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鐵甲網(wǎng)首頁(yè) 鐵甲論壇 挖掘機(jī)的定義

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挖掘機(jī)的定義

挖掘機(jī) 2010-02-28

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  挖掘機(jī),又稱挖掘機(jī)械(excavating machinery),是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料,并裝入運(yùn)輸車(chē)輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經(jīng)過(guò)預(yù)松后的土壤和巖石。從近幾年工程機(jī)械的發(fā)展來(lái)看,挖掘機(jī)的發(fā)展相對(duì)較快,而挖掘機(jī)作為工程建設(shè)中最主要的工程機(jī)械機(jī)型之一,其正確的選型也就顯得更為重要。
[編輯本段]二、挖掘機(jī)簡(jiǎn)史
  第一臺(tái)手動(dòng)挖掘機(jī)問(wèn)世至今已有130多年的歷史,期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動(dòng)斗回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)到電力驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)、應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動(dòng)液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過(guò)程。
  由于液壓技術(shù)的應(yīng)用,20世紀(jì)40年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī),20世紀(jì)50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)。初期試制的液壓挖掘機(jī)是采用飛機(jī)和機(jī)床的液壓技術(shù),缺少適用于挖掘機(jī)各種工況的液壓元件,制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定,配套件也不齊全。從20世紀(jì)60年代起,液壓挖掘機(jī)進(jìn)入推廣和蓬勃發(fā)展階段,各國(guó)挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快,產(chǎn)量猛增。1968-1970年間,液壓挖掘機(jī)產(chǎn)量已占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的83%,目前已接近100%。
[編輯本段]三、挖掘機(jī)的構(gòu)成
  常見(jiàn)的挖掘機(jī)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)機(jī)構(gòu),行走機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)施等。
  從外觀上看,挖掘機(jī)由工作裝置,上部轉(zhuǎn)臺(tái),行走機(jī)構(gòu)三部分組成。
[編輯本段]四、挖掘機(jī)的發(fā)展歷史
  最初挖掘機(jī)是手動(dòng)的,從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)有一百三十多年了,經(jīng)歷了蒸汽驅(qū)動(dòng),電力驅(qū)動(dòng),和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)等多種驅(qū)動(dòng)方式。
  在20世紀(jì)40年代以后,液壓技術(shù)在挖掘機(jī)上得到應(yīng)用,20世紀(jì)50年代研制出了今天人們常見(jiàn)的履帶式全液壓挖掘機(jī)。
  挖掘機(jī)最重要的三個(gè)參數(shù):整車(chē)重量(質(zhì)量),發(fā)動(dòng)機(jī)功率和鏟斗斗容。
  1951 年,第一臺(tái)全液壓反鏟挖掘機(jī)由位于法國(guó)的 Poclain( 波克蘭 ) 工廠推出,從而在挖掘機(jī)的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了全新空間。
[編輯本段]五、挖掘機(jī)的分類
  以下是常見(jiàn)挖掘機(jī)的分類:
  挖掘機(jī)分類一:常見(jiàn)的挖掘機(jī)按驅(qū)動(dòng)方式有內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)和電力驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)兩種。其中電動(dòng)挖掘機(jī)主要應(yīng)用在高原缺氧與地下礦井和其它一些易燃易爆的場(chǎng)所。
  挖掘機(jī)分類二:按照行走方式的不同,挖掘機(jī)可分為履帶式挖掘機(jī)和輪式挖掘機(jī)。
  挖掘機(jī)分類三:按照傳動(dòng)方式的不同,挖掘機(jī)可分為液壓挖掘機(jī)和機(jī)械挖掘機(jī)。機(jī)械挖掘機(jī)主要用在一些大型礦山上。
  挖掘機(jī)分類四:按照用途來(lái)分,挖掘機(jī)又可以分為通用挖掘機(jī),礦用挖掘機(jī),船用挖掘機(jī),特種挖掘機(jī)等不同的類別
  挖掘機(jī)分類五:按照鏟斗來(lái)分,挖掘機(jī)又可以分為正鏟挖掘機(jī)和反鏟挖掘機(jī)。正鏟挖掘機(jī)多用于挖掘地表以上的物料,反鏟挖掘機(jī)多用于挖掘地表以下的物料。
[編輯本段]六、國(guó)內(nèi)挖掘機(jī)發(fā)展概況
  國(guó)產(chǎn)挖掘機(jī)我國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)起步較晚,從1954年撫順挖掘機(jī)廠生產(chǎn)第一臺(tái)斗容量為1m3的機(jī)械式單斗挖掘機(jī)至今,大體上經(jīng)歷了測(cè)繪仿制、自主研制開(kāi)發(fā)和發(fā)展提高等三個(gè)階段。
  新中國(guó)成立初期,以測(cè)繪仿制前蘇聯(lián)20世紀(jì)30~40年代的W501、W502、W1001、W1002等型機(jī)械式單斗挖掘機(jī)為主,開(kāi)始了我國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)歷史。由于當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,先后建立起十多家挖掘機(jī)生產(chǎn)廠。1967年開(kāi)始,我國(guó)自主研制液壓挖掘機(jī)。早期開(kāi)發(fā)成功的產(chǎn)品主要有上海建筑機(jī)械廠的WYl00型、貴陽(yáng)礦山機(jī)器廠的W4-60型、合肥礦山機(jī)器廠的WY60型挖掘機(jī)等。隨后又出現(xiàn)了長(zhǎng)江挖掘機(jī)廠的WYl60型和杭州重型機(jī)械廠的WY250型挖掘機(jī)等。它們?yōu)槲覈?guó)液壓挖掘機(jī)行業(yè)的形成和發(fā)展邁出了極其重要的一步。
  到20世紀(jì)80年代末,我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)廠已有30多家,生產(chǎn)機(jī)型達(dá)40余種。中、小型液壓挖掘機(jī)已形成系列,斗容有0.1~2.5 m3等12個(gè)等級(jí)、20多種型號(hào),還生產(chǎn)0.5-4.Om3以及大型礦用10m3、12m3機(jī)械傳動(dòng)單斗挖掘機(jī),1m3隧道挖掘機(jī),4m3長(zhǎng)臂挖掘機(jī),1000m3/h的排土機(jī)等,還開(kāi)發(fā)了斗容量O.25m3的船用液壓挖掘機(jī),斗容量O.4m3、O.6m3、0.8m3的水陸兩用挖掘機(jī)等。但總的來(lái)說(shuō),我國(guó)挖掘機(jī)生產(chǎn)的批量小、分散,生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品質(zhì)量等與國(guó)際先進(jìn)水平相比,有很大的差距。
  改革開(kāi)放以來(lái),積極引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù),以促進(jìn)我國(guó)挖掘機(jī)行業(yè)的發(fā)展。其中貴陽(yáng)礦山機(jī)器廠、上海建筑機(jī)械廠、合肥礦山機(jī)器廠、長(zhǎng)江挖掘機(jī)廠等分別引進(jìn)德國(guó)利勃海爾(Liebherr)公司的A912、R912、R942、A922、R922、R962、R972、R982型液壓挖掘機(jī)制造技術(shù)。稍后幾年,杭州重型機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)德瑪克(Demag)公司的H55和H85型液壓挖掘機(jī)生產(chǎn)技術(shù),北京建筑機(jī)械廠引進(jìn)德國(guó)奧加凱(0&K)公司的RH6和MH6型液壓挖掘機(jī)制造技術(shù)。與此同時(shí),還有山東推土機(jī)總廠、黃河工程機(jī)械廠、江西長(zhǎng)林機(jī)械廠、山東臨沂工程機(jī)械廠等聯(lián)合引進(jìn)了日本小松制作所的PC100、PC120、PC200、PC220、PC300、PC400型液壓挖掘機(jī)(除發(fā)動(dòng)機(jī)外)的全套制造技術(shù)。這些廠通過(guò)數(shù)年引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、移植,使國(guó)產(chǎn)液壓挖掘機(jī)產(chǎn)品性能指標(biāo)全面提高到20世紀(jì)80年代的國(guó)際水平,產(chǎn)量也逐年提高。由于國(guó)內(nèi)對(duì)液壓挖掘機(jī)需求量的不斷增加且多樣化,在國(guó)有大、中型企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整,牽動(dòng)了一些其他機(jī)械行業(yè)的制造廠加入液壓挖掘機(jī)行業(yè)。例如,中國(guó)第一拖拉機(jī)工程機(jī)械公司、廣西玉柴股份有限公司、柳州工程機(jī)械廠等。這些企業(yè)經(jīng)過(guò)幾年的努力已達(dá)到一定的規(guī)模和水平。例如,玉柴機(jī)器股份有限公司在20世紀(jì)90年代初開(kāi)發(fā)的小型液壓挖掘機(jī),連續(xù)多年批量出口歐、美等國(guó)家,成為我國(guó)挖掘機(jī)行業(yè)能批量出口的企業(yè)。
  業(yè)內(nèi)人士指出,我國(guó)單斗液壓挖掘機(jī)應(yīng)向全液壓方向發(fā)展;斗容量宜控制在0.1-15 m3;而對(duì)于大型及多斗挖掘機(jī),由于液壓元件的制造、裝配精度要求高,施工現(xiàn)場(chǎng)維修條件差等,則仍以機(jī)械式為主。應(yīng)著手研究、運(yùn)用電液控制技術(shù),以實(shí)現(xiàn)液壓挖掘機(jī)操縱的自動(dòng)化。
[編輯本段]七、國(guó)外挖掘機(jī)發(fā)展概況
  第一臺(tái)手動(dòng)挖掘機(jī)問(wèn)世至今已有130多年的歷史,期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動(dòng)半回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)到電力驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)全回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)、應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動(dòng)液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過(guò)程。
  由于液壓技術(shù)的應(yīng)用,20世紀(jì)40年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī),`20世紀(jì)50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)。初期試制的液壓挖掘機(jī)是采用飛機(jī)和機(jī)床的液壓技術(shù),缺少適用于挖掘機(jī)各種工況的液壓元件,制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定,配套件也不齊全。從20世紀(jì)60年代起,液壓挖掘機(jī)進(jìn)入推廣和蓬勃發(fā)展階段,各國(guó)挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快(見(jiàn)表1-1),產(chǎn)量猛增。1968~1970年間,液壓挖掘機(jī)產(chǎn)量已占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的83%,目前已接近100%。
  工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的挖掘機(jī)生產(chǎn)較早,法國(guó)、德國(guó)、美國(guó)、俄羅斯、日本等是斗容量3.5-40 m3單斗液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國(guó),從20世紀(jì)80年代開(kāi)始生產(chǎn)特大型挖掘機(jī)。例如,美國(guó)馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量50-150 m3的剝離用挖掘機(jī),斗容量132 m3的步行式拉鏟挖掘機(jī);B-E(布比賽路斯一伊利)公司生產(chǎn)的斗容量168.2 m3的步行式拉鏟挖掘機(jī),斗容量107 m3的剝離用挖掘機(jī)等,是世界上目前最大的挖掘機(jī)。
  從20世紀(jì)后期開(kāi)始,國(guó)際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。
  1)開(kāi)發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的挖掘機(jī)。為滿足市政建設(shè)和農(nóng)田建設(shè)的需要,國(guó)外發(fā)展了斗容量在O.25 m3以下的微型挖掘機(jī),最小的斗容量?jī)HO01 m3。另外,數(shù)量最多的中、小型挖掘機(jī)趨向于一機(jī)多能,配備了多種工作裝置——除正鏟、反鏟外,還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤(pán)、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤(pán)及拉鏟等,以滿足各種施工的需要。與此同時(shí),發(fā)展專門(mén)用途的特種挖掘機(jī),如低比壓、低噪聲、水下專用和水陸兩用挖掘機(jī)等。
  2)迅速發(fā)展全液壓挖掘機(jī),不斷改進(jìn)和革新控制方式,使挖掘機(jī)由簡(jiǎn)單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無(wú)線電遙控、電子計(jì)算機(jī)綜合程序控制。在危險(xiǎn)地區(qū)或水下作業(yè)采用無(wú)線電操縱,利用電子計(jì)算機(jī)控制接收器和激光導(dǎo)向相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)作業(yè)操縱的完全自動(dòng)化。所有這一切,挖掘機(jī)的全液壓化為其奠定了基礎(chǔ)和創(chuàng)造了良好前提。
  3)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結(jié)構(gòu),加快標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化發(fā)展速度。例如,德國(guó)阿特拉斯公司生產(chǎn)的挖掘機(jī)裝有新型的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置,使挖掘機(jī)按最適合其作業(yè)要求的速度來(lái)工作;美國(guó)林肯一貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓挖掘機(jī)安裝了全自動(dòng)控制液壓系統(tǒng),可自動(dòng)調(diào)節(jié)流量,避免了驅(qū)動(dòng)功率的浪費(fèi)。還安裝了CAPS(計(jì)算機(jī)輔助功率系統(tǒng)),提高挖掘機(jī)的作業(yè)功率,更好地發(fā)揮液壓系統(tǒng)的功能;日本住友公司生產(chǎn)的FJ系列五種新型號(hào)挖掘機(jī)配有與液壓回路連接的計(jì)算機(jī)輔助的功率控制系統(tǒng),利用精控模式選擇系統(tǒng),減少燃油、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和液壓功率的消耗,并延長(zhǎng)了零部件的使用壽命;德國(guó)奧加凱(O&K)公司生產(chǎn)的挖掘機(jī)的油泵調(diào)節(jié)系統(tǒng)具有合流特性,使油泵具有最大的工作效率;日本神鋼公司在新型的904、905、907、909型液壓挖掘機(jī)上采用智能型控制系統(tǒng),即使無(wú)經(jīng)驗(yàn)的駕駛員也能進(jìn)行復(fù)雜的作業(yè)操作;德國(guó)利勃海爾公司開(kāi)發(fā)了ECO(電子控制作業(yè))的操縱裝置,可根據(jù)作業(yè)要求調(diào)節(jié)挖掘機(jī)的作業(yè)性能,取得了高效率、低油耗的效果;美國(guó)卡特匹勒公司在新型B系統(tǒng)挖掘機(jī)上采用最新的3114T型柴油機(jī)以及扭矩載荷傳感壓力系統(tǒng)、功率方式選擇器等,進(jìn)一步提高了挖掘機(jī)的作業(yè)效率和穩(wěn)定性。韓國(guó)大宇公司在DH280型挖掘機(jī)上采用了EPOS——電子功率優(yōu)化系統(tǒng),根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)液壓泵所吸收的功率,使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速始終保持在額定轉(zhuǎn)速附近,即發(fā)動(dòng)機(jī)始終以全功率運(yùn)轉(zhuǎn),這樣既充分利用了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、提高挖掘機(jī)的作業(yè)效率,又防止了發(fā)動(dòng)機(jī)因過(guò)載而熄火。
  4)更新設(shè)計(jì)理論,提高可靠性,延長(zhǎng)使用壽命。美、英、日等國(guó)家推廣采用有限壽命設(shè)計(jì)理論,以替代傳統(tǒng)的無(wú)限壽命設(shè)計(jì)理論和方法,并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設(shè)計(jì)、電子計(jì)算機(jī)控制的電液伺服疲勞試驗(yàn)技術(shù)、疲勞強(qiáng)度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)的強(qiáng)度研究方面,促進(jìn)了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高效率和競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)提出了考核動(dòng)強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析方法,并創(chuàng)立了預(yù)測(cè)產(chǎn)品失效和更新的理論。日本制定l了液壓挖掘機(jī)構(gòu)件的強(qiáng)度評(píng)定程序,研制了可靠性信息處理系統(tǒng)。在上述基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)下,借助于大量試驗(yàn),縮短了新產(chǎn)品的研究周期,加速了液壓挖掘機(jī)更新?lián)Q代的進(jìn)程,并提高其可靠性和耐久性。例如,液壓挖掘機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到85%~95%,使用壽命超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)。
  5)加強(qiáng)對(duì)駕駛員的勞動(dòng)保護(hù),改善駕駛員的勞動(dòng)條件。液壓挖掘機(jī)采用帶有墜物保護(hù)結(jié)構(gòu)和傾翻保護(hù)結(jié)構(gòu)的駕駛室,安裝可調(diào)節(jié)的彈性座椅,用隔音措施降低噪聲干擾。
  6)進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。中、小型液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)有向變量系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的明顯趨勢(shì)。因?yàn)樽兞肯到y(tǒng)在油泵工作過(guò)程中,壓力減小時(shí)用增大流量來(lái)補(bǔ)償,使液壓泵功率保持恒定,亦即裝有變量泵的液壓挖掘機(jī)可經(jīng)常性地充分利用油泵的最大功率。當(dāng)外阻力增大時(shí)則減少流量(降低速度),使挖掘力成倍增加;采用三回路液壓系統(tǒng)。產(chǎn)生三個(gè)互不影響的獨(dú)立工作運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的功率匹配。將第三泵在其他工作運(yùn)動(dòng)上接通,成為開(kāi)式回路第二個(gè)獨(dú)立的快速運(yùn)動(dòng)。此外,液壓技術(shù)在挖掘機(jī)上普遍使用,為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在挖掘機(jī)的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。
  7)迅速拓展電子化、自動(dòng)化技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用。20世紀(jì)70年代,為了節(jié)省能源消耗和減少對(duì)環(huán)境污染,使挖掘機(jī)的操作輕便和安全作業(yè),降低挖掘機(jī)噪音,改善駕駛員工作條件,逐步在挖掘上應(yīng)用電子和自動(dòng)控制技術(shù)。隨著對(duì)挖掘機(jī)的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高,促使了機(jī)電液一體化在挖掘機(jī)上的應(yīng)用,并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。20世紀(jì)80年代,以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù),特別是微機(jī)、微處理器、傳感器和檢測(cè)儀表在挖掘機(jī)上的應(yīng)用,推動(dòng)了電子控制技術(shù)在挖掘機(jī)上應(yīng)用和推廣,并已成為挖掘機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,亦即目前先進(jìn)的挖掘上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)怠速及油門(mén)控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)
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