斗輪式挖掘機(jī)國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

斗輪式挖掘機(jī)國外發(fā)展?fàn)顩r

早在19實(shí)際初葉，西歐就開始在褐煤露天礦中試用過連續(xù)挖掘設(shè)備，最初的形式是鏈斗挖掘機(jī)，后來陸續(xù)出現(xiàn)了單斗挖掘機(jī)和環(huán)輪挖掘機(jī)，而輪斗挖掘機(jī)是在結(jié)合各種挖掘機(jī)的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上初步發(fā)展起來的 。

有關(guān)資料表明，輪斗挖掘機(jī)的研究于1913年在德國開始的 ，第一臺(tái)1916年軌道式輪斗挖掘機(jī)正式在貝爾格維茨褐煤露天礦投入使用，進(jìn)行剝離覆蓋層的作業(yè)，該設(shè)備裝有一個(gè)可回轉(zhuǎn)的平臺(tái)，把鏈斗挖掘機(jī)連續(xù)挖掘工作原理與機(jī)械單斗挖掘機(jī)靈活性結(jié)合一起。1919年前后，德國制造了第一臺(tái)履帶式輪斗挖掘機(jī)，并在其中部裝有柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，該機(jī)只能挖取堆放的物料。1925年制造了第一臺(tái)露天礦用輪斗挖掘機(jī)，該機(jī)用于采掘砂或煤層中間的夾層，卸料臂可在一定范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，卸料臂的回轉(zhuǎn)中心和輪斗的回轉(zhuǎn)中心不重合，鏟斗容量為0.075m3。1931年ATG公司生產(chǎn)了鏟斗容量分別為0.06、0.09和0.15m3的輪斗挖掘機(jī)。1937年在柏林電氣公司所屬的高勒帕礦，一臺(tái)具有六條履帶的斗輪挖掘機(jī)投入使用，該機(jī)是后來發(fā)展的巨型斗輪挖掘機(jī)中最早的一臺(tái)。20世紀(jì)40年代末，由于輪斗挖掘機(jī)能夠大量的連續(xù)挖掘，因此發(fā)展相應(yīng)高效率的輸送設(shè)備。改進(jìn)了常用的列車運(yùn)輸方式。

20世紀(jì)50年代，輪斗挖掘機(jī)在各國又有了新的發(fā)展。中、小型輪斗挖掘機(jī)獲得了較快的發(fā)展。1956年德國首先研制成功日生產(chǎn)能力為10X104m3的大型輪斗挖掘機(jī)；1975年，原聯(lián)邦德國研制了20X104m3/日的輪斗挖掘機(jī)；1977年又開發(fā)了24X104m3/日的巨型輪斗挖掘機(jī)，該機(jī)約為1300噸，這是當(dāng)時(shí)80年代初世界上最大型號(hào)的輪斗挖掘機(jī)。共有5臺(tái)在德國的哈姆巴赫褐煤露天礦使用，該機(jī)生產(chǎn)能力、外形尺寸和服務(wù)質(zhì)量都是世界最大的。德國正在研制日產(chǎn)30X104m3/日~50X104m3/日的輪斗挖掘機(jī)。

近些年來，在一些國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家，比如：德國、美國、俄羅斯、捷克、奧地利等，輪斗挖掘機(jī)發(fā)展迅速并得到普遍采用，這些國家所制造的輪斗挖掘機(jī)不僅有專用型，而且還有系列化的產(chǎn)品，其各種輪斗挖掘機(jī)產(chǎn)品在全世界近40個(gè)國家的露天煤礦中得到了廣泛的應(yīng)用。

斗輪式挖掘機(jī)國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r

我國的輪斗挖掘機(jī)設(shè)計(jì)和制造業(yè)起步比較晚。，基本上還處在對(duì)國外的早期技術(shù)的消化吸收階段，1960年和1972年曾從國外引進(jìn)過幾臺(tái)輪斗挖掘機(jī)。在1976年，自行研制了WUD400/700型輪斗挖掘機(jī)，在云南省小龍?zhí)睹旱V小龍?zhí)堵短斐晒?yīng)用，為我國其他礦山使用連續(xù)開采工藝系統(tǒng)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn) 。在1975年曾經(jīng)設(shè)計(jì)過型號(hào)為WLD1300/(5-7)30的輪斗挖掘機(jī)。而我國使用輪斗挖掘機(jī)較早、經(jīng)驗(yàn)比較成熟的云南省小龍?zhí)堵短烀旱V，于1986年采用了我國自行研制的第一臺(tái)WD520/(0.9)15中型輪斗挖掘機(jī)，機(jī)器的結(jié)構(gòu)形式采用國外流行的履帶行走式，但該機(jī)生產(chǎn)能力比較低，僅為525m3/h。我國的內(nèi)蒙古元寶山煤礦也成功地采用了輪斗挖掘機(jī)，所用機(jī)器的生產(chǎn)能力為600m3/h，是引進(jìn)德國技術(shù)，由國內(nèi)加工制造的。另外我國應(yīng)用輪斗挖掘機(jī)比較多的還有大型取料場(chǎng)，如港口、電場(chǎng)、煤氣廠等，秦皇島港務(wù)局從德國引進(jìn)了生產(chǎn)能力為6000t/h的輪斗挖掘機(jī)，長春發(fā)電設(shè)備廠自己設(shè)計(jì)生產(chǎn)專門用于大型料場(chǎng)取料的斗輪取料機(jī)，生產(chǎn)能力在600t/h到2400t/h不等。

輪斗挖掘機(jī)是在鏈斗挖掘機(jī)、單斗挖掘機(jī)和其它采掘設(shè)備的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的，是連續(xù)化作業(yè)設(shè)備中比較理想的一種多斗挖掘設(shè)備，也是世界上最大成套挖掘設(shè)備之一 。

輪斗挖掘機(jī)具有連續(xù)化作業(yè)、生產(chǎn)能力大、效率高、適應(yīng)復(fù)雜煤層選采、運(yùn)輸坡度大、操作簡(jiǎn)單、維修方便、易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的管理等諸多優(yōu)點(diǎn)，特別適合于大型露天礦高效率地開采作業(yè)，主要應(yīng)用在露天礦中剝離表土、挖掘有用礦物，倒堆作業(yè)、向車輛或運(yùn)輸帶進(jìn)行裝載等，另外在混料堆置場(chǎng)、儲(chǔ)料場(chǎng)、大型水利和土方工程中也逐漸得到日益廣泛的應(yīng)用。

輪斗挖掘機(jī)在挖掘物料時(shí)機(jī)器不行走，主要依靠其前端的斗輪旋轉(zhuǎn)與臂架回轉(zhuǎn)構(gòu)成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)不斷將物料切下并裝入輪斗內(nèi)，當(dāng)鏟斗隨著輪斗轉(zhuǎn)到一定高度時(shí)，物料由于重力作用落至受料輸送帶，再經(jīng)料斗卸到卸料輸送帶上，裝入汽車或輸送機(jī)等運(yùn)輸工具，運(yùn)往指定地點(diǎn)。若一層物料挖盡后機(jī)器移動(dòng)或臂架降落，再進(jìn)行下一層物料的挖掘，這樣從頂部逐層向下挖掘，被挖下物料的厚度由機(jī)器前進(jìn)距離或臂架伸縮量來控制，寬度由回轉(zhuǎn)速度決定，一般而言，高度不超過斗輪直徑的0.7倍 。輪斗挖掘機(jī)的行走是輔助性的，作業(yè)是連續(xù)性的，鏟斗只用于挖掘，物料的輸送用帶式輸送機(jī)。

斗輪挖掘機(jī)由工作裝置、轉(zhuǎn)臺(tái)和行走裝置等部分組成。工作裝置包括斗輪、動(dòng)臂及其懸掛裝置、帶式輸送機(jī)和卸料裝置等。斗輪有輪式和球式兩種，前者用于端面挖掘，后者用于側(cè)面挖掘。轉(zhuǎn)臺(tái)上裝有動(dòng)力裝置、傳動(dòng)操作系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)裝置、變幅機(jī)構(gòu)、動(dòng)臂支承以及附屬設(shè)備。驅(qū)動(dòng)一般采用電力，小型也有采用柴油機(jī)的。行走裝置有履帶式和步行式兩種 。

斗輪挖掘機(jī)以斗輪轉(zhuǎn)動(dòng)和動(dòng)臂隨轉(zhuǎn)臺(tái)勻速回轉(zhuǎn)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行挖掘作業(yè)，斗輪上的鏟斗自下而上進(jìn)行切削土壤并裝斗，當(dāng)鏟斗轉(zhuǎn)至上部位置時(shí)，將土卸于帶式輸送機(jī)上輸出。作業(yè)時(shí)挖掘機(jī)不行走，動(dòng)臂的傾角由變幅機(jī)構(gòu)調(diào)整，以適應(yīng)分層挖掘作業(yè)。有的動(dòng)臂長度還可改變。當(dāng)停機(jī)點(diǎn)弧形工作范圍內(nèi)的土壤全部挖掘后，挖掘機(jī)向前運(yùn)行一段距離，再進(jìn)行挖掘工作。

斗輪挖掘機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)是：生產(chǎn)率、斗輪直徑、挖掘高度、挖掘力、機(jī)重。

斗輪挖掘機(jī)初期用于裝卸作業(yè)，20世紀(jì)中期后發(fā)展較快，并廣泛用于大型土方及采掘工程。發(fā)展趨勢(shì)為提高挖掘力并向巨型或微型發(fā)展。

輪斗挖掘機(jī)主要由6個(gè)部分組成：行走系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、工作系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)，其主要特點(diǎn)為 ：

（1）行走系統(tǒng)：大多數(shù)輪斗挖掘機(jī)采用履帶式行走系統(tǒng)，少數(shù)采用步行式行走系統(tǒng)。從相關(guān)資料來看，中、小型輪斗挖掘機(jī)大多采用雙履帶，而大型輪斗挖掘機(jī)采用多履帶（三履帶或四履帶），可以減少設(shè)備對(duì)地面的比壓。

（2）回轉(zhuǎn)系統(tǒng)：由轉(zhuǎn)臺(tái)與回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置等組成，轉(zhuǎn)臺(tái)上有動(dòng)力裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、控制設(shè)備和操縱室等，由于采用了回轉(zhuǎn)支撐軸承，驅(qū)動(dòng)裝置可使轉(zhuǎn)臺(tái)繞垂直軸回轉(zhuǎn)360°。

（3）工作系統(tǒng)：由斗輪、臂架、變幅機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置等組成。斗輪安裝在臂架的前端，為一個(gè)均布若干個(gè)鏟斗的旋轉(zhuǎn)輪。臂架后端鉸接在轉(zhuǎn)臺(tái)的門架上，通過鋼絲繩或液壓油缸使臂架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使斗輪在不同工作面上進(jìn)行挖掘作業(yè)。臂架長度主要有兩種：固定的與可伸縮的。斗輪驅(qū)動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)、安全聯(lián)軸器和減速機(jī)等組成，布置在臂架前端的側(cè)面，用于驅(qū)動(dòng)斗輪旋轉(zhuǎn)。

（4）輸送系統(tǒng)：由受料輸送帶、料斗和卸料輸送帶等組成。另外，連接橋式輪斗挖掘機(jī)則在連接橋上還裝有轉(zhuǎn)載輸送帶。

（5）電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：除部分小型輪斗挖掘機(jī)采用柴油發(fā)電機(jī)組外，其他輪斗挖掘機(jī)均采用了外電源變流機(jī)組。

（6）液壓系統(tǒng)：主要采用液壓油缸驅(qū)動(dòng)斗輪臂和卸料臂升降。

(1)輪斗挖掘機(jī)與其配套的輔助設(shè)備比較復(fù)雜，在使用上存在一定的局限性 。

(2)設(shè)備單機(jī)較笨重，移動(dòng)能力較低，靈活性差。

(3)挖掘力小，對(duì)于采掘物料的物理性能比較敏感，在巖塊過大和過硬的巖層中，直接作業(yè)比較困難，一般不適于在硬巖中使用。

(4)輪斗挖掘機(jī)成套設(shè)備系統(tǒng)的初期投資大，準(zhǔn)備時(shí)間長，在設(shè)計(jì)、選型時(shí)較為復(fù)雜。

(5)由于輪斗挖掘機(jī)組屬于串聯(lián)作業(yè)，若不能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，連續(xù)采掘工藝系統(tǒng)就會(huì)喪失其優(yōu)點(diǎn)，達(dá)不到預(yù)期的目標(biāo)。

(6)輪斗挖掘機(jī)系專用設(shè)備，專用性強(qiáng)，工作裝置一般不能更換。

(1)研制生產(chǎn)率更高的巨型輪斗挖掘機(jī) 由于世界各產(chǎn)煤國家的露天礦規(guī)模不斷擴(kuò)大、相應(yīng)需要有大型采礦設(shè)備與之配套。輪斗挖掘機(jī)向大型化發(fā)展，不僅可以提高生產(chǎn)能力、增加工作面采寬和挖掘高度等開采參數(shù)，而且可以減小設(shè)備的配套數(shù)量及提高經(jīng)濟(jì)效益。德國在輪斗挖掘機(jī)的研制和開發(fā)方面一直走在世界前列，繼研制日產(chǎn)量為24X104m3的型號(hào)之后，他們正在開發(fā)日產(chǎn)量約為30X104m3-50X104m3的巨型機(jī),幾乎每10年最大型號(hào)的輪斗挖掘機(jī)，日生產(chǎn)率增加10X104m3。

(2)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化

輪斗挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)龐大，設(shè)計(jì)和生產(chǎn)周期長，成本很高，隨著產(chǎn)品數(shù)量和規(guī)格的增多以及維修問題的突出，迫切需要產(chǎn)品實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，20世紀(jì)80年代以來，隨著中、小型輪斗挖掘機(jī)產(chǎn)品數(shù)量、規(guī)格和型號(hào)的增多，一些國家的制造廠家推出了標(biāo)準(zhǔn)型，比如德國呂貝克公司的S系列、克虜伯公司的C系列、德國馬克公司的HD系列、奧倫斯坦科佩爾公司的S和SH系列，對(duì)各類輪斗挖掘機(jī)實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化，可使產(chǎn)品制造過程簡(jiǎn)化，生產(chǎn)成本降低，有利于維護(hù)檢修。

(3)提高自動(dòng)化程度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制

在大型輪斗挖掘機(jī)上，操作系統(tǒng)的自動(dòng)化程度不斷提高，如輪斗挖掘機(jī)的自動(dòng)給進(jìn)、自動(dòng)灰白和自動(dòng)變幅；及其的恒生產(chǎn)率，恒功率控制，提高安全保護(hù)，提高通訊能力以及挖掘過程的檢測(cè)自動(dòng)化等，從而降低操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善勞動(dòng)條件，提高生產(chǎn)率。

(4)研制切割力大的輪斗挖掘機(jī),提高單斗挖掘能力

由于連續(xù)開采工藝在各國軟巖露天礦應(yīng)用成功并加以推廣，因此需要能采挖堅(jiān)硬物料的輪斗挖掘機(jī)。斗輪切割力是影響輪斗挖掘機(jī)挖掘生產(chǎn)能力的最主要方面，主要采用的方法是：通過提高機(jī)器的功率，采用高強(qiáng)度的斗齒，優(yōu)化斗齒形狀和斗唇形狀以及研制“緊湊型”輪斗挖掘機(jī)等方式，提高輪斗挖掘機(jī)的切割力。德國的SCHRS-14/3-20型輪斗挖掘機(jī)最大切割力已達(dá)到270kg/cm，捷克的KU-800型輪斗挖掘機(jī)的切割力已達(dá)到了120kg/cm。前蘇聯(lián)生產(chǎn)的輪斗挖掘機(jī)單位切割力達(dá)到206N/cm2。(5)根據(jù)不同露天礦，研究不同的輪斗挖掘機(jī)

由于各國露天礦地理?xiàng)l件以及煤質(zhì)、煤厚的差異性，所以對(duì)作為連續(xù)開采設(shè)備的輪斗挖掘機(jī)提出不同的要求，因此根據(jù)各露天煤礦開采實(shí)際和具體的礦山條件等因素，開發(fā)適合其特點(diǎn)的合理輪斗挖掘機(jī)也是未來的一個(gè)重要趨勢(shì)。(6)輪斗挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)

WLY80全液壓輪式挖掘機(jī)采用雙橋驅(qū)動(dòng)，可以方便的實(shí)現(xiàn)四驅(qū)、兩驅(qū)的轉(zhuǎn)化；液壓系統(tǒng)采用國際化配套，性能先進(jìn)，質(zhì)量可靠，操作及維護(hù)簡(jiǎn)單；全液壓助力轉(zhuǎn)向和動(dòng)力換檔變速箱使得整機(jī)操作輕便靈活；加強(qiáng)動(dòng)臂和加長斗桿，提高了挖掘力，擴(kuò)大了挖掘范圍。該機(jī)不僅能夠滿足各種作業(yè)環(huán)境下土方挖掘施工要求，而且還可配合起吊、破碎、挖坑、夯實(shí)、打樁等多種作業(yè)機(jī)具，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能功效。

風(fēng)斗是什么人發(fā)明的已不得而知，但是它的功勞確實(shí)不小。由于它的通氣擋風(fēng)作用，使成千上萬戶人家免除了煤氣中毒的危險(xiǎn)。風(fēng)斗從正上方看呈長方形，這一面不糊紙，用來起通風(fēng)換氣作用；從兩側(cè)看呈三角形，銳角在下方；正面呈正方形。側(cè)面和正面都以紙糊之。風(fēng)斗的骨架一般用秫秸(高粱稈)來做，講究一些的則用木料。后來還有用木料和玻璃制作的風(fēng)斗，這樣更結(jié)實(shí)更美觀。風(fēng)斗安裝在窗戶上面，由于煤氣比較輕可以從風(fēng)斗中飛到屋外，室外的空氣也可以從風(fēng)斗流入屋中，這樣就可以進(jìn)行氣體交換，降低室內(nèi)煤氣的濃度，從而保護(hù)了屋內(nèi)人的安全。

在那時(shí)候風(fēng)斗有很多地方出售，如街巷中的小攤和賣爐子的土特產(chǎn)商店。風(fēng)斗售價(jià)很便宜，每個(gè)才五分錢。可是為了省錢，不少家庭都自己動(dòng)手制作。有些愛美的家庭會(huì)在風(fēng)斗上糊上花紙或畫上好看的畫，使小院的冬天增添一些艷麗的色彩。