用自動換檔裝置、平路機上的自動調(diào)平裝置、振動壓路機上的自動檢測路面壓實度裝置等等都是機電一體化的產(chǎn)物。預(yù)計新世紀(jì)自動化、智能化的發(fā)展速度將會愈來愈快。(2)采礦工藝將向連續(xù)開采發(fā)展,目前已有一些礦山進行連續(xù)或半連續(xù)開采,主要采用移動式破碎機加膠帶運輸機的方式。但是,國外有些部門正在研究管道輸送,甚至是集裝箱運輸。然而,不管最終是哪門技術(shù)、哪種機械取得突破,但連續(xù)開采的總趨勢是不會變的,因為它具有無可爭議的優(yōu)點。(3)集中調(diào)度、計算機管理、機械的無線電遙控等技術(shù),雖已議論多年,在有的設(shè)備上還成功地實現(xiàn)了無人駕駛、無線電遙控,進而實現(xiàn)計算機管理和集中調(diào)度,但現(xiàn)在還有許多難題沒有解決。寄希望于新世紀(jì)能實現(xiàn)這些目標(biāo)。(4)礦山機械化將進一步向大型化發(fā)展。在最近的二、三十年中,礦山機械逐步大型化,無論是電鏟、汽車,還是其它設(shè)備均不例外。當(dāng)然到底大到什么程度最為合適,這應(yīng)取決于一個國家的經(jīng)濟實力、資源條件和技術(shù)水平,這是因為機械愈大,初始投資也愈大,而一旦出現(xiàn)故障,對整個礦山造成的損失也愈大。然而,大型化所帶來的經(jīng)濟效益將是十分巨大的。(5)環(huán)保問題將會逐步得到解決。露天礦向深凹發(fā)展,坑內(nèi)空氣質(zhì)量將越來越糟,國外已開展深部采場通風(fēng)機的研究工作,提出了軸流通風(fēng)機、水平通風(fēng)機、甚至采用直升飛機螺旋漿式的通風(fēng)方案。不管最終使用何種機械,深凹露天礦通風(fēng)問題終會得到解決。露天礦其它的環(huán)保問題也將逐步提到