单斗挖掘机的几个部标准介绍

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1、幢 熟示。 。,、单斗挖掘机的几个部标准介绍高衡陈安 吉贾毅一机部部颁标淮JBx、x一7 8 液压单斗挖掘机型式与基本参数,JB、 只 、 x一7 8液 压单斗挖掘机 技术条件,JB、 、 x、一7 8液 压单斗挖掘机型式试验,和JB、 x、一7 8 机械式单斗挖 掘机型式与基本参数,技术条件,将颁布施 行。对掖压挖掘机来说,这套标准 是我国第一批较完整的产品标准。这 几个标 准一起构成 了我国今后单斗挖掘机按系 列发展品种,全面实现产品系列化、通用化、标谁化的依据。也 为安排和 组织专业化协作生产创造了基本条件。今后,无论新产品设计,或老 产品改进、整顿、变型设计都必须严格地贯彻标准。型式与

2、基本参数,是指导产 品按系列发展的准则,是实现零部件通 用化、标 准化 的基础。技术条件是检验产品制造质量是否达 到标准要求的依据。型式试验是新产品提交国 家鉴定前 对样机进行全 面的 综合性考核,符合标准,方可提交国家 鉴定。这套标 淮,将为我国单斗挖 掘机的发展规定一个大体 的路 子,故 力求适 合国情,以促进挖 掘机制造业在不太长的时间内赶上 和超过世界先进水平。国内外单斗挖掘机的发展及标准化、系列化、通用化概况单斗挖 掘机从创制至今已有14 0多年的历史。初期的蒸气驱动单斗挖掘机从发 明到应用大 约经历了1 00年之久;内燃机 驱动 的机械传动单斗 挖 掘机从出现到普及约 经 历了50

3、多年;液压传动 用到挖掘机上 只有2 0多年的历史。本世纪六十年代以前,单 斗挖掘机基本上都是 机械 传动的。进入 七十年代以来,液压 挖掘机的产量 已上升到占挖掘机总产量的9 0% 左右,我国 目前也已达2 5%以上。美国、苏联、西德、日本等国产量 与制造技 术 水平较高,自给之余尚有大量 出口。除用于建 筑、筑 路、水利、水 电、国 防等土石 方施工 之外,还广泛 的用于金属与非金属露天矿的 采掘与剥离,因而是国民经济各个部门不可缺少的一种机械化施工设 备。国外单斗挖掘机的“三化”工 作开展 较早。日本工 业 标 准(Jls ),西德工 业 标准(D IN),苏联国家标准(rO CT),英

4、国 工业标准(B S),以及 欧洲 建筑 机械委员会 (CE CE)等,在多年前,都就单斗挖掘机制订了产品或主要部件的系列分 级,试验要 求,整机试验大纲,工作装置尺寸标准和产品鉴 定 技 术 文件等。除了国家标 准之外,各公司还有 自己的 系列标准:如美国的B一E、p2 V。二二丈 飞.W一- 二-a一D 3A一铲斗内侧横断面积W一铲斗内侧平均宽度对机械式挖掘机,以标准正铲斗容量为分 级 标 志,一般来说,铲 斗形状很近似正立方体,这种斗容量可按下式近似计算 (见 图2)卜一丝一司 穿创图2正铲斗容计算简图式中F一堆尖部分底面积h一堆尖部分高度标准斗容量 的编排遵 循了R。优 先 数系(数值

5、经元整),这样排列,可以保证在最大限度地满足各个部门需要的条件下,使产品的品种数保持为最少。考虑到斗容量小于0.2 5米“的悬挂式非全回转挖 掘机主要用于小型土方工程或农田基本建设,一般多在拖拉机上改装而成,故不列入新标堆,同时,考虑到我国液压技术的发展,以及使用部门的实际需要和矿山的维 修条件等,予计19 85年前,液压挖掘机发展到斗容量为6米“这一等级基本可以满足需要,所以把液压挖掘机最大斗容量暂订到6米“。另外,随着液压挖 掘机的迅速发 展,中小型机械式单斗挖掘机将被液压挖掘机所取代。所以标准中对1米“以下的机械式单斗挖掘机,除保留0.6米3(包括0.5米3)一级,作为过渡产品之外,其余

6、均不列入(即不发展新品种)。另外从我国实现四个现代化的宏伟兰 图可知,各种大型露天矿山将迅速开 发,对大斗容量的挖掘机有迫切需求,又予计到与之相配套的矿山自卸车的发展,本标准把最大斗容量暂定 到2 5米“(如以采掘岩石为例,配该级的自卸车的能 力需达2 503 0 0吨级)。从国外情况看,近几年来,采矿用挖掘机斗容量一般在8 1 5米“之间,少数有角功26妒的,20妒以上 则坡少见。说明标堆这样安排是适宜的。4.机重机重是指带反铲或正铲作 业装置时的整机工作重量。它是影响机械技术经济指标的一项重要参数。发 动机功率的充分发挥,一 定作业尺寸 的实现,都需要一个适当的机重来保证。机重一方面取决于

7、机器的使用性能要求,另一方面又 取决于本身的结构强度、刚度、材料、和设计工艺水平等因素。一35一1 利|训耐研川歼对国外百余种液压挖掘机经过综合分析,得到斗容量、机重、发动机功率、机体尺寸、挖掘力等之间的关系大致如图37所示。誉叫触神片2图3铲斗容盘与机贾的关系月巧勿2 5匆马初巧5 0口吨】图6机重与作业尺寸的关系吞之矛玲石招图7机重与挖掘力的关系加和4 0礼(吻面图4机重与发动机功率的关系Lr历节火,A(抽距、5(执距) 一J 一卫吵,毫,矿而一-矿布一瓦二面下由司3 0叨5 0翻.屯、6 e“铃合两庄,日铃台妙日陈(最么鱼岔何陈习初气吃,。时32,o中,2!o图5机重与机 体有关尺寸的关

8、系经过对国内外百余种机械式单斗挖掘机统计比较得出,斗容量与机重 间 大 致 有如下 关系:G/q =3 04 2 吨/ 米”(对 中小型机器)G/q=3 8 4 5吨/ 米“(对大型机器)根据上述情况、再结合 当前我们的设计、工艺水平和材料质量等情况,确定了标准中的机重值。5.发动机功率功率是影响机器使用性能的一个很重要的参数。对液压挖掘机,发动机功率Nf可按下 列经验式初步确定:Nf=looq(马力)(变量系统)Nf二13 0q(马力) (定量系统)式中:q一标准斗容量(米s )一36一也可以按N,=(1 1 01 1 5)%N,来计算N_=一卫二旦一 4 50一刀.K式中:P一主油泵额定工

9、作压力(公斤/ 厘米“)Q一主油泵额定流量(升)刃一油 泵总效率K一变量系数。(定量系统K =l )对机械传动单斗挖 掘机、总功率可按下列推荐公式计算:_KT T_1,T - -,二、州一任, 石一乞一二二二; 不不二一一火上勺刀少八P, ot了mJPx式中q一斗容量(米s )K。一铲斗装满系数KP一土壤松散系数二一挖掘比阻力(公斤/厘米“)刃m一发动机到铲斗的传动效率刃p一挖掘机构类型影响系数x一功率利用系数对多电机传动的挖掘机其主电机功率的选定尚无可靠的理论根据。因此,只 能采用统计比较的办法。根据我国当前电机性能和实际 电测,按比功率(即N/q=60一7 0千瓦)选取主电机功率,这样做是

10、符合 国情的。当然随着电机性能的提高,这个值还要减小。标谁中所给出的功率值除基于 上述初步计算之外,还参考了现有 国内外样机的技术性能。6.工作装置的种类工作装置种类 的配备,主要以量 大面广为出发 点,同时根据制造与使用现状,尽量安排合理。液压挖掘机安排了正、反铲。机械挖 掘机安排了正铲、反铲、抓铲、拉铲、起重等五种工作装置,但对4米“以上则只安排正铲,因为 此级以上均 为采矿专用。另外兼顾到大 型露天矿开发的实际需要情况,还在4一 1 6“米各档中考虑 了上装车用的长臂铲。7.作业尺寸主要作业尺寸是采用所谓“相似定律”进行确定的,经过统计比较得 知,作业尺寸与机重间存在如下关系:A二Ki寸

11、万(米)式中:A一所求作业尺寸K;一经验系数(见表6)G一机械工作重量 (吨)8.行走速度行走速度,是指在直线坡道上,机器爬越规定的最大坡度时的速度。履 带行走的单斗挖掘机,行走速度按下式初算:机械传动时:表8作业尺 寸的经 验系数K、值机械式液压反 铲液 压 正 铲最 大挖掘半 径2.52.92.22.83 3.62.4 2.8型型小中大型小型大中最 大 挖 掘 高度2,052.31.8 1.92.6 3.22.5 2.9最 大卸 载 半径2.42.62.12.4型型小大中1.3 1.61.1 1.41.6 2.01.21.4型型小中大最 大 卸 载 高 度一3 7一农命熟鬓粼、_。N V二

12、艺丫U于于于丁w e, j W总液压传动时:2 7 0N,R 刀刃,V二W总(公 里/时)(公里/ 时 )式中N一行走机构功率(马力)N,一行 走机构液压功率 ( 马力)刃一机械传动效率刃,一传 动部分机械效率刃,一液压系统效率R一液 压系统 变量系数 ( 定量 系统一l )W总一行驶总 阻 力一Wl+WZ十W3+W4W工一履带内 摩 擦阻 力W,二(0.0 5一0.07)GW:一履 带对 土壤的挤压 阻 力W:=(0.06一0.12)GW3一坡道 阻力W3一G .Sin a(a一坡道角)W4一启 停时不稳 定运动 的惯性阻 力W4=(0.0 10.02)GG一机器工作 重量(吨)9.系统型式

13、和 主要元件结构液压挖掘机的系统型式和主要元件结构型式均根据 当前 国内外发展 的特点和趋势并结合我国产品发展规划 拟定 的。中小型液压挖掘机用中压定 量系统,大 型液压挖掘机用高压全 功率变量系统,这 是国内外一般 公认 的事实。我们 从图8所示的关系中可以很清楚地看出。由于我们 目前缺乏必 要的试验研究资料,同时考虑到未来可 能的发展,所以对主 要液压元件的结构型式没有规定得 太具体,建议由设计者按 照使用要 求 自选。根据我们 目前掌 握的资料来分析 (部分使 用单位也有类似看法),斗容量1.0米“以下 的中小 型液压 挖 掘机用中压或 中高压定量系统,回转与行走系统用低速大扭矩液压马达

14、或曲轴无连杆式 星形 液压 马达,1.6“米以上 的中大型 液压挖掘机用高压_拉很机机重(。初认曳悬东坑又了竺一二衬雪召侧戒寄吠狱嵘州田僻ro20加姗50607 0 挖崛机机垂(“勺b图8挖掘机机重与液压系统型式和压力等 级的关系全功 率变量系统,主 油泵及回转、行走系统采用统一结构型式 的弯轴 式轴 向柱 塞泵和 马达是能够获得较高的技术经济指标的。系统 工作压力和主 油泵流量 的选 择,除考虑使 用要 求外,还要考虑液压元件型式、配管技术、密封技术等许多因素。在一定 负载下,工作压力愈高,则油 泵、油缸 (马达 )及各种阀 的尺寸 可选得 小一 些,机重 轻,系 统效率高,但元件制造精度要

15、求 高,造价高,工 作 中还可能带 来振 动噪音等一 系列问题。据统 计,国内外履带式液压挖掘机采用中压系统的 约占2 0%,其余8 0%均用高压 或 中高压 系统。最 高工作压力一般在2 50 3 20公斤/厘米“的范 围内。选择基本参数 是设计挖掘机的重要一环,它与整机及各 主要机构 的结 构型 式有密切联系。比如,作业尺寸和工作装置尺 寸往往需在选 定结构 型式和布置方案后才 能 确定。而这 些方案的确 定,往 往又 要 依据作 业尺寸 的要求。基 本参数选择是否合理,对整机的使用和技术经济性能有很大影响,也反映该机的 技术水38一平。希望设计者根据本标准提出的参数范围,结合具体的使用要

16、求,经过广泛调查、对比和分析,正确处理好先进性与可靠性、经济性之间的辩证关 系;正确处理 好互相 制约 的有关参数间的关系(如机重与挖掘力的关系等)。把单斗挖掘机的研制与生产水平大大提高一步。四、关于型式试验与技术要求的说明单斗挖掘机的 型式试验是指新研制产品在通过国家鉴定前必须进行的整机性能试验和工业性试验要求。由于掖压挖掘机的新产品研制工作尚无较成熟的经验,所以标淮中,无论试验项目或试验要求一般都是根据国内外有关资料提出的。各设计、制造和使用单位在执行过程中可提出意见,作为下一次组织修订标堆时参考。这套标准的技术要求部分是针对单斗挖掘机制造过程中的一些共性问题作了一般性的原则规定。内容包括:整机使用性能,主要零部件、易损件的互换通用要求;零部件制造质量要求;免费使用期限的要求以及出厂试验、包装、标志、运输、保管等方面的原则要求。这 些要求的主要目的是保证产品的制造质量,方便使用部门,加速我国的社 会主义建设。不同类型、不同等级的挖掘机,由于其具体结构不同,因而不可能对每个零件的制造质量都