地下铲运机的发展及结构原理介绍资料

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。此外，电动铲运机还需要增加电缆，卷缆装置及供电设施的设备投资；电缆易于磨损和损坏，需定期更换，并需加强检查和保护。

二、20世纪80～90年代：地下铲运机迅速发展和技术进步的年代

80年代，由于世界矿业不景气，矿山机械产品的市场竞争更趋激烈。许多采矿与工程设备制造公司进行了兼并或联合，优化资源组合，以增强市场竞争力。如美国瓦格纳( Wagner)公司并人瑞典阿特拉斯.柯普柯(Atlas Copco)公司，成为后者的子公司；法国塞柯玛(Secoma)公司并入艾姆科(Eimco)公司；随后艾姆科公司又与贾维斯·克拉克(larvis CLark)公司合并，在加拿大组成EJC公司。到90年代，法国采矿设备(E.M.)公司、加拿大EJC公司相继并人芬兰汤姆洛克(Tamrock)公司；随后汤姆洛克公司又与瑞典山特维克（Sandvik）公司合并，组成山特维克·汤姆洛克公司；以生产工程车辆传动部件著称的美国克拉克-赫斯（CLark Hurth）公司并人美国德纳(DANA)公司，

成为德纳公司斯佩塞(Spieer)非公路车辆零部件集团的一部分，C1ark Hurth的品牌已由DANA Spieer品牌取代。

90年代以来，国外采矿界已逐渐不再强调铲运机向大型化发展的问题，而是把更多注意力集中到设备性能的改善、提高可靠性和现代化的问题上来。

(1)动力机出现了重大的变革。地下铲运机一直采用德国道依茨（Deutz）公司的FL912/913/413w系列风冷涡流燃烧室式柴油机。80年代中期，美国底特律(Detroit)柴油机公司推出了柴油机电子控制系统( DDEC)，接受来自司机和传感器传递的各种电子信号（柴油机压力、温度、转速等），精确控制燃油喷油量和喷油时间，指示故障的位置，进行故障诊断，从而可使发动机的燃油消耗减少3%-5%，并缩短加速时间，改善冷启动性能，改善废气排放，使发动机的使用寿命大大延长。

同时，还有一些知名的柴油机公司，诸如道依茨、卡特皮勒、康明斯等公司也相继推出了不同型式的电子控制式水冷柴油机。如道依茨( Deutz)公司开发的1012、1013、1015系列水冷柴油机，功率65～400kW，额定转速2100 - 2500r／min，提供电子控制和涡轮增压。

(4)多用化、组合化。为了满足不同矿山和不同作业的需要，各铲运机制造厂家在提供标准配置的机型外，还按不同的矿石物理机械性质和作业条件提供各种可选件。如根据矿石密度配备不同斗容和斗形的铲斗；根据卸载方式配置标准的前卸式铲斗外，还可提供推卸式铲斗、侧卸式铲斗和高举升型铲斗；根据作业环境，配置风冷柴油机

或水冷柴油机；根据作业条件，配置带安全顶棚的通用驾驶室或全封闭空凋驾驶室，手动操纵或遥控操纵铲运机；有的机型还可根据用户的要求，在较短时间内将柴油动力设备更换成电动设备，或将电动设备更换成柴油动力设备。

(5)变速箱采用电/液换挡和电子控制技术。液力机械传动式铲运机主要采用美国克拉克(Clark)公司的定轴式动力换挡变速箱，这种简单可靠的变速箱除了发展“可调式”技术解决启动、换挡时的机械冲击问题外，还推出了电／液换挡和电子控制技术，如LH514和LH514E。

(6)驱动桥采用防滑差速器、全封闭湿式多盘制动器和光面耐切割轮胎。国外铲运机大多数采用克拉克公可的行星刚性驱动桥。80年代以来，铲运机驱动桥内广泛采用自锁式防滑差速器( NO-SPIN)。这种差速器能随路面条件的变化自动分配传动力矩，从而提高了机器的通过性，防止车轮打滑现象，减少轮胎磨损。一般，中小型铲运机的前桥采用防滑差速器，后桥采用标准差速器；大中型铲运机的前桥采用标准差速器，后桥采用防滑差速器。近几年来，出现了一种“有限打滑差速器”，这种差速器除了具有防滑差速器的优点外，还可消除自锁式防滑差速器接合时的振动负荷，能直接将打滑的扭矩加到牵引力大的一侧车轮上，使它获得更好的牵引效果。它与防滑差速器的不同之处是：当一个车轮打滑时，它的另一个车轮只能利用整个车桥的大部分附着力，而防滑差速器的另一个车轮却可百分之百地利用整个车桥的附着力，特别是在铲掘作业时前桥负荷最大，这样大的负荷