前端裝載機

前端裝載機

前裝裝載機。主要用於露天採礦、剝離裝運爆破後的中硬和堅硬礦岩,以 及直接挖掘軟岩,最大運距≤1 km。可同時在幾個工作面或工作水平作業,有利於分別回採,購置費和運營費低,生產能力不受工作面高度的影響等特點;因而成為露天礦很有發展前途的裝載機械。

基本介紹

  • 中文名:前端裝載機
  • 外文名:front-end-loader
  • 學科:採礦工程
  • 套用:露天採礦
  • 出現時間:1949年
  • 分類:工程型和礦用型
發展概況,類型,工作原理,基本構造,前端裝載機采裝,

發展概況

1949年在德意志聯邦共和國出現第一台液壓缸操縱的前端裝載機,20世紀50~60年代推廣套用於工程施工及各種鬆散物料裝載;70年代美國等國家開始用於露天礦裝載礦岩。大型前端裝載機生產廠家主要集中在美國,斗容達10~18.4m,載重量為19~33t,功率為465~935kW,機重達72~177t。中國於1958年試製前端裝載機,批量生產的最大機型斗容為5.4m。發展方向是增大斗容和功率,提高機動性和耐磨性。

類型

(1)前端裝載機按用途分為工程型和礦用型。前者用於各種工程裝運鬆散物料或挖土;後者結構加強。(2)按斗容分為小型(≤5m)、中型(5~10m)和大型(>10m),大型機適於在年產≤150萬t中小型礦山作為主要采剝裝運設備,運距≤250m,中小型機適於大型露天礦作為輔助作業設備,清理工作面、修路、排土等。(3)按行走底盤分為輪胎式和履帶式,露天礦主要使用輪胎式。

工作原理

裝載機低速駛向岩堆,接近岩堆時放下動臂,轉動鏟斗,使鏟刃接地,斗底與地面成3°~7°角,全力插入岩堆,並間斷操縱轉斗和舉臂,直至裝滿,將鏟斗轉至運輸位置,後退並轉向,駛向運輸機械,舉升動臂至卸載高度,向前轉斗卸載;空車退回,動臂下落至運輸位置,駛向鏟裝地點。

基本構造

由工作機構、行走底盤、傳動系統、液壓系統、操縱系統和司機室組成(見圖1)。
圖1 前端裝載機結構圖1 前端裝載機結構
工作機構由鏟斗、連桿、動臂、搖桿、轉斗液壓缸和舉升液壓缸組成。鏟斗為耐磨鋼板焊接結構,刃口裝有可更換的斗齒或唇緣;大多數機型的連桿與鏟斗、動臂構成四連桿機構,使鏟斗舉升時保持平動。
輪胎行走底盤由車架、懸掛裝置、車輪和輪胎組成。車架由前車架和後車架鉸接而成。前車架安裝工作機構和轉向機構,後車架上安裝發動機、傳動系統、操縱系統、司機室和油箱等。大型機採用油氣懸掛裝置和無內胎低壓寬基輪胎。
傳動系統的基本功能是按需要將動力傳遞給驅動輪和其他操縱機構,使輸出扭矩和轉數適應外負載變化。傳動系統分為液力機械驅動和電力驅動兩類。液力機械驅動套用較普遍,由發動機、離合器、液力變矩器、變速箱、分動箱、萬向傳動軸、驅動橋和輪邊減速驅動車輪組成。前橋剛性地固定在載重半車架上,後橋鉸接懸掛在發動機半車架上,全橋驅動。電力驅動型式是由柴油機驅動交流發電機發電,經可控矽整流器向輪轂內直流電動機供電,經輪邊行星減速器驅動車輪,稱為電動輪前端裝載機。由腳踏板控制勵磁電流進行調速。下坡時可用發電制動。
液壓系統包括油箱、液壓泵、控制閥等。系統工作壓力為10~22MPa,流量為13.5~31.5L/s。

前端裝載機采裝

在露天礦山套用前端裝載機進行采裝是20世紀60年代發展起來的一種方式,適用於破碎良好的礦岩和表土砂礫等條件。它多與汽車配合完成裝、運過程;在運距短(小於500m)的情況下,也常獨立完成裝、運、卸過程。前端裝載機采裝工作面的形式有端工作面和縱向工作面兩種。裝車時可使前端裝載機倒行轉移30°~90°,再前行至車旁卸料入車(圖中a、b、c),此移動距離一般為8~12m,也可使前端裝載機梭式往返移動5~10m,卸料入車(圖中d);採用側卸式前端裝載機時,在其鏟取物料後倒行2~3m至車旁卸料入車(圖中e)。前端裝載機采裝循環時間一般為50~70s。適用的台階高度一般為5~6m,當使用斗容5m以上的大型前端裝載機時可達8m,以至10~15m。過高的台階或爆堆採取分段采裝。最大前端裝載機的標準斗容達16.8m,可與載重200t左右的汽車配合作業,其裝載高度達6.7m。
圖2 前端裝載機采裝作業圖2 前端裝載機采裝作業
儘管前端裝載機比挖掘機的重量輕、價格低、行走快和機動靈活,但服務年限短,鏟取力小,維修量大。這種采裝方式多用於中、小型露天礦,在大型露天礦很少套用。

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