2.平整作业的难点
在实际操作中,平整地面及斜坡操作,存在以下3个难点:
一是当升动臂与收斗杆进行平地操作之初,由于升动臂较收斗杆负载大,动臂会出现短时间(△t1)停顿或动作缓慢现象,斗杆则加速运动,斗杆的加速运动会导致斗齿尖在O位置下挖,其运动轨迹如图3所示,地面会出现凹坑。
二是当斗杆运动与地面垂直时一,若继续收斗杆操作,会导致斗杆负载突然增加,使斗杆短时间(△t2)停止运动。而动臂转换为下落操作时,负载则突然降低,这样可能使斗杆停顿时动作加速下落。此时若土壤相对松软,斗齿尖运动轨迹就会在O4位置出现“凹坑”现象。平整地面效果和质量不够理想。
三是若动臂与斗杆不能完全协调进行复合操作时,即升动臂相对斗杆速度过慢或过快,斗齿尖的运动轨迹就不能走水平直线,而是向地下深处挖掘或向上运动离开地面,出现如图4所示的斜坡、凹坑现象,难以平整地面。
3.研究平整作业的重要性
以上平地作业难以操作的原因:一是大多数挖掘机动臂、斗杆、铲斗缸采用并联回路,各缸内液压油压力难以分别控制,二是某些挖掘机制造者认为土方施工对挖掘机平地功能要求不高,故此导致某些挖掘机平地功能较差。
我们对挖掘机使用者进行调查,山于操作挖掘机平地比较困难,很多使用者只能将铲斗按在地上,通过回转方式“横扫”平地。这种操作习惯可造成工作装置等结构件发生严重变形,甚至导致工作装置某部位开焊、裂纹和断裂等事故。
由此可见,挖掘机应具备平整地面和斜坡功能,其原因归结为以下3点:一是挖掘机在施工中,平整作业非常频繁;二是平整作业可提高挖掘机作业产量;三是挖掘机具备平整功能,可降低挖掘机故障、提高挖掘机工作的可靠性。
4.自动平整功能
针对挖掘机平整地面和斜坡作业的难点,我们研究了挖掘机自动平整功能。
(1)设置工作装置初始姿态
为了使挖掘机平整作业更加连贯,应使挖掘机初始作业时工作装置处于最佳姿态,即斗杆缸活塞杆全缩,使斗杆全部展开,转动铲斗使斗齿尖、铲斗销轴、转斗销轴3者保持在1条线上,下落动臂使斗齿尖接触地面。
在平整斜坡施工中,将挖掘机停放在距斜坡一定的距离处(小型挖掘机为300mm、中型以上挖掘机为500mm)。