第3章挖掘機

1、第三章 挖掘機械挖 掘 機 械編者:王進(jìn) 2002.8 長安大學(xué)長安大學(xué) 挖掘機械是以開挖土、石方為主的工程機械，廣泛用于各類建設(shè)工程的土、石方施工中。長安大學(xué)長安大學(xué)3-1 概述 單斗挖掘機 挖掘裝載機 多斗挖掘機 多斗挖溝機 掘進(jìn)機等周期作業(yè)式有:連續(xù)作業(yè)式有:一.分類：挖掘機械的種類繁多。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 1. 單斗挖掘機u 履帶式機械挖掘機履帶式機械挖掘機u 履帶式液壓挖掘機履帶式液壓挖掘機u 汽車式液壓挖掘機汽車式液壓挖掘機u 輪胎式液壓挖掘機輪胎式液壓挖掘機u 步履式液壓挖掘機步履式液壓挖掘機 長安大學(xué)長安大學(xué)工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院長安大學(xué)長安大學(xué)工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院

2、機重：480噸，斗容:263m長安大學(xué)長安大學(xué) 機重:800噸 斗容:45 世界上最大世界上最大液壓挖掘機液壓挖掘機3mu4次裝滿320噸的卡車、每斗鏟80噸。u每小時最多裝載超過8000噸；u平均每小時裝載超過5000噸。長安大學(xué)長安大學(xué)小型挖掘機小型挖掘機工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院西北建筑工程學(xué)院西北建筑工程學(xué)院長安大學(xué)長安大學(xué)輪式挖掘機輪式挖掘機工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院步履式挖掘機步履式挖掘機步履式步履式挖掘機挖掘機 步履式步履式挖掘機挖掘機長安大學(xué)長安大學(xué) 斗容斗容:23:233m工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 機械式挖掘機老式挖掘機水陸二用挖掘機水陸二用挖掘機長安大學(xué)長安大學(xué) 2. 挖掘裝載

3、機2. 挖掘裝載機挖掘裝載機工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院挖掘裝載機挖掘裝載機挖掘裝載機挖掘裝載機 3. 多斗挖掘機4. 多斗挖溝機 斗輪挖掘機長安大學(xué)長安大學(xué)斗輪挖掘機斗輪挖掘機工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院斗輪挖掘機斗輪挖掘機 鏈斗式挖溝機斗輪式挖溝機斗輪式挖溝機長安大學(xué)長安大學(xué)5. 掘進(jìn)機隧道掘進(jìn)機隧道掘進(jìn)機工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院隧道掘進(jìn)機隧道掘進(jìn)機6. 其它挖掘機長安大學(xué)長安大學(xué)工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院井下挖掘機船用挖掘機船用挖掘機 船用挖掘機船用挖掘機長安大學(xué)長安大學(xué)二.型號表示 例:WY200 斗容量或機重 無-機械式挖掘機W200 挖掘機挖掘機 Y-液壓挖掘機 L-輪胎式 無-履帶式WY2

4、00:WY200:斗容斗容0.8m0.8m3 3機重機重20t20t履帶式液壓挖掘機履帶式液壓挖掘機長安大學(xué)32 單斗挖掘機u是挖掘機械中使用最普遍的機械。u專用型 供礦山采掘用； 通用型 主要用在建筑施工中。u特點:挖掘力大，可以挖級以下的 土壤和爆破后的巖石;u可換抓斗、裝載、起重、碎石和鉆孔等多種工作裝置，擴大使用范圍。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院一.分類：u(1) 按傳動的類型: 機械式 液壓式u(2) 按工作對象：反鏟、正鏟、拉鏟、 抓斗、裝載等u(3) 按行走裝置：履帶式 輪胎式 步履式1. 按傳動的類型: 機械式、液壓式 2. 按工作對象：反鏟、正鏟、拉鏟、 抓斗、裝載等長安大學(xué)長安

5、大學(xué)3.按行走裝置 分 類： u除大型、巨型采礦挖掘機外，都是液壓挖掘機，機械式挖掘機已逐漸被液壓挖掘機所取代。u液壓挖掘機采用先進(jìn)的液壓技術(shù)，可更換多種工作裝置，使用可靠，性能先進(jìn)，生產(chǎn)率高。液壓挖掘機液壓挖掘機工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院國產(chǎn)液壓挖掘機國產(chǎn)液壓挖掘機 u上海建筑機械廠u合肥礦山機器廠u杭州重型機械廠u北京建筑機械廠u貴陽礦山機器廠u長江挖掘機械廠 70年代初期，國內(nèi)主要挖掘機廠相繼研制成功 0.2、0.4、0.6、1.0、1.6立方5個等級10種型號的液壓挖掘機。 型號： WY20WY40、WY100WY60、WY160“六五六五”期間挖掘機技術(shù)引進(jìn)情況期間挖掘機技術(shù)引進(jìn)情況上

6、海建筑機械廠貴陽礦山機器廠合肥礦山機器廠長江挖掘機廠l i ebherr公司R 912、R 922、 R 932、R 942、 R 962、 R 972、R 982太原重型機器廠第一重型機器廠 PH 公司 PH 2300、PH 2800北京建筑機械廠O K 公司 M H 6/R H 6杭州重型機械廠D em ag 公司 H 55、H 85u通過引進(jìn)和消化吸收，我國的液壓挖掘機制造技術(shù)、設(shè)計開發(fā)水平提高。u80年代挖掘機產(chǎn)量：1600余臺/年均；u90年代新一代挖掘機，采用了高壓閉式液壓系統(tǒng)、微電腦控制、電子監(jiān)控、故障自動報警等先進(jìn)技術(shù)，作業(yè)效率大大提高，性能價格比指標(biāo)超過國產(chǎn)廉價的挖掘機。長安

7、大學(xué)長安大學(xué)90年代年代, 挖掘機需求量不斷增加挖掘機需求量不斷增加u1992年始大量進(jìn)口液壓挖掘機和二手挖掘機，1990年549臺，1991年1852臺，1993年6731臺。u國外著名挖掘機廠與國內(nèi)企業(yè)合資生產(chǎn)液壓挖掘機，到1997年，合資企業(yè) 9 家，獨資企業(yè) 1 家。u合肥日立、小松山推、煙臺大宇、常林現(xiàn)代、徐州卡特彼勒、成都神鋼等。合肥日立合肥日立 合肥礦山機器廠 25%u 日立建機 55% 三菱重工 20%EX200-V EX200-V EX300-VEX300-Vu1998年生產(chǎn)挖掘機1117臺；u1997年合肥廠撤資，退出合資；u合肥萬方礦山機器股份公司工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院

8、HK200EX200-VEX300-V競爭中，競爭中，國產(chǎn)挖掘機處于劣勢國產(chǎn)挖掘機處于劣勢u合資企業(yè)挖掘機產(chǎn)量急劇上升，與國內(nèi)原有挖掘機企業(yè)形成競爭態(tài)勢。u1998年挖掘機產(chǎn)量達(dá)到4500臺，其中合資、獨資企業(yè)挖掘機產(chǎn)量占80以上，進(jìn)口量下降到4700多臺。u1998年國內(nèi)20噸級挖掘機生產(chǎn)350余臺，小型挖掘機生產(chǎn)200余臺。國內(nèi)挖掘機廠的處境國內(nèi)挖掘機廠的處境u要使國產(chǎn)挖掘機生存下去，企業(yè)必須從技術(shù)進(jìn)步，產(chǎn)品升級換代，轉(zhuǎn)換企業(yè)機制，提高管理水平，開拓市場方面重新起步，探索新的發(fā)展思路，奮起直追。u否則面臨倒閉、破產(chǎn)的危險。長安大學(xué)長安大學(xué)3-3 單斗液壓挖掘機 一. 單斗液壓挖掘機基本組成

9、 組組 成成: : 工作裝置、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、 行走機構(gòu)、動力裝置、 液壓系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等。工作裝置：工作裝置：反鏟、正鏟、抓斗、 起重等。工作裝置回轉(zhuǎn)機構(gòu)行走機構(gòu)換向閥動力裝置液壓油箱駕駛室平臺總成液壓泵工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院基本組成基本組成正鏟挖掘機結(jié)構(gòu)工作裝置工作裝置工作裝置u反鏟:u正鏟:用于挖掘停機面以下的土壤，主要工作裝置型式；用于挖掘停機面以上的土壤，用于大面積開挖；長安大學(xué)長安大學(xué)工作裝置工作裝置u抓斗: 用于小面積深挖， 如:挖井，深坑。u挖掘機更換多種工作裝置以后，可完成平整、回填、裝載、抓取、起吊、打樁、碎石、鉆孔、夯實等多種作業(yè)。挖掘機可更換的工作裝置如下：工程機械學(xué)院工程

10、機械學(xué)院 液壓剪液壓錘液壓錘的應(yīng)用液壓錘的應(yīng)用長安大學(xué)長安大學(xué)多種工作裝置多種工作裝置1.反鏟工作裝置動臂斗桿鏟斗連桿搖桿動臂油缸斗桿油缸鏟斗油缸組成:工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 .特點：各部件之間鉸接連接；特點：u通過三個油缸的伸縮 實現(xiàn)挖掘的各個動作； u具有三個自由度，u任何一個或兩個油缸工作時，其余液壓缸必須閉鎖住，才能得到有規(guī)律的運動，保證正常工作。.工作范圍： 包 絡(luò) 圖：.主要工作尺寸 最大挖掘深度； 最大挖掘半徑； 最大挖掘高度; 最大卸載高度。長安大學(xué)長安大學(xué) 2.上車總成 組成: 回轉(zhuǎn)平臺、柴油機、液壓油箱、柴油箱、司機室、閥組和回轉(zhuǎn)機構(gòu)等?；剞D(zhuǎn)平臺上車總成上車總成柴油機回轉(zhuǎn)

11、平臺工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院上車總成柴油機回轉(zhuǎn)平臺液壓泵上車總成柴油機回轉(zhuǎn)平臺液壓泵閥組液壓油箱柴油箱司機室長安大學(xué)長安大學(xué)工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院3.回轉(zhuǎn)機構(gòu)作用:u 連接上車和下車u 上車360轉(zhuǎn)動3.回轉(zhuǎn)機構(gòu)作用:u 連接上車和下車u 上車360轉(zhuǎn)動外圈內(nèi)圈滾動體密封圈密封圈工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 傳動方式高速馬達(dá)行星減速箱回轉(zhuǎn)小齒輪平臺轉(zhuǎn)動制 動補油閥液壓馬達(dá)第一級行星排軸承制動活塞制動片彈簧制動器第二級行星排殼體回轉(zhuǎn)小齒輪太陽輪長安大學(xué)長安大學(xué)4. 行走裝置： 整個機械的支承部分；支承整機自重和工作載荷完成工作性和轉(zhuǎn)場性移動履帶式輪胎式步履式 .作用:.分類:履帶式輪胎式步履式 .

12、分類: 工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院.履帶行走裝置結(jié)構(gòu)組成: 行走架、驅(qū)動輪、支承輪 托鏈輪、導(dǎo)向輪、張緊裝置 履帶 、液壓馬達(dá)、減速箱 行走架行走裝置結(jié)構(gòu)X型底架履帶架回轉(zhuǎn)支承底座u行走裝置的骨架u鋼板、型材焊接u安裝四輪一帶u通過回轉(zhuǎn)支承與平臺連接u承受、傳遞工作載荷到履帶 行走架驅(qū)動輪輪轂齒圈u把發(fā)動機的動力通過驅(qū)動輪傳給履帶u使挖掘機行走，完成工作性移動和轉(zhuǎn)場性移動驅(qū)動輪長安大學(xué)長安大學(xué)支重輪輪體u把挖掘機重量和動載荷傳給履帶；u使挖掘機沿著履帶軌道滾動，防止履帶橫向滑脫。支重輪軸承座工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院u把挖掘機重量和動載荷傳給履帶；u使挖掘機沿著履帶軌道滾動，防止履帶橫向滑脫。端蓋

13、支重輪輪轂軸瓦輪轂軸瓦輪軸浮動油封端蓋輪軸浮動油封導(dǎo)向輪輪體輪軸u引導(dǎo)履帶正確繞轉(zhuǎn)，防止越軌。u導(dǎo)向輪同時起支重輪的作用，增加履帶的接觸面積，減小比壓。導(dǎo)向輪軸承座浮動油封托鏈輪輪體u托住履帶，減少上方履帶的跳動和下垂量；u防止履帶橫向滑脫。托鏈輪軸承座工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院履 帶履帶板履 帶軌鏈節(jié)長安大學(xué)長安大學(xué)履帶板履 帶左軌鏈節(jié)右軌鏈節(jié)銷套銷軸張緊裝置張緊油缸導(dǎo)向輪體 u保持履帶張緊度；u防止履帶脫軌或松弛碰履帶架；u緩沖道路的沖擊避免局部張緊；u減少振動和跳動。 張緊裝置連接叉緩沖彈簧工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院驅(qū)動裝置u內(nèi)藏式一體結(jié)構(gòu)；u履帶對驅(qū)動裝置起到保護(hù)作用；u馬達(dá)動力經(jīng)減速箱后

14、傳給驅(qū)動輪，帶動整機行走。驅(qū)動裝置驅(qū)動裝置u內(nèi)藏式一體結(jié)構(gòu)；u履帶對驅(qū)動裝置起到保護(hù)作用；u馬達(dá)動力經(jīng)減速箱后傳給驅(qū)動輪，帶動整機行走。驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)減速器內(nèi)制動器行走馬達(dá)長安大學(xué)長安大學(xué)驅(qū)動裝置減速器殼配流盤馬達(dá)殼體驅(qū)動輪柱塞制動片制動活塞行星架太陽輪行星輪調(diào)節(jié)器工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院行走 裝置行走裝置u用于平臺與底盤、行走馬達(dá)之間油路連接。u上部平臺轉(zhuǎn)動時，避免油管扭絞。.中心回轉(zhuǎn)接頭配流盤配流盤配流盤驅(qū)動輪.行走與轉(zhuǎn)向前進(jìn)或后退: 兩條履帶同方向運行;挖掘機行 走工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院繞一條履帶轉(zhuǎn)彎: 當(dāng)一條履帶制動， 另一條履帶前進(jìn)。原地轉(zhuǎn)彎: 兩條履帶運動方向相反。挖掘機轉(zhuǎn)向長安大

15、學(xué)長安大學(xué).履帶行走裝置特點u牽引力大、接地比壓小、轉(zhuǎn)彎半徑小、機動靈活，行走速度低，承載能力大；u轉(zhuǎn)移工地時需用平板車搬運;u應(yīng)用最多。工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院.輪胎式的行走裝置： u u優(yōu)點: 機動性好,運行快，20km/hu缺點: 輪胎接地比壓大、爬坡能 力小、挖掘時需支腳支撐。輪式拖拉機底盤;標(biāo)準(zhǔn)汽車底盤，專用的輪胎底盤。 形式:輪胎式的行走裝置輪胎式的行走裝置u用于: 斗容量1m以下的挖掘機。專用輪胎底盤輪式拖拉機底盤標(biāo)準(zhǔn)汽車底盤斗容量小若斗容量較大 工作性能要求高 輪 式 挖 掘 機長安大學(xué)長安大學(xué)車架中心回轉(zhuǎn)接頭驅(qū)動裝置傳動軸轉(zhuǎn)向前橋后橋支腿液壓懸掛裝置輪邊減速器 .專用底盤結(jié)構(gòu)

16、工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院底盤結(jié)構(gòu).傳動系統(tǒng)液壓+機械傳動轉(zhuǎn)向驅(qū)動橋轉(zhuǎn)向油缸傳動軸行走馬達(dá)變速器制動氣缸主減速器制動器換擋氣缸輪邊減速器輪胎驅(qū)動橋制動鼓變速器結(jié)構(gòu) 三檔變速箱越野檔（低速）公路檔（高速）拖 掛（空檔） 工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院液壓+機械傳動u采用高速馬達(dá)，使用可靠，結(jié)構(gòu)布置較為方便。u在傳動性能方面通過適當(dāng)選擇液壓元件和變速箱擋位，可以減少各擋位間的牽引力突變，行駛性能較好，應(yīng)用較多。長安大學(xué)長安大學(xué).液壓懸掛平衡裝置u后橋剛性固定，前橋中間鉸接；u挖掘時，平衡懸掛裝置鎖住；u行走時，將兩個液壓缸的工作腔接通；u前橋便能適應(yīng)地面的高低，使輪胎與地面接觸良好，充分發(fā)揮牽引力。長安大

17、學(xué)長安大學(xué) 液壓懸掛裝置控制閥懸掛液壓缸擺動銷前橋工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院輪式挖掘機的特點u機動性好，速度快（達(dá)2030Km/h）；u輪胎接地比壓大，爬坡能力小；u挖掘時穩(wěn)定性較差，適宜小土方量和狹窄場地上快速作業(yè)；u用于斗容量0.8M3和機重20t以下的挖掘機。 步履式挖掘機步履式挖掘機工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院步履式挖掘機u用4個支腳支撐整機，4個支腳可在水平面和垂直面調(diào)節(jié)，整機穩(wěn)定性提高；u依靠工作裝置與回轉(zhuǎn)機構(gòu)的配合動作實現(xiàn)整機前進(jìn)、轉(zhuǎn)彎。長安大學(xué)長安大學(xué)步履式挖掘機u用4個支腳支撐整機；u4個支腳可在水平面和垂直面調(diào)節(jié)；u二個前支腿長度可變。u個支腳可水平面和垂直面調(diào)節(jié)，整機穩(wěn)定性提高

18、；u挖掘機能適合在山區(qū)、斜坡和狹窄的場地上作業(yè)；u通用挖掘機不能到達(dá)的地方工作。適合在山區(qū)、斜坡上作業(yè)工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院上下陡坡上下臺階工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院 依靠工作裝置支腿,自己登上卡車進(jìn)行運輸 5. 液壓系統(tǒng)長安大學(xué)長安大學(xué) 液壓系統(tǒng)圖工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院6.液壓挖掘機優(yōu)點(1).自重比機械式的約輕3040，(2).工作平穩(wěn)可靠，傳動性能改善;.操縱輕便靈活;(4).機構(gòu)布置合理;(5).可替換工作裝置多，性能更好; (6).易實現(xiàn)“三化”、降低成本;液壓挖掘機優(yōu)點(7)易實現(xiàn)自動化;缺點:液壓元件加工精度高; 裝配要求嚴(yán)格; 損壞后現(xiàn)場修復(fù)較困難。二. 挖掘機的工作過程u斗桿挖掘u鏟斗挖掘u復(fù)合挖掘u其它工作模式工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院日 立挖掘機工作模式挖掘機的其他工作模式工程機械學(xué)院工程機械學(xué)院現(xiàn)代挖掘機的工作模式uH H 模式模式uS S 模式模式uL L 模式模式uF F 模式模式長安大學(xué)長安大學(xué) 工作方式工作方式中載中載重