斗轮式挖掘机

斗轮挖掘机由工作装置、转台和行走装置等部分组成。工作装置包括斗轮、动臂及其悬挂装置、带式输送机和卸料装置等。斗轮有轮式和球式两种，前者用于端面挖掘，后者用于侧面挖掘。转台上装有动力装置、传动操作系统、回转装置、变幅机构、动臂支承以及附属设备。驱动一般采用电力，小型也有采用柴油机的。行走装置有履带式和步行式两种 。

斗轮挖掘机以斗轮转动和动臂随转台匀速回转的复合运动进行挖掘作业，斗轮上的铲斗自下而上进行切削土壤并装斗，当铲斗转至上部位置时，将土卸于带式输送机上输出。作业时挖掘机不行走，动臂的倾角由变幅机构调整，以适应分层挖掘作业。有的动臂长度还可改变。当停机点弧形工作范围内的土壤全部挖掘后，挖掘机向前运行一段距离，再进行挖掘工作。

斗轮挖掘机的基本技术参数是：生产率、斗轮直径、挖掘高度、挖掘力、机重。

斗轮挖掘机初期用于装卸作业，20世纪中期后发展较快，并广泛用于大型土方及采掘工程。发展趋势为提高挖掘力并向巨型或微型发展。

轮斗挖掘机是在链斗挖掘机、单斗挖掘机和其它采掘设备的基础上逐步发展起来的，是连续化作业设备中比较理想的一种多斗挖掘设备，也是世界上最大成套挖掘设备之一 。

轮斗挖掘机具有连续化作业、生产能力大、效率高、适应复杂煤层选采、运输坡度大、操作简单、维修方便、易实现现代化的管理等诸多优点，特别适合于大型露天矿高效率地开采作业，主要应用在露天矿中剥离表土、挖掘有用矿物，倒堆作业、向车辆或运输带进行装载等，另外在混料堆置场、储料场、大型水利和土方工程中也逐渐得到日益广泛的应用。

轮斗挖掘机在挖掘物料时机器不行走，主要依靠其前端的斗轮旋转与臂架回转构成的复合运动不断将物料切下并装入轮斗内，当铲斗随着轮斗转到一定高度时，物料由于重力作用落至受料输送带，再经料斗卸到卸料输送带上，装入汽车或输送机等运输工具，运往指定地点。若一层物料挖尽后机器移动或臂架降落，再进行下一层物料的挖掘，这样从顶部逐层向下挖掘，被挖下物料的厚度由机器前进距离或臂架伸缩量来控制，宽度由回转速度决定，一般而言，高度不超过斗轮直径的0.7倍 。轮斗挖掘机的行走是辅助性的，作业是连续性的，铲斗只用于挖掘，物料的输送用带式输送机。

(1)研制生产率更高的巨型轮斗挖掘机 由于世界各产煤国家的露天矿规模不断扩大、相应需要有大型采矿设备与之配套。轮斗挖掘机向大型化发展，不仅可以提高生产能力、增加工作面采宽和挖掘高度等开采参数，而且可以减小设备的配套数量及提高经济效益。德国在轮斗挖掘机的研制和开发方面一直走在世界前列，继研制日产量为24X104m³的型号之后，他们正在开发日产量约为30X104m³-50X104m³的巨型机,几乎每10年最大型号的轮斗挖掘机，日生产率增加10X104m³。

(2)标准化、系列化、通用化

轮斗挖掘机结构庞大，设计和生产周期长，成本很高，随着产品数量和规格的增多以及维修问题的突出，迫切需要产品实行标准化、系列化和通用化，20世纪80年代以来，随着中、小型轮斗挖掘机产品数量、规格和型号的增多，一些国家的制造厂家推出了标准型，比如德国吕贝克公司的S系列、克虏伯公司的C系列、德国马克公司的HD系列、奥伦斯坦科佩尔公司的S和SH系列，对各类轮斗挖掘机实行标准化、系列化、通用化，可使产品制造过程简化，生产成本降低，有利于维护检修。

(3)提高自动化程度，实现自动控制

在大型轮斗挖掘机上，操作系统的自动化程度不断提高，如轮斗挖掘机的自动给进、自动灰白和自动变幅；及其的恒生产率，恒功率控制，提高安全保护，提高通讯能力以及挖掘过程的检测自动化等，从而降低操作者的劳动强度，改善劳动条件，提高生产率。

(4)研制切割力大的轮斗挖掘机,提高单斗挖掘能力

由于连续开采工艺在各国软岩露天矿应用成功并加以推广，因此需要能采挖坚硬物料的轮斗挖掘机。斗轮切割力是影响轮斗挖掘机挖掘生产能力的最主要方面，主要采用的方法是：通过提高机器的功率，采用高强度的斗齿，优化斗齿形状和斗唇形状以及研制“紧凑型”轮斗挖掘机等方式，提高轮斗挖掘机的切割力。德国的SCHRS-14/3-20型轮斗挖掘机最大切割力已达到270kg/cm，捷克的KU-800型轮斗挖掘机的切割力已达到了120kg/cm。前苏联生产的轮斗挖掘机单位切割力达到206N/cm2。(5)根据不同露天矿，研究不同的轮斗挖掘机

由于各国露天矿地理条件以及煤质、煤厚的差异性，所以对作为连续开采设备的轮斗挖掘机提出不同的要求，因此根据各露天煤矿开采实际和具体的矿山条件等因素，开发适合其特点的合理轮斗挖掘机也是未来的一个重要趋势。(6)轮斗挖掘机结构的不断改进

(1)轮斗挖掘机与其配套的辅助设备比较复杂，在使用上存在一定的局限性 。

(2)设备单机较笨重，移动能力较低，灵活性差。

(3)挖掘力小，对于采掘物料的物理性能比较敏感，在岩块过大和过硬的岩层中，直接作业比较困难，一般不适于在硬岩中使用。

(4)轮斗挖掘机成套设备系统的初期投资大，准备时间长，在设计、选型时较为复杂。

(5)由于轮斗挖掘机组属于串联作业，若不能保证系统的稳定性和可靠性，连续采掘工艺系统就会丧失其优点，达不到预期的目标。

(6)轮斗挖掘机系专用设备，专用性强，工作装置一般不能更换。

斗轮式挖掘机国外发展状况

早在19实际初叶，西欧就开始在褐煤露天矿中试用过连续挖掘设备，最初的形式是链斗挖掘机，后来陆续出现了单斗挖掘机和环轮挖掘机，而轮斗挖掘机是在结合各种挖掘机的优点基础上初步发展起来的 。

有关资料表明，轮斗挖掘机的研究于1913年在德国开始的 ，第一台1916年轨道式轮斗挖掘机正式在贝尔格维茨褐煤露天矿投入使用，进行剥离覆盖层的作业，该设备装有一个可回转的平台，把链斗挖掘机连续挖掘工作原理与机械单斗挖掘机灵活性结合一起。1919年前后，德国制造了第一台履带式轮斗挖掘机，并在其中部装有柴油发动机，该机只能挖取堆放的物料。1925年制造了第一台露天矿用轮斗挖掘机，该机用于采掘砂或煤层中间的夹层，卸料臂可在一定范围内回转，卸料臂的回转中心和轮斗的回转中心不重合，铲斗容量为0.075m3。1931年ATG公司生产了铲斗容量分别为0.06、0.09和0.15m3的轮斗挖掘机。1937年在柏林电气公司所属的高勒帕矿，一台具有六条履带的斗轮挖掘机投入使用，该机是后来发展的巨型斗轮挖掘机中最早的一台。20世纪40年代末，由于轮斗挖掘机能够大量的连续挖掘，因此发展相应高效率的输送设备。改进了常用的列车运输方式。

20世纪50年代，轮斗挖掘机在各国又有了新的发展。中、小型轮斗挖掘机获得了较快的发展。1956年德国首先研制成功日生产能力为10X104m³的大型轮斗挖掘机；1975年，原联邦德国研制了20X104m³/日的轮斗挖掘机；1977年又开发了24X104m³/日的巨型轮斗挖掘机，该机约为1300吨，这是当时80年代初世界上最大型号的轮斗挖掘机。共有5台在德国的哈姆巴赫褐煤露天矿使用，该机生产能力、外形尺寸和服务质量都是世界最大的。德国正在研制日产30X104m³/日~50X104m³/日的轮斗挖掘机。

近些年来，在一些国外工业发达国家，比如：德国、美国、俄罗斯、捷克、奥地利等，轮斗挖掘机发展迅速并得到普遍采用，这些国家所制造的轮斗挖掘机不仅有专用型，而且还有系列化的产品，其各种轮斗挖掘机产品在全世界近40个国家的露天煤矿中得到了广泛的应用。

斗轮式挖掘机国内发展状况

我国的轮斗挖掘机设计和制造业起步比较晚。，基本上还处在对国外的早期技术的消化吸收阶段，1960年和1972年曾从国外引进过几台轮斗挖掘机。在1976年，自行研制了WUD400/700型轮斗挖掘机，在云南省小龙潭煤矿小龙潭露天成功应用，为我国其他矿山使用连续开采工艺系统提供了宝贵的经验 。在1975年曾经设计过型号为WLD1300/(5-7)30的轮斗挖掘机。而我国使用轮斗挖掘机较早、经验比较成熟的云南省小龙潭露天煤矿，于1986年采用了我国自行研制的第一台WD520/(0.9)15中型轮斗挖掘机，机器的结构形式采用国外流行的履带行走式，但该机生产能力比较低，仅为525m3/h。我国的内蒙古元宝山煤矿也成功地采用了轮斗挖掘机，所用机器的生产能力为600m3/h，是引进德国技术，由国内加工制造的。另外我国应用轮斗挖掘机比较多的还有大型取料场，如港口、电场、煤气厂等，秦皇岛港务局从德国引进了生产能力为6000t/h的轮斗挖掘机，长春发电设备厂自己设计生产专门用于大型料场取料的斗轮取料机，生产能力在600t/h到2400t/h不等。

轮斗挖掘机主要由6个部分组成：行走系统、回转系统、工作系统、输送系统、电力驱动系统、液压系统，其主要特点为 ：

（1）行走系统：大多数轮斗挖掘机采用履带式行走系统，少数采用步行式行走系统。从相关资料来看，中、小型轮斗挖掘机大多采用双履带，而大型轮斗挖掘机采用多履带（三履带或四履带），可以减少设备对地面的比压。

（2）回转系统：由转台与回转驱动装置等组成，转台上有动力装置、驱动装置、控制设备和操纵室等，由于采用了回转支撑轴承，驱动装置可使转台绕垂直轴回转360°。

（3）工作系统：由斗轮、臂架、变幅机构和驱动装置等组成。斗轮安装在臂架的前端，为一个均布若干个铲斗的旋转轮。臂架后端铰接在转台的门架上，通过钢丝绳或液压油缸使臂架转动，从而使斗轮在不同工作面上进行挖掘作业。臂架长度主要有两种：固定的与可伸缩的。斗轮驱动装置由电动机、安全联轴器和减速机等组成，布置在臂架前端的侧面，用于驱动斗轮旋转。

（4）输送系统：由受料输送带、料斗和卸料输送带等组成。另外，连接桥式轮斗挖掘机则在连接桥上还装有转载输送带。

（5）电力驱动系统：除部分小型轮斗挖掘机采用柴油发电机组外，其他轮斗挖掘机均采用了外电源变流机组。

（6）液压系统：主要采用液压油缸驱动斗轮臂和卸料臂升降。

WLY80全液压轮式挖掘机采用双桥驱动，可以方便的实现四驱、两驱的转化；液压系统采用国际化配套，性能先进，质量可靠，操作及维护简单；全液压助力转向和动力换档变速箱使得整机操作轻便灵活；加强动臂和加长斗杆，提高了挖掘力，扩大了挖掘范围。该机不仅能够满足各种作业环境下土方挖掘施工要求，而且还可配合起吊、破碎、挖坑、夯实、打桩等多种作业机具，实现了一机多能功效。

风斗是什么人发明的已不得而知，但是它的功劳确实不小。由于它的通气挡风作用，使成千上万户人家免除了煤气中毒的危险。风斗从正上方看呈长方形，这一面不糊纸，用来起通风换气作用；从两侧看呈三角形，锐角在下方；正面呈正方形。侧面和正面都以纸糊之。风斗的骨架一般用秫秸(高粱秆)来做，讲究一些的则用木料。后来还有用木料和玻璃制作的风斗，这样更结实更美观。风斗安装在窗户上面，由于煤气比较轻可以从风斗中飞到屋外，室外的空气也可以从风斗流入屋中，这样就可以进行气体交换，降低室内煤气的浓度，从而保护了屋内人的安全。

在那时候风斗有很多地方出售，如街巷中的小摊和卖炉子的土特产商店。风斗售价很便宜，每个才五分钱。可是为了省钱，不少家庭都自己动手制作。有些爱美的家庭会在风斗上糊上花纸或画上好看的画，使小院的冬天增添一些艳丽的色彩。