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 unit"(Load-haul-dump unit) ， 即裝—運(yùn)—卸設(shè)備演繹而來。 地下鏟運(yùn)機(jī)是以柴油機(jī)或以拖曳電纜供電的電動(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、輪胎行走、前端前卸式鏟斗的裝載、運(yùn)輸和卸載設(shè)備。主要用于地下礦山和隧道工程。地下鏟運(yùn)機(jī)機(jī)身低矮、駕駛室橫向布置、采用光面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。鏟運(yùn)機(jī)廠家

1、鏟運(yùn)機(jī)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

鏟運(yùn)機(jī)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 1.5m3 及以下的鏟運(yùn)機(jī)；中型鏟運(yùn)機(jī)：斗容 2～4m3 的鏟運(yùn)機(jī)；大型鏟運(yùn)機(jī)：斗容 4m3 以上的鏟運(yùn)機(jī)。

此外，原中國有色金屬工業(yè)總公司所屬的衡陽有色冶金機(jī)械總廠 和金川有色金屬公司第二機(jī)械廠生產(chǎn)的地下鏟運(yùn)機(jī)型號(hào)采用了 “ CY”系列或“JCY”系列命名方法。

為簡便起見，以下所使用的“鏟運(yùn)機(jī)”一詞，均指“地下鏟運(yùn)機(jī)”。

一、 20 世紀(jì) 60 --70 年代：地下鏟運(yùn)機(jī)發(fā)展和推廣的年代

進(jìn)入 20 世紀(jì) 70 年代，國外地下鏟運(yùn)機(jī)技術(shù)已漸趨成熟， 形成了 系列化產(chǎn)品。當(dāng)時(shí)的鏟運(yùn)機(jī)幾乎都是柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)， 為此， 需采用低污染柴油機(jī)并在機(jī)上設(shè)置柴油機(jī)尾氣凈化裝置， 采用貴金屬催化凈化器（和 /或）水洗滌箱，還需增設(shè)通風(fēng)設(shè)施，加大地下通風(fēng)量來稀釋柴油機(jī)尾氣， 并將其排出坑外， 以便為礦山提供合乎衛(wèi)生標(biāo) 準(zhǔn)的作業(yè)條件， 從而使礦山通風(fēng)費(fèi)用幾乎成倍增加。如果用電動(dòng)鏟運(yùn) 機(jī)取代所用的全部內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)，則所需通風(fēng)量可減少一半以上。

廣泛的試驗(yàn)和實(shí)踐表明，電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)具有低污染；低熱量（熱量 不到同級(jí)內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)的30%），低噪聲；維修量很?。还β蕮p失小等 優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是： 拖曳電纜限制了機(jī)器的機(jī)動(dòng)性能和活動(dòng)范圍，也限制 了運(yùn)行速度，在運(yùn)距較長， 或礦點(diǎn)分散，或者在各采場或各分層頻繁 進(jìn)行調(diào)動(dòng)的地方使用， 其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果還不如內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)。此 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、 20 世紀(jì) 80～ 90 年代：地下鏟運(yùn)機(jī)迅速發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步的年代

80年代，由于世界礦業(yè)不景氣，礦山機(jī)械產(chǎn)品的市場競爭更趨 激烈。許多采礦與工程設(shè)備制造公司進(jìn)行了兼并或聯(lián)合，優(yōu)化資源組 合，以增強(qiáng)市場競爭力。 如美國瓦格納 ( Wagner)公司并人瑞典阿特拉 斯.柯普柯 (Atlas Copco)公司，成為后者的子公司； 法國塞柯瑪 (Secoma) 公司并入艾姆科 (Eimco)公司；隨后艾姆科公司又與賈維斯·克拉克 (larvisCLark)公司合并，在加拿大組成EJC 公司。到 90 年代，法國 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 (Tamrock)公司；隨后湯姆洛克公司又與瑞典山特維克（Sandvik）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 稱的美國克拉克 -赫斯（CLark Hurth）公司并人美國德納 (DANA) 公司，成為德納公司斯佩塞 (Spieer)非公路車輛零部件集團(tuán)的一部分，C1arkHurth 的品牌已由 DANA Spieer 品牌取代。

90年代以來，國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 的問題， 而是把更多注意力集中到設(shè)備性能的改善、提高可靠性和現(xiàn) 代化的問題上來。

1. 動(dòng)力機(jī)出現(xiàn)了重大的變革。

地下鏟運(yùn)機(jī)一直采用德國道依茨（Deutz）公司的 FL912/913/413w 系列風(fēng)冷渦流燃燒室式柴油機(jī)。80 年代中期，美國底特律(Detroit) 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 力、溫度、轉(zhuǎn)速等） ，精確控制燃油噴油量和噴油時(shí)間，指示故障的 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3%-5%，并 縮短加速時(shí)間，改善冷啟動(dòng)性能，改善廢氣排放，使發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽 命大大延長。

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 明斯等公司也相繼推出了不同型式的電子控制式水冷柴油機(jī)。如道依 茨( Deutz)公司開發(fā)的 1012、1013、1015 系列水冷柴油機(jī)，功率65～ 400kW，額定轉(zhuǎn)速 2100 - 2500r／min，提供電子控制和渦輪增壓。

2. 多用化、組合化。

為了滿足不同礦山和不同作業(yè)的需要，各 鏟運(yùn)機(jī)制造廠家在提供標(biāo)準(zhǔn)配置的機(jī)型外，還按不同的礦石物理機(jī)械 性質(zhì)和作業(yè)條件提供各種可選件。 如根據(jù)礦石密度配備不同斗容和斗 形的鏟斗； 根據(jù)卸載方式配置標(biāo)準(zhǔn)的前卸式鏟斗外，還可提供推卸式 鏟斗、側(cè)卸式鏟斗和高舉升型鏟斗；根據(jù)作業(yè)環(huán)境，配置風(fēng)冷柴油機(jī)或水冷柴油機(jī)； 根據(jù)作業(yè)條件， 配置帶頂棚的通用駕駛室或全封閉空凋駕駛室， 手動(dòng)操縱或遙控操縱鏟運(yùn)機(jī)；有的機(jī)型還可根據(jù)用戶 的要求， 在較短時(shí)間內(nèi)將柴油動(dòng)力設(shè)備更換成電動(dòng)設(shè)備，或?qū)㈦妱?dòng)設(shè) 備更換成柴油動(dòng)力設(shè)備。

3.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)主要采用美國克拉克(Clark)公司的定軸式動(dòng)力換擋變速箱，這種簡 單可靠的變速箱除了發(fā)展“可調(diào)式”技術(shù)解決啟動(dòng)、換擋時(shí)的機(jī)械沖 擊問題外，還推出了電／液換擋和電子控制技術(shù)，如LH514和LH514E 。

4. 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。80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( NO-SPIN)。 這種差速器能隨路面條件的變化自動(dòng)分配傳動(dòng)力矩，從而提高了機(jī)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) 的前橋采用防滑差速器， 后橋采用標(biāo)準(zhǔn)差速器； 大中型鏟運(yùn)機(jī)的前橋 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 限打滑差速器”，這種差速器除了具有防滑差速器的優(yōu)點(diǎn)外，還可消 除自鎖式防滑差速器接合時(shí)的振動(dòng)負(fù)荷，能直接將打滑的扭矩加到牽 引力大的一側(cè)車輪上， 使它獲得更好的牽引效果。 它與防滑差速器的 不同之處是： 當(dāng)一個(gè)車輪打滑時(shí)， 它的另一個(gè)車輪只能利用整個(gè)車橋 的大部分附著力， 而防滑差速器的另一個(gè)車輪卻可利用整 個(gè)車橋的附著力， 特別是在鏟掘作業(yè)時(shí)前橋負(fù)荷大，這樣大的負(fù)荷若讓單個(gè)車輪的傳動(dòng)元件承受可能很困難，甚至承受不了。因此，近幾年有的大中型鏟運(yùn)機(jī)前橋采用“有限打滑差速器”，后橋采用防滑 差速器。國外鏟運(yùn)機(jī)工作制動(dòng)從80年代就開始采用全封閉濕式多盤制動(dòng)器，90年代以來得到普遍應(yīng)用。這種制動(dòng)器是全封閉式的，可防止泥沙、污物的浸入，采用油冷和多盤制動(dòng)結(jié)構(gòu)，圓盤間隙不用調(diào)整且 允許滑轉(zhuǎn)傳遞扭矩，特別適用于重車下長坡制動(dòng)工況。它制動(dòng)穩(wěn)定、 性能良好、簡化維護(hù)保養(yǎng)，使用壽命長。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、輪輞與行星輪轂。彈簧制動(dòng)器是一種新型型制動(dòng)器，若制動(dòng)破裂或下降到一 定值時(shí)立即制動(dòng)，且停車、 緊急與工作制動(dòng)三者合一，只需采用單回 路制動(dòng)， 因而大大簡化了制動(dòng)系統(tǒng)。 國外鏟運(yùn)機(jī)普遍采用光面或塊狀 深花紋礦用耐切割工程輪胎，這種輪胎承載能力大，接地比壓較小， 耐磨、抗刺扎能力強(qiáng)，使用壽命長。

5. 液壓系統(tǒng)不斷完善提高

1)大中型鏟運(yùn)機(jī)液壓系統(tǒng)工作壓力有提高的趨勢(shì)。  工作系統(tǒng)壓力 由 14MPa 提高至 16～21MPa；轉(zhuǎn)向系統(tǒng)壓力由 10～12MPa 提高至 16～21MPa。如 TORO301D 和安期生 ACY-3L   型鏟運(yùn)機(jī)工作壓力為2lMPa，轉(zhuǎn)向壓力為 21MPa 等。

2)液壓系統(tǒng)動(dòng)力元件仍以高壓齒輪泵占地位，但有的大中型鏟運(yùn)機(jī)制動(dòng)／轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用柱塞式壓力補(bǔ)償變量泵，以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，并減少系統(tǒng)發(fā)熱量。

3)大中型鏟運(yùn)機(jī)工作裝置系統(tǒng)幾乎全都采用先導(dǎo)控制，有的轉(zhuǎn)向 系統(tǒng)也采用先導(dǎo)控制，以減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，簡化管路布置。

4)液壓回路中廣泛采用集成塊，以減少泄漏，簡化管路，便于維 修，大限度提高能量效率。

5)采用世界廠家的優(yōu)質(zhì)液壓元件，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。 Rexruth 公司的控制閥， Parker 公司的密封件和蓄能器，Mico 公司的 制動(dòng)閥等。

6)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。

6. 注重和

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、 心理特點(diǎn)，符合人體功能的要求，取得人機(jī)的協(xié)調(diào)、操作迅速準(zhǔn)確和 理想的視覺效果，以形成舒適的工作環(huán)境，減輕操作疲勞，提高 

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：

1)液壓系統(tǒng)普遍采用先導(dǎo)控制，使操作輕便。

2)采用電 /液換擋或電子自動(dòng)換擋，減輕司機(jī)操作疲勞。

3)駕駛室更趨寬敞、舒適，操作手柄、按鈕及儀表盤布置符合人 機(jī)工程學(xué)要求，儀表顯示和聲光報(bào)警完善、齊全，頂棚采用落石 撞擊保險(xiǎn)結(jié)構(gòu)。

4)大型鏟運(yùn)機(jī)按人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)駕駛室，具有密封、 防塵、隔音、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、。

7. 發(fā)展遙控鏟運(yùn)機(jī)（視距遙控） 

為了在環(huán)境惡劣和危險(xiǎn)地區(qū)作業(yè)，國外從 70 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 于作業(yè)區(qū)內(nèi)的危險(xiǎn)范圍外， 直接觀察和用遙控設(shè)備控制鏟運(yùn)機(jī)。各主 要廠家都生產(chǎn)了不同遙控系統(tǒng)的這種遙控鏟運(yùn)機(jī)，在礦山取得了良好 的效果。在山東黃金的新城金礦有應(yīng)用。

8.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 和電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展， 鏟運(yùn)機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展引起了人們更 大的興趣和關(guān)注。 1991 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Telelader 的遙控鏟運(yùn)機(jī)，其遙控系統(tǒng)是在其前后設(shè) 置 2 臺(tái)攝像機(jī)，但未設(shè)任何導(dǎo)向裝置， 該鏟運(yùn)機(jī)已在礦山生產(chǎn)中使用， 隧道無線電(TunnelRadio) 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 顯示、報(bào)告和電子郵件通信等功能。 該系統(tǒng)已丁 1999 年在瑞典 LKAB 公司基魯納鐵礦的2 臺(tái) TOR0 2500E 型鏟運(yùn)機(jī)上了12 個(gè)月的試驗(yàn)， 獲得了零故障和l00%裝載率的成績。其導(dǎo)航系統(tǒng)是利用位于鏟運(yùn)機(jī) 上的激光掃描器測(cè)量巷道側(cè)壁上反射帶條的角度實(shí)現(xiàn)的。加拿大國際 鎳公司正在追求一種稱之為“遙控采礦”(Telemining)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、 監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)， 去操作采礦設(shè)備和系統(tǒng)” 這種系統(tǒng)正在該公司薩德伯里的礦山中使用。 遙控作業(yè)的鏟運(yùn)機(jī)上前后安裝2 臺(tái)攝像機(jī)操作控制站里裝有 4 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。 機(jī)上控制設(shè)備通過視頻系統(tǒng)跟蹤一串懸掛在頂板上的燈，引導(dǎo)鏟運(yùn)機(jī) 行進(jìn)。在這臺(tái)設(shè)備行駛時(shí)， 操作人員可控制第2 臺(tái)設(shè)備裝卸。用這種方式 1 名操作人員可同時(shí)操作3 臺(tái)鏟運(yùn)機(jī)。 山特維克· 湯姆洛克公司 與國際鎳公司等幾家公司合作， 已經(jīng)啟動(dòng)了一個(gè)性的礦山自動(dòng)化 計(jì)劃 (MAP) ，這使得以在危險(xiǎn)地區(qū)的機(jī)器自主方式工作為特征的機(jī)器人（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 1250 型鏟運(yùn)機(jī)正在國際鎳公司所屬礦山進(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)。

三、進(jìn)入 21 世紀(jì)，地下鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)入成熟發(fā)展階段

目前， 已進(jìn)入 21 世紀(jì)，國外地下鏟運(yùn)機(jī)在經(jīng)歷了將近40 年的發(fā) 展和技術(shù)進(jìn)步之后， 已經(jīng)進(jìn)人成熟發(fā)展階段。 在經(jīng)歷了激烈競爭和兼 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：

(1)山特維克·湯姆洛克 (Sandvik Tamrock)公司

該公司擁有 TORO、EJC 和 E．M. 三家世界鏟運(yùn)機(jī)公司的實(shí) 力，生產(chǎn)斗容0.5～l0m3、載重量 1000～ 25000kg 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)市場份額的50%。該公司研制的 機(jī)器人（自動(dòng)化） 式的新型鏟運(yùn)機(jī)在國際鎳公司所屬礦山的生產(chǎn)試驗(yàn) 已經(jīng)取得成功，并進(jìn)人商業(yè)化階段。

(2)阿特拉斯·科普柯·瓦格納(Atlas Copc Wagner)公司 

該公司是制造出世界上第 一臺(tái)稱之為“地下鏟運(yùn)機(jī)” 的鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)S和 T系列、斗容0.76— 9.7m3、載重量1361--17500kg 的內(nèi)燃和電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)，其產(chǎn)品在中國的市場占有率較 大，在世界鏟運(yùn)機(jī)市場也舉足輕重。該公司 1996 年推出了新一代ST 1000 型內(nèi)燃鏟運(yùn)機(jī)，目前已更新到第二代ST 1010 型。

(3)G . H．H 公司

G.H.H 公司也是世界上的鏟運(yùn)機(jī)生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)LF 系列、 斗容 1.5～ 8.5m3、載重量3500～ 17000kg 的內(nèi)燃和電動(dòng)鏟運(yùn)機(jī)， 70— 80 年代，其 LF-4.1 型等產(chǎn)品在中國占有較大的市場份額，其地下 鏟運(yùn)機(jī)技術(shù)對(duì)中國有較大的影響。

3、鏟運(yùn)機(jī)基本知識(shí)

一、原動(dòng)機(jī) :

1、柴油機(jī)：（油鏟）

（1）主要參數(shù)：額定轉(zhuǎn)速 /額定功率 /額定扭矩；

（2）構(gòu)造：電氣系統(tǒng) /潤滑系統(tǒng) /進(jìn)、排氣系統(tǒng) /燃油系統(tǒng) /冷卻系 統(tǒng)等；

（3）控制方式：機(jī)械式 /電控式；

（4）冷卻方式：風(fēng)冷 /水冷；通風(fēng)與冷卻液；

 2、電動(dòng)機(jī)：（電鏟）交流電壓 380V、 550V 或 1000V 三相電動(dòng)機(jī)；

二、動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)： 

三種方式

1、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)；

2、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)；

3、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) ：

1、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；

2、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

3、緊急制動(dòng)：電 -液閥； 

四、液壓系統(tǒng)：

組成： 泵（齒輪、 柱塞、葉片）— 液壓閥（滑閥）— 液壓油缸 （液 壓馬達(dá)） --輔助裝置（管路、濾芯、冷卻器、油箱等）；

故障：清潔 /溫度； 參數(shù)：壓力 /額定壓力 /流量；

1、工作系統(tǒng)：泵（雙聯(lián)）--雙聯(lián)滑閥 — 大臂油缸和翻斗油缸；

2、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；

3、制動(dòng)系統(tǒng)：泵（雙聯(lián)）--控制閥 —制動(dòng)器；

4、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24V；

1、電源電路 :電瓶 /電源開關(guān) /發(fā)電機(jī)；

2、啟動(dòng)電路：啟動(dòng)馬達(dá) /鑰匙開關(guān)；

3、儀表電路：壓力表 /溫度表 /電壓表 /計(jì)時(shí)表 /轉(zhuǎn)速表 /報(bào)警裝置等；

4、燈光電路：前、后燈光照明；

5、動(dòng)力電路：電動(dòng)機(jī) /電纜卷筒 /電纜等；

6、發(fā)動(dòng)機(jī) /變速箱控制電路；

4、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)

工作裝置是地下鏟運(yùn)機(jī)鏟裝物料的裝置，它的結(jié)構(gòu)和性能直接影響整機(jī)的工作尺寸和性能參數(shù)。因此，工作裝置的合理性直接影響地 下鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)效率、工作負(fù)荷、動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)特性、不同工況下的挖 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 2-1 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。

1--前車架 ;2--轉(zhuǎn)斗油缸 ;3--搖臂 ;3--連桿 ;4--鏟斗5--動(dòng)臂 ;7--舉升油缸 (兩個(gè) )

整個(gè)工作裝置鉸接在車架上。 鏟斗通過連桿和搖臂與轉(zhuǎn)斗油缸鉸 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

地下鏟運(yùn)機(jī)是一種裝運(yùn)卸一體化的自行式設(shè)備，它的工作過程均 可以反映在工作裝置上， 而工作裝置的各種工況由舉升油缸和轉(zhuǎn)斗油 缸的長度共同決定，它的工作過程由五種工況組成：

1、工況：動(dòng)臂下放，鏟斗放置于地面，斗尖觸地，斗底與地面呈 3o~50°傾角，開動(dòng)地下鏟運(yùn)機(jī)， 鏟斗借助機(jī)器的牽引力料堆。

2、鏟裝工況：鏟斗料堆后，轉(zhuǎn)動(dòng)鏟斗鏟取物料，待鏟斗口 翻至近似水平為止。

3、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。

4、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 倉或運(yùn)輸車輛卸載， 鏟斗物料卸凈后下放動(dòng)臂， 使鏟斗恢復(fù)至運(yùn)輸位 置。

5、自動(dòng)放平工況： 鏟斗在一高舉升位置45’卸載后， 保持轉(zhuǎn)斗油 缸長度不變，將動(dòng)臂放至鏟掘位置時(shí)，斗底與地平面的后角為 30°~50°。

5、鏟運(yùn)機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)

一、傳動(dòng)系統(tǒng)圖

鏟運(yùn)機(jī)

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，高轉(zhuǎn)速約為可用的低轉(zhuǎn)速的1.5 ～2.75倍。

2、轉(zhuǎn)矩變化范圍狹窄。

3、不能雙向旋轉(zhuǎn)（倒轉(zhuǎn)） 。

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

地下鏟運(yùn)機(jī)通常采用液力機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)于地下鏟運(yùn)機(jī)斗容 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)

其優(yōu)點(diǎn)是： 能充分利用動(dòng)力機(jī)的功率， 并在一定范圍內(nèi)自動(dòng)適應(yīng) 外界阻力的變化，進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。在外界阻力突然增大時(shí)，可避免動(dòng)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：

地下鏟運(yùn)機(jī)

（三）靜液壓傳動(dòng)系統(tǒng)

1、 高速方案是采用高速液壓馬達(dá)和機(jī)械傳動(dòng)，即液壓機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)；

2、 低速方案是采用輪邊低速大扭矩液壓馬達(dá)傳動(dòng)，即全液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。

四、變矩器

（一）變矩器的作用

柴油機(jī)的扭矩適應(yīng)性系數(shù)小，不能滿足地下車輛經(jīng)常過載與載荷頻繁變化的要求。 為了解決這個(gè)問題， 在柴油機(jī)后面加上液力變矩器。

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、變矩器的壓力正常值為1.69 ～ 1.96Mpa, 變矩器壓力偏差不能超過 0.04Mpa。

2、油溫不允許超過121℃。正常工作油溫在82.2 ℃～93.3 ℃。

3、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) 力機(jī)啟動(dòng)； 或者在動(dòng)力機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下， 可以使車輛在較長的時(shí)間內(nèi) 停車。起分動(dòng)箱的作用，如車輛為全驅(qū)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力機(jī)的動(dòng)力經(jīng)變速箱 分別傳給前橋和后橋。

4、變速變扭（嚴(yán)禁空檔下坡）

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， 其主要功用是：增大由發(fā)動(dòng)機(jī)傳來的扭矩；將扭矩分配給左、右驅(qū)動(dòng) 輪，并使兩邊車輪具有差速功能； 承受路面和車架傳來的各種作用力。

（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。 作用是增大扭矩和改變扭矩的傳遞方向。

（四）差速器：差速器是使 驅(qū)動(dòng)車輪在轉(zhuǎn)向或不平路面上行駛時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪以不同的角速度旋 轉(zhuǎn)。分為：普通差速器；防滑差速器

（五）輪邊減速：輪邊減速器為行星減速結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步增大輸出 扭矩。

（六）制動(dòng)器：制動(dòng)器采用全封閉液壓濕式多片制動(dòng)，制動(dòng)平穩(wěn)、 可靠、適應(yīng)惡劣工作環(huán)境。

七、傳動(dòng)軸

（一）傳動(dòng)軸的作用： 主要用于連接非同心軸線或在工作中有相 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。

（三）萬向節(jié)：萬向節(jié)有彈性和剛性兩種。剛性萬向節(jié)可以 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）

八、輪胎與輪輞

（一）輪胎 

1、輪胎的組成：外胎、內(nèi)胎、內(nèi)臺(tái)墊（襯帶）。

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?/span>

2）適當(dāng)?shù)妮喬ヘ?fù)荷：超載140％，壽命縮短 50％

3）良好的車況：避免漏油腐蝕輪胎、車輪安裝不對(duì)中4、良好 的路面： 讓開坡度、 排水區(qū)域 5、適當(dāng)?shù)某錃鈮毫?（對(duì)于地下裝載機(jī)， 一般充氣壓力 0.34 ～0.55MPa，而且前輪壓力高于后輪。壓力過高： 中部磨損過大、橡膠過渡拉伸破裂、接地面積少牽引力大大減少、打滑、空轉(zhuǎn)、緩沖性減少、擺動(dòng)增加、車輛控制難、花紋易損。壓力過低：受力集中、變形大、徑向裂紋、簾線疲勞斷裂、增加側(cè)胎斷裂、較高內(nèi)熱產(chǎn)生熱裂、接地面積過大磨損不均。

6、防止輪胎過熱。

（二）輪輞

 1、輪輞的組成：輪輞體、擋圈、鎖環(huán)

 2、輪輞的合理使用：

（1）使用標(biāo)準(zhǔn)輪胎輪輞；

（2）不可超負(fù)荷運(yùn)行；

（3）充氣時(shí)不允許敲擊鎖圈或其它部件；

（4）定期檢查輪輞有無裂紋、裂；有斷裂、裂紋或損壞的部件， 在任何情況下都不得修理 、焊接或焊后重新使用 ；