[发明专利]用于从特别是高硬度的材料混合体移除材料的斗轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从特别是高硬度的材料混合体移除材料的斗轮，具有绕斗轮旋转轴延伸的基体，并且在其上绕圆周分布有多个料斗，其上容纳有料斗切刀，并且其中在每个料斗切刀上布置有通过基体的旋转可绕斗轮旋转轴在相应轨道上移动的多个切割齿。本发明还涉及用于斗轮的料斗以及用于利用该斗轮移除材料的方法。

背景技术

斗轮被特别用于斗轮挖掘机，并且斗轮挖掘机通常被用于移除和输运大量材料的露天开采中。在该上下文中，材料被从材料混合体解除，并且材料混合体例如可以是地层或者人工形成的堆。这里硬质材料具有超过5.0MPa的抗压强度，从而斗轮必须以特别方式实现，以便适应材料混合体的相对高硬度。

通过斗轮挖掘机的驱动器，斗轮被操作绕其斗轮旋转轴旋转，并且将要移除的材料例如褐煤、白垩、石灰石等通过旋转的斗轮而被从材料混合体解除，并且在料斗中被垂直提升，以便随后被传递到传送带上用于向上传送。移除的硬质材料例如是硬褐煤，烟煤，泥灰岩等。斗轮具有作为承重基础结构的基体，其绕斗轮旋转轴旋转，斗轮旋转轴相对于地层的上覆岩坡是近似水平的，并且斗轮通过斗轮挖掘机而进行横向枢转，以便产生近似在斗轮旋转轴方向上的推进。为此，斗轮挖掘机具有上层结构，并且可以通过在卡特彼勒履带单元上的旋转而执行枢转，但是还可以是通过借助卡特彼勒履带单元移动斗轮挖掘机而使斗轮相对于地层移动。

具有料斗切刀的多个料斗被布置在近似圆柱的基体上，其中料斗切刀具有多个切割齿。在该上下文中，每个料斗经常被分配一个主料斗切刀以及一个或多个所谓的预切刀，并且由切割齿从材料混合体解除的材料进入料斗中，并且随后被传递到斗轮挖掘机的传送带上。

例如，DE102004033934A1公开了一种用于从材料混合体移除材料的斗轮，并且斗轮结合斗轮挖掘机一起操作，用于其支撑面下方的向下切割。多个料斗被布置在斗轮的基体上，并且料斗具有近似三角形或梯形的料斗切刀，其上布置有多个切割齿。作为斗轮挖掘机臂的横向枢转的结果，料斗切刀的侧段总是切入材料混合体中，从而取决于斗轮挖掘机臂的枢转方向，被称为节段(segment)的右侧段或左侧段切入材料混合体中。

在斗轮的基体中对应于附接到斗轮的料斗的数量设有径向延伸的小室或环形空间，当料斗被提升时挖出的材料能够进入所述小室或环形空间中，从而避免妨碍挖掘过程。为了避免倒空小室或环形空间存在危险，特别是对于粘性材料的情形，不希望在基体上有特别大量的小室或环形空间。对于直径在4m至5m之间的小斗轮的情形，环形空间的数量可以被限制为近似10至15个，并且对于直径为15m至20m的大斗轮的情形，该数量可以被限制为近似20至25个。

除了示出的三角形或梯形的料斗切刀外，已知的料斗具有U形料斗框架，其在小室空间或环形空间的左侧和右侧使用基体上的螺栓和楔块附接到基体，其中每个料斗具有至少一个用于保持材料的料斗背部以及其上通常附有切割齿的料斗切刀。

料斗切刀的侧段具有相对于斗轮旋转轴的陡峭姿态角。该姿态角与侧段的下部有关，其仍积极参与挖掘过程。在已知的斗轮设计中，该角度典型为大于60°。从而，在料斗的前切坡和侧坡之间可以实现相对陡峭的角度。

在挖掘具有超过5MPa抗压强度的相对硬质材料期间，料斗切刀的数量常常需要高于斗轮上小室空间或环形空间的数量或料斗的数量。在此情形中，已知将无料斗背部的一个或多个额外的料斗切刀(也被称为预切刀)附接到斗轮的基体的环形承载件上。对齿的装配，即切割齿的布置与定位对于包括所谓预切刀在内的所有料斗切刀来说是相同的，以便确保相同的挖掘横截面。

然而在挖掘具有超过5MPa抗压强度的相对硬质材料期间已经发现，切割齿上的挖掘力载荷会非常大，从而必须显著增加料斗切刀上切割齿的数量，以便减小每个个体切割齿的挖掘横截面。然而，由于在料斗切刀上布置切割齿的可用空间，料斗切刀上设置特别多数量的切割齿是受限制的，并且同时妨碍了从材料混合体解除的材料块的流动。此外，目的是向斗轮挖掘机的整个系统引入更少的个体强挖掘力脉冲，作为替代而是引入多个变小的挖掘力脉冲，从而产生的挖掘力实质上是同质化的。