大型矿用挖掘机——电铲概述.pdf

一重技术 大型矿用挖掘机电铲概述 齐凯 ，韩维国 z ( 1 一重集团大连设计研究院工程师，辽宁 大连1 1 6 6 0 0 ；2 一重集团大连设计研究院高级工程师， 辽宁 大连 1 1 6 6 0 0 ) 摘要：介绍矿用挖掘机的基本概况。 关键词：电铲；结构组成 ；结构特点；技术特性；工作方式 中图分类号：T D 4 2 2 2 1 文献标识码：B 文章编号：1 6 7 3 3 3 5 5( 2 0 0 8 )0 1 - 0 0 0 3 - 0 2 He a v y -Dut y M i ni ng M a c hi n e -El e c t r i c al Ex c a v a t o r De s c rip t i o n Q i K a i ，H a n We i g u o Ab s t r a c t ：T h e g e n e r a l d e s c ri p t i o n a b o u t t h e e l e c t r i c al e x c a v a t o r f o r mi n i n g a p p l i c a t i o n i s p r e s e n t e d i n t h e a r t i cl e Ke y wo r d s ： e l e c t ri c a l e x c a v a t o r ； c o n s t r u c t i o n；s t r u c t u r a l f e a t u r e ； t e c h n i c al c h a r a c t e ri s t i c s ；o p e r a ti o n 4 1 0 0 X P B矿用挖掘机( 以下简称 电铲) 是 千万 吨级露天矿山主要采掘设备之一，具有生产率 高 、作业率高 、操作成本低等特点 ，是 目前采矿 业公认的先进机型。 1 结构组成 4 1 0 0 XP B电铲的结构主要 由下车系统( 行走 装置) 、上车系统( 回转装置) 、工作装置 、润滑 系统 、供气系统等组成( 见图 1 ) 。下车系统是 由 履带板 、履带框架 、支重轮 、前导轮 、后导轮 、 驱动轮、车体 、回转齿圈、回转滚圈 、行走传动 机构等组成。下车系统承载着整机 的工作重量 ， 并用来完成电铲的行走。上车系统是将物料 由挖 掘面运送至运输装置 的重要装 置 ，是 由回转框 架 、平台、配重箱、机舱 、A形架 、提升回转传 动机构、电气控制柜等组成 。工作装置是电铲工 作的主要部件 ，它 由动臂 、斗杆 、铲斗、传动机 构组成。动臂为焊接结构，具有大的断面模数和 良好的抗扭刚度 ，有足够大的质量 ，以免铲斗插 收稿 日期 ：2 0 0 8 0 3 1 4 ；修 回日期 ：2 0 0 8 0 3 - 2 0 入土壤挖掘后动臂抬起。铲斗是 电铲 的主要工作 部件，它直接承受被挖掘矿石的作用力，因而磨 损较大 ，斗杆也是 电铲挖掘过程中的主要部件之 一 ，它的作用是连接和支持铲斗 ，并将推压作用 传递给铲斗 ，铲斗在推压和提升力 的共同作用下 完成挖掘土壤的动作。 2 技术特性 电铲 的技术特性见表 1 。4 1 0 0 X P B型为现在 我公司与 P & H公 司为平朔安太堡露天煤矿合作 制造的电铲。 3 结构特点和工作方式 4 1 0 0 XP B电铲有独立行走机构 ，增加了机器 的机动性 ，电铲的车体整件有可靠的大截面结 构 ，在工厂精确加工 ，现场与履带架 、行走 电机 座及 中心轴柱进行装配 ；履带框架与车体采用简 单的螺柱和硬化定位销系统 、低维护的抗剪止 口 维普资讯 2 o 0 8年第 1 期( 总 1 2 1期 ) 机舱 配重 l 一下车系统( 行走装置) ；2 一上车系统( 回转装置) ；3 一丁作装置 。 图1 4 1 O O X P B电铲 的结构组成 设计使装配更加方便 ，可更换的上部铸造导轨 、 大型高锰钢铸造前导轮、整体转动淬硬 的支重轮 保证了其长期寿命要求 ；履带板采用箱型铸造结 构 ，适应各种行走路面 ；回转使用多电机驱动 ， 缩短了起 、制动时间。4 1 0 0 X P B电铲具有三套 回 转机构 ，扭矩增加 3 1 ，负载减少 1 2 ，与其它 4 1 0 0系列 电铲具有互换性 ，减少了备件库存量 ， 模块化设计的组件减少了维修时间；优化的平台 布置使 电铲有极好 的维护空间、大型的机房 ，超 宽结构减少 了尾部 回转半径 ；锻造的中心轴柱 ， 可在上部平台调整 ，有可靠的过盈 ，底端的螺帽 使安装更加方便 ；提升装置采用双 电机驱动 ，改 善 了受力条件 ；推压采用高锰钢宽型齿条 ，挖掘 切削力大，稳定性好 ，适用各种采矿条件 ，采用 特种背连三角皮带减震和缓 冲，有 P L C控制的 自 动张紧装置 ，使其具有最佳的张紧，从而增加 了 皮带 、轴承和传动轴的寿命 ；斗杆运用有限元进 行可靠性设计 ；铲斗采用 了可调式小拉杆 、液压 缓冲器装置，铲斗优化的几何尺寸增加了电铲的 装满系数。 电铲 的主要结 构件 均采用 5 0奴 级 和 7 0奴 级耐低温低合金 高强度钢材 ，使结构轻巧合理。 各传动齿轮为焊接结构 ，并采用硬齿面磨齿后修 形 ，提高了传动平稳性和使用寿命 。齿轮和轴采 用渐开线花键连接 ，提高了连接强度。斗唇选用 高耐磨含铬高锰钢铸造 ，提高了使用寿命。 各电机为电铲专用型，用可控硅变流装置供 表 1 参数名称 设备名称 1 铲斗容量( m 2行走速度( k r n h 1 3最大爬坡能力( 度) 4整机重量( k N ) 5对地平均比压( N r 6 动臂长度( m ) 7斗杆有效长度( m 1 8 最大挖掘高度( m 1 9最大挖掘半径( m 1 l 0 挖掘循 环周期( s 1 1 1 理论生产率( t h ) l 2 主变压 器容量( k Wh 1 l 3 主 电机功率( 1( w) l 4 供电方式 电 ；有先进 的电控 系统 和多级 R P C功率补偿装 置 ，可保证最佳的功率 因数。行走 电机与推压电 机实现了互换 ，电机对 中螺栓采用一体化设计。 电铲有完善的 自动润滑系统 、自动灭火系统和独 立的气动系统 ，另外还有很好的通风 、采暖、防 尘 、净化 、除霜等装置 ，提供 了良好 的操作条 件 ，可保证 电铲最佳的工作性能和最低的挖掘成 本。 电铲在一个挖 掘周期 中 ，先是 钢绳提升 铲 斗 ，同时推压轴把斗杆推 向工作面，铲斗的提升 和推压同时动作 ，在运动 中铲斗装满矿石 ，然后 离开工作面 ，回转到卸载处 ，卸载以后再次回转 到工作面开始下一轮的挖掘工作。由此可以把挖 掘过程分成三个阶段五个动作 ，三个阶段是 ：挖 掘装载、满载 回转 、空载 回转 ，五个动作为 ：移 近、铲入 、提起 、转身、倒出。 4 结 语 一 重集团公司同美国哈尼斯菲格公司( 简称 P & H公司) 为平朔煤炭公司安太堡煤矿合作制造 了 7台 4 1 0 0 X P B型( 斗 容 5 5 8 m 3 ) 电