王 帅 牟华宇 张玉军

（日照港股份有限公司 第三港务分公司，日照 276800）

1 履带式液压挖掘机使用现状

日照港第三港务分公司现有全液压抓料机共8台，主要用于保障焦炭火车集港卸车作业。抓料机利用率从2016年持续升高，月度平均利用率维持在50%以上，单台最高超过80%。由于抓料机设备整体老化，车况较差，故障率偏高，导致现有的8台全液压抓料机无法满足火车作业需求。

2017年焦炭火车集港量提升，抓料机作业繁忙，造成设备维修保养时间减少，且无替代设备。为暂时解决这种问题，公司考虑通过扩展现有设备的使用范围来满足作业现场使用。目前，公司所使用的挖掘机自重最大的为3台小松PC360-7挖掘机（自重33t），可安装3.0m3抓斗，原车驾驶室为固定结构，驾驶员无法观察火车车厢内部，需要经过改造才能满足车皮卸车作业要求。针对这种情况，计划将现有3台小松PC360-7挖掘机驾驶室改造为可升降结构，将挖斗改造为3.0m3液压双瓣抓斗，可在不增加设备的前提下有效缓解生产需求。

2 履带式液压挖掘机改装思路

2.1 挖斗改装思路

先将挖掘机的挖斗拆下，再将抓料斗装置安装在原挖斗的四连杆机构上，抓斗装置上设有抓斗油缸，通过原挖斗油缸供油管路连接供油，以控制抓斗的张开和闭合。抓斗上需加装开合同步齿，保障作业时两个抓斗瓣同步。

2.2 驾驶室改装思路

传统液压挖掘机的驾驶室均为固定结构，驾驶员无法观测车皮内部情况，不能满足散货火车卸车作业要求，而作业现场要求驾驶员能够看到作业现场的火车车厢内部，并方便驾驶员上下车，故在改装时考虑将驾驶室改装成可升降形式。

2.3 液压系统改装思路

将履带式挖掘机挖斗改装成液压双瓣抓斗、驾驶室改装成升降式，使该挖掘机同时具备履带行走、转台回转、动臂升降、斗杆收放、抓斗开合及驾驶室升降功能，都需要液压系统的支持，因此需要改装原挖掘机的液压系统，加长PPC控制油管、监控器、电脑控制线路及空调管路等。

2.4 升降装置改装思路

为保障设备稳定运行，升降装置采用平行四边形机械连杆方式，铰接部位需设润滑点，起升油缸带有安全锁止功能，防止驾驶室自落。为保障改装后挖掘机能够平稳作业，建议抓斗自重控制在1800kg以内。

3 履带式液压挖掘机改装过程

3.1 抓斗的换装

将原挖掘机的挖斗拆下，将所选用的3.0m3双瓣抓斗通过原车销轴连接在挖掘机的斗杆上。抓斗供油管路使用原车挖斗油缸的供油管路，将管路加长后固定在斗杆侧边与抓斗连接，通过原车上的挖斗控制手柄，完成抓斗开合动作。

3.2 驾驶室的改造

在实际作业中，升降机构需要将司机室在较短时间内抬升至工作高度，保证工作效率，在抬升过程中必须保证司机室始终处于水平状态，升降过程必须保证平稳。因此在原有挖掘机升降装置上，将驾驶室置于液压驱动的升降机构上，通过逻辑预算确定输出，实现驾驶室升降，精确实现恒速控制。具体结构如图1、图2所示。

图1 挖掘机构造

3.2.1 驾驶室线路、管路改造

将原挖掘机驾驶室内与平台连接的相关电路线束、液压及空调管路解除，把固定驾驶室的底板连同驾驶室拆掉，然后将预先加工好的升降机构底座焊接在挖掘机的平台上，再将拆下的固定驾驶室底板及驾驶室安装在升降机构的驾驶室基座上，并将因驾驶室升高而加长的与平台连接的相关电路线束、液压及空调管路，连接到相关位置。为了避免因挖掘机的电路控制线束加长，造成线路阻值变化，影响挖掘机电脑系统对挖掘机工作状态相关数据读取，在相关线束加长过程中，采用特种屏蔽护套线对相关线束进行加长，以确保挖掘机的电脑系统对挖掘机工作状态相关数据的读取的准确。

图2 驾驶室尺寸及作业视线

3.2.2 液压控制系统设计改造

因此次改造中增加了驾驶室的升降功能，为满足驾驶室升降要求，需在挖掘机液控多路阀中增设一个工作阀，具体原理如下。

升降机构的液压执行元件为液压缸，其液压控制系统与普通液压挖掘机液压缸控制系统类似，液压控制系统主要由升降液压缸、平衡阀、操纵阀、主控阀以及相关管路等构成。

升降机构主控阀中位接通，液压缸无液压油进出，平衡阀中的单向阀起到截止作用，以防液压缸下落。操作操纵阀至“上升”挡位时，先导油流经操纵阀，作用于主控阀，使主控阀右位接通，液压油流经主控阀右位通道打开平衡阀中的单向阀，进入液压缸无杆腔，驾驶室上升。在上升途中，停止操作，操纵阀回位。

当操纵阀至“下降”挡位时，先导阀流经操纵阀，作用于主控阀，使主控阀左位接通，液压油流经主控阀左位通道流入液压缸有杆腔，同时打开平衡阀，使液压缸无杆腔经节流油道回油，司机室缓慢下降。司机室下降途中，停止操作，操纵阀回位。

4 结语

经改造后的液压挖掘机与现有全液压抓料机抓斗抓料容量相同，均为3.0m3，且与全液压抓料机作业效率相同，既能进行散货车皮卸车作业，又能在换回普通挖斗后进行挖掘作业，从事场地及舱内作业，实现了一机多能的效果。该项目单台改造费用约为20万元，而购置一台全液压抓料机约为140万元，相比采购抓料机每台可以节约费用120万元。在不采购新设备的情况下，既有效缓解了焦炭车皮集港作业设备不足的状况，又提升了公司现有设备的利用率。