挖掘机操作时注意事项
挖掘机液压缸内部装有缓冲装置,能够在靠近行程末端逐渐释放背压;如果在到达行程末端后受到冲击载荷,活塞将直接碰到缸头或缸底,容易造成事故,因此到行程末端时应尽量留有余隙。
利用挖掘机回转动作进行推土作业将引起铲斗和工作装置的不正常受力,造成扭曲或焊缝开裂,甚至销轴折断,应尽量避免此种操作。
利用挖掘机机体重量进行挖掘会造成回转支承不正常受力状态,同时会对底盘产生较强的振动和冲击,因此应用利液压缸或液压管路产生较大的破坏。
挖掘机在装卸岩石等较重物料时,应靠近卡车车厢底部卸料,或先装载泥土,然后装载岩石,禁止高空卸载,以减小对卡车的撞击破坏。
履带挖掘机陷入泥中较深时,在铲斗下垫一块木板,利用铲斗的底端支起履带,然后在履带下垫上木板,将机器驶出。
液压挖掘机的动作复杂,凡要机构经常启动、制动、换向、负载变化大,冲击和振动频繁,而且野外作业,温度和地理位置变化大,因此根据挖掘机的工作特点和环境特点,挖掘机液压系统应满足如下要求:
1)要保证挖掘机动臂、斗杆和铲斗可以各自单独动作,也可以互相配合实现复合动作。
2)工作装置的动作和转台的回转既能单独进行,又能作复合动作,以提高挖掘机的生产率。
3)履带式挖掘机的左、右履带分别驱动,使挖掘机行走方便、转向灵活,并且可就地转向,以提高挖掘机的灵活性。
4)保证挖掘机的一切动作可逆,且无级变速。
5)保证挖掘机工作安全可靠,且各执行元件(液压缸、液压马达等)有良好的过载保护;回转机构和行走装置有可靠的制动和限速;防止动臂因自重而快带下降和整机超速溜坡。
挖掘机液压系统应做到:
1)有高的传动效率,以充分发挥发动机的动力性和燃料使用经济性。
2)液压系统和液压元件在负载变化大、急剧的振动冲击作用下,具有足够的可靠性。
3)调协轻便耐振的冷却器,减少系统总发热量,使主机持续工作时液压油温不超过80度,或温升不超过45度。
4)由于挖掘机作业现场尘土多,液压油容易被污染,因此液压系统的密封性能要好,液压元件对油液污染的敏感性低,整个液压系统要设置滤油器和防尘装置。
5)采用液压或电液伺服操纵装置,以便挖掘机设置自动控制系统,进而提高挖掘机技术性能和减轻驾驶员的劳动强度。
挖掘机的液压结构
一个完整的液压系统由五个部分组成,即动力元件、执行元件、控制元件、无件和液压油。
动力元件的作用是将原动机的机械能转换成液体的压力能,指液压系统中的油泵,它向整个液压系统提供动力。液压泵的结构形式一般有齿轮泵、叶片泵和柱塞泵。
执行元件(如液压缸和液压马达)的作用是将液体的压力能转换为机械能,驱动负载作直线往复运动或回转运动。
控制元件(即各种液压阀)在液压系统中控制和调节液体的压力、流量和方向。根据控制功能的不同,液压阀可分为村力控制阀、流量控制阀和方向控制阀。压力控制阀又分为益流阀(安全阀)、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀包括节流阀、调整阀、分流集流阀等;方向控制阀包括单向阀、液控单向阀、梭阀、换向阀等。根据控制方式不同,液压阀可分为开关式控制阀、定值控制阀和比例控制阀。
辅助元件包括油箱、滤油器、油管及管接头、密封圈、压力表、油位油温计等。
液压油是液压系统中传递能量的工作介质,有各种矿物油、乳化液和合成型液压油等几大类。
工作原理
帕斯卡原理
帕斯卡原理是一个静力学原理,
对于“理想液体”有:
1、处于密闭容器内的“理想液体”对施加于它表面的压力向各个方向等值传递;
2、速度的传递按“容积变化相等”的原则;
3、液体的压力由外载荷建立。
4、能量守恒。
挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂,斗杆,铲斗。
有三个液压马达,左右行走和一个回转。这些都由换向阀控制供油。
油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。
一般中型挖掘机用的是三联泵,两个大泵提供工作所需要的压力。一个小齿轮泵给控制油路供油。
控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。以及液压马达的转与停以及转动方向。
主油路设溢流阀,压力超过限定值就会打开,油液直接回油箱。所以系统压力始终保持在一定范围内。
同样道理在各油缸的支路也设溢流阀,实现二次调定压力。不光是挖掘机,任何液压系统工作原理都是 油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。
挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂,斗杆,铲斗。
有三个液压马达,左右行走和一个回转。这些都由换向阀控制供油。
油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。
一般中型挖掘机用的是三联泵,两个大泵提供工作所需要的压力。一个小齿轮泵给控制油路供油。
控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。以及液压马达的转与停以及转动方向。
主油路设溢流阀,压力超过限定值就会打开,油液直接回油箱。所以系统压力始终保持在一定范围内。
同样道理在各油缸的支路也设溢流阀,实现二次调定压力。不光是挖掘机,任何液压系统工作原理都是 油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。
咸阳金茂挖掘机学校还有以下几点要提醒您。
1、如果在到达行程末端后受到冲击载荷,活塞将直接碰到缸头或缸底,容易造成事故,因此到行程末端时应尽量留有余隙。
2、利用回转动作进行推土作业将引起铲斗和工作装置的不正常受力,造成扭曲或焊缝开裂,甚至销轴折断,应尽量避免此种操作。
3、利用机体重量进行挖掘会造成回转支承不正常受力状态,同时会对底盘产生较强的振动和冲击,因此应用利液压缸或液压管路产生较大的破坏。
4、在装卸岩石等较重物料时,应靠近卡车车厢底部卸料,或先装载泥土,然后装载岩石,禁止高空卸载,以减小对卡车的撞击破坏。
5、履带陷入泥中较深时,在铲斗下垫一块木板,利用铲斗的底端支起履带,然后在履带下垫上木板,将机器驶出。
1、操作技术 首先要确认周围状况。
回转作业时,对周围障碍物、地形要做到心中有数,安全操作;作业时,要确认履带的前后方向,避免造成倾翻或撞击;尽量不要把终传动面对挖掘方向,否则容易损伤行走马达或软管;作业时,要保证左右履带与地面完全接触 ,提高整机的动态稳定性。 2、有效挖掘方法 当铲斗缸和连杆、斗杆缸和斗杆之间互成90度时,挖掘力最大;铲斗斗齿和地面保持30度角时,挖掘力最佳即切土阻力最小;用斗杆挖掘时,应保证斗杆角度范围在从前面45度角到后面30度之间。
同时使用动臂和铲斗,能提高挖掘效率。 3、挖掘岩石 使用铲斗挖掘岩石会对机器造成较大破坏,应尽避免;必须挖掘时,应根据岩石的裂纹方向来调整机体的位置,使铲斗能够顺利铲入,进行挖掘;把斗齿插入岩石裂缝中,用斗杆和铲斗的挖掘力进行挖掘(应留心斗齿的滑脱);未被碎裂的岩石,应先破碎再使用铲斗挖掘。
4、坡面平整作业 进行平面修整时应将机器平放地面,防止机体摇动,要把握动臂与斗杆的动作协调性,控制两者的速度对于平面修整至关重要。 5、装载作业 机体应处于水平稳定位置,否则回转卸载难以准确控制,从而延长作业循环时间;机体与卡车要保持适当距离,防止在做180度回转时机体尾部与卡车相碰;尽量进行左回转装上,这样做视野开阔、作业效率高,同时要正确掌握旋转角度,以减少用于回转的时间;卡车位置林比挖掘机低,以缩短动臂提升时间,且视线良好;先装砂土、碎石,再放置大石块,这样可以减少对车箱的撞击。
6、松软地带或水中作业 在软土地带作业时,应了解土壤松实程度,并注意限制铲斗的挖掘范围,防止滑坡、塌方等事故发生以及车体沉陷较深。 在水中作业时,应注意车体容许的水深范围(水面应在托链轮中心以下);如果水平面较高,回转支承内部将因水的进入导致润滑不良,发动机风扇叶片受水击打导致折损,电器线路元件由于水的侵入发生短路或断路。
7、吊装作业 作用液压挖掘机进行吊装操作进,应确认吊装现场周围状况,使用高强度的吊勾和钢丝绳,吊装时要尽量使用专用的吊装装置;作业方式应选择微操作模式,动作要缓慢平衡;吊绳长短适当,过长会使吊物摆动较大而难以精确控制;要正确调整铲斗位置,以防止钢线绳滑脱;施工人员尽量不要靠近吊装物,以防止因操作不当发生危险。 8、平稳的操作方法 作业时,机器的稳定性不仅能提高工作效率,延长机器寿命,而且能确保操作安全(把机器放在较平坦的地面上);驱动链轮在后侧比在前侧的稳定性好,且能够防止终传动遭受外力撞击;履带在地面上的轴距总是大于轮距,所以朝前工作稳定性好,要尽量避免侧向操作;要保持挖掘点靠近机器,以提高稳定性和挖掘机;假如挖掘点远离机器,造成因重心前移,作业就不稳定;侧向挖掘比正向挖掘稳定性差,如果挖掘点远离机体中心,机器会更加不稳定,因此挖掘点与机体中心应保持合适的距离,以使操作平衡、高效。
9、值得注意的操作 液压缸内部装有缓冲装置,能够在靠近行程末端逐渐释放背压;如果在到达行程末端后受到冲击载荷,活塞将直接碰到缸头或缸底,容易造成事故,因此到行程末端时应尽量留有余隙。 利用回转动作进行推土作业将引起铲斗和工作装置的不正常受力,造成扭曲或焊缝开裂,甚至销轴折断,应尽量避免此种操作。
利用机体重量进行挖掘会造成回转支承不正常受力状态,同时会对底盘产生较强的振动和冲击,因此应用利液压缸或液压管路产生较大的破坏。 在装卸岩石等较重物料时,应靠近卡车车厢底部卸料,或先装载泥土,然后装载岩石,禁止高空卸载,以减小对卡车的撞击破坏。
履带陷入泥中较深时,在铲斗下垫一块木板,利用铲斗的底端支起履带,然后在履带下垫上木板,将机器驶出。 10、正确的行走操作 挖掘机行走时,应尽量收起工作装置并靠近机体中心,以保持稳定性;把终传动放在后面以保护终传动。
要尽可能地避免驶过树桩和岩石等障碍物,防止履带扭曲;若必须驶过障碍物时,应确保履带中心在障碍物上。 过土墩时,就始终用工作装置支撑住底盘,以防止车体剧烈晃动甚至翻倾。
应避免长时间停在陡坡上怠速运转发动机,否则会因油位角度的改变而导致润滑不良。 机器长距离行走,会使支重轮及终传动内部因长时间回转产生高温,机油粘度下降和润滑不良,因此应经常停机冷却降温,延长下部机体的寿命。
禁止靠行走的驱动力进行挖土作业,否则过大的负荷将会导致终传动、履带等下车部件的早期磨损或破坏。 上坡行走时,应当驱动轮在后,以增加触地履带的附着力。
下坡行走时,应当驱动轮在前,使上部履带绷紧,以防止停车时车体在重力作用下向前滑移而引起危险。 在斜坡上行走时,工作装置应置于前方以确保安全,停车后,把铲斗轻轻地插入地面,并在履带下放上挡块。
在陡坡行走转弯时,应将速度放慢,左转时向后转动左履带,右转时向后转动右履带,这亲可以降低在斜坡上转弯时的危险。 11、正确的破碎作业 首先要把锤头垂直放在待破碎的物体上。
开始破碎作业时,抬起前部车体大约5cm ,破。
现代工程机械的需求和品种与日俱增,特别是挖掘机和装载机等设备在传统机型和基型产品基础上,配以破碎锤、液压剪、液压夯、液压抓手、液压钻、液压筛、液压锯、液压吊、液压扫具等辅具, 衍生出许多复合功能的变型产品。
由于液压技术具有功率重量比大、配置柔性大、动力传输和控制方便等特点,因而被各类工程机械广泛应用,全液压工程机械大量出现,现在要找出一种不采用任何液压元器件的工程机械已非易事。 然而,与工业生产液压设备相比,工程机械具有工作环境恶劣、高速重载、能耗大、维护条件差并受到环境保护、自重和安装空间限制等工况特点,所以对液压系统在环境适应性和工作可靠性、能耗和经济性、环境友好性、舒适安全性、配置组合柔性和故障监控等多方面都具有较高要求。
围绕上述要求,工程机械液压传动与控制技术依托现代微电子及计算机技术、传感器技术、故障监控与诊断技术、现代设计理论与方法和先进制造技术,取得了如图1所示的显著进展。 1 环境适应性和工作可靠性 工程机械经常工作在湿热、尘埃、泥水飞溅、低温或高温和强光辐射等十分恶劣的环境中,要求液压介质和元件能够在恶劣环境下长期可靠地工作。
为此,除了采用传统防护技术外,研制出了元件自滤技术、新型过滤器、新材质液压缸等。 如小松矿业系统公司(Komatsu Mining System Co.)在其新款PC1800-6型履带式挖掘机的液压系统主泵排油口设置了高压过滤器以防污物堵塞引起液压系统故障;通过液压缸上安装金属防护圈,以防污物带进缸内并防止泥水和光辐射对液压缸的侵蚀而缩短其寿命;该公司还自行开发了一种新型复合结构的回油过滤器(滤芯直径25%为高性能玻璃介质,其余为高密度纸),与纯纸过滤器相比,此种过滤器过滤精度较高,使用寿命较长,过滤器清洗时间间隔可从250 h延长到了500 h,可使液压油的寿命从2 000 h延长到5 000 h。
为了防止污物进入系统影响工作可靠性,专家们建议在工程机械液压系统的油箱隔板上加装过滤网以除去回油过滤器未滤去的杂质;另外在油箱中设置电磁铁来吸附铁屑。为了提高液压泵的寿命,有些液压系统采用了充气加压油箱来改善泵的吸油条件,以防气穴的发生。
目前,有三种常用的充气方法可供参考:①使用机器压气系统提供的压缩空气;②依靠液体热膨胀使液面之上的空气增压;③利用发动机换气泵的压缩空气。 德国L&&S(Lingk && Sturzebecher)公司为包括矿山采掘业在内的各类液压设备研制出碳纤维强化塑料 CFRP材质缸筒的空心活塞液压缸。
此种液压缸不仅重量轻,而且耐腐蚀,已在欧洲航空工业和南非采矿业的各种严酷环境中得到了成功应用。现在德国Cottbus工业大学正在分别按德国工业标准DIN 4125 和DIN 4128对这种液压缸进行适应性和耐久性试验研究。
2 负载能力和效率 2.1 提高负载能力 为了提高工程机械的负载能力,直接的方法是提高其液压系统工作压力、流量和功率。目前,国际上先进的工程机械产品的额定压力大都在30 MPa以上,并且随着材料科学技术的进步,有朝着更高的压力甚至采用超高压液压技术方向发展的趋势;流量通常在每分钟数百升;功率在数百千瓦以上。
如德国Orensttein && Koppe制造的目前世界上首台最大的RH400型全液压挖掘机,铲斗容量达42 m3, 液压油源为18台变量轴向柱塞泵,总流量高达10 200 L/min;原动机为2台QSK60柴油发动机,总功率高达2 014 kW。 由于工程机械多为行走设备,提高负载能力受到自重和安装空间的限制。
为此,要求系统的组成元件在满足工作要求的前提下具有较高的力重量比(Strength-to-Weight),即出力大而重量轻、尺寸小。液压系统特别是执行元件(缸和马达)的减重,对工程机械减重及负载能力和工效的提高起着重要作用。
而缸筒在液压缸总重量中占有较高百分比,尤其是随着行程的增加,缸筒占整个缸总重量的百分比将增大,有时竟高达75%,所以液压缸减重主要是缸筒减重。例如采用上面提及的碳纤维强化塑料(CFRP)材质缸筒的空心活塞液压缸,由于具有较高的强度和韧性,可承受高达70 MPa的工作压力。
因为缸的活塞为空心的,所以缸的总重量比同规格钢质液压缸减轻65%。将此种液压缸用于轮式挖掘机则比采用钢质缸时提高工效20%。
另外,有关研究表明,工程机械液压系统的油箱容量取值应为工业设备液压系统油箱的1/3,这是一个既能保证系统充分循环要求又较小的合理尺寸。 2.2 效率和节能 现代工程机械多采用内燃机做原动机,工作负载变化频繁且幅度大,提高系统效率实现节能的主要途径主要是,通过电液控制等手段实现负载和原动机之间的最佳匹配。
目前以变量泵和定差压力控制为基础的负载传感液压系统已被广泛使用。例如前文提及的小松公司的PC1800-6型履带式挖掘机的中开式负载传感液压系统具有DH、H和G三种不同运行模式:DH模式(额定转矩的100%)适用于重载工作;H模式(额定转矩的95%)适用于一般挖掘和操纵;G模式(额定转矩的83%)适用于平地作业和操纵。
美国国际采矿技术设备公司(MTI''S) 在狭窄通道作业的轮式矿山搬运堆码(Load 。
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