第四章_铲运机

柴油驱动的铲运机具有机动、灵活、高效等优点，从而 得到了广泛的应用。但它有一个不可忽视的弱点—污染。柴 油机排气中的有害成分，虽然可以通过净化装置和加强通风 稀释进行处理，但目前对柴油排气中的氮氧化物（NOx）尚 无有效的净化方法，其危害性依然存在，如果采用加大通风 量来进行稀释的办法解决，势必会大大增加井下矿山的通风 费用。因为柴油铲运机存在着目前还难以解决的排气污染问 题，所以才促使电动铲运机的研究和发展。 电动铲运机不存在燃油废气污染的问题，井下通风量少， 能源费用低；电动铲运机的结构比柴油机结构简单，可靠性 高、维修量小、可运转时间长、设备利用率高；电动铲运机 的电力—液压系统能平滑地无级调速，加上其装运能力大、 装运循环快，因此经济性能好。电动铲运机的噪音也远比柴 油铲运机低，而且柴油机释放的热容量数值为等效电动机的 18倍，因此电动铲运机的工作环境温度也较低，改善了操作 者的作业条件。
第二节 铲运机设备的主要机型
上青矿铲运机设备主要具有如下几种机型： WJD—1 制造单位：江西南通机械厂 烟台兴业公司 WJD—2 制造单位：江西南通机械厂 WJ—2 制造单位：江西南通机械厂 其中：WJ—2是属于内燃机式的铲运机（即油铲），动 力机是发动机，其余均为电动铲运机，动力机是电动机， 实际上不管是内燃的还是电动的，是2m3的，还是1m3的， 他们的工作原理，结构原理基本上都一样，同时他们的 工作机构、转向机构、行走机构、控制系统均为液压系 统，以油液作为传递能量的介质。
铲装方法：
铲运机开采矿石的整个工序，是借助于插入力和铲斗及大臂提 升机构来完成的。铲斗类型（正常斗容，增大斗容，减少斗容 等）和最合理的铲掘工作方法，主要是根据被采矿石的容重来 选择，此外，与司机操作熟练程度和铲运机的结构等均有关。 配合式铲掘法： 配合式铲掘法：铲运机前进，把铲斗插入料堆或工作面不大的 深度，插入深度根据料堆或台阶高的不同，而在斗底长的0.2---0.5单位范围内选取，此后，在铲运机继续前进的同时，还进行 铲斗的翻转及大臂的提升运动，或仅进行大臂的提升，或仅进 行铲斗的翻转，这时，铲运机的行驶速度（一档）应与斗刃提 升速度很好的配合，以便使斗刃的提升轨迹大约与料堆的坡面 线平行。 插入运动与大臂提升运动相配合的铲掘方法： 插入运动与大臂提升运动相配合的铲掘方法：在铲运机向料堆 工作面推进同时，随着铲斗插入 料堆或工作面（大约是底长的 1/3），用大臂提升机构把铲斗提升。在斗刃离开料堆或工作面 后铲斗进行翻转，然后驶离装载点。

3、液压传动：发动机（电动机）--液压泵—四轮液压马达终传动； (三)、制动系统： 1、行车制动：采用全封闭液压制动、弹簧释放的湿式多盘制动器；小型 设备为毂式刹车； 2、停车制动：停车制动作用在前桥上，制动形式为弹簧制动，液压释放 3、紧急制动：电-液阀； （四）、液压系统： 组成：泵（齿轮、柱塞、叶片）—液压阀（滑阀）—液压油缸 （液压马达）--辅助装置（管路、滤芯、冷却器、油箱等）； 故障：清洁/温度； 参数：压力/额定压力/流量； 1、工作系统：泵（双联）--双联滑阀—大臂油缸和翻斗油缸； 2、转向系统：泵（双联）--滑阀（转阀）--转向油缸；铰接式转向； 3、制动系统：泵（双联）--控制阀—制动器； 4、电缆卷筒系统：泵—控制阀—液压马达；
（五）、电气系统： 直流单线制，电压12V/24V；
1、电源电路: 电瓶/电源开关/发电机； 2、启动电路：启动马达/钥匙开关； 3、仪表电路：压力表/温度表/电压表/计时表/转速表/报警装置等； 4、灯光电路：前、后灯光照明； 5、动力电路：电动机/电缆卷筒/电缆等； 6、发动机/变速箱控制电路；
未来发展趋势
• 机型以中小斗容为主, 逐渐向宽度小、微型化发 展, 同时兼顾大斗容机型,大型铲运机由于其载重 量大, 功效高, 其生产成本远比较小型设备经济
• 向自动化方向发展：铲运机发展过程中一个重要 特点就是自动化程度越来越高。 • 产品系列化、组合化、专业化 • 设备不断完善, 运用人机工程使产品向高效、可靠 、安全、耐久、舒适、便操纵和维修方向发展
铲运机液压原理
• 铲运机充压系统的性能及原理 • 1 铲运机充压系统性能介绍
• 铲运机的充压系统由1只25MPa、139 L／min的充压转向变 量柱塞泵提供压力油，经过高压油滤清后，压力油直接进 入充凡{阀，此时高压油分为两路，一路经3．5 MPa减压 阀进入先导油路，在3．5 MPa先导蓄能器稳压下，先导压 力设定为3．5 MPa。另一路压力油通过D4节流孔，经20 MPa减压阀给制动系统充压，确保3只蓄能器的压力充足 ；随着制动系统的充压完成，充压阎内溢流阀打开，高压 油溢流回油箱。此时阀内的梭阀右侧压力接近0，梭阀左 侧工作变量泵打出的高压油通过LSV孔，经过LSP流向充压 转向变量柱塞泵的斜盘控制缸，这样通过梭阎两端的压力 变化控制充压转向变量柱塞泵的出口油压和排量。另外充 压阀内还设有3个节流阀，分别起降压和加速作用。

一、用途铲运机主要用于大规模土方工程中，如铁路、农田水利、机场、港口等工程，在公路工程施工中是大规模路基施工时，一种理想的生产效率高、经济效益好的土方施工运输机械，可以依次连续完成铲土、装土、运土、铺卸和整平等五个工序。

铲运机的经济作业距离一般在100-2500m，最大运距可以达到几公里。

自行式铲运机的工作速度可以达到40km/h以上，充分显示铲运机在中长距离作业中具有很高的生产效率和良好的经济效益的优越性。

铲运机可以用来直接完成Ⅱ级以下软土体的铲挖，对Ⅲ级以上较硬的土应对其进行预先疏松后的铲挖。

铲运机还可以对土进行铺卸平整作业，将土逐层填铺到填方的地点，并对土进行一定的平整与压实。

在国外，大型铲运机的应用是非常普遍的，特别是在经济发达国家，由于其综合经济效益好而受到普遍的青睐。

目前美国生产的铲运机斗容量已达38m3以上，功率超过400KW。

美国知名的雷诺兹（REYNOLDS）公司是目前世界上规模最大的拖式铲运机专业生产厂，其斗容量从3.8 m3到13.7m3，40多个型号，而且由于应用了新技术、新结构，如将铲刀刃连接在曲柄机构上和利用激光制导，使铲刀刃控制在水平面内，提高了铲运机的寿命、工效，降低能耗和改善作业的质量。

拖式铲运机以其特有的功效已逐步替代了自行式铲运机。

美国REYNOLDS公司还根据用户的要求，提供专用的铲运机，如“LS”和“GL”系列的精整铲运机，“E”系列的强排式铲运机，“L SE”系列的激光铲运机，“CFB”系列的固定铲刀铲运机，及“CARRY-ALL”系列的多功能铲运机。

多种系列拖式铲运机设有后挂钩及液压输出端口，可用于牵挂第二台铲运机同时作业。

二、分类、特点及适用范围铲运机主要根据斗容量大小、卸载方式、装载方式、行走机构、动力传递及操纵方式的不同进行分类：按斗容量大小：小型为<5m3，中型为>5-15m3，大型为>15-30 m3，特大型为>30 m3；按卸载方式分：自由式、半强制式和强制式等三种；按装载方式分：普通式、升运式等；按行走机构分：轮胎式、履带式等；按动力传递分：机械、液力机械、电力、液压等；按操纵方式分：机械、液压两种。

地下铲运机第一章：国内外地下铲运机的现状和发展趋势“地下铲运机”一词系参考英文“LHD unit"(Load-haul-dump unit)，即装—运—卸设备演绎而来。

地下铲运机是以柴油机或以拖曳电缆供电的电动机为原动机、液压或液力-机械传动、铰接式车架、轮胎行走、前端前卸式铲斗的装载、运输和卸载设备。

主要用于地下矿山和隧道工程。

地下铲运机机身低矮、驾驶室横向布置、采用光面或半光面地下矿用耐切割工程轮胎且装有柴油机尾气净化装置。

按动力源来分，可分为以柴油机为动力的内燃铲运机和以电动机为动力的电动铲运机。

按斗容来分，大致可分为：小型铲运机：斗容1.5m3及以下的铲运机；中型铲运机：斗容2～4m3的铲运机；大型铲运机：斗容4m3以上的铲运机。

此外，原中国有色金属工业总公司所属的衡阳有色冶金机械总厂和金川有色金属公司第二机械厂生产的地下铲运机型号采用了“CY”系列或“JCY”系列命名方法。

为简便起见，以下所使用的“铲运机”一词，均指“地下铲运机”。

一、20世纪60 --70年代：地下铲运机发展和推广的年代进入20世纪70年代，国外地下铲运机技术已渐趋成熟，形成了系列化产品。

当时的铲运机几乎都是柴油机驱动的内燃铲运机，为此，需采用低污染柴油机并在机上设置柴油机尾气净化装置，采用贵金属催化净化器（和/或）水洗涤箱，还需增设通风设施，加大地下通风量来稀释柴油机尾气，并将其排出坑外，以便为矿山提供合乎卫生标准的作业条件，从而使矿山通风费用几乎成倍增加。

如果用电动铲运机取代所用的全部内燃铲运机，则所需通风量可减少一半以上。

广泛的试验和实践表明，电动铲运机具有低污染；低热量（热量不到同级内燃铲运机的30%），低噪声；维修量很小；功率损失小等优点。

缺点是：拖曳电缆限制了机器的机动性能和活动范围，也限制了运行速度，在运距较长，或矿点分散，或者在各采场或各分层频繁进行调动的地方使用，其技术性能和经济效果还不如内燃铲运机。