懸臂式掘進(jìn)機(jī)是集截割、裝運(yùn)、行走、操作等功能于一體,主要用于截割任意形狀斷面的井下巖石、煤或半煤巖巷道。國(guó)內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)雖然說(shuō)離國(guó)際的技術(shù)還有段距離,但是國(guó)內(nèi)的技術(shù)水平已能基本滿足國(guó)內(nèi)的需求。大中型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)不斷被創(chuàng)新。
國(guó)內(nèi)巖巷施工仍以鉆爆法為主,重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)用于大斷面巖巷的掘進(jìn)在我國(guó)處于試驗(yàn)階段,但國(guó)內(nèi)煤炭生產(chǎn)逐步朝向高產(chǎn)、、安全方向發(fā)展,煤礦技術(shù)設(shè)備正在向重型化、大型化、強(qiáng)力化、大功率和機(jī)電一體化發(fā)展,先后引進(jìn)了德國(guó)WAV300、奧地利AHM105、英國(guó)MK3型重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)。全巖巷重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)代表了巖巷掘進(jìn)技術(shù)今后的發(fā)展方向。
國(guó)產(chǎn)重型掘進(jìn)機(jī)與國(guó)外設(shè)備的差距除總體性能參數(shù)偏低外,在基礎(chǔ)研究方面也比較薄弱,適合我國(guó)煤礦地質(zhì)條件的截割、裝運(yùn)及行走部載荷譜沒(méi)有建立,沒(méi)有完整的設(shè)計(jì)理論依據(jù),計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)仿真等方面還處于空白;在元部件可靠性、控制技術(shù)、在截割方式、除塵系統(tǒng)等核心技術(shù)方面有較大差距。
工作裝置是直接完成挖掘任務(wù)的裝置。它由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。動(dòng)臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。為了適應(yīng)各種不同施工作業(yè)的需要,挖掘機(jī)可以配裝多種工作裝置,如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、沖擊錘等多種作業(yè)機(jī)具。
抓鏟挖土機(jī)也叫抓斗挖土機(jī)。其挖土特點(diǎn)是:“直上直下,自重切土”。宜用于開挖停機(jī)面以下的Ⅰ、Ⅱ類土,在軟土地區(qū)常用于開挖基坑、沉井等。尤其適用于挖深而窄的基坑,疏通舊有渠道以及挖取水中淤泥等,或用于裝載碎石、礦渣等松散料等。開挖方式有溝側(cè)開挖和定位開挖兩種。如將抓斗做成柵條狀,還可用于儲(chǔ)木場(chǎng)裝載礦石塊、木片、木材等。
回轉(zhuǎn)速度是指挖掘機(jī)空載時(shí),穩(wěn)定回轉(zhuǎn)所能達(dá)到的平均大速度。
這意味著定義的回轉(zhuǎn)速度,既不是指起動(dòng)時(shí)的,也不是指制動(dòng)時(shí)的回轉(zhuǎn)速度;也就是說(shuō),不是加速或減速的回轉(zhuǎn)速度。對(duì)于一般的挖掘工作來(lái)說(shuō),這種挖掘機(jī)在0°到180°的范圍內(nèi)工作時(shí),回轉(zhuǎn)馬達(dá)有加速或減速,當(dāng)轉(zhuǎn)到270°到360°范圍內(nèi)時(shí),回轉(zhuǎn)速度達(dá)到穩(wěn)定。
因此,在實(shí)際的挖掘工作中,上面定義的回轉(zhuǎn)速度是不切實(shí)際的。也就是說(shuō),需要的實(shí)際回轉(zhuǎn)性能是可用回轉(zhuǎn)扭矩表示的加速/減速。
中、小型液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢(shì)。因?yàn)樽兞肯到y(tǒng)在油泵工作過(guò)程中,壓力減小時(shí)用增大流量來(lái)補(bǔ)償,使液壓泵功率保持恒定,亦即裝有變量泵的液壓挖掘機(jī)可經(jīng)常性地充分利用油泵的大功率。當(dāng)外阻力增大時(shí)則減少流量(降低速度),使挖掘力成倍增加;采用三回路液壓系統(tǒng)。產(chǎn)生三個(gè)互不影響的立工作運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的功率匹配。將第三泵在其他工作運(yùn)動(dòng)上接通,成為開式回路第二個(gè)立的快速運(yùn)動(dòng)。此外,液壓技術(shù)在挖掘機(jī)上普遍使用,為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在挖掘機(jī)的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。
20世紀(jì)70年代,為了節(jié)省能源消耗和減少對(duì)環(huán)境污染,使挖掘機(jī)的操作輕便和安全作業(yè),降低挖掘機(jī)噪音,改善駕駛員工作條件,逐步在挖掘上應(yīng)用電子和自動(dòng)控制技術(shù)。隨著對(duì)挖掘機(jī)的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高,促使了機(jī)電液一體化在挖掘機(jī)上的應(yīng)用,并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。20世紀(jì)80年代,以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù),特別是微機(jī)、微處理器、傳感器和檢測(cè)儀表在挖掘機(jī)上的應(yīng)用,推動(dòng)了電子控制技術(shù)在挖掘機(jī)上應(yīng)用和推廣,并已成為挖掘機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,亦即目前的挖掘上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)怠速及油門控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)。
為使挖掘機(jī)更好地適應(yīng)各種工況下的負(fù)載要求,動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部一些控制元件的設(shè)定參數(shù)將不再是固定值,而是能隨著挖掘機(jī)具體工作狀況而改變。例如,在日立建機(jī)生產(chǎn)的EX系列挖掘機(jī)上,負(fù)荷傳感閥上的壓力補(bǔ)償器設(shè)定壓差就能隨工作狀況而改變,增強(qiáng)了挖掘機(jī)工作時(shí)的適應(yīng)性??梢灶A(yù)測(cè),在將來(lái)的挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中,將會(huì)有更多的控制參數(shù)可以調(diào)節(jié),從而使挖掘機(jī)工作效率更高、操縱更容易。