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悬臂式掘进机是集截割、装运、行走、操作等功能于一体,主要用于截割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道。国内的掘进机设计虽然说离国际的技术还有段距离,但是国内的技术水平已能基本满足国内的需求。大中型号的掘进机不断被创新。

国产重型掘进机与国外设备的差距除总体性能参数偏低外,在基础研究方面也比较薄弱,适合我国煤矿地质条件的截割、装运及行走部载荷谱没有建立,没有完整的设计理论依据,计算机动态仿真等方面还处于空白;在元部件可靠性、控制技术、在截割方式、除尘系统等核心技术方面有较大差距。

挖掘机(excavator),又称挖土机,是一种用铲斗挖掘或低于承机面的物料,并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机由动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构等结构组成,多用于土壤、煤、泥沙等物料的挖掘。其重要的三个参数为操作重量、发动机功率和铲斗斗容。

工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要,挖掘机可以配装多种工作装置,如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。

正铲挖掘机的铲土动作形式。其特点是“前进向上,强制切土”。正铲挖掘力大,能开挖停机面以上的土,宜用于开挖高度大于2m的干燥基坑,但须设置上下坡道。正铲的挖斗比同当量的反铲的挖掘机的斗要大一些,可开挖含水量不大于27%的一至三类土,且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业,还可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正铲挖土机的开挖方式根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同,挖土和卸土的方式有以下两种:正向挖土,侧向卸土;正向挖土,反向卸土。

抓铲挖土机也叫抓斗挖土机。其挖土特点是:“直上直下,自重切土”。宜用于开挖停机面以下的Ⅰ、Ⅱ类土,在软土地区常用于开挖基坑、沉井等。尤其适用于挖深而窄的基坑,疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等,或用于装载碎石、矿渣等松散料等。开挖方式有沟侧开挖和定位开挖两种。如将抓斗做成栅条状,还可用于储木场装载矿石块、木片、木材等。

中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。因为变量系统在油泵工作过程中,压力减小时用增大流量来补偿,使液压泵功率保持恒定,亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充分利用油泵的大功率。当外阻力增大时则减少流量(降低速度),使挖掘力成倍增加;采用三回路液压系统。产生三个互不影响的立工作运动。实现与回转机构的功率匹配。将第三泵在其他工作运动上接通,成为开式回路第二个立的快速运动。此外,液压技术在挖掘机上普遍使用,为电子技术、自动控制技术在挖掘机的应用与推广创造了条件。

负荷传感控制从20世纪70年代开始兴起,各工程机械液压件生产厂商纷纷推出了一系列有关产品。这种系统具有良好的节能性和操纵性,即使不熟练的司机也能很快适应。比例流量分配阀的出现进一步推动了负荷传感技术在挖掘机上的应用,使挖掘机操纵性进一步提高,解决了西方国家由于熟练司机的缺乏而带来的问题。因此,负荷传感控制挖掘机在发达国家的需求将会进一步上升。

计算机能够自动监测液压系统和柴油机的运行参数,如压力、柴油机转速等,并能根据这些参数自动控制整个挖掘机动力系统运行在节能状态。其次,能够完成一些半自动操作,如平地、斜坡的修整等,对司机的熟练程度要求降低,但工作质量却能够得到大幅度提高。第三,能够根据监测到的运行参数进行故障诊断,便于挖掘机的维护。这些功能的出现,使挖掘机性能得以大幅度提高。

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