液壓挖掘機發(fā)展概況

1、單斗液壓挖掘機發(fā)展概況挖掘機械是以開挖土方、石方為主要用途的一種通用的或?qū)Ｓ玫臋C械設(shè)備。是國民經(jīng)濟建設(shè)中最廣泛使用的重要工程機械。應(yīng)用于礦山開采、水利水電施工、工業(yè)與民用建筑、交通運輸工程、油田建設(shè)、港口建設(shè)、農(nóng)田土壤改良、林業(yè)工程、國防建設(shè)等工程中。對于節(jié)省人力、減輕體力勞動、保證工程質(zhì)量、縮短工期、降低工程造價和提高勞動生產(chǎn)率，具有非常重要的作用。挖掘機械有兩大類型：間歇作業(yè)式（單斗）挖掘機和連續(xù)作業(yè)式（多斗）挖掘機。間歇作業(yè)的單斗挖掘機有機械傳動的單斗挖掘機（以下簡稱機械式挖掘機）和液壓傳動的單斗挖掘機（以下簡稱液壓挖掘機）兩大類。連續(xù)作業(yè)式挖掘機包括斗輪式挖掘機、橫向或縱向鏈斗式挖掘機

2、、輪斗式挖溝機、滾切式挖掘機和隧道聯(lián)合掘進(jìn)機等。工程施工中應(yīng)用最廣泛的是間歇作業(yè)式單斗挖掘機，約占挖掘機械總量的90以上。目前，單斗挖掘機中應(yīng)用最廣泛的是液壓挖掘機，約占單斗挖掘機平均總產(chǎn)量的98以上。1.國外液壓挖掘機的發(fā)展簡況 自1836年蒸氣驅(qū)動的機械式單斗挖掘機問世以來，至今由動力驅(qū)動的機械式單斗挖掘機已有170多年的歷史。而液壓挖掘機的發(fā)展卻只有60多年的歷史。1951年法國poclain公司首先生產(chǎn)了全回轉(zhuǎn)的、部分機構(gòu)由液壓驅(qū)動的（半液壓）挖掘機。1954年德國Demag公司制造出世界上第一臺全液壓B504型挖掘機，機重15t，功率約50 ph，斗容量0.4 m³，挖掘機

3、的所有工作機構(gòu)全部由液壓驅(qū)動。由于當(dāng)時液壓傳動技術(shù)尚處于探索階段，適合挖掘機用的液壓元件還不過關(guān)，因此影響了液壓挖掘機的發(fā)展。1963年在西歐市場上，液壓挖掘機僅占挖掘機的總產(chǎn)量15%左右。到了上世紀(jì)六十年代中、后期，由于解決了液壓技術(shù)上的問題，促使中、小型液壓挖掘機迅速發(fā)展，德國、美國、日本、法國等許多國家都在生產(chǎn)液壓挖掘機。19681970年間液壓挖掘機的產(chǎn)量已占挖掘機總產(chǎn)量的88%以上。上世紀(jì)七十年代以后，中、小型液壓挖掘機的結(jié)構(gòu)經(jīng)過不斷試驗和改進(jìn)更加趨于成熟；研制出高壓力、耐沖擊負(fù)荷的液壓元件和液壓系統(tǒng)，以及可靠耐用的傳動零部件，改進(jìn)挖掘機的生產(chǎn)制造技術(shù)和工藝，大大地提高了液壓挖掘機的

4、使用壽命和可靠性；許多國家和公司實現(xiàn)了液壓挖掘機的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化；一些國家相繼研制出機重100 t以上的大型液壓挖掘機，如1979年德國O+k公司的RH300型挖掘機（機重475 t，功率1735 kw，正鏟斗容22 m³，挖煤斗容34 m3）。上世紀(jì)八十年代以后到現(xiàn)在的三十年間，液壓挖掘機從技術(shù)設(shè)計到生產(chǎn)工藝和實驗研究、從整機到零部件結(jié)構(gòu)、從內(nèi)部系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作性能到機體外觀、從使用性能參數(shù)到使用可靠性和壽命、從制造廠商數(shù)的增長到產(chǎn)品銷售形式和售后服務(wù)，都發(fā)生了重大的、空前的變化，是一次真正的液壓挖掘機技術(shù)革命。液壓挖掘機成為工程中的智能機械，工程機械的領(lǐng)頭兵，被廣泛應(yīng)用在

5、各種各樣的工程領(lǐng)域。挖掘土石方的工程中大約5565的作業(yè)量靠液壓挖掘機來完成。21世紀(jì)以來，世界液壓挖掘機的年銷售量大約為1520萬臺左右。近年來國外液壓挖掘機主要發(fā)展情況如下：（1）.小型液壓挖掘機得到迅猛發(fā)展。2002年前后歐美市場小型液壓挖掘機的銷售量約為挖掘機總銷量的40%50%。現(xiàn)在最小的液壓挖掘機機重0.50.8t,功率10kw,斗容量小于0.1 m3³。 （2）.發(fā)展大型和巨型液壓挖掘機滿足露天礦日益增長的需要。例如Terex/O+K公司的RH400型，機重980t,功率2×1640 kw,斗容量 50 m³；日立公司的EX8000型，機重805t，

6、功率2×1400 kw,斗容量 40 m3。 （3）.液壓系統(tǒng)實現(xiàn)高壓化。液壓系統(tǒng)的最大壓力達(dá)到3540 Mpa高壓化的液壓元件重量輕、傳動能力大、傳動效率高。 （4）.采用低能耗、低廢氣排放量的發(fā)動機，嚴(yán)格遵守防污染、低噪音的環(huán)保要求。國外挖掘機普遍提高了發(fā)動機的功率，增大工作裝置的挖掘力和加快行走速度。 （5）.液壓挖掘機實現(xiàn)計算機智能化監(jiān)控控制和模式開關(guān)操作，使挖掘機經(jīng)常處于最佳工作狀態(tài)作業(yè)。提高了作業(yè)可靠性，延長挖掘機使用壽命（6）.司機室汽車化，大視野、低噪音、緩沖減震，內(nèi)部設(shè)有各種監(jiān)控儀表和操作設(shè)備，有采暖、通風(fēng)等各種生活設(shè)置，以及GPS定位系統(tǒng)，司機工作環(huán)境舒適、方便和

7、安全，勞動條件得到很大改善（7）.應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)計理論和方法設(shè)計挖掘機，例如：有限壽命設(shè)計理論、疲勞損傷累計理論、斷裂力學(xué)、優(yōu)化設(shè)計、有限元法、有限壽命設(shè)計等。工作裝置、行走底架、回轉(zhuǎn)平臺優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，按應(yīng)力分布不同而合理應(yīng)用不同的鋼材，減輕整機重量、降低制造成本、提高使用可靠性和壽命。（8）.十分重視挖掘機的試驗研究工作。各著名的液壓挖掘機制造公司都有自己的實驗室或試驗基地，對液壓挖掘機進(jìn)行各種試驗研究。如：鋼結(jié)構(gòu)的疲勞強度試驗、整機可靠性試驗、液壓系統(tǒng)控制試驗、人機工程學(xué)試驗、各種零部件試驗等等。 2我國液壓挖掘機的發(fā)展簡況我國自1959年開始研究斗容量為0.3 m3 (軍用）半液壓輪胎式挖掘

8、機并制出樣機，但是由于技術(shù)基礎(chǔ)差等各種原因而使試驗中途夭折。1967年參考引進(jìn)的國外樣機，由當(dāng)時的一機部天津工程機械研究所與上海建筑機械廠、撫順挖掘機廠和貴陽礦山機械廠合作，分別研制出0.4、0.5和0.3 m3³的液壓挖掘機 。雖然受到各種條件的限制，未能定型轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn)，但是卻取得了初步的研制經(jīng)驗。七十年代初期，國內(nèi)進(jìn)入全面研制液壓挖掘機的新階段。相繼開發(fā)出1.0 m3（上建）、2.0 m3（杭州重型機器廠）、0.6 m3（定量和變量，輪胎式和履帶式；貴礦）、0.4 m3（北京建筑機械廠）液壓挖掘機和0.2 m3³（北建）液壓挖掘裝載機等，有六種級別十個型號。其中上建的

9、1.0 m3、貴礦的0.6 m3輪胎式、北建的0.4 m3液壓挖掘機和0.2 m3挖掘裝載機，由于采用定量液壓系統(tǒng)，元器件在國內(nèi)能夠配套，在1975年前后產(chǎn)品基本定型和投入批量生產(chǎn)。其后開發(fā)和定型批量生產(chǎn)的有合肥礦山機器廠的0.6 m3、長江挖掘機廠的1.6 m3杭重的2.5 m3等液壓挖掘機，并且在一些挖掘機上開始采用變量液壓系統(tǒng)。一些老產(chǎn)品經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)和更新。19811983年間，新開發(fā)的產(chǎn)品有貴礦定量型0.6 m3履帶式挖掘機、北建0.1 m3小型挖掘機、長挖0.25 m3輪胎式挖掘機、上建0.15 m3小型挖掘機、撫挖變量型1.0 m3挖掘機等。到1983年，形成系列并正式生產(chǎn)的中小型

10、液壓挖掘機有斗容量0.1 2.5 m3十個級別近三十個型號。到1987年前后，我國液壓挖掘機的年平均產(chǎn)量約為700800臺，占挖掘機年總產(chǎn)量的55%以上。當(dāng)時在我國產(chǎn)量較大、應(yīng)用較多的國產(chǎn)液壓挖掘機有：上建WY100（1.0 m3），貴礦WLY40（0.4 m3）和WLY60（0.6 m3），合礦WY60（0.6 m3）和以后的WY80（0.8 m3），長挖WY160(1.6 m3)，撫挖WY100B（1.0 m3），以及北建WZ2C挖掘裝載機(挖斗0.2 m3，裝載斗0.7 m3)。天津工程機械研究所、浙江大學(xué)、太原重機學(xué)院等單位，開展液壓挖掘機的整機性能和零部件的試驗研究、工作裝置優(yōu)化設(shè)計

11、、結(jié)構(gòu)強度的有限元計算、智能化監(jiān)控和操縱系統(tǒng)等科研工作。雖然我國的液壓挖掘機有進(jìn)步，但是技術(shù)水平、生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、使用可靠性等還存在諸多問題，與國外相比有很大的差距。這種狀況滿足不了日益增長的國民經(jīng)濟需要。為了加快我國液壓挖掘機的發(fā)展，提高液壓挖掘機的水平，從上世紀(jì)八十年代初期開始，我國全面引進(jìn)德國先進(jìn)的液壓挖掘機技術(shù)（技術(shù)圖紙和生產(chǎn)制造技術(shù)）。引進(jìn)的情況如下：引進(jìn)德國LIEBHERR公司技術(shù)的有上建（R942），貴礦（R912和輪式A912），合礦（R922和輪式A922），長挖（R962、R972和R982）；北建引進(jìn)德國O+K公司的RH6和輪式MH6挖掘機技術(shù)；杭重引進(jìn)德國DE

12、MAG公司的55和85挖掘機技術(shù)，太原重型機器廠引進(jìn)H121挖掘機技術(shù)等。以后又有企業(yè)與日本小松公司合作，如:臨沂工程機械公司（PC100、120）、山東推土機廠（PC200、220）黃河工程機械廠PC300、400）。配合引進(jìn)工作，國內(nèi)挖掘機廠進(jìn)行了技術(shù)改造，增添了先進(jìn)的工藝設(shè)備和加工手段；在國內(nèi)定點選擇了合作的配套件廠家。在消化、吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，國內(nèi)生產(chǎn)廠家對自己的挖掘機系列產(chǎn)品的性能、結(jié)構(gòu)、制造工藝進(jìn)行了更新?lián)Q代，開發(fā)出如WY60A、WY160A、WY100、WYL20、WY252等液壓挖掘機。到1992年前后，我國液壓挖掘機的產(chǎn)銷量約為1500臺左右。九十年代初期，天津工程機械研

13、究所與玉林柴油機廠聯(lián)合開發(fā)WY1.3（1.3t）小型液壓挖掘機，與柳州工程機械廠聯(lián)合開發(fā)WY40（40t）液壓挖掘機。此外，一些別類挖掘機如：加長臂挖掘機、濕地和河海灘涂地用的低比壓挖掘機、水陸兩用挖掘機、隧洞短臂挖掘機等也得到發(fā)展和應(yīng)用。 上世紀(jì)八、九十年代我國的經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，各種工程（例如長江三峽、小浪底水電站、鐵路和高速公路、市政工程、房屋建筑等）相繼開工，受工期限制，急需大量高質(zhì)量的工程機械，尤其是挖掘機。我國的挖掘機產(chǎn)業(yè)卻受到技術(shù)不足、資金短缺、特別是國產(chǎn)化配套件的質(zhì)量不過關(guān)，各工廠面臨體制改革等等因素制約，而停步不前。九十年代初我國每年從國外進(jìn)口的挖掘機和走私的二手挖掘機約1萬臺。

14、這一現(xiàn)象受到國外挖掘機生產(chǎn)廠家的關(guān)切，紛紛到中國來尋求商機。1995年前后我國液壓挖掘機步入合資(或外商獨資)辦廠的新階段，開辟了挖掘機發(fā)展的新紀(jì)元。到1997年主要合資或獨資企業(yè)有：成都工程機械廠與日本神戶制鋼合資成立成都神鋼建設(shè)機械有限公司，合肥礦山機器廠與日本日立建機合資成立合肥日立挖掘機有限公司（現(xiàn)為 “日立建機（中國）有限公司”） ，山東推土機廠與日本小松公司成立小松山推工程機械有限公司，常州林業(yè)機械廠與韓國現(xiàn)代公司合資成立常州現(xiàn)代工程機械有限公司（現(xiàn)為“現(xiàn)代（江蘇）工程機械有限公司”），徐州工程機械集團公司與美國卡特彼勒公司合資成立卡特彼勒（徐州）工程機械有限公司，韓國獨資的大宇（

15、煙臺）工程機械有限公司(現(xiàn)為“斗山工程機械（中國)有限公司”），以及以貴礦為主的貴州詹陽機械工業(yè)有限公司（現(xiàn)為“貴州詹陽動力重機有限公司”）等。國內(nèi)合資獨資公司按原國外公司的技術(shù)要求生產(chǎn)該公司的品牌挖掘機，采用國際著名公司的配套件，使在中國制造的挖掘機技術(shù)性能和質(zhì)量提升到國際水平。這種狀況促使國內(nèi)生產(chǎn)廠家變革，新興廠不斷增加，老廠改制重組，機型更新?lián)Q代。各廠皆提高了挖掘機的性能和制造質(zhì)量，由國產(chǎn)化配套轉(zhuǎn)向全球配套采購，使挖掘機水平靠近國際挖掘機的水平。國內(nèi)制造的品牌機性能和質(zhì)量與國外進(jìn)口機相差不多，但是性價比高，其價格是進(jìn)口機的7080，售后服務(wù)能及時得到保證。受到廣大用戶的歡迎。到2000年

16、國內(nèi)制造的液壓挖掘機銷售量達(dá)到8000臺以上。國外許多挖掘機的配套廠家到中國開辦挖掘機專用的配套件廠，如上海帝人制機、天津亞實履帶等。國內(nèi)有關(guān)配套件廠家或自行研發(fā)，或與國外廠家合資，改進(jìn)產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量，投入到挖掘機行業(yè)競爭中。在21世紀(jì)的前十年，國內(nèi)挖掘機制造企業(yè)的數(shù)量猛增至6070家，合資、獨資、國企、民營各公司齊頭并進(jìn)生產(chǎn)各種型式的液壓挖掘機，其中主要生產(chǎn)廠約有40余家。挖掘機的產(chǎn)銷量年年翻番。一些新興公司在三、五年間產(chǎn)銷量即增至數(shù)千臺。20032005年間，每年的銷售量為35000臺左右，其重要的原因是小型液壓挖掘機遍地開花、快速發(fā)展，占有挖掘機總銷量的2025比重。外企新產(chǎn)品頻出，如新一代帶有GPS定位系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的小松PC8型液壓挖掘機，斗山公司DH500LC，合肥日立建機ZX850、ZX1200等；一些國內(nèi)企業(yè)自主創(chuàng)新，研發(fā)出自己的高質(zhì)量高性能的環(huán)保型挖掘機，如：貴州詹陽動力重機有限公司2004年研制出行駛速度50km/h的輪式挖掘機，2008年又生產(chǎn)出100km/h的輪式挖掘機并投入批量生產(chǎn)；四川邦立重機有限公司開發(fā)出整機質(zhì)量100t、120t、165t的大型液壓挖掘機，填補了國內(nèi)空白，可以代替部分進(jìn)口機；邦立重機還生產(chǎn)電力驅(qū)動的礦用中大型液壓挖掘機和鋼廠用的液壓抓鋼機，在國內(nèi)已有數(shù)百臺銷量。根據(jù)2008年對國內(nèi)40多家主要生產(chǎn)企業(yè)的統(tǒng)計，共生產(chǎn)液壓