露天礦電鏟選型設(shè)計(jì).doc

露天礦電鏟選型設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)課題： 露天礦電鏟選型設(shè)計(jì) 專業(yè)班級： 2011級采礦工程 學(xué)生姓名： 潘云龍 柳向杰 南雙雙 馬東青 任瑞宇 指導(dǎo)教師： 孟愛國 學(xué)生成績： 露天礦電鏟選型設(shè)計(jì)已知條件：1.煤的容重1.14t/m3,巖石容重1.95t/m2.年產(chǎn)煤為2123萬t，剝離巖為6145萬m3 要求：1.選擇電鏟容積、技術(shù)規(guī)格（型號）2.計(jì)算效率與所需電鏟數(shù)量3.按照合理的勺容比確定卡車容積（型號）技術(shù)規(guī)格1、概述1.1挖掘機(jī)在礦山工程中的地位 1）是完成開拓、開采的主要設(shè)備。 2）是設(shè)計(jì)、生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)量的計(jì)算基礎(chǔ)。 3）開采規(guī)模決定挖掘機(jī)的斗容大小。4）以斗容大小和挖掘機(jī)數(shù)量確定運(yùn)輸設(shè)備的容積、鉆孔設(shè)備孔徑及數(shù)量。2、選型原則1）礦山設(shè)計(jì)確定設(shè)備時(shí)，首選挖掘機(jī)，按產(chǎn)能大小確定斗容。2）在確定挖掘機(jī)的臺數(shù)量時(shí)，應(yīng)不少于兩臺，按計(jì)算參數(shù)不同分別確定挖掘機(jī)的數(shù)量。3、挖掘機(jī)計(jì)算3.1挖掘機(jī)斗容的確定及電鏟的選擇 3.1.1通過日產(chǎn)量確定挖掘機(jī)的斗容v 1）當(dāng)日產(chǎn)量q5萬噸時(shí)： 式中： 基量系數(shù)，取34； 增量系數(shù)，取22.5。 2）當(dāng)日產(chǎn)量q5萬噸時(shí)： 式中： 基量系數(shù)，取69； 增量系數(shù)，取11.5。說明：（1）產(chǎn)能增加、斗容增大，提高人工效率，簡化作業(yè)組織； （2）實(shí)踐證明斗容增大可以降低采剝成本； （3）斗容太大、數(shù)量太少產(chǎn)量大波動風(fēng)險(xiǎn)增加。3.1.2斗容的計(jì)算1)礦山年產(chǎn)煤和巖石的產(chǎn)量：=2123萬t/a=61451.95=11982.75萬t/a2)日產(chǎn)量 根據(jù)礦山的年生產(chǎn)能力可以確定該礦山的日產(chǎn)量。（1）日產(chǎn)煤量5萬t/天因此露天礦電鏟的斗容應(yīng)為：式中：基量系數(shù)取9，增量系數(shù)取1.5 即：=9+1.5（5.8-5）=10.2根據(jù)選型原則及斗容，選擇12 的電鏟，即擬選太重系列wk-10b礦用挖掘機(jī)進(jìn)生產(chǎn)作業(yè).參數(shù)如下：表1 電鏟wk-10b技術(shù)規(guī)格參數(shù) 主要性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)斗容12m3主電機(jī)功率750kw提升速度1.37m/s最大挖掘半徑18.9m推壓速度0.67m/s最大挖掘高度13.53m行走速度0.96m/s最大卸載半徑16.25m最大提升力942kn最大卸載高度8.6m最大推壓力496kn挖掘深度2.2m最大爬坡角度130工作重量490t平均比壓253kpa理論生產(chǎn)率1940m3（2）日剝離巖石量5萬t/天 因此露天礦電鏟的斗容應(yīng)為： 式中：基量系數(shù)取6，增量系數(shù)取1即： 根據(jù)選型原則及斗容選擇35 的電鏟，即擬選太重系列wk-35礦用挖掘機(jī)進(jìn)生產(chǎn)作業(yè)。參數(shù)如下：表1 電鏟wk-35技術(shù)規(guī)格參數(shù) 主要性能參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)斗容35m3提升電機(jī)額定功率2*700kw/690vac斗容范圍25-54m3最大挖掘半徑24.00m提升速度1.60m/s最大挖掘高度16.20m推壓速度0.65m/s最大卸載半徑20.90m行走速度1.08km/h最大卸載高度9.4m最大提升力2150kn挖掘深度1.75m最大推壓力850kn工作重量1065t最大爬坡角度130理論生產(chǎn)率4200m3/h3.2選型原則及計(jì)算3.2.1選型原則單斗挖掘機(jī)主要根據(jù)礦山規(guī)模、礦巖采剝總量、開采工藝、礦巖物理力學(xué)性質(zhì)、設(shè)備供應(yīng)情況等因素選型。特大型露天礦一般應(yīng)選用斗容不小于810的挖掘機(jī)；大型露天礦一般選用斗容為410 的挖掘機(jī)；中型露天礦一般選用斗容24 的挖掘機(jī)；小型露天礦一般應(yīng)選用斗容為12的挖掘機(jī)。采用汽車運(yùn)輸時(shí)，挖掘機(jī)鏟斗容積與汽車重量要合理匹配，一般一車應(yīng)裝46斗。3.2.1計(jì)算 1）生產(chǎn)能力計(jì)算式中 挖掘機(jī)鏟斗容積，m3 挖掘機(jī)鏟斗滿斗系數(shù)； 挖掘機(jī)班工作時(shí)間，h； 班工作時(shí)間利用系數(shù)； 挖掘機(jī)鏟斗循環(huán)時(shí)間，s； 礦巖在鏟斗匯總的松散系數(shù).說明：（1）滿斗系數(shù)與物料硬度、粒度有關(guān)； （2）松散系數(shù)將松方變?yōu)閷?shí)方； （3）班時(shí)間利用系數(shù)與班生產(chǎn)組織效率有關(guān)；= （4）電鏟采裝一次循環(huán)時(shí)間； （5）斗容大單臺作業(yè)效率高； （6）挖掘機(jī)能力也可以采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)確定。挖掘機(jī)的臺班生產(chǎn)能力受各種技術(shù)和組織因素影響，如礦巖性質(zhì)，爆破質(zhì)量，運(yùn)輸設(shè)備規(guī)格，及其他輔助作業(yè)配合條件和操作技術(shù)水平等。臺年生產(chǎn)能力： 表1 挖掘機(jī)每鏟裝車循環(huán)時(shí)間表物料特性鏟斗容積小于2m346m3大于8m3f630s25s27sf1229s31s則電鏟wk-10b： =4985m =5458575 m=546萬m電鏟wk-35：=10107m=11067165 m=1107萬m2)設(shè)備數(shù)量計(jì)算 礦山所需挖掘機(jī)臺數(shù)可按下式計(jì)算：n= 式中 ： 年采剝量，m3/a； 挖掘機(jī)臺年效率，m3/a ，通過計(jì)算或參考挖掘機(jī)實(shí)際臺年生產(chǎn)能力選取，并要考慮效率降低因素。露天礦生產(chǎn)配備的挖掘機(jī)臺數(shù)不考慮備用數(shù)量，但不應(yīng)少于兩臺。如果采礦和剝離作業(yè)的工作制度不同、設(shè)備型號不同以及生產(chǎn)效率相差較大時(shí)，可以分別計(jì)算采礦和剝離作業(yè)所需要的挖掘機(jī)的臺數(shù)。此外，若礦山還有其他工程，如修路、整理道坡和邊坡及倒堆等，可考慮備有前端式裝載機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)和推土機(jī)等輔助設(shè)備。采煤時(shí)所需的數(shù)量為： =3.4臺剝離巖石時(shí)所需數(shù)量為： =臺 綜上所算得：選用的wk-10b型電鏟數(shù)為4臺，選用的wk-35型電鏟數(shù)為6臺。4、設(shè)備間的配套為了充分發(fā)揮礦山設(shè)備的效率，需要各工藝環(huán)節(jié)設(shè)備之間彼此相適應(yīng)，做到設(shè)備匹配合理，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)好。如礦山產(chǎn)量與設(shè)備規(guī)格、生產(chǎn)設(shè)備與輔助設(shè)備之間，都需要有合理的匹配，這樣才能充分發(fā)揮各生產(chǎn)設(shè)備的最佳功能，以提升礦山綜合經(jīng)濟(jì)效益。礦山規(guī)模確定之后，一般的作法是：首先選擇合適的鏟裝設(shè)備，并確定與之配套的運(yùn)輸設(shè)備，然后選擇其他主要采掘設(shè)備，主要設(shè)備合理配套之后，再選擇輔助設(shè)備。4.1 自卸汽車和挖掘機(jī)的合理配置在煤礦生產(chǎn)中，它決定和制約著礦山的生產(chǎn)能力。在裝運(yùn)作業(yè)中，汽車往返運(yùn)行于采場與卸礦倉之間，裝載機(jī)則相對基本不動。在使用配合方面，往往是一臺挖掘機(jī)與多輛汽車配合。在裝載運(yùn)輸設(shè)備的購置、運(yùn)行和維護(hù)維修費(fèi)中，自卸汽車約占90。由此可知，自卸汽車在露天礦的裝運(yùn)作業(yè)中占主導(dǎo)地位，因此，在露天礦裝運(yùn)設(shè)備選型與匹配上，應(yīng)以自卸汽車為主。在裝運(yùn)作業(yè)中，挖掘機(jī)和自卸汽車裝運(yùn)的是同一種礦石，故挖掘機(jī)的鏟斗斗容與汽車車箱容積，是二者匹配的基本參數(shù)。裝載時(shí)，對挖掘機(jī)要求滿斗，但運(yùn)輸中因汽車受載重量的限制，不一定是滿箱。由于礦巖的種類很多，其松散容重差別較大，所以應(yīng)按汽車額定載重量需要的容積與鏟斗匹配，即先根據(jù)汽車的額定載重量與所運(yùn)礦石的松散容重，確定需要的車箱容積，再用該容積與挖掘機(jī)鏟斗容積進(jìn)行匹配。4.2挖掘機(jī)斗容的確定據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)可知：一般取裝載斗數(shù)n=37。當(dāng)運(yùn)距為13km時(shí)，4n6；當(dāng)運(yùn)距1km時(shí)，取n=3；當(dāng)運(yùn)距為45km時(shí)，取n=67。取車廂容積為1：3，依據(jù)挖掘機(jī)斗容與汽車載重的比例關(guān)系： 式中： 挖掘機(jī)鏟斗容積，m； 匹配系數(shù)。1）挖掘機(jī)與汽車的規(guī)格匹配關(guān)系計(jì)算：裝煤 123=36m 裝巖石 353=105m 汽車載重： 每車載煤 41.04t 每車載巖石 1051.95=204.75t綜上所述：裝煤用ytg50型礦用自卸汽車，裝巖石用komatsu830e型礦用自卸汽車，參數(shù)如下：表2 ytg50型礦用自卸汽車整車外形尺寸（長x寬x高）885245234556mm額定載重量45（50）t（us ton）發(fā)動機(jī)功率392kw；排放達(dá)到國及以上標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動輪滾動半徑950mm低擋最大牽引力285kn百公里燃油消耗量189l接近角27.9 離去角53.8 最小離地間隙598mm最高車速55.8 km/h制動距離（v=30 km/h）18.75m最大爬坡能力35.9 %最小轉(zhuǎn)彎直徑18m最小通過直徑20 m車廂舉升角度50 車廂舉升時(shí)間12s表3 komatsu830e型礦用自卸汽車型號komatsu830e功率(kw/rpm)1865/1900自身質(zhì)量（t）158額定載重量（t）220t滿載質(zhì)量（t）600堆裝容量（m）147最大卸載高度（m）11.207自卸斗最小離地高度（m）1.35最高行駛速度60發(fā)動機(jī)缸數(shù)（個(gè)）24機(jī)身全長（m）14.4機(jī)身全寬（m）7.3機(jī)身全高（m）6900現(xiàn)代挖掘機(jī)摘要：現(xiàn)代挖掘機(jī)一般都采用了機(jī)電液一體化控制模式，常見故障為發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，工作速度變慢，挖掘無力等一些日常使用中的故障。本文簡單介紹了挖掘機(jī)在這幾類故障中的故障判斷及維修技術(shù)，另外還介紹了挖掘機(jī)的日常保養(yǎng)技術(shù)，以保障挖掘機(jī)的正常工作。 關(guān)鍵詞：挖掘機(jī)；維修；保養(yǎng) 隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代挖掘機(jī)一般都采用了機(jī)電液一體化控制模式，我們在排除一些故障時(shí)，解決的多是發(fā)動機(jī)、液壓泵、分配閥、外部負(fù)荷的匹配問題。一般在挖掘機(jī)作業(yè)中，這幾方面不能匹配，經(jīng)常會表現(xiàn)為：發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降，工作速度變慢，挖掘無力以及一些常見問題。 1、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下降 首先要測試發(fā)動機(jī)本身輸出功率，如果發(fā)動機(jī)輸出功率低于額定功率，則產(chǎn)生故障的原因可能是燃油品質(zhì)差、燃油壓力低、氣門間隙不對、發(fā)動機(jī)的某缸不工作、噴油定時(shí)有錯(cuò)、燃油量的調(diào)定值不對、進(jìn)氣系統(tǒng)漏氣、制動器及其操縱桿有毛病和渦輪增壓器積炭。如果發(fā)動機(jī)輸出動力正常，就需要查看是否因?yàn)橐簤罕玫牧髁亢桶l(fā)動機(jī)的輸出功率不匹配。 液壓挖掘機(jī)在作業(yè)中速度與負(fù)載是成反比的，就是流量和泵的輸出壓力乘積是一個(gè)不變量，泵的輸出功率恒定或近似恒定。如果泵控制系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，就不能實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)、泵及閥在不同工況區(qū)域負(fù)荷優(yōu)化匹配狀態(tài)，挖掘機(jī)從而將不能正常工作。此類故障要先從電器系統(tǒng)入手，再檢查液壓系統(tǒng)，最后檢查機(jī)械傳動系統(tǒng)。 2、工作速度變慢 挖掘機(jī)工作速度變慢主要原因是整機(jī)各部磨損造成發(fā)動機(jī)功率下降與液壓系統(tǒng)內(nèi)泄。挖掘機(jī)的液壓泵為柱塞變量泵，工作一定時(shí)間后，泵內(nèi)部液壓元件（缸體、柱塞、配流盤、九孔板、龜背等）不可避免的產(chǎn)生過度磨損，會造成內(nèi)漏，各參數(shù)據(jù)不協(xié)調(diào)，從而導(dǎo)致流量不足油溫過高，工作速度緩慢。這時(shí)就需要整機(jī)大修，對磨損超限的零部件進(jìn)行修復(fù)更換。 但若不是工作時(shí)間很長的挖掘機(jī)突然變慢，就需要檢查以下幾方面。先查電路保險(xiǎn)絲是否斷路或短路，再查先導(dǎo)壓力是否正常，再看看伺服控制閥-伺服活塞是否卡死以及分配器合流是否故障等，最后將液壓泵拆卸進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，確認(rèn)挖機(jī)問題所在。 3、挖掘機(jī)無力 挖掘無力是挖掘機(jī)典型故障之一。對于挖掘無力可分為兩種情況：一種為挖掘無力，發(fā)動機(jī)不憋車，感覺負(fù)荷很輕；第二種為挖掘無力，當(dāng)動臂或斗桿伸到底時(shí)，發(fā)動機(jī)嚴(yán)重憋車，甚至熄火。 挖掘無力但發(fā)動機(jī)不憋車。挖掘力的大小由主泵輸出壓力決定，發(fā)動機(jī)是否憋車取決于油泵吸收轉(zhuǎn)矩與發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩間的關(guān)系。發(fā)動機(jī)不憋車說明油泵吸收轉(zhuǎn)矩較小，發(fā)動機(jī)負(fù)荷輕。如果挖掘機(jī)的工作速度沒有明顯異常，則應(yīng)重點(diǎn)檢查主泵的最大輸出壓力即系統(tǒng)溢流壓力。如果溢流壓力測量值低于規(guī)定值，表明該機(jī)構(gòu)液壓回路的過載溢流閥設(shè)定值不正確，導(dǎo)致該機(jī)構(gòu)過早溢流，工作無力。則可以通過轉(zhuǎn)動調(diào)整螺絲來調(diào)整機(jī)器。挖掘無力，發(fā)動機(jī)憋車。發(fā)動機(jī)憋車表明油泵的吸收轉(zhuǎn)矩大于發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，致使發(fā)動機(jī)超載。這種故障應(yīng)首先檢查發(fā)動機(jī)速度傳感系統(tǒng)是否正常，檢查方法與前文所述發(fā)動機(jī)檢查方法類似。經(jīng)過以上細(xì)致的檢查與排除故障，發(fā)動機(jī)速度傳感系統(tǒng)恢復(fù)正常功能，發(fā)動機(jī)憋車現(xiàn)象消失，挖掘力就會恢復(fù)正常。 4、挖掘作業(yè)過程中的常見故障 挖掘機(jī)在施工作業(yè)中經(jīng)常出現(xiàn)的一些普遍的故障，如：挖機(jī)行走跑偏，原因可能為行走分配油封（又稱中心回轉(zhuǎn)接頭油封）損壞；兩個(gè)液壓泵流量大小不一；一邊行走馬達(dá)有問題。液壓缸快速下泄則可能為安全溢流閥封閉不嚴(yán)，或缸油封嚴(yán)重?fù)p壞等等。 5、挖掘機(jī)的日常保養(yǎng) 為了防止挖掘機(jī)的故障發(fā)生，在日常使用過程中需要十分注意對挖掘機(jī)的保養(yǎng)。日常保養(yǎng)包括檢查、清洗或更換空氣濾芯；清洗冷卻系統(tǒng)內(nèi)部；檢查和擰緊履帶板螺栓；檢查和調(diào)節(jié)履帶反張緊度；檢查進(jìn)氣加熱器；更換斗齒；調(diào)節(jié)鏟斗間隙；檢查前窗清洗液液面；檢查、調(diào)節(jié)空調(diào)；清洗駕駛室內(nèi)地板；更換破碎器濾芯（選配件）。清洗冷卻系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)，待發(fā)動機(jī)充分冷卻后，緩慢擰松注水口蓋，釋放水箱內(nèi)部壓力，然后才能放水；不要在發(fā)動機(jī)工作時(shí)進(jìn)行清洗工作，高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇會造成危險(xiǎn)；當(dāng)清潔或更換冷卻液時(shí)，應(yīng)將機(jī)器停放在水平地面上。 同時(shí)在啟動發(fā)動機(jī)前需要檢查冷卻液的液面位置高度（加水）；檢查發(fā)動機(jī)機(jī)油油位，加機(jī)油；檢查燃油油位（加燃油）；檢查液壓油油位（加液壓油）；檢查空氣濾芯是否堵塞；檢查電線；檢查喇叭是否正常；檢查鏟斗的潤滑；檢查油水分離器中的水和沉淀物。 挖掘機(jī)在日常工作中遇到的故障還有很多，這里只是介紹了較為常見的幾類故障的維修方法，并且為了減少故障的發(fā)生，對挖掘機(jī)的日常保