王 帥 牟華宇 張玉軍

（日照港股份有限公司 第三港務(wù)分公司，日照 276800）

1 履帶式液壓挖掘機(jī)使用現(xiàn)狀

日照港第三港務(wù)分公司現(xiàn)有全液壓抓料機(jī)共8臺(tái)，主要用于保障焦炭火車集港卸車作業(yè)。抓料機(jī)利用率從2016年持續(xù)升高，月度平均利用率維持在50%以上，單臺(tái)最高超過(guò)80%。由于抓料機(jī)設(shè)備整體老化，車況較差，故障率偏高，導(dǎo)致現(xiàn)有的8臺(tái)全液壓抓料機(jī)無(wú)法滿足火車作業(yè)需求。

2017年焦炭火車集港量提升，抓料機(jī)作業(yè)繁忙，造成設(shè)備維修保養(yǎng)時(shí)間減少，且無(wú)替代設(shè)備。為暫時(shí)解決這種問(wèn)題，公司考慮通過(guò)擴(kuò)展現(xiàn)有設(shè)備的使用范圍來(lái)滿足作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)使用。目前，公司所使用的挖掘機(jī)自重最大的為3臺(tái)小松PC360-7挖掘機(jī)（自重33t），可安裝3.0m3抓斗，原車駕駛室為固定結(jié)構(gòu)，駕駛員無(wú)法觀察火車車廂內(nèi)部，需要經(jīng)過(guò)改造才能滿足車皮卸車作業(yè)要求。針對(duì)這種情況，計(jì)劃將現(xiàn)有3臺(tái)小松PC360-7挖掘機(jī)駕駛室改造為可升降結(jié)構(gòu)，將挖斗改造為3.0m3液壓雙瓣抓斗，可在不增加設(shè)備的前提下有效緩解生產(chǎn)需求。

2 履帶式液壓挖掘機(jī)改裝思路

2.1 挖斗改裝思路

先將挖掘機(jī)的挖斗拆下，再將抓料斗裝置安裝在原挖斗的四連桿機(jī)構(gòu)上，抓斗裝置上設(shè)有抓斗油缸，通過(guò)原挖斗油缸供油管路連接供油，以控制抓斗的張開和閉合。抓斗上需加裝開合同步齒，保障作業(yè)時(shí)兩個(gè)抓斗瓣同步。

2.2 駕駛室改裝思路

傳統(tǒng)液壓挖掘機(jī)的駕駛室均為固定結(jié)構(gòu)，駕駛員無(wú)法觀測(cè)車皮內(nèi)部情況，不能滿足散貨火車卸車作業(yè)要求，而作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)要求駕駛員能夠看到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的火車車廂內(nèi)部，并方便駕駛員上下車，故在改裝時(shí)考慮將駕駛室改裝成可升降形式。

2.3 液壓系統(tǒng)改裝思路

將履帶式挖掘機(jī)挖斗改裝成液壓雙瓣抓斗、駕駛室改裝成升降式，使該挖掘機(jī)同時(shí)具備履帶行走、轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)、動(dòng)臂升降、斗桿收放、抓斗開合及駕駛室升降功能，都需要液壓系統(tǒng)的支持，因此需要改裝原挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)，加長(zhǎng)PPC控制油管、監(jiān)控器、電腦控制線路及空調(diào)管路等。

2.4 升降裝置改裝思路

為保障設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，升降裝置采用平行四邊形機(jī)械連桿方式，鉸接部位需設(shè)潤(rùn)滑點(diǎn)，起升油缸帶有安全鎖止功能，防止駕駛室自落。為保障改裝后挖掘機(jī)能夠平穩(wěn)作業(yè)，建議抓斗自重控制在1800kg以內(nèi)。

3 履帶式液壓挖掘機(jī)改裝過(guò)程

3.1 抓斗的換裝

將原挖掘機(jī)的挖斗拆下，將所選用的3.0m3雙瓣抓斗通過(guò)原車銷軸連接在挖掘機(jī)的斗桿上。抓斗供油管路使用原車挖斗油缸的供油管路，將管路加長(zhǎng)后固定在斗桿側(cè)邊與抓斗連接，通過(guò)原車上的挖斗控制手柄，完成抓斗開合動(dòng)作。

3.2 駕駛室的改造

在實(shí)際作業(yè)中，升降機(jī)構(gòu)需要將司機(jī)室在較短時(shí)間內(nèi)抬升至工作高度，保證工作效率，在抬升過(guò)程中必須保證司機(jī)室始終處于水平狀態(tài)，升降過(guò)程必須保證平穩(wěn)。因此在原有挖掘機(jī)升降裝置上，將駕駛室置于液壓驅(qū)動(dòng)的升降機(jī)構(gòu)上，通過(guò)邏輯預(yù)算確定輸出，實(shí)現(xiàn)駕駛室升降，精確實(shí)現(xiàn)恒速控制。具體結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示。

圖1 挖掘機(jī)構(gòu)造

3.2.1 駕駛室線路、管路改造

將原挖掘機(jī)駕駛室內(nèi)與平臺(tái)連接的相關(guān)電路線束、液壓及空調(diào)管路解除，把固定駕駛室的底板連同駕駛室拆掉，然后將預(yù)先加工好的升降機(jī)構(gòu)底座焊接在挖掘機(jī)的平臺(tái)上，再將拆下的固定駕駛室底板及駕駛室安裝在升降機(jī)構(gòu)的駕駛室基座上，并將因駕駛室升高而加長(zhǎng)的與平臺(tái)連接的相關(guān)電路線束、液壓及空調(diào)管路，連接到相關(guān)位置。為了避免因挖掘機(jī)的電路控制線束加長(zhǎng)，造成線路阻值變化，影響挖掘機(jī)電腦系統(tǒng)對(duì)挖掘機(jī)工作狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)讀取，在相關(guān)線束加長(zhǎng)過(guò)程中，采用特種屏蔽護(hù)套線對(duì)相關(guān)線束進(jìn)行加長(zhǎng)，以確保挖掘機(jī)的電腦系統(tǒng)對(duì)挖掘機(jī)工作狀態(tài)相關(guān)數(shù)據(jù)的讀取的準(zhǔn)確。

圖2 駕駛室尺寸及作業(yè)視線

3.2.2 液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)改造

因此次改造中增加了駕駛室的升降功能，為滿足駕駛室升降要求，需在挖掘機(jī)液控多路閥中增設(shè)一個(gè)工作閥，具體原理如下。

升降機(jī)構(gòu)的液壓執(zhí)行元件為液壓缸，其液壓控制系統(tǒng)與普通液壓挖掘機(jī)液壓缸控制系統(tǒng)類似，液壓控制系統(tǒng)主要由升降液壓缸、平衡閥、操縱閥、主控閥以及相關(guān)管路等構(gòu)成。

升降機(jī)構(gòu)主控閥中位接通，液壓缸無(wú)液壓油進(jìn)出，平衡閥中的單向閥起到截止作用，以防液壓缸下落。操作操縱閥至“上升”擋位時(shí)，先導(dǎo)油流經(jīng)操縱閥，作用于主控閥，使主控閥右位接通，液壓油流經(jīng)主控閥右位通道打開平衡閥中的單向閥，進(jìn)入液壓缸無(wú)桿腔，駕駛室上升。在上升途中，停止操作，操縱閥回位。

當(dāng)操縱閥至“下降”擋位時(shí)，先導(dǎo)閥流經(jīng)操縱閥，作用于主控閥，使主控閥左位接通，液壓油流經(jīng)主控閥左位通道流入液壓缸有桿腔，同時(shí)打開平衡閥，使液壓缸無(wú)桿腔經(jīng)節(jié)流油道回油，司機(jī)室緩慢下降。司機(jī)室下降途中，停止操作，操縱閥回位。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)改造后的液壓挖掘機(jī)與現(xiàn)有全液壓抓料機(jī)抓斗抓料容量相同，均為3.0m3，且與全液壓抓料機(jī)作業(yè)效率相同，既能進(jìn)行散貨車皮卸車作業(yè)，又能在換回普通挖斗后進(jìn)行挖掘作業(yè)，從事場(chǎng)地及艙內(nèi)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多能的效果。該項(xiàng)目單臺(tái)改造費(fèi)用約為20萬(wàn)元，而購(gòu)置一臺(tái)全液壓抓料機(jī)約為140萬(wàn)元，相比采購(gòu)抓料機(jī)每臺(tái)可以節(jié)約費(fèi)用120萬(wàn)元。在不采購(gòu)新設(shè)備的情況下，既有效緩解了焦炭車皮集港作業(yè)設(shè)備不足的狀況，又提升了公司現(xiàn)有設(shè)備的利用率。