前装机
一、结构特点和使用范围
矿用前装机有两种:履带式前装机和轮胎式前装机。履带式前装机实质上是一种挖掘机,它用于单纯的挖掘作业或需要稳定较高和对地比压较小的作业地点,在欧洲和日本的非金属矿,由于气候及地面条件,履带式前装机成了一种理想的设备,而在世界大多数地区,其用途则受到限制。
轮胎式前装机由于重量轻、行走速度快、机动灵活、一机多能等优点,在露天矿使用的越来越多。目前使用最广泛的是斗容为4.6~12m3的轮胎式前装机,最大的斗容达18.4m3。 在中小型露天矿已作为主要装载设备,在大型露天矿配合电铲作业,以提高电铲效率,井兼作多种辅助作业,如清理工作面、修路、填塞钻孔、排土、清理边坡、运输重型零部件、在贮矿场进行装载工作、松散土岩及清除积雪等。
近年来,一些新产品,如斗容13m3的L-1000型电动轮前装机、斗容13m3的TCL-1000型拖曳电缆式前装机、斗容10.6m3的475C型带涡轮变速箱的前装机、斗容9.9m3的992C型带双泵轮液力变矩器的前装机和遥控前装机等相继出现,使前装机的应用范围进一步扩大,并已取代了一部分3~4.6m3电铲。
我国生产的前装机斗容0.25~5m3,其中斗容4.6~5m3的比较适于矿山作业。它们在大型露天矿山可与电铲配合作业,在中小型矿山,当矿石破碎较好时,则可作为铲装设备与载重量15~32t的自卸汽车配合工作,在运输距离不大时(小于300m),还可以作为铲装运设备使用。
与普通电铲相比,轮胎式前装机有下列优点:
(一)前装机自重仅为同斗容电铲的1/6~1/7。
(二)轮胎式前装机行走速度快:一般为电铲的30~90倍,机动、灵活,可作露天矿的装载设备,还可以在一定的距离内作为运输设备。其合理运距随前装机载重量和年运输量而变,其范围为65~1330m。斗容越大,年运输量越小,则合理运距越大。如斗容5m3前装机
在年运输量100万吨以上的露天矿使用时,进行分别回采。
(三)因机动灵活,有利于开采多品种矿石,进行分别回采。
(四)前装机爬坡能力强,一般可爬20°~25°左右的坡度,因此可在较大的坡度的工作面进行铲装或铲装运作业。
但是,轮胎式前装机也有下列缺点:
(一)前装机工作机构的尺寸比电铲要小,因此,在台阶高度较小的露天矿用它作为主要铲装设备时,才较电铲效率高。
(二)对爆堆质量要求比较严格。
前装机工作机构和其它部件的结构都要比电铲单薄得多,加之铲斗较宽,故挖掘能力不如电铲。因此,必须提高爆破质量,使矿石破碎充分,大块少,从而有利于充分发挥设备的效率。
考虑到爆破效果,故矿石硬度较高的矿山不宜使用前装机为主铲,而可作为辅助设备配合
电铲作业。
(三)轮胎磨损较快,特别在挖掘坚硬的岩石时,轮胎使用寿命不长,使生产费用增加。可在轮胎上加装保护链环和履带板等,以减少磨损,降低生产费用。
综上所述可知,轮胎式前装机在条件适宜的矿山,可以代替电铲作为主要铲装设备使用,并取得较好的经济技术指标。它还可以完成电铲所难以完成的某些作业,如台阶端部装车、短距离自铲自运、缺电时作业、清理工作面、采场
路面养护、装过石料等。
路面养护、装过石料等。
所谓条件适宜,是指矿岩硬度不大、破碎较好、料堆高度不大、爆堆无根底等。只有在这种条件下,轮胎式前装机才可以代替电铲作为主铲使用。而在一些矿岩硬度较大的矿山,特别是大型金属露天矿山,电铲仍然是一种较为有效的铲装设备。
图1 轮胎式前装机各部件名称
1-发动机;2-铰接销轴;3-动臂油缸;4-铲斗销轴;5-铲斗斗齿(斗刃);6-铲斗;7-铲斗连杆;
8-连杆;9-转斗油缸;10-动臂;11-司机室
二、各部件名称和技术参数
典型的轮胎式前装机的结构和各部件名称见图1。
国内外一些主要型号的轮胎式前装机的技术参数分别见表1和表2。
表1 国产轮胎式前装机的型号和技术参数
参数名称 | 型 号 | ||||||||
ZLM10 | ZL10 | ZL10 | ZL30 | ZL40(原Z4-4) | ZL(原Z450) | ZL90(原Z490) | QJ-5 | FL460 | |
额定斗容(m3) 额定载重量(t) 发动机总功率(kW) 最大卸载高度(m) 最大卸载距离(m) 最大牵引力(kN) 最大转弯半径(m) 机重(t) 外型尺寸(m)长 宽 高 爬坡能力(°) 最高行驶速度(km/h) 最小离地间隙(m) | 0.5 1.0 41 2.32 0.87 39.1 4.67 5.2 5.16 1.89 2.66 22.8 | 0.5 1.0 41 3.25 0.8 4.48 4.2 4.45 1.8 2.61 28 | 1 2 56 2.6 55 4.50 7 5.68 2.15 2.70 25 30 | 1.5 3 74.6 2.7 1.45 72 5.06 9.2 6.0 2.35 2.80 25 32 0.4 | 2 3.6 101 2.8 1.58 105 5.95 11.5 6.44 2.50 3.17 28~30 35 0.45 | 3 4 164 2.85 1.60 160 6.50 16.8 6.76 2.85 3.7 30 35 0.3 | 4.5 9 298 3.32 1.77 285 8.33 35 9.16 3.40 3.90 30 32 0.52 | 5 10 298 3.6 1.6 288 7.48 37 9.36 3.66 3.90 25 31 0.55 | 4.6 9.3 224 3.3 1.44 230 7.11 28.5 9.06 3.15 3.80 33 0.415 |
制 造 厂 | 常州林业机械厂 | 烟台等工程机械厂 | 成都、厦门等工程机械厂 | 宜春、厦门等工程机械厂 | 厦门 柳州等工程机械厂 | 柳州工程机械厂 | 柳州工程机械厂 | 沈阳矿山机器厂 | 沈阳矿山机器厂 |
表2 国外主要型号的大中型轮胎式前装机型号和技术参数
国别 | 厂家与型号 | 额定斗容(SAE)(m3) | 发动机有效功率(SAE)(kW) | 完全转向时的倾翻载荷(t) | 操作重量(t) | 在45°卸载角时的卸载高度(m) | 在卸载高度时的卸载距离(m) | 铲取力(kN) | 转弯半径(铲斗外缘)(m) | 最大前进速度(km/h) | 铰接角(每边)(°) |
美 国 | 卡特匹勒988B 992C | 5.4~8.0 9.6 | 280 525 | 20.3 43.9 | 42.5 89.9 | 3.2 4.16 | 2.1 2.31 | 259.3 472 | 8.6 9.98 | 36.0 21.1 | 35 35 |
密执安275B 475B 675B | 5.0~6.1 7.6~16.8 18.4~27.5 | 268 471 982 | 21.9 41.1 75.1 | 36.0 70.0 176.2 | 3.9 4.2 5.4 | 1.4 1.9 2.2 | 214.5 439.9 674.5 | 8.3 10.3 13.3 | 34.8 29.5 29.0 | 35 35 35 | |
达特D600C① DE620 | 11.5 11.5 | 500~641 500~641 | 43.1 43.1 | 79.2~87.4 89.4 | 4.5 4.5 | 2.2 2.2 | 529.3 529.3 | 10.1 10.1 | 24.1 24.1 | 40 40 | |
阿勒斯945B | 4.6~6.5 | 250 | 17.5 | 29.5 | 3.3 | 1.2 | 213 | 6.9 | 32.0 | 45 | |
国际560 H400C | 5.7~7.1 8.4 | 211 432 | 20.8 31.6 | 36.0 5.7 | 3.7 4.2 | 1.5 1.8 | 253.7 364.3 | 8.65 9.1 | 35.7 36.2 | 35 40 | |
勒·托尼580 L800① L1000① L1200① | 16.8 7.6~22.9 13.0 16.8 | 802 641 597 895 | 76.8 52.6 61.2 87.5 | 131.1 81.1 49.8 148.3 | 5.4 5.1 5.5 5.9 | 2.0 2.1 2.4 2.5~2.8 | 856.0 831.9 613.6 729.4 | 12.4 9.9 10.4 12.1 | 28.8 24.1 19.2 19.3 | 40 45 45 43.5 | |
特雷克斯72-71B 72-81 | 5.7~6.1 6.9 | 290 324 | 国产轮胎质量排行榜23.9 30.7 | 38.5 52.8 | 3.6 4.0 | 1.4 1.6 | 286.5 275 | 8.3 8.7 | 24.3 24.1 | 24+16 26+14 | |
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