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挖掘机

 思想与生活家 2015-12-27

挖掘机

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挖掘机,又称挖掘机械(excavating machinery)。是用铲斗从工作面铲装剥离物或矿产品并将其运至排卸地点卸载的自行式采掘机械,或者是依靠在动臂上装置的铲斗进行挖掘作业的施工机械。挖掘机最重要的三个参数:操作重量(质量),发动机功率和铲斗斗容。其挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。可用于开挖水库、鱼塘、沟渠和清理渠道等作业,使用挖掘机可以有效提高工程效率和节省人力。从近几年工程机械的发展来看,挖掘机的发展相对较快,挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。

基本信息

  • 中文名:挖掘机
  • 英文名:excavator
  • 发明年代:十九世纪七十年代
  • 按驱动方式分:内燃驱动挖掘机、电力驱动挖掘机
  • 按铲斗来分:正铲挖掘机、反铲挖掘
  • 按传动方式分:液压挖掘机、机械挖掘机
  • 按行走方式分:履带式挖掘机、轮式挖掘机

参数简介

操作重量

操作重量是挖掘机三个重要参数(发动机功率,铲斗容量,操作重量)之一
操作重量决定了挖掘机的级别,决定了挖掘机挖掘力的上限。
挖掘力≦ m ´工作重量
m:地面和履带间的附着力系数
如果挖掘力超过这个极限,在反铲的情况下,挖掘机将打滑,并被向前拉动,这非常危险。在正铲情况下,挖掘机将向后打滑。

挖掘力

对于挖掘力来说,挖掘力主要分为小臂挖掘力和铲斗挖掘力。

挖掘力正在加载挖掘力

两个挖掘力的作用点均为铲斗的齿根(铲斗的唇边),只是动力不同,小臂挖掘力来自小臂油缸;而铲斗挖掘力来自铲斗油缸。

接地比压

接地比压的大小决定了挖掘机适合工作的地面条件。
接地压力指机器重量对地面产生的压力,用下面的公式表示:
接地比压=工作重量÷全部与地面接触的面积

履带板

给机器

履带板正在加载履带板

装上合适的履带板是很重要的。对履带式挖掘机来说,选择履带的标准是:只要有可能,尽量使用最窄的履带板。

常用履带类型:齿履带板、

行走速度与牵引力

对于履带式挖掘机而言,行走时间大概占整个工作时间的十分之一。
一般而言,两速可以满足挖掘机的行走性能。
牵引力是指挖掘机行走时所产生的力,主要取决于挖掘机的行走马达。
这两个行走性能参数表明了挖掘机行走的机动灵活性及其行走能力。在各个厂家的样本中均能体现。

爬坡能力

爬坡能力是指爬坡、下坡,或在一个坚实、平整的坡上停止的能力。
两种表示方法:角度,百分比

提升能力

提升能力是指额定稳定提升能力或额定液压提升能力中较小的一个。
额定稳定提升能力:75%的倾翻载荷
额定液压提升能力:87%的液压提升能力

回转速度

回转速度是指挖掘机空载时,稳定回转所能达到的平均最大速度。
这意味着定义的回转速度,既不是指起动时的,也不是指制动时的回转速度;也就是说,不是加速或减速的回转速度。对于一般的挖掘工作来说,这种挖掘机在0°到180°的范围内工作时,回转马达有加速或减速,当转到270°到360°范围内时,回转速度达到稳定。
因此,在实际的挖掘工作中,上面定义的回转速度是不切实际的。也就是说,需要的实际回转性能是可用回转扭矩表示的加速/减速。

发动机功率

总功率(gross horsepower)指在没有消耗功率附件,如消音器、风扇、交流发电机及空气滤清器的情况下,在发动机飞轮上测得的输出功率。
有效的功率(net horsepower)指在装有全部消耗功率附件,如消音器、风扇、交流发电机及空气滤清器的情况下,在发动机飞轮上测得的输出功率。

噪音的测定

挖掘机噪音的主要来源于发动机。
两种噪音:操作人员耳边的噪音测定、机器周围噪音测定

基本结构

挖掘机正在加载挖掘机

挖掘机由铲斗、铲斗柱、回转臂、支脚或支持轮和液压系统等组成。铲斗与铲斗柱铰接,铲斗柱铰接在回转臂的末端。液压系统通过各个专用油缸控制回转臂的升降和在水平面内的回转,铲斗柱在垂直面内的转动,支脚的升降,以及变换铲斗的挖掘、提升和卸土状态等,使铲斗能在地面以上和以下3~4米处挖掘土方,并将土卸到指定的部位。

铲斗的容量按配套拖拉机功率的大小约为每15千瓦配0.1立方米。卸下铲斗后,还可配装蚌式抓斗、多齿抓取部件或起重吊钩等多种工作部件,用于物料装载、起吊装卸等多项作业。

结构构成
常见的挖掘机结构包括,动力装置,工作装置,回转机构,操纵机构,传动机构,行走机构和辅助设施等。
传动机构通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件,推动工作装置动作,从而完成各种作业。
运行状况

挖掘机行业厂商大致可以分为四类。国内7成以上挖掘机被国外品牌所占据,国产品牌尚以小挖和中挖为主,但国产挖掘机份额正在逐步提升,2012年同比提高3.6%

主要分类

以下是常见挖掘机的分类:

挖掘机分类一

常见的挖掘机按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和其它一些易燃易爆的场所。

挖掘机分类二

按照行走方式的不同,挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。

挖掘机分类三

按照传动方式的不同,挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型矿山上。

挖掘机分类四

按照用途来分,挖掘机又可以分为通用挖掘机,矿用挖掘机,船用挖掘机,特种挖掘机等不同的类别。

挖掘机分类五

按照铲斗来分,挖掘机又可以分为正铲挖掘机、反铲挖掘机、拉铲挖掘机和抓铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料,反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。

挖掘机分类正在加载挖掘机分类

1.反铲挖掘机

反铲式是我们见过最常见的,向后向下,强制切土。可以用于停机作业面以下的挖掘,基本作业方式有:沟端挖掘、沟侧挖掘、直线挖掘、曲线挖掘、保持一定角度挖掘、超深沟挖掘和沟坡挖掘等。

2.正铲挖掘机

正铲挖掘机的铲土动作形式。其特点是“前进向上,强制切土”。正铲挖掘力大,能开挖停机面以上的土,宜用于开挖高度大于2m的干燥基坑,但须设置上下坡道。正铲的挖斗比同当量的反铲的挖掘机的斗要大一些,可开挖含水量不大于27%的一至三类土,且与自卸汽车配合完成整个挖掘运输作业,还可以挖掘大型干燥基坑和土丘等。正铲挖土机的开挖方式根据开挖路线与运输车辆的相对位置的不同,挖土和卸土的方式有以下两种:正向挖土,侧向卸土;正向挖土,反向卸土。

3.拉铲挖掘机

拉铲挖土机也叫索铲挖土机。其挖土特点是:“向后向下,自重切土”。宜用于开挖停机面以下的Ⅰ、Ⅱ类土。工作时,利用惯性力将铲斗甩出去,挖得比较远,挖土半径和挖土深度较大,但不如反铲灵活准确。尤其适用于开挖大而深的基坑或水下挖土。

4.抓铲挖土机

抓铲挖土机也叫抓斗挖土机。其挖土特点是:“直上直下,自重切土”。宜用于开挖停机面以下的Ⅰ、Ⅱ类土,在软土地区常用于开挖基坑、沉井等。尤其适用于挖深而窄的基坑,疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥等,或用于装载碎石、矿渣等松散料等。开挖方式有沟侧开挖和定位开挖两种。如将抓斗做成栅条状,还可用于储木场装载矿石块、木片、木材等。

5.全液压全回转挖掘机
现今

挖掘机正在加载挖掘机

的挖掘机占绝大部分的是全液压全回转挖掘机。液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。

液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成。据其构造和用途可以区分为:履带式、轮胎式、步履式、全液压、半液压、全回转、非全回转、通用型、专用型、铰接式、伸缩臂式等多种类型。

工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要,液压挖掘机可以配装多种工作装置,如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。

回转与行走装置是液压挖掘机的机体,转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源,大多采用柴油要在方便的场地, 也可改用电动机。

液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件,推动工作装置动作,从而完成各种作业。

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