挖掘機(jī)械 excavator

wajue jixie
挖掘機(jī)械(卷名：機(jī)械工程)
excavator

　　用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙及經(jīng)過預(yù)松后的巖石和礦石。一般工程中約60％的土方量、露天礦山80％的剝離量和采掘量是用挖掘機(jī)械完成的。挖掘機(jī)械分為單斗挖掘機(jī)和多斗挖掘機(jī)兩類（圖1）。單斗挖掘機(jī)的作業(yè)是周期性的，多斗挖掘機(jī)的作業(yè)是連續(xù)性的。



　　簡史 　單斗挖掘機(jī)的發(fā)展大致可分為 4個(gè)階段。①16～18世紀(jì)的雛形階段。最早的挖掘機(jī)是以人力或畜力為動(dòng)力用于挖深河底的浚泥船，鏟斗容量一般不超過0.2～0.3米3。②1833～1910年的蒸汽鏟階段。1833～1836年，美國人W.S.奧蒂斯設(shè)計(jì)和制造了第一臺(tái)蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)、鐵木混合結(jié)構(gòu)、半回轉(zhuǎn)、軌行式的單斗挖掘機(jī)，生產(chǎn)率為35米3／時(shí)，但由于經(jīng)濟(jì)性差沒有應(yīng)用。70年代經(jīng)過改進(jìn)的蒸汽鏟正式生產(chǎn)并應(yīng)用于露天礦剝離。1880年生現(xiàn)了第一批以拖拉機(jī)為底盤的半回轉(zhuǎn)式蒸汽鏟。③20世紀(jì)初至40年代末的動(dòng)力和行走裝置多樣化階段。1910年出現(xiàn)了第一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單斗挖掘機(jī)；1912年出現(xiàn)了汽油機(jī)和煤油機(jī)驅(qū)動(dòng)的全回轉(zhuǎn)式單斗挖掘機(jī)；1916年出產(chǎn)了柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單斗挖掘機(jī)；1924年柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)開始用于單斗挖掘機(jī)上。履帶式行走裝置于1910年開始采用。輪胎式行走裝置隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，廣泛用于小型挖掘機(jī)。30年代，出現(xiàn)了步行式行走裝置。④50年代以后的液壓化和大型化階段。50年代中期，聯(lián)邦德國和法國相繼研制出全回轉(zhuǎn)式液壓挖掘機(jī)，從此單斗挖掘機(jī)的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)新階段。
　　多斗挖掘機(jī)也有 100多年的歷史。法國于1860年生產(chǎn)了世界上最早的結(jié)構(gòu)比較成熟的多斗挖掘機(jī)，用于蘇伊士運(yùn)河開挖工程。1889年，美國生產(chǎn)的多斗挖溝機(jī)可挖寬0.29米、深1.4米的溝渠。19世紀(jì)末，斗輪挖掘機(jī)在德國褐煤采掘中得到廣泛應(yīng)用，至1958年每個(gè)鏟斗容量已達(dá)3600升。蘇聯(lián)于1973年研制出生產(chǎn)率為5000米3/時(shí)的斗輪挖掘機(jī)。1977年，聯(lián)邦德國制造了世界上最大的斗輪挖掘機(jī)，其生產(chǎn)率為24萬米3／日。
　　結(jié)構(gòu) 　挖掘機(jī)械由動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、行走裝置和工作裝置等組成。單斗挖掘機(jī)和斗輪挖掘機(jī)還有轉(zhuǎn)臺(tái)，多斗挖掘機(jī)還有物料輸送裝置。動(dòng)力裝置有柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)組或外電源變流機(jī)組。柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)大多用于中、小型挖掘機(jī)械，用一臺(tái)原動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，兩者可互換。柴油發(fā)電機(jī)組和外電源變流機(jī)組用于大、中型挖掘機(jī)械，用多臺(tái)電機(jī)分散驅(qū)動(dòng)。傳動(dòng)裝置分機(jī)械式和液壓式兩種(見機(jī)械傳動(dòng)、液壓傳動(dòng))。行走裝置用來支承機(jī)器、使機(jī)器變換工作位置和轉(zhuǎn)移作業(yè)場(chǎng)地。多斗挖掘機(jī)中的鏈斗式挖掘機(jī)和環(huán)輪式挖掘機(jī)的鏟斗隨著行走裝置的連續(xù)行走而切削土壤。行走裝置有履帶式、輪胎式、步行式、軌行式、浮游式和拖掛式等幾種。作業(yè)場(chǎng)地固定、 要求接地比壓較低(一般在0.1兆帕左右)時(shí)用履帶式；作業(yè)場(chǎng)地多變時(shí)用輪胎式；因施工條件特殊而必須架設(shè)專用軌道時(shí)，用軌行式；挖掘水下泥土用浮游式;小型單斗挖掘機(jī)的行走裝置無動(dòng)力源時(shí)，用拖掛式。作業(yè)場(chǎng)地固定、機(jī)器重量大又要求接地比壓在0.07兆帕以下時(shí)，用步行式。步行式行走裝置大多用于單斗挖掘機(jī)中的大、中型拉鏟挖掘機(jī)和斗輪挖掘機(jī)。這種裝置由圓形底座和兩條對(duì)稱安裝在兩側(cè)的長方形履板組成。機(jī)器作業(yè)時(shí)，圓形底座壓在地面上支承機(jī)器，兩條履板離開地面，隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)。機(jī)器行走時(shí)，兩條履板向前移動(dòng)一段距離后下降與地面接觸（圖2a、b）， 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將圓形底座連同固定在其上的機(jī)體沿履板作縱向傾斜，使一端接地后沿地面向前拖動(dòng)（圖2c）。當(dāng)機(jī)器重心越過兩履板中點(diǎn)連線以后，圓形底座平落在地面上(圖2d)，然后升起雙履板，開始下一個(gè)循環(huán)。這樣周而復(fù)始地使機(jī)器不斷前進(jìn)。工作裝置包括鏟斗和支承鏟斗的構(gòu)件，用于挖掘物料并運(yùn)離作業(yè)面。



　　參考書目
　天津工程機(jī)械研究所編：《單斗液壓挖掘機(jī)》，中國建筑工業(yè)出版社，北京，1977。
　Н.Τ.Домбровсκий，С.α.Панκратов，Землеройные машины，Γостройиздат，Μосκва，1961． 
楊紅旗

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