在ST-1010地下装载机及其它一些地下装载机中

点击次数:   更新时间:2021-01-24 16:26     作者:十博

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  “十五”期间,我国重型矿山机械行业企业组织结构调整工作将不断深入,其重点之一是要建立以采矿、破磨、皮带运输等大型成套设备为主志的企业集团队伍。一是要建立以大型露天采矿设备、煤和矿石选洗设备、大型破磨设备等产品为主导的企业集团。二是要建立以大型井下开采设备、隧道开掘设备等产品为主导的企业集团。同时,国家明确表示,要把大型露天矿成套设备和矿井提升及进中下采掘成套设备、大倾角综采及薄煤层综采设备、煤矿用井特殊机器人以及铲运机系列化产品的设计研究作为我国“十五”技术投资项目中,优先发展的产品。矿用地下装载机是为井下矿藏的采掘、提升和运输服务的专用设备。随着露天采矿逐渐发展到深层采矿,我国矿用地下装载机的生产与应用也在不断发展,近几年国外的地下装载机技术发展很快,产品不断更新。这种情况应引起我们的重视,认真研究、消化,以促进我国地下装载机跟上世界发展的大潮。

  世界进入21世纪,国外矿用地下装载机制造厂,呈现出与十年前完全不同的情景。他们为了适应市场的变化和用户的需求,不断调整自己的产品结构,形成了新的产品系列。为了激烈的市场竞争,不断采用新技术、推出新产品,从而加速了矿用井下装载机的发展与生产能力的提高。

  1.适用性愈来愈广。地下装载机制造厂家为了满足不同地方、不同用户的不同要求,以扩大市场,先后推出了各种选择件。例如:各矿山的地质条件不同,矿石容重不同,因此同一种机型配备了了除标准斗容之外若干种其它斗容的铲斗,最多一种机型匹配8-10种斗容的铲斗。根据各种矿卸料方式不一样,又推出推卸式铲斗、前卸式铲斗、侧卸式铲斗和高举升铲斗。

  随着露天矿逐渐转向地下,而且发展到深层采矿,由于地球深部温度较高(在50℃左右),因此又开发了能在高温下工作地地下装载机。该装载机同样适用在地表高温气候下工作,如南非。

  由于工作条件不同,可以选择顶棚驾驶室或全封闭空调驾驶室。由于采矿区危险性不同,可以选择遥控装载机或非遥探装机。根据各矿具体情况可选择自动控制、半自动控制与人工控制……

  2.风冷柴油机逐步被水冷柴油机替代。几年前世界各国地下装载机配备的几乎都是德国Deutz柴油机一统天下。但近几年在新开发的地下装载机中Detroit电子控制40、50、60系列柴油机却占了大半江山。激烈的竞争,使Deutz公司又迅速推出了新的1013、1015型水冷柴油机。从而使地下装载机的动源发生了根本的变化。

  Deutz现在提供的水冷发动机1013与1015系列用于地下采矿,功率99-400kw,额定转速1800-2300r/min,所有这些发动机都提供涡轮增压器。气缸功率较小的是直线排列,功率较大的是V形排列。额定功率是根据USMSHA的要求确定的,电子控制。

  Cat公司走的一直是另一条道路,专门生产适用于地下采矿的水冷柴油机,功率65-354kw,转速1800-2200r/min。该发动机有机械、电子控制(ECM)和发动机监视系统(EMS),性能好,排放低,也是较理想的地下装载机的动力源。

  由于柴油机燃油少,产生的热量与排放低,因而可以在高温环境下工作(有时湿度可达60℃)。既可在地球更深处也可在特别炎热的地区作业。由于排放低,既有利于工作人员健康,又使矿山通风要求降低了,从而降低了采矿成本。

  尽管国内地下装载机制造厂家还没有采用新型的柴油机,但引起了国内同行们注意。我想,不久这种新型柴油机就会装在国产地下装载机上。

  3.人机工程在地下装载机的应用。由于地下工作条件与环境十分恶劣,因此人们特别重视地下装载机的人机工程学的设计。研究与解决人-机械-环境协调统一,形成有机联系,使机器或设备适合人的生理与心理要求以及其他因素,从而达到工作环境舒适安全、操作准确、省力、简便、减轻操作疲劳强度和提高工作效率,具体表现在如何扩大驾驶员的操作空间与视野。

  对小型的地下装载机,老型号的驾驶室的操作空间受到复杂管路和体积宠大的阀块的限制,司机在伸腿的部位经常与它发生碰撞。新型号的地下装载机利用较新的细长管路和体积很小的液压元件,从而为司机提供了较大的空间。

  对大型地下装载机来说,采用全封闭、隔音、防振、防倾翻、防落石和带空调的驾驶室,使用更安全、更高效;同时加大司机室的内部空间,采用弧形窗户,扩大司机的视野;设计内部最小反光,防止司机目眩。

  另一个具体表现是简化操作,提高自动化的程度,减轻司机的疲劳。例如,在ST-1010地下装载机及其它一些地下装载机中,采用了自动换挡而取消了变速杆,司机在作业时,只需左手操作转向杆,右手操作单杆控制举升手柄,不必考虑换挡,可集中精力铲装。Cat公司在地下装载机系统中也取消变速杆,采用了速度与方向控制按钮,只要手指揿下就改变地下装载机的运行方向与速度。另采用ST1C转向器,只要左右运动一下控制器,就可以控制地下装载机的左右转向。而且变速器电子换挡装在ST1C转向器壳体内,只需很小的动力就可以操作,从而大大减轻司机的疲劳强度。

  在危险地区或环境恶劣的地方,由广泛采用离开危险区无线电遥控和电视遥控发展到今天的计算机控制,在中心控制室通过计算机直接控制一台或几台地下装载机作业。

  在柴油机控制中广泛采用电子控制系统,它是迄今研制柴油机控制系统中最尖端、最创新的先进技术。其主要零部件是电子控制组件(ECM)和电子泵喷嘴(EUI)。ECM接收驾驶员和装在发动机上用以监视发动机临界工作参数的传感器所发生的电子信号,然后利用信息来控制喷油量和喷油定时。电子控制是当前柴油机发展方向之一。

  自动换挡装置也是当前地下装载机发展的方向之一。例如:Clark公司的AP-100自动换挡机构,EGS电子变速选择器,Cat公司的变速箱电子换挡。

  为了作业安全及设备与机器零部件的安全,减轻司机的劳动强度,各地下装载机制造厂广泛采用电子监控系统。例如:Tamrock公司的CECAM监视系统,Cat公司的CMS监视系统,Wagner公司的车辆电子监控系统,G.H.H公司的状态监测系统……

  由于地下装载机在极度恶劣环境下操作,轴承的摩擦磨损十分严重。再加上其它条件的限制,往往又不能及时润滑,从而使设备损坏、机器停工,因此近几年各地下装载机厂家广泛采用自动润滑系统。该系统能定时定量自动润滑,润滑工作是在机器运行中进行,确保轴承内易于注入润滑脂,每一个轴承润滑点均能得到恰当定量的润滑脂,在轴承夹缝处溢出的润滑脂形成一道屏障,有效防止污染物或潮湿物进入轴承内。一套集中润滑系统包括下列零件:一台连油箱的润滑泵,润滑脂分配器及润滑管路,电子控制元件,它能预设数据定时启动润滑泵供应润滑脂到润滑点上。

  5.容易维修。除了采用自动集中润滑外,在一些地下装载机斗臂各油缸、上下铰接体和销轴上广泛来采用新型密封储油结构,加强了密封性。并在销轴内部设置一较大储油腔,这种设计减少了润滑脂的需要,不必每班注射油脂,正常情况下,几百小时到2000小时保养一次,新的销轴结构设计使更换油缸、铲斗容易,从而减少维修时间。为了便于维护,有的地下装载机把大部分液压元件布置在机器的中部。由于最新的控制技术使得液压管数数量更少,管路布置更简单,阀块更紧凑,可靠性更高,从而增加维修接近性,减少了维修时间。


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