【畢業(yè)設(shè)計(jì)】裝載機(jī)設(shè)計(jì)資料

【畢業(yè)設(shè)計(jì)】裝載機(jī)設(shè)計(jì)資料,畢業(yè)設(shè)計(jì),裝載,設(shè)計(jì),資料 輪式裝載機(jī)國際煤礦 2001.1-2版權(quán)所有16譯 文工業(yè)中應(yīng)用的重載機(jī)械，一般都帶有大型工作設(shè)備，使其適用于采煤操作等。而小型機(jī)器則不能用于料堆工作和其它作業(yè)。如今，開采露天煤礦以及重型挖掘和裝載用的設(shè)備主要是在電鏟、液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)中進(jìn)行選擇。輪式裝載機(jī)能夠裝載其有效工作重量的 18-21%的物料，而電鏟則只能裝 5-7%，液壓挖掘機(jī)為 8-11%。通過使鏟斗適合于裝載車，輪式裝載機(jī)的設(shè)計(jì)者們設(shè)計(jì)出一個(gè)非常良好的工作有效載荷與重力比，這在礦產(chǎn)作業(yè)中允許有一定的變動(dòng)。用相同大小的鏟斗，電鏟的重量是輪式裝載機(jī)的四倍，而液壓挖掘機(jī)在相同鏟斗容量情況下重量可能約是輪式裝載機(jī)的兩倍。電鏟的預(yù)期經(jīng)濟(jì)壽命可達(dá) 75,000 至 100,000 小時(shí)，標(biāo)定長期工作成本在0.06-0.095 美元每噸。一般認(rèn)為，液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)的經(jīng)濟(jì)壽命在30,000-60,000 小時(shí)范圍內(nèi)。它們的工作條件范圍比較廣，因此其工作成本在一個(gè)較大的范圍變動(dòng)，為 0.008-0.14 美元每噸。必須注意，這些對照數(shù)據(jù)是在假設(shè)成本涵蓋在機(jī)器的整個(gè)壽命期間中的前提下得出的。同樣應(yīng)該謹(jǐn)記，購買輪式裝載機(jī)和液壓挖掘機(jī)通?？烧J(rèn)為是一種逆向選擇。在它們工作壽命期間的任何時(shí)期，都可以很輕易地再轉(zhuǎn)賣而不會(huì)有很大的成本損失。這對電鏟來說是不可能的。在實(shí)踐中，礦用機(jī)械不會(huì)是在輪式裝載機(jī)和電鏟中進(jìn)行選擇，而更有可能是在液壓挖掘機(jī)和輪式裝載機(jī)中進(jìn)行選擇。在這兩者中進(jìn)行選擇，這對機(jī)器的維護(hù)成本具有較大的影響。例如，向卡車?yán)镄遁d物料就具有重要影響。向一個(gè)空載的卡車?yán)镄遁d重而大的石頭就會(huì)對卡車造成損壞。但是，一個(gè)配有活底卸料鏟斗的液壓挖掘機(jī)能夠保證卸載一定量的重物到卡車中。它先將鏟斗小口張開，讓較小的石頭先卸載，從而為較大的、重的石塊卸載形成一個(gè)緩沖。卸載距離和卸載高度對機(jī)器的維修成本也有重要影響。大卸載距離的機(jī)器能極大地減小甚至消除對輪胎面的損壞。此外，卸載工具的卸載高度與卡車越適宜，那么其對卡車側(cè)架損壞的危險(xiǎn)就越小。對輪式裝載機(jī)而言，采用大的卸載高度能在一定程度上彌補(bǔ)對側(cè)架的損傷。但是，輪式裝載機(jī)在卸載時(shí)，實(shí)質(zhì)上總是離卡車更近。多功能性以及靈活性是另外需要考慮的重要事項(xiàng)。在一分鐘內(nèi)，電鏟能運(yùn)輪式裝載機(jī)國際煤礦 2001.1-2版權(quán)所有17動(dòng)約 21 米，液壓挖掘機(jī)能運(yùn)動(dòng)約 37 米，而輪式裝載機(jī)則能運(yùn)動(dòng)約 370 米。在選擇裝載機(jī)時(shí)，特別是選擇大型新型、裝載效率在 3000-5000 噸每小時(shí)或者更多的裝載機(jī)時(shí)，靈活性是一個(gè)十分關(guān)鍵的因素。由于裝載機(jī)的靈活性，它能很好地完成混合、多樣的作業(yè)。然而，裝載機(jī)靈活性帶來的缺點(diǎn)是要求在相對光滑、平坦的地面工作，以此來延長輪胎壽命及保證整機(jī)穩(wěn)定性。無論如何，在裝載點(diǎn)光滑、平坦的地面是需要保證的，除非礦廠準(zhǔn)備支付昂貴的輪胎磨損費(fèi)用。對這三種機(jī)器（電鏟、輪式裝載機(jī)和液壓挖掘機(jī)）而言，挖掘的方法是不同的。電鏟鏟斗在挖掘時(shí)，刀刃并不改變角度，而是通過掃過一段長圓弧來完成裝填。液壓挖掘機(jī)則是結(jié)合懸臂力，粘力和鏟斗力來插入料堆，而輪式裝載機(jī)則結(jié)合傳動(dòng)系，鏟斗力來工作。液壓挖掘機(jī)被認(rèn)為是一種可選性的挖掘工具，而輪式裝載機(jī)則是一種裝載工具。這是因?yàn)?，由于幾何原因，液壓挖掘機(jī)能夠?qū)⑵渫诰蛄κ┘佑诔銎渌诿鎯?nèi)，而輪式裝載機(jī)的挖掘點(diǎn)低—從底平面到鏟斗所在高度。在裝載石塊時(shí)，如果運(yùn)用得當(dāng)，輪式裝載機(jī)能得到較好的填充系數(shù)。液壓挖掘機(jī)、輪式裝載機(jī)和液壓鋤耕機(jī)都應(yīng)達(dá)到 100%（一些輪式裝載機(jī)更高） ，而電鏟為 90-100%，液壓正鏟為 80-85%。20 世紀(jì) 90 年代，卡特彼勒公司對中型輪式裝載機(jī)做了一項(xiàng)調(diào)查，得出一些對購買裝載機(jī)時(shí)考慮因素的一些有趣的見解。這些因素列出如下，按降序排列：● 能很好地完成作業(yè)● 能平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)● 操作簡便● 維護(hù)方便● 壽命長● 操作舒適● 價(jià)格實(shí)惠● 修理費(fèi)用低● 多功能性● 轉(zhuǎn)賣價(jià)值高● 耗油量小● 運(yùn)輸方便● 外形美觀如今，油的價(jià)格上漲，我們應(yīng)該將耗油量小這一條放在更高的位置。在選輪式裝載機(jī)國際煤礦 2001.1-2版權(quán)所有18擇輪式裝載機(jī)時(shí)，操作條件也應(yīng)在考慮范圍內(nèi)?！?靈活性● 多功能性● 低的堆積高度● 光滑地面● 平坦地面● 裝載和運(yùn)輸● 廠家維護(hù)總結(jié)一下，如果選擇輪式裝載機(jī)作為主要的裝載工具，那么每臺(tái)機(jī)器都應(yīng)當(dāng)能在 3-4 個(gè)過程內(nèi)裝滿一輛卡車。每個(gè)過程的周期時(shí)間應(yīng)當(dāng)在 30 秒到 35 秒之間。同時(shí)，裝載散石時(shí)，裝載機(jī)鏟斗裝滿系數(shù)應(yīng)達(dá)到 75-85%；而裝載混泥土?xí)r應(yīng)達(dá) 100%或者更高。要達(dá)到這些性能標(biāo)準(zhǔn)，所選機(jī)器的性能受裝載機(jī)工作特征的影響。重要的是要確保裝載機(jī)具有較大的最大負(fù)載能力，大的掘起力及快的液壓周期。卸載高度和卸載距離應(yīng)當(dāng)和卡車轉(zhuǎn)向架高度及其車體寬度進(jìn)行比較確定。輪式裝載機(jī)移動(dòng)性好，非常適用于選擇性開采的需要以及裝載機(jī)和拖運(yùn)卡車在不同裝載點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的場合。但是，需要記住裝載機(jī)的輪胎會(huì)成為一項(xiàng)高成本項(xiàng)目，因此，要盡可能小心地保護(hù)好輪胎。輪式裝載機(jī)在裝載點(diǎn)，在需要的時(shí)候能夠自己提供清潔支持。大噸位輪式裝載機(jī)也不是新鮮事物了，LeTourneau 公司已經(jīng)研制這種裝載機(jī)多年。早在 1982 年，在美國維加斯舉行的礦業(yè)大會(huì)上，Marathon 公司展出了由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的 L-100 及由電纜帶動(dòng)的 TCL-1000 型輪式裝載機(jī)。這兩種裝載機(jī)都帶有斗容為 13 立方米的鏟斗。Clark Michigan 公司，現(xiàn)在是沃爾沃施工設(shè)備組織的一部分，也在多年前就供給大容量的裝載機(jī)了。最近，卡特彼勒和小松公司又推出了新型號特殊產(chǎn)品?？ㄌ乇死展臼沁@方面的佼佼者，它提供所有型式的裝載機(jī)，而電驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)是 R.GLeTourneau 于 1923 年首次提出來的。1950 年后，這種技術(shù)被證實(shí)可行。牽引配合可減小車輪的滑動(dòng)，而給各車輪分配動(dòng)力則可減小輪胎磨損，它們的應(yīng)用使得這種技術(shù)更加成熟。LeTourneau 聲稱，四輪驅(qū)動(dòng)可增強(qiáng)穩(wěn)定性和提高操作的舒適性，而他們公司仍是這種輪式裝載機(jī)的唯一生產(chǎn)者。長期以來，LeTourneau 一直在研究大型輪式裝載機(jī)，其中一個(gè)原因可能是卡特彼勒的發(fā)展讓這種大型輪式裝載機(jī)被用戶廣泛地接受。1990 年后期，卡特推出 994 型裝載機(jī)，這是一個(gè)很重要的里程碑，也是由于它使得大型輪式裝載機(jī)的應(yīng)用更加普遍。這在卡特發(fā)展大型礦用機(jī)械項(xiàng)目上也是一個(gè)很有意義的里輪式裝載機(jī)國際煤礦 2001.1-2版權(quán)所有19程碑?？ㄌ氐膶?shí)踐證明，礦產(chǎn)業(yè)中很看中大型輪式裝載機(jī)。它的第一輛 994 型輪式裝載機(jī)于 1992 年 11 月在亞利桑那州的塞浦路斯露天銅礦廠投入使用。隨后，有 50 多輛這種型式的裝載機(jī)售出，而前 12 輛至今已工作了超過 100000 小時(shí)。1992 年在美國維加斯舉行的礦業(yè)大會(huì)上，卡特礦業(yè)車輛中心經(jīng)理霍普金斯先生公布了這些數(shù)據(jù)，并承認(rèn)這銷售數(shù)量比預(yù)計(jì)的要高。那第一輛 994 型裝載機(jī)是一個(gè)高舉升模型，它配有 16 立方米斗容的鏟斗，盡管根據(jù)需求超過 31 立方米斗容的鏟斗也能獲得。994 型裝載機(jī)從而成為了世界上最大的機(jī)動(dòng)輪式裝載機(jī)。而最大的電動(dòng)輪式裝載機(jī)則是 LeTourneau 公司的。但是今天，最大的機(jī)動(dòng)輪式裝載機(jī)則是小松公司的 WA1200-3 型輪式裝載機(jī)。輪式裝載機(jī)的靈活性很好，使得它在大型露天礦廠的次要裝載作業(yè)中得以應(yīng)用。它們在小型施工作業(yè)中也被廣泛地應(yīng)用，如美國東部的煤礦廠及小型金礦廠。然而大型輪式裝載機(jī)也發(fā)展起來了，大批大型輪式裝載機(jī)投入到重型裝載作業(yè)中使用，特別是在美國北部、澳大利亞、拉丁美洲的一些地區(qū)以及其它地方。斗容量為 10 至 15 立方米的小型裝載機(jī)只用于裝載小型卡車，而像小松的 WA1200，卡特的 994 以更大的 LeTourneau 適用于大型卡車。至今仍有一些大型礦廠完全依賴于這些大型輪式裝載機(jī)。然而，好幾百輛這種大型裝載機(jī)正在取替電鏟和液壓鏟工作。在卡特的銷售達(dá)到 220994，占世界大型輪式裝載機(jī)銷售的 60%時(shí)，它又推出了 994SD 型輪式裝載機(jī)。在最新的技術(shù)中重要的是卡特的操作傳動(dòng)綜合控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)將檔數(shù)選擇和操縱控制手柄結(jié)合起來，這樣操作輕松，轉(zhuǎn)換方便?？ㄌ芈暦Q這個(gè)系統(tǒng)可將生產(chǎn)率提高 10%。在 994 推出之前，一些老式的機(jī)器也開始翻新，并在試驗(yàn)中也使生產(chǎn)率提高了 7%到 12%?，F(xiàn)在應(yīng)用的 994 型裝載機(jī)也可以改進(jìn)翻新。用左踏板控制輪邊推力也是非常重要的。這使得操作者可以根據(jù)工況匹配輪邊推力，以提高輪胎壽命、載荷率及控制性能。操作舒適性變得越來越重要。994D 型裝載機(jī)的空氣彈簧座椅使操作者可精確地調(diào)節(jié)座椅至合適位置，并使移動(dòng)最優(yōu)化，使司機(jī)不易疲勞。標(biāo)準(zhǔn)型號的994D 裝載機(jī)的有效載荷達(dá)到 34.5 噸，而高舉升型則為 31 噸。鏟斗容量在 14至 31 立方米范圍內(nèi)。994D 型每小時(shí)應(yīng)該能夠裝載 2800-3000 噸，輪胎壽命為5000-6000 小時(shí)。LeTourneau 的設(shè)計(jì)者們最近挺忙。首先公司于 99 年公布 L-350 型輪式裝載機(jī)，并于 2000 年交貨。然后在維加斯會(huì)議上，LeTourneau 又推出了 L-2350。L-2350 裝載機(jī)的功率為 1120kW，斗容量為 20 立方米，卸載高度為 6.6輪式裝載機(jī)國際煤礦 2001.1-2版權(quán)所有20米，卸載距離為 2.9 米。它采用 49/75-51 型號輪胎，它經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)來滿足136 到 181 噸容量的卡車，以減少裝載成本。其主要成分組合在一起可以形成其它形式的裝載機(jī)，這已經(jīng)得到證明。在它亮相的時(shí)候，LeTourneau 聲稱，L-1350 裝載機(jī)的應(yīng)用將鞏固其在高性能，低成本上的領(lǐng)頭者的地位。LeTourneau 公司新的 L-2350 型裝載機(jī)，其功率為 1715kW，標(biāo)準(zhǔn)斗容量為40.5 立方米，卸載高度 7.3 米，卸載距離 3.8 米，現(xiàn)在明顯是世界上最大的輪式裝載機(jī)了。和 L-1350 裝載機(jī)一樣， L-2350 裝載機(jī)也采用卡特的綜合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)來控制和監(jiān)控，這使得操作智能化和計(jì)算機(jī)化。它提供的信息包括鏟斗重量，周期時(shí)間，保養(yǎng)維護(hù)數(shù)據(jù)，自診斷及更多。綜合網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)通過控制系統(tǒng)管理器及集成遙控模塊的交互作用來管理所有系統(tǒng)（包括液壓系統(tǒng)，電系統(tǒng)，牽引和發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)） ?？刂葡到y(tǒng)管理器通過奔騰騰處理器在駕駛室就可以控制整個(gè)系統(tǒng)。集成遙控模塊則分布在裝載機(jī)的各個(gè)部分，它為 MCM 控制和監(jiān)控機(jī)器收集信息，提供數(shù)據(jù)。控制管理器安放于駕駛室內(nèi)。它有 350 多個(gè)輸入輸出接口，并且能夠存儲(chǔ)多于一個(gè)月的操作及生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)。集成遙控模塊運(yùn)用一個(gè) 30 位的高速處理器，并且直接與傳感器、動(dòng)力輸出、操作控制部分相連。它們安放于密封設(shè)施中，以使其能承受高壓熱水沖擊，及浸濕于任何一種機(jī)器用液體。它還有其它一些特征，包括連接可靠，電路系統(tǒng)短，不區(qū)分正負(fù)極。根據(jù)位置的需要，這些模塊可以自動(dòng)運(yùn)行。因此，它們在程序中可快速拔出和插入。第二個(gè)減速齒輪用位于它和中間小齒輪之間的花鍵鉸接在兩軸承之間。這種設(shè)計(jì)可以載荷更均勻地分布在中間小齒輪和中間軸上的第三個(gè)減速齒輪上。較好的載荷分布可以減小軸和齒輪的應(yīng)力。中間小齒輪可以在花鍵上移動(dòng)，因此，即使發(fā)動(dòng)機(jī)壞了，裝載機(jī)也能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。另外，當(dāng)另一傳動(dòng)齒輪工況良好時(shí)，中間小齒輪可以被取代。這些操作都無須將主動(dòng)輪從機(jī)器上拆除。LeTourneau 的錐形鎖設(shè)計(jì)及其獨(dú)特的調(diào)速的方法可進(jìn)一步保證受載均勻。傳動(dòng)比可以減小所需的發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩，同時(shí)也可以減小中間軸上小齒輪的沖擊載荷。在 L-2350 推出之前， LeTourneau 公司的 L-1800 型是世界上最大的輪式裝載機(jī)，裝載量為 454 噸，能夠?yàn)?270 噸位甚至更大的卡車裝載。L-1800 型配有1342kW 或者 1491kW 的發(fā)動(dòng)機(jī)，為了與長的工作間隔相適應(yīng)，其自帶的KLENZ 空氣過濾系統(tǒng)降低了維護(hù)費(fèi)用，提高了可靠性。它可以舉升 50 噸重的載荷。還有其它一些特點(diǎn)，包括在后傳動(dòng)單元中的螺旋齒輪傳動(dòng)，操作更舒適及可見度更好的駕駛室，其傾斜設(shè)計(jì)可提供更好的后視。位于懷俄明州江河流域（現(xiàn)今大部分重型推土機(jī)的產(chǎn)地）的諾斯羅謝爾煤輪式裝載機(jī)國際煤礦 2001.1-2版權(quán)所有21礦（開采于 1998 年 12 月）在其早期發(fā)展階段就使用過 L-1800 裝載機(jī)。其狹窄的空間要求較好的靈活性，而 L-1800 裝載機(jī)憑借其舉升時(shí) 13.4 米的轉(zhuǎn)彎半徑可滿足這一點(diǎn)。礦廠購買這種裝載機(jī)的原因之一就是看中其靈活性，另外就是其裝載容量。對煤礦而言，鏟斗容量可高達(dá) 42 立方米，諾斯羅謝爾礦廠選用一個(gè) 34 立方米容量的鏟斗來裝載煤礦。其 7.3 米的卸載高度使其可輕松地裝載一218 噸容量的卡車。當(dāng)今世界上最大的裝載機(jī)小松 WA1200-3，采用小松公司的 SDA16V160 電控發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。它的標(biāo)準(zhǔn)斗容為 16.3 立方米，只需六次就可裝滿一載重 216 噸的卡車。其離合系統(tǒng)提供可調(diào)的行駛速度，牽引力及輪胎規(guī)格，使其適用于更多場合。精確的轉(zhuǎn)盤行駛速度控制裝置使司機(jī)改變行駛速度，降低周期時(shí)間，提高挖掘能力及輪胎壽命。牽引控制設(shè)施可使?fàn)恳?20%變化到 100%，以適用不同的裝載情況。輪胎保護(hù)裝置控制輪胎打滑，防止磨損，延長輪胎壽命。WA1200-3 裝載機(jī)的一特點(diǎn)是具有遠(yuǎn)程位置調(diào)節(jié)器。這使得司機(jī)可調(diào)整鏟斗的最大和最小位置，促進(jìn)平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，防止溢出?？勺冚敵鲆簤合到y(tǒng)是一個(gè)自調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)，它能減小耗油量，提高牽引力，節(jié)約燃燒。另外，65/65-67-62PR 超寬輪胎能增加空氣體積，提高承載能力。像任何一臺(tái)好的重型推土機(jī)一樣，WA1200-3 裝載機(jī)容易維修和保養(yǎng)。為了減小維修停機(jī)時(shí)間，機(jī)器配有車輛狀況監(jiān)控系統(tǒng)。這是一個(gè)綜合維護(hù)系統(tǒng)，它能夠自診斷，定期檢修程序及機(jī)器使用狀況。1997 年卡特彼勒推出 992G 輪式裝載機(jī)，這在輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì)上帶來了一個(gè)重大的變革。992 長期以來被用為礦工業(yè)的主要設(shè)備，并廣泛用于庫存操作。992G 開創(chuàng)了一個(gè)全新的觀念，鑄造鏟斗部分，這是 20 年來輪式裝載機(jī)設(shè)計(jì)史上最主要的變革。它增大了卸載能力，提高了鏟斗的能見度，并且不需要維護(hù)。根據(jù)卡特彼勒的數(shù)據(jù)顯示，它的強(qiáng)度為傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的三倍。與先前的模型相比，597KW 的 995G 型裝載機(jī)裝載效率提高 15-20%，有效載荷上升 7%，周期時(shí)間下降 10%。駕駛室內(nèi)噪聲降低，每日費(fèi)用也下降了近20%。這種 91.8 噸的裝載機(jī)能裝配 11.5-12.3 立方米斗容的鏟斗，卸載高度超過4.6 米，卸載距離 2.3 米。它 4 斗就能裝滿一載重 90 噸的卡車。卡特彼勒測試這種機(jī)器表明，它比 992C 裝載效率高 43％。