鏟運(yùn)機(jī)（scraper）是用鏟斗將碎土等物料裝入鏟斗的一種運(yùn)輸方式、裝卸、局部碾壓等綜合作業(yè)的運(yùn)輸機(jī)械和工具。鏟運(yùn)機(jī)的原型是18世紀(jì)出現(xiàn)的馬拉鏟運(yùn)機(jī)鏟斗放在地面上，由一匹馬向前推動。1883年，輪式全金屬鏟運(yùn)機(jī)出現(xiàn)。中國 美國對鏟運(yùn)機(jī)的研發(fā)起步較晚1962年，中國第一臺自行式鏟運(yùn)機(jī)原型機(jī)C-6106出生于鄭州工程機(jī)械廠。上世紀(jì)70年代中期，中國長沙礦業(yè)研究院與天津工程機(jī)械研究所合作開發(fā)了一種智能鏟運(yùn)機(jī)。2021年12月，我國建成5G智能采場放礦系統(tǒng)，成功實現(xiàn)5G無人鏟運(yùn)機(jī)放礦應(yīng)用。

該刮刀具有操作簡單的優(yōu)點、不受地形限制、能獨立工作、行駛速度快、生產(chǎn)效率高的優(yōu)點常被用來填筑路堤、開挖河道、修筑堤壩、挖掘基坑、水利、電力、在采礦和其他工程項目中。其主要由發(fā)動機(jī)組成、底盤、傳動裝置、電氣裝置、工作裝置和輔助裝飾等。根據(jù)行走方式，鏟運(yùn)機(jī)可分為自走式鏟運(yùn)機(jī)、拖式鏟運(yùn)機(jī)等。自行式鏟運(yùn)機(jī)大多為輪胎式，通常由單軸拖拉機(jī)和單軸鏟斗組成；拖拉機(jī)型拖拉機(jī)通常用于牽引拖拉機(jī)。

未來的鏟運(yùn)機(jī)將是智能化的、自動化發(fā)展。到2023年，鏟運(yùn)機(jī)已實現(xiàn)半自動化和自鏟、自動稱重、無人駕駛技術(shù)已在地下礦山得到實踐和應(yīng)用。

鏟運(yùn)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)主要由發(fā)動機(jī)組成、底盤、傳動裝置、電氣裝置、工作裝置和輔助裝置等。

發(fā)動機(jī)：LHD的發(fā)動機(jī)主要是為整車提供動力的裝置常見的發(fā)動機(jī)有兩種柴油發(fā)動機(jī)和混合動力發(fā)動機(jī)。柴油機(jī)是一種熱機(jī)，將柴油燃料釋放的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。混合動力發(fā)動機(jī)解決了動力井下鏟運(yùn)機(jī)主要由柴油機(jī)組成的問題、儲能裝置和電機(jī)、逆變器共同組成。混合動力技術(shù)的應(yīng)用降低了燃料消耗和環(huán)境污染，同時提高了系統(tǒng)的工作效率混合動力地下鏟運(yùn)機(jī)由于使用低功率柴油機(jī)和儲能裝置提供動能，還可以避免高原地區(qū)柴油機(jī)動力不足的問題，適用于高海拔地區(qū)氧氣不足的環(huán)境。

底盤：底盤是鏟運(yùn)機(jī)和發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)、工作裝置和電氣設(shè)備安裝在底盤上，組成傳動系統(tǒng)、行駛系、轉(zhuǎn)向系、制動系組成。動力傳動系統(tǒng)是根據(jù)需要降低發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和增加扭矩，然后傳遞給驅(qū)動系統(tǒng)，從而根據(jù)鏟運(yùn)機(jī)的作業(yè)需要完成減速和扭矩增加、傳遞或切斷動力、實現(xiàn)倒駛等。驅(qū)動系統(tǒng)的作用是支撐整個鏟運(yùn)機(jī)的重量，并根據(jù)傳動系統(tǒng)的動力驅(qū)動鏟運(yùn)機(jī)在車輪或履帶上行駛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的作用是使鏟運(yùn)機(jī)根據(jù)駕駛員的要求靈活準(zhǔn)確地行駛制動系統(tǒng)的作用是根據(jù)駕駛員的要求使鏟運(yùn)機(jī)減速并在最短的距離內(nèi)停止的說明。

鏟運(yùn)機(jī)

傳動裝置：傳動機(jī)構(gòu)通常分為機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)、電傳動機(jī)構(gòu)和流體傳動機(jī)構(gòu)。流體傳動是以流體為工作介質(zhì)的能量轉(zhuǎn)換、傳動和控制傳動，包括液壓傳動、液壓傳動和氣壓傳動，液體傳動包括液壓傳動和液壓傳動，兩者都是以液體為工作介質(zhì)來傳遞能量液壓傳動主要是利用液體的動能來傳遞能量，然后通過管道、液壓控制和調(diào)節(jié)裝置將液體的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，以驅(qū)動刮刀執(zhí)行指定的工作，例如直線運(yùn)動或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。

電氣裝置：供電系統(tǒng)主要由電池組成、發(fā)電機(jī)及調(diào)節(jié)器、相關(guān)線路等組成。蓄電池可以吸收電路中的瞬時過電壓，保護(hù)電子元件并保持工程機(jī)械電氣系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定發(fā)電機(jī)是鏟運(yùn)機(jī)的主要動力來源，其主要功能是在發(fā)動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時為所有用電設(shè)備供電，同時為蓄電池充電。鏟運(yùn)機(jī)的照明系統(tǒng)主要由燈組成、電源和電路由三部分組成，如：前照燈、防霧燈、后照燈、信號和標(biāo)志燈具有轉(zhuǎn)向燈、各類的開關(guān)、電喇叭等。

工作裝置：鏟運(yùn)機(jī)的工作裝置能使其完成運(yùn)輸和卸載工作主要裝置是轉(zhuǎn)向樞軸架、轅架、前鏟斗門和鏟斗本體。鏟斗前面有一個可打開的斗門，鏟斗前面有一個鏟刃。切割土壤時，鏟斗門打開，鏟斗下降，刀片切入土壤。當(dāng)鏟運(yùn)機(jī)向前移動時，切割的土壤被擠壓到鏟斗中當(dāng)鏟斗裝滿時，提起鏟斗，放下斗門，將土壤運(yùn)送到陸地卸載點。轉(zhuǎn)向樞軸的作用是實現(xiàn)拖拉機(jī)與鏟車的連接，軸架的作用是配合轉(zhuǎn)向樞軸使拖拉機(jī)轉(zhuǎn)動一定角度鏟斗通常由鉸接在斗身前方的斗門組成、斗身和卸料板等。

輔助裝置：卸土板：卸土板將土推出，然后卸土板的前進(jìn)速度要與鏟運(yùn)機(jī)的前進(jìn)速度相匹配，這樣才能不斷卸土，完成鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)。

鏟斗：根據(jù)鏟斗容量的不同，它可以幫助鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行鏟運(yùn)、挖土等作業(yè)。

鏟刃：安裝在鏟斗上的鏟刀可以輔助鏟運(yùn)機(jī)完成需要切割土壤的工作。

刮刀的操作過程。鏟運(yùn)機(jī)的操作過程包括鏟運(yùn)、運(yùn)土、在卸載和返回過程中，以柴油機(jī)或電動機(jī)為原動機(jī)，通過液壓或液壓機(jī)械傳動連接鉸接架。

鏟土：鏟土?xí)r，翻斗板在斗身的最后位置，拖拉機(jī)掛一檔，斗門全開，油門隨著裝土阻力的增大而逐漸加大。鏟土?xí)r，鏟運(yùn)機(jī)應(yīng)保持直線運(yùn)行，并始終保持鏟土助手的推力與鏟運(yùn)機(jī)的方向一致。盡量避免在大坡度上翻鏟或側(cè)鏟。

運(yùn)土：鏟斗裝滿后，應(yīng)將其運(yùn)送到卸載點此時應(yīng)盡可能降低車輛重心，以增加行駛的穩(wěn)定性和安全性通常，不建議將鏟斗舉得太高。運(yùn)輸時，盡量根據(jù)路況選擇合適的速度。

卸土：鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)到卸料地點后，要打開斗門，卸土板要前移，卸下斗內(nèi)的土。如果需要分層攤鋪路基，應(yīng)先將鏟斗降低到所需的攤鋪高度，選擇合適的速度，打開鏟斗門，卸土板將土推出。此時卸土板的前進(jìn)速度要與車輛的前進(jìn)速度相匹配，這樣才能不斷卸土。

返回：卸載后，提升鏟斗，復(fù)位卸載板，并根據(jù)路況盡量選擇高速檔返回鏟斗作業(yè)路段。為了減少輔助時間，鏟斗各機(jī)構(gòu)的操作可在回程時進(jìn)行。由于土壤類型不同，坡度不同，填土厚度不同，鏟運(yùn)機(jī)在每個過程中需要不同的牽引力，即采用不同的行駛速度來工作。根據(jù)經(jīng)驗，鏟的時候用ⅰ、Ⅱ擋速度；當(dāng)重型汽車行駛時，使用ⅲ、Ⅳ擋速度；卸土?xí)r，使用ⅱ檔速度；空載運(yùn)行時，使用ⅴ檔速度。

行走方式分類

鏟運(yùn)機(jī)按照行走結(jié)構(gòu)分類可分為：自行式鏟運(yùn)機(jī)、拖式鏟運(yùn)機(jī)。

自行式鏟運(yùn)機(jī)：自行式鏟運(yùn)機(jī)多為輪胎式，通常由單軸牽引車和單軸鏟斗兩部分組成，有的鏟運(yùn)機(jī)在單軸鏟斗后還裝有一臺發(fā)動機(jī)，鏟土工作時可采用兩臺發(fā)動機(jī)同時驅(qū)動，其特點是行駛速度高，機(jī)動靈活，生產(chǎn)效率高。在采用單軸牽引車驅(qū)動鏟土工作時，有時需要推土機(jī)助鏟，自行式鏟運(yùn)機(jī)本結(jié)構(gòu)緊湊、附著力大、行駛速度快等優(yōu)點，在中距離土方轉(zhuǎn)移施工中應(yīng)用比較多，適合在300～3500m的作業(yè)范圍內(nèi)使用。

拖式鏟運(yùn)機(jī)：拖式鏟運(yùn)機(jī)常用履帶式拖拉機(jī)牽引行駛，使用裝在拖拉機(jī)上的動力絞盤或液壓系統(tǒng)對鏟運(yùn)機(jī)操作。拖式鏟運(yùn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)是由拖把、轅架、工作油缸、機(jī)架、前輪、后車輪和鏟斗等組成，路面條件不好時可用履帶式牽引車，具有接地比壓小、附著力大和爬坡能力強(qiáng)的特點。鏟斗由斗體、斗門和卸土板組成。斗體底部的前面裝有刀片，用于切土。斗體可升降，斗門可相對斗體轉(zhuǎn)動，即打開或關(guān)閉斗門，以適應(yīng)鏟土、運(yùn)土和卸土等不同作業(yè)的要求。拖式鏟運(yùn)機(jī)適合在100～300m的作業(yè)范圍內(nèi)使用。

裝載參數(shù)：裝載參數(shù)包括裝載時間、裝載距離、鏟裝厚度。裝載參數(shù)與被裝載物料的物理力學(xué)性質(zhì)（如塊度、硬度、粘結(jié)性等）、工作面坡度、鏟裝厚度等有關(guān)。物料的塊度、硬度、粘結(jié)性、裝滿系數(shù)越小，鏟裝時間越短；下坡鏟裝比上坡或平行鏟裝有利于裝載，但并非坡度越大越好，一般不能超過15%；鏟裝厚度太小時，鏟裝距離加長，裝載時間也長,鏟裝厚度太大時，鏟裝阻力超過松土機(jī)的助推力，裝載時間也長，因此鏟裝厚度有適中范圍。

運(yùn)輸參數(shù)：運(yùn)輸參數(shù)主要指鏟運(yùn)機(jī)運(yùn)行速度。其參數(shù)取決于道路的平整度、寬度、坡度、路面質(zhì)量（滾動阻力系數(shù)）以及裝載物料的體重，裝滿系數(shù)等。坡度過大，鏟運(yùn)機(jī)速度減慢,運(yùn)行的時間較長，設(shè)備效率低下。

鏟斗裝滿系數(shù)：鏟運(yùn)機(jī)裝載分自裝和助推兩種方式，自卸只限在黃土地段使用，且工作面的坡度要大于8%以上，此時鏟運(yùn)機(jī)靠自重和主機(jī)的驅(qū)動將黃土鏟入斗中，實際測定鏟斗裝滿系數(shù)為 0.87；利用松土機(jī)助推時，裝載時間短且滿斗系數(shù)大，實際測定中黃土滿斗系數(shù)達(dá)0.96以上，頁巖、砂巖滿斗系數(shù)為0.916。

卸載參數(shù)：鏟運(yùn)機(jī)卸載是靠液壓推卸板自行移動推卸鏟斗中物料，一邊行走，一邊卸載。排土場的布置可以是水平的或下坡形成的。由于鏟運(yùn)機(jī)卸載時主機(jī)不停的慢速向前運(yùn)行，為避免所卸物料阻擋后輪運(yùn)轉(zhuǎn)增加主機(jī)阻力。

雙泵合流液壓技術(shù)：雙泵合流液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)向液壓液壓和雙泵分置液壓系統(tǒng)進(jìn)行融合，采用一個泵給兩個系統(tǒng)供油或者兩個泵供油，但工作泵采用一個小流量液壓泵，在滿足轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)要求的同時，降低工作泵的排量，當(dāng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)不工作時將轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)多余的流量合流到工作液壓系統(tǒng)，降低了流量損失、壓力損失，增加了效率降低了能耗。

自動稱重系統(tǒng)：自動稱重系統(tǒng)的主要功能是在鏟運(yùn)機(jī)鏟裝完成后測量鏟斗有效荷載，同時調(diào)整鏟斗中礦石狀態(tài)防止運(yùn)輸過程中礦石掉落。20世紀(jì)90年代初，加拿大英柯（Inco）國際鎳業(yè)公司研發(fā)的自動采礦新技術(shù)實現(xiàn)了對井下鏟運(yùn)機(jī)的遙控操作，并對裝載時間、卸載時間和有效荷載進(jìn)行了全面仿真分析，芬蘭（Tamtron）公司生產(chǎn)的GPRS數(shù)據(jù)傳輸電子稱可實現(xiàn)多機(jī)器同時管理，中國在凡口鉛鋅礦搭建首個具有知識產(chǎn)權(quán)的智能采礦系統(tǒng)，實現(xiàn)了定點卸載和自主稱重等功能。

鏟運(yùn)機(jī)是一種利用鏟斗鏟削土壤，并將碎土裝入鏟斗進(jìn)行運(yùn)送的鏟土運(yùn)輸機(jī)械，能夠完成鏟土、裝土、運(yùn)土等綜合作業(yè)。鏟運(yùn)機(jī)的應(yīng)用場景在鐵路、道路、水利、電力和大型建筑工程中，被用于開挖土方、填筑路堤、開挖路塹、修筑堤壩等工作中，具有較高的工作效率和經(jīng)濟(jì)性。

鏟運(yùn)機(jī)

填筑路堤：用鏟運(yùn)機(jī)填筑路堤，一般要求取土距離在100m以上，路堤的高度2m以上較為合適，依據(jù)鏟運(yùn)機(jī)在路堤上卸土的位置不同，可分為縱向填筑和橫向填筑兩種方式。如可以利用鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)行縱向填筑路堤或橫向填筑路堤。

開挖路塹：鏟運(yùn)機(jī)開挖路塹可采用橫向棄土和縱向移挖作填兩種形式，鏟裝時需在路塹內(nèi)沿縱向運(yùn)行，在開挖過程中，始終保持兩側(cè)低、中間高的斷面形狀，直到最后全部成型為止。如鏟運(yùn)機(jī)在基坑、管溝鏟挖作業(yè)時，可以進(jìn)行挖溝等作業(yè)。

土方開挖：（1）履帶式鏟運(yùn)機(jī)：工作時由履帶式拖拉機(jī)牽引，具有接地比壓小、附著牽引大和爬坡能力強(qiáng)等優(yōu)點，但機(jī)動性較差，在運(yùn)距短、坡度大和松軟潮濕地帶工程中普遍使用，高效率運(yùn)距宜為200~350m。

（2）輪胎自行式鏟運(yùn)機(jī)：由鏟斗車和低壓輪胎牽引車兩部分組成，并以鉸接方式相連，本身具有行走能力，具有結(jié)構(gòu)輕便、行駛速度高、可帶較大的鏟斗、越野性好等優(yōu)點，路面平坦、行駛阻力小時，可選用自行式鏟運(yùn)機(jī)如可以利用鏟運(yùn)機(jī)鏟裝松散土壤及鏟運(yùn)砂料等。

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