國內巖巷施工仍以鉆爆法為主,重型懸臂式掘進機用于大斷面巖巷的掘進在我國處于試驗階段,但國內煤炭生產逐步朝向高產、、安全方向發(fā)展,煤礦技術設備正在向重型化、大型化、強力化、大功率和機電一體化發(fā)展,先后引進了德國WAV300、奧地利AHM105、英國MK3型重型懸臂式掘進機。全巖巷重型懸臂式掘進機代表了巖巷掘進技術今后的發(fā)展方向。
挖掘機(excavator),又稱挖土機,是一種用鏟斗挖掘或低于承機面的物料,并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。挖掘機由動力裝置、工作裝置、回轉機構、操縱機構、傳動機構、行走機構等結構組成,多用于土壤、煤、泥沙等物料的挖掘。其重要的三個參數為操作重量、發(fā)動機功率和鏟斗斗容。
拉鏟挖土機也叫索鏟挖土機。其挖土特點是:“向后向下,自重切土”。宜用于開挖停機面以下的Ⅰ、Ⅱ類土。工作時,利用慣性力將鏟斗甩出去,挖得比較遠,挖土半徑和挖土深度較大,但不如反鏟靈活準確。尤其適用于開挖大而深的基坑或水下挖土。
回轉速度是指挖掘機空載時,穩(wěn)定回轉所能達到的平均大速度。
這意味著定義的回轉速度,既不是指起動時的,也不是指制動時的回轉速度;也就是說,不是加速或減速的回轉速度。對于一般的挖掘工作來說,這種挖掘機在0°到180°的范圍內工作時,回轉馬達有加速或減速,當轉到270°到360°范圍內時,回轉速度達到穩(wěn)定。
因此,在實際的挖掘工作中,上面定義的回轉速度是不切實際的。也就是說,需要的實際回轉性能是可用回轉扭矩表示的加速/減速。
20世紀70年代,為了節(jié)省能源消耗和減少對環(huán)境污染,使挖掘機的操作輕便和安全作業(yè),降低挖掘機噪音,改善駕駛員工作條件,逐步在挖掘上應用電子和自動控制技術。隨著對挖掘機的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高,促使了機電液一體化在挖掘機上的應用,并使其各種性能有了質的飛躍。20世紀80年代,以微電子技術為核心的高新技術,特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機上的應用,推動了電子控制技術在挖掘機上應用和推廣,并已成為挖掘機現(xiàn)代化的重要標志,亦即目前的挖掘上設有發(fā)動機自動怠速及油門控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)的機械調速柴油機上,噴油泵的循環(huán)供油量、噴油提前角等都受到轉速影響,使柴油機性能難以進一步提高。在柴油機上應用電噴控制后,可以使泵的循環(huán)供油量和噴油提前角不再受轉速的影響,從而使挖掘機能夠一直工作在佳狀態(tài),而且加快了響應速度。開發(fā)柴油機電噴控制器是提高挖掘機節(jié)能性的一個重要環(huán)節(jié)。
電液比例控制在80年代初就開始應用于工程機械,到目前已經在液壓挖掘機上得到了大量應用。電液比例技術用于工程機械,可以省去復雜、龐大的液壓信號傳遞管路,用電信號傳遞液壓參數,不但能加快系統(tǒng)響應,而且使整個挖掘機動力系統(tǒng)控制更方便、靈活。進入90年代后,隨著計算機技術的發(fā)展,電液比例控制更進一步”智能化”,電液比例泵和比例閥的應用日益增多,從而出現(xiàn)了”智能化液壓挖掘機”。
計算機能夠自動監(jiān)測液壓系統(tǒng)和柴油機的運行參數,如壓力、柴油機轉速等,并能根據這些參數自動控制整個挖掘機動力系統(tǒng)運行在節(jié)能狀態(tài)。其次,能夠完成一些半自動操作,如平地、斜坡的修整等,對司機的熟練程度要求降低,但工作質量卻能夠得到大幅度提高。第三,能夠根據監(jiān)測到的運行參數進行故障診斷,便于挖掘機的維護。這些功能的出現(xiàn),使挖掘機性能得以大幅度提高。
為使挖掘機更好地適應各種工況下的負載要求,動力系統(tǒng)內部一些控制元件的設定參數將不再是固定值,而是能隨著挖掘機具體工作狀況而改變。例如,在日立建機生產的EX系列挖掘機上,負荷傳感閥上的壓力補償器設定壓差就能隨工作狀況而改變,增強了挖掘機工作時的適應性。可以預測,在將來的挖掘機動力系統(tǒng)中,將會有更多的控制參數可以調節(jié),從而使挖掘機工作效率更高、操縱更容易。
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