第一章 绪 论
1.1 课题研究的目的和意义
轮斗挖掘机因其挖掘效率高而被用于软矿或中等硬度的矿山开采中。我国目前露天煤炭产量在整个露天煤炭产量中所占比例不足 4％，我国的煤炭产量要发展，促使露天生产必须尽快发展，仅据我国自行开发的四大露天统计，在初期预达产量为：元宝山露天矿 800 万吨/年；霍灵河一号露天矿 1000－2600 万吨/年；伊敏河露天矿 2500 万吨/年；准格尔第一期露天矿为 2500万吨/年，最终形成 6000 万吨/年。显然我国露天矿的特点是大机化，无疑采用连续工艺或半连续工艺是能够实现达产的主要途径。由于开发的时间紧迫，所以国家决定在初期元宝山矿直接采用轮斗，其余各矿采用单斗加汽车，对这几大矿初期考虑是正确的，但为实现最终达产采取单斗加汽车一种工艺方案是值得怀疑的，因为我们的露天规模均是大型的，而采用美国中小型露天矿工艺即单斗加汽车，不能不说这是在一种新的尝试，又所采用的汽车为154 吨大型电动轮汽车，诸如轮胎、汽车配件等的消耗补充，修路费用和动力消耗等都会成为问题，何况其中一些大露天矿（准格尔、伊敏河）的地质条件也很适宜轮斗开采，因此我们可以有理由说复合工艺将来在这些露天矿中占主导，其中对轮斗挖掘机的大量需求必然是一种趋势。
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1.2 国内外研究概况
1．2．1 国外概况
轮斗挖掘机用于露天矿生产始于 1916 年，但发展的鼎盛时期是始于三十年代。德国至 1945 年在褐煤露天矿中已采用小型轮斗挖掘机，以及服务重量超过 1000 吨的轮斗挖掘机。战后由于褐煤露天矿急需开发，轮斗挖掘机在一些盛产褐煤的国家里得到了迅速的发展，尤其在西德。在西德按发展时间顺序可以概括为：1933 年开始引用轮斗挖掘机。1937 年轮斗机发展至服务重量为 1400 吨，理论生产能力为 1400m3/h。结构形式为臂架不可伸缩或臂架可伸缩（伸缩距离可达 12 米）。1950 年，小型轮斗挖掘机系列化。1951 年发展了无格式轮斗挖掘机。1953 年出现了上、下挖，整个采掘高度为 95 米的大型轮斗机，理论生产能力为 110000m3/d，服务重量超过 5000 吨。1975 年又发展了理论生产能力为 200000m3/d，服务重量为 13000 吨的特大型轮斗挖掘机。
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第二章 轮斗挖掘机的结构型式
2.1 矿用轮斗挖掘机
现有主要结构型式矿用轮斗挖掘机现有主要结构型式有：（1）直接内排式轮斗挖掘机，美国露天矿主要采用这种结构型式。如 型 号 SCHRR31000直 接 内 排 式 轮 斗 挖 掘 机 由 西 德 DEMAGLAUCHHAMMER 提供，现用于美国伊利诺斯露天矿，轮斗直径 9.25m，轮斗驱动功率为 680kW；理论生产能力为 2700-36003m ／h；服务重量为 2700吨；（2）轮斗臂架不可伸缩的轮斗挖掘机，这是目前常用的结构型式。（3）轮斗臂架可伸缩式的轮斗挖掘机。轮斗臂架一般铰接在上部结构上，但在臂架可伸缩的轮斗机中，臂架铰接在可伸缩的小车上或臂架自身为伸缩式。轮斗臂架切割半径是变化的，这种结构的优点在于：①适用于接地比压很小的工作平面；②铲斗装料始终保持一致，不受回转影响。但由于结构复杂，譬如，有伸缩小车，就必须有相应的驱动和钢绳系统；为保持系统平衡，还须有可移式小车、配重小车和伸缩小车通过钢绳系统联系；由于臂架皮带卸料点变化，所以需附加一条中间带；侧向载荷（来自于风载、倾斜、侧向挖掘力）的承受装置结构复杂。
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2.2 臂架不可伸缩式轮斗挖掘机之结构特点
该类型轮斗机大小分类其依据各有不同，但均可分为三类：小型、中型和大型（特大型）。其分类见表 2-1。（1）小型轮斗挖掘机目前在西德已形成系列化。而中、大型结构尚据不同使用条件进行设计。小型系列轮斗挖掘机以“紧凑型”为例，如图 2-1 所示，参数见表 2-2 所示。
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第三章 轮斗挖掘机的设计理论研究 .................................26
3.1 生产能力及主要参数计算 ......................................26
3.2 驱动功率计算 ................................................35
第四章 轮斗挖掘机的设计计算软件开发 ............................68
4.1 开发工具 ....................................................68
4.2 软件主窗体及计算功能 ........................................72
4.3 生产能力计算实例 ...........................................73
4.4 主要参数计算实例 .......................................76
4.5 轮斗驱动功率计算实例 .......................................77
4.6 轮斗上部结构回转驱动功率计算实例 ......................78
4.7 轮斗主变幅驱动功率计算实例 ..................................79
4.8 轮斗机上带式输送机驱动功率计算实例 .........................81
4.9 履带行走功率计算实例 ..................................82
第四章 轮斗挖掘机的设计计算软件开发
4.1 开发工具
进入 90 年代以来，计算机可视化技术得到了迅猛发展并引起了人们的广泛重视，越来越多的计算机专业人员和非专业人员开始研究和应用可视化技术。而 C++ Builder 改变了传统的编程手段，使得程序员面对的不再是枯燥的、单调的字符界面，产生了生动且极具可视性的开发环境。由于 C++ Builder语言可使用户编程更容易，且可以开发出更加实用且高效的应用程序。所以本论文全部软件程序均由 C++ Builder 语言编写而成。软件开发过程是主窗体上展开的。并对输入计算的数字进行了限制和保护，如下面程序所示。
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第五章 结 论
轮斗挖掘机是露天矿开采系统的挖掘设备，作为大规模开采的主要设备在世界各国得到了广泛应用。针对传统手工设计计算时间长，计算过程复杂等问题，本文结合沈重集团公司产品开发的需要，开发了计算机辅助斗轮挖掘机设计计算软件。全文的主要结论包括以下几个方面：一、全面分析了发达国家轮斗挖掘机的发展历史、应用情况和发展趋势，综述了国内轮斗挖掘机现代设计理论的研究进展。二、分析总结了矿用轮斗挖掘机现有主要结构型式，大中小型斗轮挖掘机的结构特点，适于挖掘硬岩、软岩和粘性物料的斗轮挖掘机之结构特点。三、轮斗机构的性能好坏是衡量整机性能的一个重要组成部分，而轮斗直径 D(m)是轮斗取料机非常重要的工作主参数之一。本文全面研究了轮斗挖掘机的设计理论和计算公式。
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参考文献（略）