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bucket-wheel excavator
简介
多个铲斗在动臂端部转轮上作圆周运动而连续挖掘岩土的多斗挖掘机。主要用于以上挖方式进行剥离和采矿作业、掘进堑沟、向排土场排卸岩土或向运输设备装载岩土。可在环境温度为-40℃的情况下挖掘较软和中硬岩土或褐煤(中硬以上岩土需爆破预松动);可进行选别回采。轮斗挖掘机与单斗式比较具有以下优点：挖掘效率高1.5～2.5倍，动力消耗省30%～40%(轮斗式为0.3～0.5kWh/m3，单斗式为0.5～0.7kWh/m3)，机器重量轻30%～50%;但不适于挖掘坚硬矿岩，结构复杂，初期设备投资大。
类型 按用途分为采矿型、建筑型和堆取料型。按生产能力分为小型、中型、大型、特大型和巨型5类。小型的生产能力为60～1000m3/h，轮斗驱动功率和总功率分别为60～160kW和145～360kW，机重为17～150t;中型的生产能力为1000～2500m3/h，轮斗驱动功率和总功率分别为 160～500 和 360～3300kW，机重为150～850t;大型的生产能力为2500～5000m3/h，轮斗驱动功率和总功率分别为500～1000kW和3300～4000kW，机重为850～2200t;特大型的生产能力为5000～10000m3/h，轮斗驱动功率和总功率分别为1000～1900kW和4000～8500kW，机重为2200～7500t;巨型的生产能力为10000～20000m3/h，轮斗驱动功率和总功率分别为 1900～9200kW和8500～16500kW，机重为8000～14000t。按卸料装置分为悬臂式和连接桥式。
基本构造 由工作装置、排料输送机、回转平台、行走装置、动力和控制系统组成(见图)。工作装置由铲斗、斗轮、卸料板、斗轮臂架及受料带式输送机组成。铲斗有挖掘坚硬物料的封底结构和挖掘湿料的环链结构两种，斗容为0.02～6.3m3，一般为6～12个，挖掘硬岩时为16～18个。斗轮直径为2～21.6m，安装在臂架前端部，由电动机或液压马达驱动，铲斗挖掘的岩土从侧面或后端部卸到受料输送机上。斗轮臂架的另一端铰接在回转平台上，自身平衡，内部设有受料带式输送机，由专用提升机或液压缸驱动升降。回转平台由支承装置、回转传动装置、平台和司机室组成。支承装置为滚珠或滚柱轴承，平台由立式电动机经减速器出轴小齿轮与装在行走车架上的回转盘大齿圈啮合驱动360°全回转。行走装置主要为履带式，有双履带、多履带车，多履带式采用三组三支点布置，用改变履带组的运行方向实现转向。小型掘沟机有轮胎式，堆取料机多采用轨轮式。履带车行走速度为0.3～0.5km/h，接地比压为0.024MPa。
工作原理 斗轮转动，斗轮臂架水平方向运动，铲斗自下向上挖掘，并向前推进实现分层挖掘;装满岩土的铲斗转到上部，岩土靠自重或惯性力卸到受料胶带输送机上，经平台上的料斗落入卸料带式运输机上，从机尾卸下。挖掘方式分端部工作面、侧向工作面、半侧向工作面三种。铲料切片有垂直和水平两种，挖掘高度和深度一般为斗轮直径的0.35～0.75倍。切片厚度一般为斗轮直径的0.05～0.10倍。
发展概况 1884年美国工程师斯米特(Smit)根据古代水车原理提出了在带式输送机前端对称布置两个斗轮的轮斗挖掘机专利。1916年德国洪宝德公司(Humboldt)根据法国工程师什万格(C.Swanger)的专利制造出轮斗挖掘机，广泛用于德国露天采煤。到20世纪50年代，推广到其他国家。生产矿用轮斗挖掘机较多的主要是美国和前苏联等国家。80年代世界最大型号斗轮挖掘机为 SchRS-6340.51/17，臂架长70.5m，上挖高度51m，下挖深度17m，斗轮直径为21.2m，有18个0.35m3的铲斗，理论生产能力达19120m3/h，斗轮用4台840k W电动机驱动，机重为13800t。中国于1960年开始使用轮斗挖掘机，1976年开始制造，产品生产能力分别为400/700、1500/2000和3100/3900m3/h。发展趋势是加大挖掘力(达2.1～3MPa)，提高生产能力、自动化程度和直接挖掘较坚硬矿岩的能力，减小外形尺寸。
轮斗挖掘机结构图
1—铲斗;2—斗轮;3—斗轮臂;4—司机室;5—斗臂绞车;6—配重;7—卸料臂;
8—回转装置;9—平台;10—行走履带车