太重WK-20挖掘机简介资料

件上，合理选材、优化组合提高了整体可靠性。
同时，改善了司机安全生产操作的舒适人性化环 境。
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电气系统采用上位机管理监控、PLC现场总
线分布式控制、AFEwk.baidu.com流回馈变频调速三级控制
系统。系统具有：对电网无扰动；允许电压波动 范围宽(-30%,<1min)；功率因数可调或进行无功 补偿；自适应提升----挖掘控制软件；友好的人机 界面，实现故障自诊断和运行状态显示；物料称
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回转机构
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回转机构
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回转平台
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双脚支架
● 绷绳装置采用铰接的半 力矩平衡式死绷绳结构
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双脚支架
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中央枢轴
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辊盘装置
锥形辊子结构的辊盘装置可减 少环轨表面的磨损，延长零件的使 用寿命。
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主要性能参数
•标准斗容量（松散密度为1.8 t/m3时) •斗容范围 •最大提升力 •名义提升速度 •最大推压力 •名义推压速度 •最大牵引力 •名义行走速度 •最大爬坡角度 •理论循环时间(回转90 0卸载) •工作重量 •履带平均比压 20 16-34 2028 0.96 1120 0. 47 3250 1.08 13 0 30 ~ 731 ~ 245 m3 m3 kN m/s kN m/s kN km/h
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三、机械部分
铲斗 起重臂与推压机构 提升机构 回转平台
斗杆
回转机构 底架
履带装置
气路及润滑
行走机构
机棚司机室及除尘装置
其它辅助装置
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WK-20挖掘机总图
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平台布置图
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下车总成
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下车总成
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机 棚
采用正压密封结构，并配有空 气滤清装置进行强迫通风，使得进 入机棚的空气粉尘含量较少，可以 有效地保护机电设备。
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气路系统
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干油润滑系统
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稀油润滑系统
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四、电气部分
系统简介 单线原理图 系统说明
高压供电回路 主驱动系统 可编程控制系统 变频电动机
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辊盘装置
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底架装置
•大齿圈采用分半式结构 •大齿圈采用定位套式联接，可以实现大齿 圈的互换 •与履带架的联接采用高强度螺栓联结，可 以实现履带架的互换
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底架梁
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底架梁
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大齿轮
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底架梁
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行走机构
• 行走采用采用两套单独传动，分别驱动两 侧履带装置 • 采用皮带组传动，结构紧凑，便于维护
• 传动齿轮均为硬齿面，提高了传动精度和
可靠性，传动效率高
• 采用V型 制动器，可靠性高、维护量小
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行走减速机
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履带装置
• 焊接式履带架
•多支点小直径支撑方式 •与底架梁的联接方式可 以实现履带架 的互换 •高强度的合金材料和特有的热处理工 艺使驱动轮、支轮等可靠性更高
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二、主驱动系统 1、整流/回馈装置 采用两套AFE整流/回馈单元并联（主从）运行方式。该 线路具有如下特点： A、最佳的能量转换。它使得电网没有谐波，故网侧电 流比较小。 B、较之采用SCR的整流/回馈单元来讲，AFE在能量回 馈时无逆变失效，并且电动到发电状态的过渡是无级的，系 统运行更可靠。 C、公用直流母线中间回路电压与电网电压无关而保持 恒定，从而保证了系统的最佳利用。 D 、 允 许 电 网 电 压 波 动 范 围 宽 ： 长 期 690V-15% ～ 690V+5%，短时，如<1min可达690V-30%～690V+20%。 E、功率因素可调，从而可使cosφ=1或进行无功补偿。
传动系统图
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铲斗部件
铲斗采用ESCO铸焊结构铲斗。 铲斗主要由斗齿、斗体、提梁、平衡滑 轮、斗底和斗底阻尼装置等组成。 具有结构合理、自重轻、使用寿命长、 维护工作量小等特点。 在斗底处加了阻尼装置，这样可减缓斗 底在关闭时产生的冲击振动有利于提高 斗底板的使用寿命
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4、回转驱动线路及其 控制特性
两台200KW回转电 动机由一台800KW逆变 器驱动，由于回转机构 属于大惯量旋转负载特 性，为减少机械冲击， 机构运行平稳，故逆变 器采用转矩控制方式。 电动机控制特性曲线如 图（3）所示
图(3).回转电动机转矩控制 方式下的控制特性曲线
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二、WK—20挖掘机简介
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WK—20型矿用机械正铲式挖掘机是我公
司最新研制的大型露天矿山采装设备。它在汇
集了我公司多年生产4M3、8M3和10M3矿用挖 掘机成功经验的同时，采用大量的国内外先进 的设计、工艺、制造和控制技术。 WK—20型 挖掘机与154t～190t矿用汽车配套，可适用于
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履带行走装置
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履带行走装置
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履带链
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驱 动 轮
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伸 缩 梯
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司 机 室
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除 尘 器 装 置
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除尘装置
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铲斗总图
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斗杆部件
整体焊接变截面双斗杆和整体齿条, 提高了斗杆的强度 在齿条前部采用了过渡连接齿条， 减少应力集中 改进的结构可延长其使用寿命
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斗杆
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整体齿条
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起重臂与推压机构
• 推压机构采用皮带组传动，能够有效保护设备 正常运行 • 根脚采用大跨距支承，联结简单、维护量小、 稳固可靠 • 天轮轴孔采用压盖结构，安装拆卸方便
重、电能计量等管理软件，可实现矿山设备数据
化管理；优化的挖掘特性曲线，高效率、低能耗。
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适用环境温度：+40℃ ～ -40℃ 本机在设计过程中，充分考虑到在寒冷条件下的作业， 采取以下措施： • 关键零部件采用了能耐低温的高强度合金钢。 • 主驱动电控柜安装在机棚后部的电气间内，电气间具有 通风、除尘、加热保温和柜体减震等功能，确保电控系 统在良好的环境下运行。 • 电机内设有加热器。
5、行走驱动线路及其 控制特性
两台400KW行走电动 机分别由提升1#逆变器和 推压逆变器驱动，线路设 有切换接触器，逆变器控 制将采用两套数据组切换 方式，实现对提升1#/行走 和推压/行走电动机的分别 控制。电动机控制曲线如 图（4）所示
图(4).红线为直流电动机控 制特性曲线， 黑线为变频电动机控制特性 曲线。
两千万吨级的大型露天煤矿、铁矿及有色金属
矿山的剥离和采装作业。
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WK—20矿用挖掘机采用三维仿真和有限元分
析等现代设计方法，对整机性能和工作尺寸进行
合理的选择；充分发挥出挖掘机自身的效力，提 高了挖掘机与范围宽广的各种矿车的匹配性，更 好的满足用户高效装载、降低单位生产成本的要 求。在工作装置、中部平台、下部等承载结构部
图(1).红线为直流传动系统中 的电动机控制特性曲线， 黑线为变频调速电动机控制特 性曲线。
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3、推压驱动线路
315KW推 压 电 动 机由
500KW逆变器驱动，根据
推压机构负载特点，在 90%的额定速度范围内均 可提供最大的推压力，电
图(2).红线为直流电动机 动 机 控 制 特 性 曲 线 如 图 控制特性曲线， （2）所示。 黑线为变频电动机控制特 性曲线。
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提升机构总图
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提升机构总图
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提升机构总图
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卷筒装置
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回转机构
• 采用双回转机构驱动 • 采用两级平行轴齿轮传动，回转立轴采用双点 支承，改善了机构的受力状况 • 传动齿轮均为硬齿面，提高了传动精度和可靠 性， • 两套回转减速箱都设有单独的自动润滑系统， 减少了日常的维护量 • 采用盘式制动器，可靠性高、维护量小
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单线原理图
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系统说明
一、高压供电回路 1、尾部电缆为五芯电缆，6KV电源经电缆耦合器、高 压滑环接至高压开关柜、该供电回路具有良好接地保护、 接地线检测及远程分断上级高压开关的功能。 2、高压开关柜设有双隔离开关，真空接触器，具有过 电流、缺相、接地等保护功能。 3、主变压器选用环氧树脂浇注干式变压器，付边采用 双绕组，以减少对电网的污染。系统设有干式辅助变压 器，实现了主辅供电分离，提高了系统的运行可靠性。
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三、可编程控制系统 1. 上位管理与监控 司机室内设有人机界面，实现对整机的数据管理（如 TZ LodaWeigh物料称重计量、用电量计量）、运行状态 显示、故障自诊断等功能，如必要时，通过无线传输、 矿山局域网和互联网还可实现矿山数据化管理与设备的 远程诊断。 2. PROFIBUS DP现场总线分布式控制 PLC控制通过PROFIBUS现场总线，实现对AFE整流/ 回馈单元、个机构逆变器、司机室控制命令与给定信号、 MCC柜的分布式控制。
s t k Pa
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主要工作尺寸
•最大挖掘半径 ~21.2 m
•最大挖掘高度
•最大卸载半径 •最大卸载高度 •最大清道半径
~14.4 m
~18.7 m ~ 9.1 m ~15.3 m
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主要结构尺寸
• 起重臂仰角 •起重臂长度 •斗杆有效长度 •起重臂支脚距回转中心的距离 •起重臂支脚距停机平面的高度 •天轮外缘距回转中心的距离 •天轮上缘距停机平面的高度 •平台尾部回转半径 •配重箱底面距停机平面的高度 •底架梁底面距停机平面的高度 •履带装置的长度 •履带装置的最大宽度 •司机水平视线距停机平面的高度 45 0 15.5 m 9.16 m 3.36 m 4.0 m 15.45 m 16.08 m 7.950 m 2.23 m 0. 62 m 8.72 m 8.15 m 7.8 m
起重臂头部结构
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起重臂本体
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推压盘式制动器
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盘式制动器结构分解图
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开斗机构
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提升机构
• 采用双电机驱动 • 钢绳和卷筒的固定为螺栓压板结构，使 钢绳安装拆卸非常方便 • 传动齿轮均为硬齿面，提高了传动精度 和可靠性 • 提升减速箱与平台采用焊接联结，减少 了维护量 • 采用盘式制动器，可靠性高、维护量小
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主要电气参数
输入电源
主变压器 提升电动机 推压电动机 回转电动机 行走电动机 开斗电动机 690 VAC 690 VAC 690 VAC 690 VAC 380 VAC
3 相 50 HZ
6000/10000 V
2500 2×560 315 2×200 2×400 11 kVA kW kW kW kW kW
• 天轮采用双绳槽，减小了提升绳直径，提高了 钢丝绳组的柔性、延长了使用寿命
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推压传动机构
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电机安装
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绷绳
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与起重臂相连的绷绳端部
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顶部滑轮
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2、提升驱动线路及其控制特性 两 台 560KW 提 升 电 动 机 由 两台800KW逆变器驱动，由于 两台提升电机间存在机械耦合， 所以两台逆变器之间采用转矩 主从控制方式，其中主装置 （MASTER）为速度控制，从 装置（SLAVE）为转矩控制， 这样提升机构既实现速度控制， 又保证两台电机间的出力均衡。 电动机控制特性曲线如图（1） 所示，从交直流控制特性曲线 的包络面积可知，变频调速较 直流调速具有更高的作业效率。
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系统简介
WK－20矿用挖掘机电气系统采用AFE整流/ 回馈、公用直流母线变频调速系统，它是太原重 工与西门子（美国公司）联合开发的新一代挖掘 机交流变调速系统，西门子（美国公司）具有丰 富的挖掘机变频调速系统设计经验，其产品优秀 的质量品质和为之开发的挖掘机专用系统软件。 使国产矿用挖掘机的电气控制技术水平达到了当 今国际领先水平。