挖掘機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理

1、第二章 挖掘機(jī)的基本構(gòu)造及工作原理第一節(jié)概述一、單斗液壓挖掘機(jī)的總體結(jié)構(gòu)單斗液壓挖掘機(jī)的總體結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力裝置、工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備等，如圖所示。常用的全回轉(zhuǎn)式液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力裝置、傳動(dòng)系統(tǒng)的主要部分、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、輔助設(shè)備和駕駛室等都安裝在可回轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，通常稱為上部轉(zhuǎn)臺(tái)。因此又可將單斗液壓挖掘機(jī)概括成工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺(tái)和行走機(jī)構(gòu)等三部分。工作裝置動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、液壓油缸、連桿、銷軸、管路上部轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)、減震器主泵、主閥、駕駛室、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)接頭、轉(zhuǎn)臺(tái)、液壓油箱、燃油箱、控制油路、電器部件、配重行走機(jī)構(gòu)履帶架、履帶、引導(dǎo)輪、支重輪、托輪、終傳動(dòng)、

2、張緊裝置挖掘機(jī)是通過(guò)柴油機(jī)把柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，由液壓柱塞泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，通過(guò)液壓系統(tǒng)把液壓能分配到各執(zhí)行元件（液壓油缸、回轉(zhuǎn)馬達(dá)+減速機(jī)、行走馬達(dá)+減速機(jī)），由各執(zhí)行元件再把液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)工作裝置的運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)平臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、整機(jī)的行走運(yùn)動(dòng)。二、挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)1、挖掘機(jī)動(dòng)力傳輸路線如下）行走動(dòng)力傳輸路線：柴油機(jī)聯(lián)軸節(jié)液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）分配閥中央回轉(zhuǎn)接頭行走馬達(dá)（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）減速箱驅(qū)動(dòng)輪軌鏈履帶實(shí)現(xiàn)行走）回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)聯(lián)軸節(jié)液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）分配閥回轉(zhuǎn)馬達(dá)（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）減速箱回轉(zhuǎn)支承實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)）動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)聯(lián)軸節(jié)液壓

3、泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）分配閥動(dòng)臂油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)）斗桿運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)聯(lián)軸節(jié)液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）分配閥斗桿油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）實(shí)現(xiàn)斗桿運(yùn)動(dòng)）鏟斗運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)聯(lián)軸節(jié)液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）分配閥鏟斗油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）實(shí)現(xiàn)鏟斗運(yùn)動(dòng)1、引導(dǎo)輪 2、中心回轉(zhuǎn)接頭 3、控制閥 4、終傳動(dòng) 5、行走馬達(dá) 6、液壓泵 7、發(fā)動(dòng)機(jī)8、行走速度電磁閥 9、回轉(zhuǎn)制動(dòng)電磁閥 10、回轉(zhuǎn)馬達(dá) 11、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 12、回轉(zhuǎn)支承2、 動(dòng)力裝置 單斗液壓挖掘機(jī)的動(dòng)力裝置，多采用直立多缸式、水冷、一小時(shí)功率標(biāo)定的柴油機(jī)。3、 傳動(dòng)系統(tǒng) 單斗液壓挖掘機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)將柴油機(jī)

4、的輸出動(dòng)力傳遞給工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置和行走機(jī)構(gòu)等。單斗液壓挖掘機(jī)用液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的類型很多，習(xí)慣上按主泵的數(shù)量、功率的調(diào)節(jié)方式和回路的數(shù)量來(lái)分類。有單泵或雙泵單回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路定量系統(tǒng)、多泵多回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路分功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)、雙泵雙回路全功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)、多泵多回路定量或變量混合系統(tǒng)等六種。按油液循環(huán)方式分為開(kāi)式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。按供油方式分為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)。1、驅(qū)動(dòng)盤 2、螺旋彈簧 3、止動(dòng)銷 4、摩擦片 5、減震器總成6、消音器 7、發(fā)動(dòng)機(jī)后部安裝座 8、發(fā)動(dòng)機(jī)前部安裝座 凡主泵輸出的流量是定值的液壓系統(tǒng)為定量液壓系統(tǒng)；反之，主泵的流量可以通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行改變的則稱為變量系

5、統(tǒng)。在定量系統(tǒng)中各執(zhí)行元件在無(wú)溢流情況下是按油泵供給的固定流量工作，油泵的功率按固定流量和最大工作壓力確定；在變量系統(tǒng)中，最常見(jiàn)的是雙泵雙回路恒功率變量系統(tǒng)，有分功率變量與全功率變量之分。分功率變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在系統(tǒng)的每個(gè)回路上分別裝一臺(tái)恒功率變量泵和恒功率調(diào)節(jié)器，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率平均分配給各油泵；全功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)是有一個(gè)恒功率調(diào)節(jié)器同時(shí)控制著系統(tǒng)中的所有油泵的流量變化，從而達(dá)到同步變量。 開(kāi)式系統(tǒng)中執(zhí)行元件的回油直接流回油箱，其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、散熱效果好。但油箱容量大，低壓油路與空氣接觸機(jī)會(huì)多，空氣易滲入管路造成振動(dòng)。單斗液壓挖掘機(jī)的作業(yè)主要是油缸工作，而油缸大、小有腔的差異較大、工作頻繁、發(fā)熱量大

6、，因此絕大多數(shù)單斗液壓挖掘機(jī)采用開(kāi)式系統(tǒng)；閉式回路中的執(zhí)行元件的回油路是不直接回油箱的，其特點(diǎn)式結(jié)構(gòu)緊湊，油箱容積小，進(jìn)回油路中有一定的壓力，空氣不易進(jìn)入管路，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，避免了換向時(shí)的沖擊。但系統(tǒng)較復(fù)雜，散熱條件差單斗液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置等局部系統(tǒng)中，又采用閉式回路的液壓系統(tǒng)的。為補(bǔ)充因液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)的油液漏損，在閉式系統(tǒng)中往往還設(shè)有補(bǔ)油泵。4、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使工作裝置及上部轉(zhuǎn)臺(tái)向左或向右回轉(zhuǎn)，以便進(jìn)行挖掘和卸料。單斗液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置必須能把轉(zhuǎn)臺(tái)支撐在機(jī)架上，不能傾斜并使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此單斗液壓挖掘機(jī)都設(shè)有回轉(zhuǎn)支撐裝置和回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置，它們被稱為回轉(zhuǎn)裝置。1、制動(dòng)器2、液壓馬達(dá)3、

7、行星齒輪減速器4、回轉(zhuǎn)齒圈5、潤(rùn)滑油杯、6、中央回轉(zhuǎn)接頭全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)形式有直接傳動(dòng)和間接傳動(dòng)兩種。 1）直接傳動(dòng)。在低速大扭矩液壓馬達(dá)的輸出軸上安裝驅(qū)動(dòng)小齒輪，與會(huì)轉(zhuǎn)齒輪嚙合。 2）間接傳動(dòng)。由高速液壓馬達(dá)經(jīng)齒輪減速器帶動(dòng)回轉(zhuǎn)齒圈的間接傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式。他結(jié)構(gòu)緊湊，具有較大的傳動(dòng)比，且齒輪的受力情況較好。軸向柱塞液壓馬達(dá)與同類型的液壓油泵結(jié)構(gòu)基本相同，許多零件可以通用，便于制造及維修，從而降低了成本。但必須設(shè)制動(dòng)器，以便吸收較大的回轉(zhuǎn)慣性力矩，縮短挖掘機(jī)作業(yè)循環(huán)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。5、 行走機(jī)構(gòu) 行走機(jī)構(gòu)支撐挖掘機(jī)的整機(jī)質(zhì)量并完成行走任務(wù)，多采用履帶式和輪胎式。6、履帶行走機(jī)構(gòu)單

8、斗液壓挖掘機(jī)的履帶式行走機(jī)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)與其他履帶式機(jī)構(gòu)大致相同，但他多采用兩個(gè)液壓馬達(dá)各自驅(qū)動(dòng)一個(gè)履帶。與回轉(zhuǎn)裝置的傳動(dòng)相似可用高速小扭矩馬達(dá)或低速大扭矩馬達(dá)。兩個(gè)液壓馬達(dá)同方向旋轉(zhuǎn)式挖掘機(jī)將直線行駛；若只向一個(gè)液壓馬達(dá)供油，并將另一個(gè)液壓馬達(dá)制動(dòng)，挖掘機(jī)將繞制動(dòng)一側(cè)的履帶轉(zhuǎn)向，若是左右兩個(gè)液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，挖掘即將進(jìn)行原地轉(zhuǎn)向。行走機(jī)構(gòu)的各零部件都安裝在整體式實(shí)行走架上。液壓泵輸入的壓力油竟多路換向閥和中央回轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入行走液壓馬達(dá)，該馬達(dá)將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵雠ぞ睾?，通過(guò)齒輪減速器傳給驅(qū)動(dòng)輪，最終卷繞履帶以實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)的行走。單斗液壓挖掘機(jī)大都采用組合式結(jié)構(gòu)履帶和平板型履帶沒(méi)有明顯履刺，雖附著性能

9、差，但堅(jiān)固耐用，對(duì)路面破壞性小適用于堅(jiān)硬巖石地面作業(yè)，或經(jīng)常轉(zhuǎn)場(chǎng)的作業(yè)。也有采用三履刺型履帶，接地面積較大履刺切入土壤深度較淺，適宜于挖掘機(jī)采石作業(yè)。實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)化后規(guī)定挖掘機(jī)采用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格較低的軋制履帶板。專用于沼澤地的三角形履帶板可降低接地比壓，提高挖掘機(jī)在松土地面上的通過(guò)能力。1、引導(dǎo)輪 2、履帶架3、托鏈輪4、終傳動(dòng)5、支重輪6、履帶板7、中心護(hù)板8、張緊彈簧9、前護(hù)板單斗液壓挖掘機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪均采用整體鑄件，能與履帶正確嚙合、傳動(dòng)平穩(wěn)。挖掘機(jī)行走時(shí)驅(qū)動(dòng)輪應(yīng)位于后部，式履帶的張緊段較短，減少履帶的摩擦磨損和功率損耗。每條履帶都設(shè)有張緊裝置，以調(diào)整履帶的張緊度減少振動(dòng)噪聲摩擦

10、磨損和功率損失。目前單斗液壓挖掘機(jī)都采用液壓張緊結(jié)構(gòu)。其液壓缸置與緩沖彈簧內(nèi)部減小了結(jié)構(gòu)尺寸。7、輪胎式行走機(jī)構(gòu)輪胎式挖掘機(jī)的行走機(jī)構(gòu)由機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種。其中的液壓傳動(dòng)的輪胎式挖掘機(jī)的行走機(jī)構(gòu)主要由車架、前橋、后橋、傳動(dòng)軸和液壓馬達(dá)等組成。行走液壓馬達(dá)安裝在固定與機(jī)架的變速箱上，動(dòng)力經(jīng)變速箱、傳動(dòng)軸傳給前后驅(qū)動(dòng)橋，有的挖掘機(jī)經(jīng)輪邊減速器驅(qū)動(dòng)車輪。采用液壓馬達(dá)的高速傳動(dòng)方式使用可靠，省掉了機(jī)械傳動(dòng)中的上下傳動(dòng)箱垂直動(dòng)軸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單布置方便。1、車架2、回轉(zhuǎn)支撐3、中央回轉(zhuǎn)接頭4、支腿5、后橋6、傳動(dòng)軸7、液壓馬達(dá)及變速箱8、前橋第二節(jié) 挖掘機(jī)的工作裝置液壓挖掘機(jī)工作裝置的種類繁多（可達(dá)100

11、余種），目前工程建設(shè)中，目前工程建設(shè)中應(yīng)用最多的是反鏟和破碎器。1 、 反鏟結(jié)構(gòu)鉸接式反鏟式單斗液壓挖掘機(jī)最常用的結(jié)構(gòu)形式，動(dòng)臂、斗桿和鏟斗等主要部件彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部件繞鉸接點(diǎn)擺動(dòng)，完成挖掘提升和卸土等動(dòng)作。圖5-25 反鏟工作裝置1-斗桿油缸；2-動(dòng)臂；3-液壓管路；4-動(dòng)臂油缸；5-鏟斗；6-斗齒；7-側(cè)齒；8-連桿；9-搖桿；10-鏟斗油缸；11-斗桿1.1動(dòng)臂 動(dòng)臂是反鏟的主要部件，其結(jié)構(gòu)由整體式和組合式兩種。1.1.1整體式動(dòng)臂 整體式動(dòng)臂的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕而剛度大。其缺點(diǎn)是更換的工作裝置少，通用性較差，多用于長(zhǎng)期作業(yè)條件相似的挖掘機(jī)上。整體式動(dòng)臂又可分為直動(dòng)臂和

12、彎曲動(dòng)臂兩種。其中的直動(dòng)臂結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單質(zhì)量輕制造方便，主要用于懸掛式挖掘機(jī)，但它不能式挖掘機(jī)獲得較大的挖掘深度不適用于通用挖掘機(jī)；彎動(dòng)臂是目前是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式，與同廠都得直動(dòng)臂相比可以使挖掘機(jī)有較大的挖掘深度，但降低了卸土高度，這正符合挖掘機(jī)反鏟作業(yè)的要求。1.1.2組合式動(dòng)臂 組合式動(dòng)臂有輔助連桿（或液壓缸）或螺栓連接而成。上下動(dòng)臂之間的夾角可用輔助連桿或液壓缸來(lái)調(diào)節(jié)，雖然結(jié)構(gòu)操作復(fù)雜化但在挖掘機(jī)作業(yè)中可隨時(shí)大幅度調(diào)整上下動(dòng)臂者間的夾角，從而提高挖掘機(jī)的作業(yè)性能，尤其是用反鏟或抓斗挖掘窄而深得基坑時(shí)，容易得到較大距離的垂直挖掘軌跡，提高挖掘質(zhì)量和生產(chǎn)率。組合式動(dòng)臂的優(yōu)點(diǎn)是，可以根據(jù)作業(yè)

13、條件隨意調(diào)整挖掘機(jī)的作業(yè)尺寸和挖掘能力，且調(diào)整時(shí)間短。此外他的互換工作裝置多，可以滿足各種作業(yè)的需要，裝車運(yùn)輸方便。其缺點(diǎn)是質(zhì)量大，制造成本高，用于中小型挖掘機(jī)上。組合式動(dòng)臂（a）連桿下置 （b） 連桿上置1、下動(dòng)臂2、上動(dòng)臂3、連桿或液壓缸2、 鏟斗1.2.1 基本要求1）鏟斗的縱向剖面應(yīng)適應(yīng)挖掘過(guò)程各種物料的在斗中運(yùn)動(dòng)規(guī)律有利于物料的流動(dòng)，使裝土阻力最小，有利于將鏟斗充滿。2）裝設(shè)斗齒，以增大鏟斗對(duì)挖掘物料的線壓比，斗持及斗形參數(shù)具有較小單位切削阻力，便于切入及破碎土壤。斗齒應(yīng)耐磨、易更換。3）為式裝載鏟斗的物料不易掉出，斗款與直徑之比應(yīng)大于41.4）物料易于卸凈，縮短卸載時(shí)間，并提高鏟斗

14、的容積效率。1.2.2結(jié)構(gòu)反鏟用的鏟斗形狀尺寸與其作業(yè)對(duì)象有很大關(guān)系。為了滿足各種挖掘機(jī)作業(yè)的需要，在同一臺(tái)挖掘機(jī)上可以配置多種形式的鏟斗，圖23、圖24分別為反用鏟斗的基本形式和常用形式鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺連接式。鏟斗與液壓缸連接的結(jié)構(gòu)形式有四連桿機(jī)構(gòu)和六連桿機(jī)構(gòu)。其中四連桿機(jī)構(gòu)連接方式是鏟斗直接交接與液壓缸，使鏟斗轉(zhuǎn)角較小，工作力矩變化較大；六連桿機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，在液壓缸活塞行程相同的條件下，鏟斗可以后的較大的轉(zhuǎn)角，并改善機(jī)構(gòu)的傳 動(dòng)特性。 圖23 反鏟斗1-齒座；2-斗齒；3-橡膠卡銷；4-卡銷；5、6、7-斗口板圖2-4 斗齒結(jié)構(gòu)a）螺栓連接方式；b）橡膠卡銷連接

15、方式1-卡銷；2-橡膠卡銷；3-齒座；4-斗齒3、液壓破碎器3.1概述 液壓破碎器（錘）是利用液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，對(duì)外做工的一種工作裝置，它主要用于打樁、開(kāi)挖凍土層和巖層、可更換的作業(yè)工具（鑿子、扁鏟、鎬）等組成。錘的撞擊部分再雙作用液壓缸作用下，在殼體內(nèi)作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，裝機(jī)作業(yè)工具，完成破碎和開(kāi)挖作業(yè)。液壓破碎器通過(guò)附加的中間支撐與斗桿連接。為了減輕振動(dòng)，在錘的殼體和支座的連接處常設(shè)有橡膠連接裝置。液壓破碎器外觀如圖所示液壓破碎器經(jīng)過(guò)近40年的發(fā)展，其規(guī)格和功率都大量增加，可靠性和工作效率也明顯提高。其中最大的技術(shù)進(jìn)步是“智能型液壓破碎器“的誕生，其特點(diǎn)是能根據(jù)巖石的阻力自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出功率，當(dāng)

16、巖石被擊穿是，自動(dòng)切斷功率輸出，避免空打、損壞工具和固定銷。3.2液壓破碎器的選用根據(jù)液壓挖掘機(jī)主機(jī)總重選擇液壓破碎器。它與主機(jī)的匹配十分重要，其中主要匹配參數(shù)主要有兩個(gè)：一是主機(jī)液壓泵的壓力和流量；另一個(gè)是主機(jī)的總重。選用是既要考慮充分發(fā)揮液壓破碎器的工作效率，又要考慮挖掘機(jī)的穩(wěn)定性和結(jié)果的耐久性。因此，針對(duì)需安裝液壓破碎器的挖掘機(jī)機(jī)型，根據(jù)提供的液壓破碎器與主機(jī)總重的匹配范圍表，可利用下列公式予以校核：G<0.9(W+q) (N)式中 G液壓破碎器總重，N；GG1G2G3，其中G1為支座總重，G2為破碎器重量，G3為作業(yè)工具（如鑿子、扁鏟、鎬等）量， W標(biāo)準(zhǔn)鏟斗的重量。 砂土容量，一

17、般取1600Nm3 q標(biāo)準(zhǔn)鏟斗容量；m3若液壓破碎其總重（G）為標(biāo)準(zhǔn)斗容量(W)和鏟斗中沙土中重量(q)總和的90以下時(shí)，則可以認(rèn)為破碎器的選擇是正確的。3.3液壓破碎器的基本工作原理首先、用鋼鑿將活塞向上推至打擊點(diǎn)位置。1. 活塞上升圖1表示活塞打擊鋼鑿時(shí)的位置?；钊姆聪蚯慌c高壓腔連通,活塞因上部承壓面與下部承壓面的面積差之故而上升?；钊仙?壓縮了氣體緩沖室內(nèi)充入的氣體。2. 滑閥上升圖2表示活塞上升過(guò)程。  活塞一上升,液壓先導(dǎo)腔與低壓腔連通,滑閥下部承壓面的作用力大于上部承壓面的作用力,滑閥上升。3. 活塞下降(打擊)圖3表示活塞上升至上頂部狀態(tài)?；钊姆聪蚯唤?jīng)滑

18、閥從低壓腔連通至油箱?；钊喜砍袎好娴淖饔昧Υ笥谙虏砍袎好娴淖饔昧?活塞下降。此時(shí),被壓縮的氣體發(fā)揮作用,加快活塞下降速度,打擊鋼鑿。4. 滑閥下降圖4表示活塞下降過(guò)程?；钊坏┫陆?液壓先導(dǎo)腔與高壓回路連通,滑閥因上部承壓面與下部承壓面的面積差之故而下降。滑閥下降結(jié)束時(shí)如圖1狀態(tài)。從而進(jìn)行連續(xù)打擊。 第三節(jié) 挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置一、回轉(zhuǎn)裝置上部轉(zhuǎn)臺(tái)是液壓挖掘機(jī)三大組成部分之一。在轉(zhuǎn)臺(tái)上除了有發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓系統(tǒng)、司機(jī)室、平衡重、油箱等以外，還有一個(gè)很重要的部分回轉(zhuǎn)裝置。液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置有轉(zhuǎn)臺(tái)、回轉(zhuǎn)支撐和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成，如圖31所示，回轉(zhuǎn)裝置的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺(tái)連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)外

19、圈之間設(shè)有滾動(dòng)體。挖掘機(jī)工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺(tái)上的垂直載荷、水平載荷、和傾覆力矩通過(guò)回轉(zhuǎn)支撐的外座圈、滾動(dòng)體和內(nèi)座轉(zhuǎn)傳給底架?；剞D(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的殼體固定在轉(zhuǎn)臺(tái)上，用小齒輪與回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)座圈上的齒圈相嚙合.小齒輪可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺(tái)中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回傳機(jī)構(gòu)工作時(shí)就像對(duì)底架進(jìn)行回轉(zhuǎn)。圖3-1回轉(zhuǎn)裝置1、轉(zhuǎn)臺(tái)2、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3、回轉(zhuǎn)支承4、底架 液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置必需能把轉(zhuǎn)臺(tái)支承在固定部分（下車）上。不能傾翻倒，并應(yīng)使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此，液壓挖掘機(jī)都設(shè)置了回轉(zhuǎn)支承裝置（起支承作用）和回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置（驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)），并統(tǒng)稱為液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置。 回轉(zhuǎn)支撐 圖3-2 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承1-回轉(zhuǎn)體；2-擺動(dòng)液壓缸；3-

20、上軸承座；4-上支承軸；5-機(jī)架；6-下支承軸；7-下軸承座二、回轉(zhuǎn)支承的主要結(jié)構(gòu)形式 1轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承擺動(dòng)式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)柱式支承如圖3-2所示。它由固定在回轉(zhuǎn)體1上的上、下支承軸4和6，上、下軸座3和7組成。軸承座用螺栓固定在機(jī)架5上?；剞D(zhuǎn)體與支承軸組成轉(zhuǎn)柱，插入軸承座的軸承中。外殼固定在機(jī)架5上的擺動(dòng)液壓缸輸出軸插入下支承軸6內(nèi)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)體相對(duì)于機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)?；剞D(zhuǎn)體常做成“匚”形，以避免與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)碰撞。工作裝置鉸接在回轉(zhuǎn)體上，與回轉(zhuǎn)體一起回轉(zhuǎn)。2滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承實(shí)際上就是一個(gè)大直徑的滾動(dòng)軸承。它與普通軸承的最大區(qū)別是它的轉(zhuǎn)速很慢。挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度在511r/min之間

21、。此外，一般軸承滾道中心直徑和高度比為45，而回轉(zhuǎn)支承則達(dá)1015。所以，這種軸承的剛度較差，工作中要靠支承連接結(jié)構(gòu)來(lái)保證。 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承的典型構(gòu)造如圖3-3所示。內(nèi)座圈或外座圈可加工成內(nèi)齒圈或外齒圈。帶齒圈的座圈為固定圈，用沿圓周分布的螺栓4、5固定在底座上。不帶齒的座圈為回轉(zhuǎn)圈，用螺栓與挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)連接。裝配時(shí)可先把座圈1、3和滾動(dòng)體8裝好，形成一個(gè)完整的部件，然后再與挖掘機(jī)組裝。為保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，防止受熱膨脹后產(chǎn)生卡死現(xiàn)象，回轉(zhuǎn)支承應(yīng)留有一定的軸向間隙。此間隙因加工誤差和滾道與滾動(dòng)體的磨損而變化。所以在兩座圈之間設(shè)有調(diào)整墊片2，裝配和修理時(shí)可以調(diào)整間隙。隔離體7用來(lái)防止相鄰滾動(dòng)體8間的

22、擠壓，減少滾動(dòng)體的磨損，并起導(dǎo)向作用。滾動(dòng)體可以是滾珠或滾柱。 圖3-3 滾動(dòng)軸承式支承1-下座圈；2-調(diào)整墊片；3-上座圈；4、5-螺栓；6-內(nèi)齒圈；7-隔離體；8-滾動(dòng)體；9-油嘴；10-密封裝置滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支撐機(jī)構(gòu)廣泛應(yīng)用于全回轉(zhuǎn)的液壓挖掘機(jī)上，它是在普通滾動(dòng)軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，結(jié)構(gòu)上相當(dāng)于放大了的滾動(dòng)軸承。它與傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承相比，具有尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，承載能力大，回轉(zhuǎn)摩擦阻力小，滾動(dòng)體與軌道之間的間隙小，維護(hù)方便，使用壽命長(zhǎng)，易于實(shí)現(xiàn)三化等特點(diǎn)一系列優(yōu)點(diǎn)，它與普通滾動(dòng)軸承相比，又有其特點(diǎn)：普通的滾動(dòng)軸承的內(nèi)外座圈之間的剛度依靠軸與軸承座之間的裝配來(lái)保證，而它則有轉(zhuǎn)臺(tái)和底架來(lái)保證；

23、回轉(zhuǎn)支撐的轉(zhuǎn)速低，通常承受軸向載荷，因此軌道上的接觸點(diǎn)的循環(huán)次數(shù)較少。第四節(jié) 挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的布置一、轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)臺(tái)的主要承載部分是由鋼板焊接成的抗扭和抗彎剛度很大的相形框架結(jié)構(gòu)主梁3，動(dòng)臂及其液壓缸就支撐在主梁的突耳1上。大型挖掘機(jī)的動(dòng)臂支承多用雙凸耳，而小型挖掘機(jī)多用單凸耳。主梁下有襯板和支撐環(huán)2與回轉(zhuǎn)支承連接左右側(cè)焊有小框架，作為附加承載部分。轉(zhuǎn)臺(tái)支承處應(yīng)有足夠的剛度，以保證回轉(zhuǎn)支承的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如圖所示。（a）（b）(a)雙凸耳式（b）單凸耳式1、凸耳2、支撐環(huán)3、縱梁二、轉(zhuǎn)臺(tái)布置液壓挖掘機(jī)工作時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)上部 自重和荷載和的合力位置也是經(jīng)常變化的，并偏向載荷方面，為平衡載荷力矩轉(zhuǎn)臺(tái)上的各個(gè)裝置需要

24、合理布置并在尾部設(shè)置配重，以改善轉(zhuǎn)臺(tái)下部結(jié)構(gòu)的受力，減輕回轉(zhuǎn)支撐磨損，保證整機(jī)的穩(wěn)定性。圖316為國(guó)產(chǎn)WY160型全液壓挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)布置，發(fā)動(dòng)機(jī)1是橫向布置在轉(zhuǎn)臺(tái)尾部的圖317為日產(chǎn)HC300型半液壓挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)臺(tái)布置，發(fā)動(dòng)機(jī)1是縱向布置在轉(zhuǎn)臺(tái)尾部的。液壓挖掘機(jī)的布置原則是左右對(duì)稱，盡量做到質(zhì)量均衡，較重的總成、部件靠近轉(zhuǎn)臺(tái)尾部。此外，還要考慮各個(gè)裝置工作上的協(xié)調(diào)，維修方便等。有時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)布置受結(jié)構(gòu)尺寸限制，重心偏離軸線，致使左右履帶接地比壓不等，影響走架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和挖掘機(jī)的行駛能，此時(shí)可通過(guò)調(diào)整配重的重心來(lái)解決，如圖318所示，圖中x與x分別為轉(zhuǎn)臺(tái)重心與配重中心偏離軸線值。 確定配重位置的布置原則是

25、，使挖掘機(jī)重載、大幅度作業(yè)時(shí)的轉(zhuǎn)臺(tái)上部合力FR的偏心距e與其空載小幅度時(shí)的合力FR的偏心距e大致相等,如圖319所示。液壓挖掘機(jī)的布置原則是左右對(duì)稱，盡量做到質(zhì)量均衡，較重的總成、部件靠近轉(zhuǎn)臺(tái)尾部。此外，還要考慮各個(gè)裝置工作上的協(xié)調(diào)，維修方便等。有時(shí)轉(zhuǎn)臺(tái)布置受結(jié)構(gòu)尺寸限制，重心偏離軸線，致使左右履帶接地比壓不等，影響走架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和挖掘機(jī)的行駛能，此時(shí)可通過(guò)調(diào)整配重的重心來(lái)解決，如圖318所示，圖中x與x分別為轉(zhuǎn)臺(tái)重心與配重中心偏離軸線值。 確定配重位置的布置原則是，使挖掘機(jī)重載、大幅度作業(yè)時(shí)的轉(zhuǎn)臺(tái)上部合力FR的偏心距e與其空載小幅度時(shí)的合力FR的偏心距e大致相等,如圖319所示。圖3-18調(diào)整

26、配重的橫向位置 圖3-19確定配重時(shí)的偏距第五節(jié) 挖掘機(jī)的行走裝置因?yàn)樾凶哐b置兼有液壓挖掘機(jī)支撐和運(yùn)行兩大功能，因此液壓挖掘機(jī)行走裝置應(yīng)盡量滿足以下要求：1）應(yīng)有較大的驅(qū)動(dòng)力，使挖掘機(jī)在軟濕或高低不平等不良地面上行走時(shí)具有良好的通過(guò)性能、爬坡性能和轉(zhuǎn)向性能。2）在不增大行走裝置高度的前提下，式挖掘機(jī)具有較大的離地間隙，以提高其不平地面上的越野性能。3）行走裝置具有較大的支撐面積或較小的接地比壓，以提高挖掘機(jī)的穩(wěn)定性。4）挖掘機(jī)在斜坡下行時(shí)不發(fā)生下滑和超速溜坡現(xiàn)象，以提高挖掘機(jī)的安全性。5）行走裝置的外形尺寸應(yīng)符合道路運(yùn)行要求。液壓挖掘機(jī)的行走裝置，按結(jié)構(gòu)可以分為履帶式和輪胎式兩大類。履帶式行走

27、裝置的特點(diǎn)是，驅(qū)動(dòng)力大，接比壓小，因此越野性能和穩(wěn)定性較好，爬坡能力大且轉(zhuǎn)彎半徑小，靈活好用。履帶式行走裝置在液壓挖掘機(jī)上應(yīng)用較普遍。但履帶式行走裝置制造成本高，運(yùn)行所速度低，運(yùn)行和轉(zhuǎn)向時(shí)消耗功率大零件磨損快，因此挖掘機(jī)長(zhǎng)距離運(yùn)行時(shí)需借助于其他運(yùn)行車輛。輪胎式行走裝置與履帶式的相比，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行速度快、機(jī)動(dòng)性能好，運(yùn)行時(shí)不損壞路面，因而在城市建設(shè)中很受歡迎。缺點(diǎn)是接地比壓大，爬坡能力小，挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)需要用專門的支腿支撐，以確保挖掘機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。1、 履帶式行走裝置1.1組成與工作原理履帶式行走裝置有四輪一帶（即驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支重輪、托倫以及履帶）張緊裝置和緩沖彈簧，行走機(jī)構(gòu)，行走架（包括

28、底架、橫梁和履帶架）等組成如圖所示。挖掘機(jī)運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)輪在履帶的緊邊驅(qū)動(dòng)段及接地段產(chǎn)生一拉力，企圖把履帶從支重輪下拉出，由于支重輪下的履帶與地面之間有足夠的附著力。阻止履帶的拉出。迫使驅(qū)動(dòng)輪卷動(dòng)履帶，引導(dǎo)輪在把履帶鋪設(shè)在地面上，從而使挖掘機(jī)借助支重輪沿著履帶軌道向前運(yùn)行。液壓傳動(dòng)的履帶行走裝置，挖掘機(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)有安裝在履帶上分別有兩臺(tái)液壓泵供油的行走馬達(dá)通過(guò)對(duì)油路的控制，很方便地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向和就地轉(zhuǎn)彎，以適應(yīng)挖掘機(jī)在各種地面、場(chǎng)地上運(yùn)動(dòng)。圖為液壓挖掘機(jī)的轉(zhuǎn)彎情況，圖（a）為兩個(gè)行走馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向相反，挖掘機(jī)就地轉(zhuǎn)向。圖（b）為液壓泵僅向一個(gè)行走馬達(dá)供油，挖掘機(jī)則繞著一測(cè)履帶轉(zhuǎn)向。圖（a）就地轉(zhuǎn)向 圖（b）

29、繞一側(cè)履帶轉(zhuǎn)向1.2結(jié)構(gòu)1.2.1行走結(jié)構(gòu)行走架是履帶式行走裝置的承重骨架，它有底架、橫梁、橫梁和履帶架組成，通常用16Mn鋼板焊接而成底架的連接轉(zhuǎn)臺(tái)，承受挖掘機(jī)上部載荷，并通過(guò)衡量傳給履帶架。行走按結(jié)構(gòu)形式可分為組合式和整體式兩種。組合行走架的底架為框架結(jié)構(gòu)，橫梁為工字鋼或焊接的箱形梁，插入履帶架孔中，履帶架通常采用下部敞開(kāi)的“”形截面，兩端呈叉形以便安裝驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪和支重輪。組合式行走架的優(yōu)點(diǎn)是，當(dāng)需要改變挖掘機(jī)的穩(wěn)定性和降低接地比壓時(shí)。不需要改變底架的結(jié)構(gòu)就能換裝加寬的橫梁和加長(zhǎng)履帶架，從而、安裝不同長(zhǎng)度和寬度的履帶。他的缺點(diǎn)是，履帶架截面削弱較多，剛度較差，并且截面削弱處易產(chǎn)生裂縫。

30、為克服上述缺點(diǎn)，越來(lái)越多的液壓挖掘機(jī)采用整體式行走架，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自重輕，剛度大，制造成本低。支重輪直徑較小，在行走裝置的長(zhǎng)度內(nèi)，每側(cè)可安裝59個(gè)支重輪，這樣可使挖掘機(jī)上部均勻地傳至地面，便于在承能力較低的地面使用，提高行走性能。1.2.2 四輪一帶有履帶和輪驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支重輪、托輪組成的四輪一帶，直接關(guān)系到挖掘機(jī)的工作性能和行走性能，其質(zhì)量和制造成本約占整機(jī)的四分之一。1）履帶。挖掘機(jī)的綠帶有整體式和組合式兩種。整體式履帶是履帶板上帶嚙合齒，直接與驅(qū)動(dòng)輪嚙合，履帶板本身成為支重輪等輪子的滾動(dòng)軌道，整體式制造方便，連接履帶板的銷子容易拆裝，但磨損較快。目前液壓挖掘機(jī)上廣泛采用組合式履帶。它

31、有履帶板、鏈軌節(jié)和履帶銷軸和銷套等組成。左右鏈軌接與銷套緊配合連接，履帶銷軸插入銷套有一定的間隙，以便轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，其兩端與另兩個(gè)軌節(jié)孔配合。鎖緊履帶銷與鏈軌節(jié)孔為動(dòng)配合，便于整個(gè)履帶的拆裝。組合式履帶的節(jié)距小，繞轉(zhuǎn)性好，使挖掘機(jī)行走速度較快，銷軸和硬度較高，耐磨，使用壽命長(zhǎng)。2）支重輪。 支重輪將挖掘機(jī)的重量傳給地面，挖掘機(jī)在不同地面上行駛時(shí)之中輪經(jīng)常承受地面的沖擊，因此支重輪所受的載荷較大。此外之中輪的工作條件也較惡劣，經(jīng)常處于塵土中，有時(shí)還浸泡在泥水中，故要求良好的密封性。支重輪常用35Mn或50Mn鋼鑄造而成，輪面淬火硬度為HRC4857，以獲得良好的耐磨性。支重輪多采用滑動(dòng)軸承支撐，并用

32、浮動(dòng)油封防塵。雙邊支重輪單邊支重輪支重輪的結(jié)構(gòu)如上圖所示通過(guò)兩端軸固定在履帶架上。支重輪的輪邊凸緣，其支持履帶的作用，以免履帶行走時(shí)橫向脫落。為了在有限的長(zhǎng)度上多安排幾個(gè)支重輪，往往把支重輪中的幾個(gè)做成無(wú)外凸緣的，并把有無(wú)外凸緣的支重輪交替排列。潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承及油封的潤(rùn)滑油脂從支重輪體中間的螺塞孔加入，通常在一個(gè)大修期內(nèi)只加注一次，簡(jiǎn)化了挖掘機(jī)平時(shí)的保養(yǎng)工作。托輪與支重輪的基本相同。3）引導(dǎo)輪。 引導(dǎo)輪用來(lái)引導(dǎo)履帶正確繞轉(zhuǎn)，防止其跑偏和越軌。多數(shù)液壓挖掘機(jī)的引導(dǎo)輪同時(shí)起到支重輪的作用，這樣可增加履帶對(duì)地面的接觸面積，減小接地比壓。引導(dǎo)輪的輪面制成光面，中間有擋肩環(huán)做為導(dǎo)向用，兩側(cè)的環(huán)面則支撐軌鏈。引導(dǎo)輪與最靠近的支重輪