[发明专利]钢丝绳的动态阻尼

说明书

技术领域

本发明涉及用于操作诸如经常用在采矿操作和建造中的拉铲式挖掘机等的重型推土机的钢丝绳的动态阻尼控制机构。

背景技术

钢丝绳是诸如拉铲式挖掘机和电动采矿挖掘机的重型土方设备的基本部件。钢丝绳是铲斗通过其定位以在拉铲式挖掘机应用中拖拽和提升载荷以及在挖掘机应用中提升和/或挤压的机构。钢丝绳还可以是所接合的结构靠其来支承的机构（例如拉铲式挖掘机或挖掘机的悬臂或桅杆）。这样，优化钢丝绳寿命对于确保设备可用和降低操作成本是至关重要的。

在诸如拉铲式挖掘机的重型推土设备的操作过程中，尤其是在挖掘中，钢丝绳经受应力和在钢丝绳中产生驻波振动的冲击载荷。除了不受控，钢丝绳经受极端的偏移。用于大表面采矿设备上的钢丝绳通常是大直径的钢丝绳，在某些实例中直径达到5.00″。该大直径钢丝绳非常重，且其无阻尼的摆动和移动（或抖动）由于抖动绳的高惯性载荷会导致对绳、支承绳的滑轮和支承结构的实质性损害。

在定位模式中（例如在挖掘、提升和降低铲斗过程中），从旋转架组件的导缆孔出来的拖拽绳（呈钢丝绳的形式）遵循经受应力和在钢丝绳中产生驻波振动的冲击载荷的钢丝绳的位置。极端偏移在定位模式中转换成干扰在卷筒或中间滑轮组件上的钢丝绳的缠绕且在绳路径附近必须要求大间隙以避免与周围结构和设备接触。

在悬挂支承模式中，在钢丝绳无支承长度的量很大且钢丝绳的单位重量大的拉铲式挖掘机设备中存在明显的偏移。在悬挂支承模式中的极端偏移转换成在相应连接点处的各个绳束的疲劳。在钢丝绳无支承长度的量很大且钢丝绳的单位重量大的拉铲式挖掘机设备中，偏移是尤其明显的。

两种情形（绳束的疲劳以及与在卷筒和/或滑轮上的缠绕的干扰）都必定限制拉铲式挖掘机设备设计和操作的方式。在两种钢丝绳模式（定位控制和悬挂支承）中，非常需要抑制绳中的摆动。但是，太大的绳移动抑制或太小抑制可导致类似的不利影响。

现有的抑制钢丝绳穿过其的两个旋转滑轮架的枢转动作的尝试已包括在两个旋转架之间安装连接件。已使用多个不同连接件，包括安装在两个架之间的固定孔液压阻尼器、实心金属杆、大橡胶圈和大的矿用汽车轮胎。

所使用的常规阻尼器具有固定阻尼特性且不允许调节阻尼特性，由于载荷条件、操作员输入、环境因素和挖掘条件等改变，阻尼特性会剧烈变化。目前要将阻尼器特性改变成不同的固定阻尼力，阻尼器必须移除、拆卸、机加工、重新组装和重新安装。这不是非常成本有效的或及时的解决方案。而且，常规摩擦型阻尼器依赖于研磨，这导致材料的磨损，从而导致阻尼特性在阻尼器的寿命期间的不一致和变化，以及部件的不断退化。这些阻尼器的磨损需要在连续基础上维护。该维护经常被忽略且阻尼器的性能受损严重。同样，摩擦型阻尼器不提供与粘性流体阻尼器一样理想的阻尼效果。

发明内容

因此，本发明的示例性目的是通过自动实时地改变其阻尼特性以适应变化的载荷条件或即将到达的冲击波来稳定两个导缆器旋转架的枢转运动。

在一个实施例中，机器包括基座、可自由转动并被支承在基座上的主壳体。主壳体包括大致水平表面。该机器还包括安装在所述主壳体上的卷筒、从所述主壳体延伸的悬臂、可操作地连接到悬臂且由悬臂支承的铲斗、在卷筒和铲斗之间延伸的用来移动铲斗的钢丝绳、沿钢丝绳路径设置在主壳体上的导缆器。钢丝绳穿过位于卷筒和铲斗之间的导缆器。动态阻尼机构设置在导缆器上，该动态阻尼机构包括阻尼流体，该阻尼流体具有响应于施加于其上的电流而可变的粘性。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的拉铲式挖掘机的正视图。

图2a是图1的拉铲式挖掘机导缆器的透视图（等距图）。

图2b是图2a的一部分的放大图。

图3是包括提升引导轮塔的拉铲式挖掘机的部分透视图。

在详细解释本发明的任意实施例之前，应理解本发明的应用不限于以下说明书中阐述或附图中示出的结构和部件布置的细节。本发明可具有其它实施例或可以各种方式实践和实施。

具体实施方式

图1示出拉铲式挖掘机1，该拉铲式挖掘机1包括可呈脚踏驱动机构或行走矿车的形式的基座5以及可自由转动并被支承在基座5上的主壳体10。主壳体包括大致水平的、向上面向的表面11。悬臂12从主壳体10的表面11延伸且支承铲斗16。线缆卷筒13贮存用来水平地支承铲斗16的拖拽线缆15。一系列滑轮、导轨和线缆（包括提升绳14和拖拽绳15）与悬臂15组合用来操纵铲斗16沿地面进行挖掘和采矿操作。