國產(chǎn)重型掘進機與國外設(shè)備的差距除總體性能參數(shù)偏低外,在基礎(chǔ)研究方面也比較薄弱,適合我國煤礦地質(zhì)條件的截割、裝運及行走部載荷譜沒有建立,沒有完整的設(shè)計理論依據(jù),計算機動態(tài)仿真等方面還處于空白;在元部件可靠性、控制技術(shù)、在截割方式、除塵系統(tǒng)等核心技術(shù)方面有較大差距。
從外觀上看,挖掘機由工作裝置,上部轉(zhuǎn)臺,行走機構(gòu)三部分組成。 根據(jù)其構(gòu)造和用途可以區(qū)分為:履帶式、輪胎式、步履式、全液壓、半液壓、全回轉(zhuǎn)、非全回轉(zhuǎn)、通用型、型、鉸接式、伸縮臂式等多種類型。
拉鏟挖土機也叫索鏟挖土機。其挖土特點是:“向后向下,自重切土”。宜用于開挖停機面以下的Ⅰ、Ⅱ類土。工作時,利用慣性力將鏟斗甩出去,挖得比較遠,挖土半徑和挖土深度較大,但不如反鏟靈活準確。尤其適用于開挖大而深的基坑或水下挖土。
抓鏟挖土機也叫抓斗挖土機。其挖土特點是:“直上直下,自重切土”。宜用于開挖停機面以下的Ⅰ、Ⅱ類土,在軟土地區(qū)常用于開挖基坑、沉井等。尤其適用于挖深而窄的基坑,疏通舊有渠道以及挖取水中淤泥等,或用于裝載碎石、礦渣等松散料等。開挖方式有溝側(cè)開挖和定位開挖兩種。如將抓斗做成柵條狀,還可用于儲木場裝載礦石塊、木片、木材等。
中、小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢。因為變量系統(tǒng)在油泵工作過程中,壓力減小時用增大流量來補償,使液壓泵功率保持恒定,亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經(jīng)常性地充分利用油泵的大功率。當外阻力增大時則減少流量(降低速度),使挖掘力成倍增加;采用三回路液壓系統(tǒng)。產(chǎn)生三個互不影響的立工作運動。實現(xiàn)與回轉(zhuǎn)機構(gòu)的功率匹配。將第三泵在其他工作運動上接通,成為開式回路第二個立的快速運動。此外,液壓技術(shù)在挖掘機上普遍使用,為電子技術(shù)、自動控制技術(shù)在挖掘機的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。
在傳統(tǒng)的機械調(diào)速柴油機上,噴油泵的循環(huán)供油量、噴油提前角等都受到轉(zhuǎn)速影響,使柴油機性能難以進一步提高。在柴油機上應(yīng)用電噴控制后,可以使泵的循環(huán)供油量和噴油提前角不再受轉(zhuǎn)速的影響,從而使挖掘機能夠一直工作在佳狀態(tài),而且加快了響應(yīng)速度。開發(fā)柴油機電噴控制器是提高挖掘機節(jié)能性的一個重要環(huán)節(jié)。
負荷傳感控制從20世紀70年代開始興起,各工程機械液壓件生產(chǎn)廠商紛紛推出了一系列有關(guān)產(chǎn)品。這種系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性和操縱性,即使不熟練的司機也能很快適應(yīng)。比例流量分配閥的出現(xiàn)進一步推動了負荷傳感技術(shù)在挖掘機上的應(yīng)用,使挖掘機操縱性進一步提高,解決了西方國家由于熟練司機的缺乏而帶來的問題。因此,負荷傳感控制挖掘機在發(fā)達國家的需求將會進一步上升。
計算機能夠自動監(jiān)測液壓系統(tǒng)和柴油機的運行參數(shù),如壓力、柴油機轉(zhuǎn)速等,并能根據(jù)這些參數(shù)自動控制整個挖掘機動力系統(tǒng)運行在節(jié)能狀態(tài)。其次,能夠完成一些半自動操作,如平地、斜坡的修整等,對司機的熟練程度要求降低,但工作質(zhì)量卻能夠得到大幅度提高。第三,能夠根據(jù)監(jiān)測到的運行參數(shù)進行故障診斷,便于挖掘機的維護。這些功能的出現(xiàn),使挖掘機性能得以大幅度提高。
隨著液壓挖掘機“智能化”程度的提高,各種傳感器、控制器將遍布挖掘機各處,這將導(dǎo)致挖掘機內(nèi)部充斥各種導(dǎo)線、接頭,使控制系統(tǒng)變得復(fù)雜、可靠性降低。解決這一問題的方法是采用現(xiàn)場總線,用一條串行線將所有的傳感器、控制器和執(zhí)行器連接起來,在系統(tǒng)具有強大功能的同時,具有簡單的結(jié)構(gòu)和高可靠性。