挖掘机机械原理Word文档格式.docx
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正铲挖掘机
挖掘机相关参数简介
操作重量
挖掘力
接地比压
履带板
行走速度与牵引力
爬坡能力
提升能力
回转速度
发动机功率
噪音的测定
挖掘机设计外包服务
开发流程
国内挖掘机发展简况
国外挖掘机发展简况
全液压全回转挖掘机
注意事项
基本常识
常见故障
维修保养
1.燃油的管理
2.其它用油的管理
3.润滑油脂管理
4.滤芯的保养
5.定期保养的内容
世界十大品牌
品牌挖掘机耗油表
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编辑本段定义
挖掘机，又称挖掘机械（excavatingmachinery），是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土石方机械。
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。
从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，而挖掘机作为工程建设中最主要的工程机械机型之一，其正确的选型也就显得更为重要。
编辑本段简史
第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。
第一台液压挖掘机由f法国波克兰工厂发明成功。
由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。
初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。
从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增。
1968-1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%，目前已接近100%。
编辑本段构成
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。
从外观上看，挖掘机由工作装置，上部转台，行走机构三部分组成。
根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，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。
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。
编辑本段发展历史
最初挖掘机是手动的，从发明到现在已经有一百三十多年了，经历了蒸汽驱动，电力驱动，和内燃机驱动等多种驱动方式。
在20世纪40年代以后，液压技术在挖掘机上得到应用，20世纪50年代研制出了今天人们常见的履带式全液压挖掘机。
挖掘机最重要的三个参数：
整车重量（质量），发动机功率和铲斗斗容。
1951年，第一台全液压反铲挖掘机由位于法国的Poclain（波克兰）工厂推出，从而在挖掘机的技术发展领域开创了全新空间。
编辑本段分类
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。
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。
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。
编辑本段挖掘机相关参数简介
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&
acute。
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。
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。
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。
铲斗挖掘力
小臂挖掘力
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
·
给机器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、
平履带板
齿履带板
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。
总功率（grosshorsepower）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（nethorsepower）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。
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
编辑本段挖掘机设计外包服务
挖掘机设计外包服务：
是指企业客户聘请专业的挖掘机设计服务商，为企业客户提供全方位的CMD技术服务，来增强企业技术优势、降低开发成本的行为。
开发性设计：
应用成熟设计经验或具有可行的新技术，设计新型挖掘机，主要包括功能设计和机构设计。
升级性设计：
根据使用经验和技术发展对已有的挖掘机设计更新升级，以提高性能、降低制造成本或减少运行费用。
衍生性设计：
为适应新的需要对已有的挖掘机作部分的修改或增删，从而发展出不同于标准型的衍生产品。
系列化设计：
以一种挖掘机为母本，设计出一系列与之功能相同外形相似，但功率、吨位、尺寸有所不同的一系列产品。
一、制定需求分析。
根据功能、性能、作业环境等因素，与客户共同制定详细的用户需求说明书，进而确定开发目标。
二、初步方案设计。
根据需求分析，进行方案制定，包括功能及参数设定、基础计算、绘制初步三维总图等工作，进而与客户进行初步审查。
三、详细方案设计。
听取初审意见，实施方案设计。
修改细化三维模型总图，绘制零件三维图，对结构部件进行有限元分析及动态模拟。
进而与客户进行二次审查。
四、最终方案确定及图纸绘制。
听取二审意见，修改方案设计。
绘制平面图（如零件图、部件装配图和总装配图，涂装图等），出零件表、易损件清单。
五、制作全部技术文件，包括宣传及技术样本、产品使用说明书。
编辑本段国内挖掘机发展简况
中国的挖掘机生产起步较晚，从1954年抚顺挖掘机厂生产第一台斗容量为1m&
sup3。
的机械式单斗挖掘机至今，大体上经历了测绘仿制、自主研制开发和发展提高等三个阶段。
新中国成立初期，以测绘仿制前苏联20世纪30～40年代的W501.W502.W1001.W1002等型机械式单斗挖掘机为主，开始了中国的挖掘机生产历史。
由于当时国家经济建设的需要，先后建立起十多家挖掘机生产厂。
1967年开始，中国自主研制液压挖掘机。
早期开发成功的产品主要有上海建筑机械厂的WYl00型、贵阳矿山机器厂的W4-60型、合肥矿山机器厂的WY60型挖掘机等。
随后又出现了长江挖掘机厂的WYl60型和杭州重型机械厂的WY250型挖掘机等。
它们为中国液压挖掘机行业的形成和发展迈出了极其重要的一步。
到20世纪80年代末，中国挖掘机生产厂已有30多家，生产机型达40余种。
中、小型液压挖掘机已形成系列，斗容有0.1～2.5立方M等12个等级、20多种型号，还生产0.5-4.立方M以及大型矿用10立方M、12立方M机械传动单斗挖掘机，1立方M隧道挖掘机，4立方M长臂挖掘机，1000立方M/h的排土机等，还开发了斗容量0.25立方M的船用液压挖掘机，斗容量0.4立方M、0.6立方M、0.8m&
的水陆两用挖掘机等。
但总的来说，中国挖掘机生产的批量小、分散，生产工艺及产品质量等与国际先进水平相比，有很大的差距。
改革开放以来，积极引进、消化、吸收国外先进技术，以促进中国挖掘机行业的发展。
其中贵阳矿山机器厂、上海建筑机械厂、合肥矿山机器厂、长江挖掘机厂等分别引进德国利勃海尔（Liebherr）公司的A912.R912.R942.A922.R922.R962.R972.R982型液压挖掘机制造技术。
稍后几年，杭州重型机械厂引进德国德玛克（Demag）公司的H55和H85型液压挖掘机生产技术，北京建筑机械厂引进德国奥加凯（0&
K）公司的RH6和MH6型液压挖掘机制造技术。
与此同时，还有山东推土机总厂（其挖掘机生产基地改名为山重建机有限公司，包括STRONG和JCM两个品牌）、黄河工程机械厂、江西长林机械厂、山东临沂工程机械厂等联合引进了日本小松制作所的PC100、PC120.PC200、PC220.PC300、PC400型液压挖掘机（除发动机外）的全套制造技术。
这些厂通过数年引进技术的消化、吸收、移植，使国产液压挖掘机产品性能指标全面提高到20世纪80年代的国际水平，产量也逐年提高。
由于国内对液压挖掘机需求量的不断增加且多样化，在国有大、中型企业产品结构的调整，牵动了一些其他机械行业的制造厂加入液压挖掘机行业。
业内人士指出，中国单斗液压挖掘机应向全液压方向发展；
斗容量宜控制在0.1-15m&
；
而对于大型及多斗挖掘机，由于液压元件的制造、装配精度要求高，施工现场维修条件差等，则仍以机械式为主。
应着手研究、运用电液控制技术，以实现液压挖掘机操纵的自动化。
编辑本段国外挖掘机发展简况
第一台手动挖掘机问世至今已有130多年的历史，期间经历了由蒸汽驱动半回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动全回转挖掘机，应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。
由于液压技术的应用，20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲的悬挂式挖掘机，`20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机，初期试制的液压挖掘机是采用飞机和机床的液压技术，缺少适用于挖掘机各种工况的液压元件，制造质量不够稳定，配套件也不齐全。
从20世纪60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展阶段，各国挖掘机制造厂和品种增加很快（见表1-1），产量猛增。
1968～1970年间，液压挖掘机产量已占挖掘机总产量的83%，目前已接近100%。
工业发达国家的挖掘机生产较早，法国、德国、美国、俄罗斯、日本等是斗容量3.5-40m3单斗液压挖掘机的主要生产国，从20世纪80年代开始生产特大型挖掘机。
例如，美国马利昂公司生产的斗容量50-150m3的剥离用挖掘机，斗容量132m3的步行式拉铲挖掘机；
B-E（布比赛路斯一伊利）公司生产的斗容量168.2m3的步行式拉铲挖掘机，斗容量107m3的剥离用挖掘机等，是世界上目前最大的挖掘机。
从20世纪后期开始，国际上挖掘机的生产向大型化、微型化、多功能化、专用化和自动化的方向发展。
1）开发多品种、多功能、高质量及高效率的挖掘机。
为满足市政建设和农田建设的需要，国外发展了斗容量在0.25m3以下的微型挖掘机，最小的斗容量仅0.01m3。
另外，数量最多的中、小型挖掘机趋向于一机多能，配备了多种工作装置——除正铲、反铲外，还配备了起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、麻花钻、电磁吸盘、振捣器、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲等，以满足各种施工的需要。
与此同时，发展专门用途的特种挖掘机，如低比压、低噪声、水下专用和水陆两用挖掘机等。
2）迅速发展全液压挖掘机，不断改进和革新控制方式，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。
在危险地区或水下作业采用无线电操纵，利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，实现挖掘机作业操纵的完全自动化。
所有这一切，挖掘机的全液压化为其奠定了基础和创造了良好前提。
3）重视采用新技术、新工艺、新结构，加快标准化、系列化、通用化发展速度。
例如，德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置，使挖掘机按最适合其作业要求的速度来工作；
美国林肯一贝尔特公司新C系列LS-5800型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统，可自动调节流量，避免了驱动功率的浪费。
还安装了CAPS（计算机辅助功率系统），提高挖掘机的作业功率，更好地发挥液压系统的功能；
日本住友公司生产的FJ系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助的功率控制系统，利用精控模式选择系统，减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗，并延长了零部件的使用寿命；
德国奥加凯（O&
K）公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性，使油泵具有最大的工作效率；
日本神钢公司在新型的904.905.907.909型液压挖掘机上采用智能型控制系统，即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作；
德国利勃海尔公司开发了ECO（电子控制作业）的操纵装置，可根据作业要求调节挖掘机的作业性能，取得了高效率、低油耗的效果；
美国卡特匹勒公司在新型B系统挖掘机上采用最新的3114T型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等，进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。
韩国大宇公司在DH280型挖掘机上采用了EPOS——电子功率优化系统，根据发动机负荷的变化，自动调节液压泵所吸收的功率，使发动机转速始终保持在额定转速附近，即发动机始终以全功率运转，这样既充分利用了发动机的功率、提高挖掘机的作业效率，又防止了发动机因过载而熄火。
4）更新设计理论，提高可靠性，延长使用寿命。
美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论，以替代传统的无限寿命设计理论和方法，并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳实验技术、疲劳强度分析方法等先进技术应用于液压挖掘机的强度研究方面，促进了产品的优质高效率和竞争力。
美国提出了考核动强度的动态设计分析方法，并创立了预测产品失效和更新的理论。
日本制定l了液压挖掘机构件的强度评定程序，研制了可靠性信息处理系统。
在上述基础理论的指导下，借助于大量实验，缩短了新产品的研究周期，加速了液压挖掘机更新换代的进程，并提高其可靠性和耐久性。
例如，液压挖掘机的运转率达到85%～95%，使用寿命超过1万小时。
5）加强对驾驶员的劳动保护，改善驾驶员的劳动条件。
液压挖掘机采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。
6）进一步改进液压系统。
中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。
因为变量系统在油泵工作过程中，压力减小时用增大流量来补偿，使液压泵功率保持恒定，亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充分利用油泵的最大功率。
当外阻力增大时则减少流量（降低速度），使挖掘力成倍增加；
采用三回路液压系统。
产生三个互不影响的独立工作运动。
实现与回转机构的功率匹配。
将第三泵在其他工作运动上接通，成为开式回路第二个独立的快速运动。
此外，液压技术在挖掘机上普遍使用，为电子技术、自动控制技术在挖掘机的应用与推广创造了条件。
7）迅速拓展电子化、自动化技术在挖掘机上的应用。
20世纪70年代，为了节省能源消耗和减少对环境污染，使挖掘机的操作轻便和安全作业，降低挖掘机噪音，改善驾驶员工作条件，逐步在挖掘上应用电子和自动控制技术。
随着对挖掘机的工作效率、节能环保、操作轻便、安全舒适、可靠耐用等方面性能要求的提高，促使了机电液一体化在挖掘机上的应用，并使其各种性能有了质的飞跃。
20世纪80年代，以微电子技术为核心的高新技术，特别是微机、微处理器、传感器和检测仪表在挖掘机上的应用，推动了电子控制技术在挖掘机上应用和推广，并已成为挖掘机现代化的重要标志，亦即目前先进的挖掘上设有发动机自动怠速及油门控制系统、功率优化系统、工作模式控制系统、监控系统等电控系统。
8）更注重环境保护，CAT、小松等厂家纷纷推出满足三次排放要求的挖掘机。
编辑本段全液压全回转挖掘机
现今的挖掘机占绝大部分的是全液压全回转挖掘机。
全液压回转挖掘机
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：
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。
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。
编辑本段注意事项
1．挖掘机是经济投入大的固定资产，为提高其使用年限获得更大的经济效益，设备必须做到定人、定机、定岗位，明确职责。
必须调岗时，应进行设备交底。
2．挖掘机进入施工现场后，驾驶员应先观察工作面地质及四周环境情况，挖掘机旋转半径内不得有障碍物，以免对车辆造成划伤或损坏。
3．机械发动后，禁止任何人员站在铲斗内，铲臂上及履带上，确保安全生产。
4．挖掘机在工作中，禁止任何人员在回转半径范围内或铲斗下面工作停留或行走，非驾驶人员不得进入驾驶室乱摸乱动，不得带培训驾驶员，以免造成电器设备的损坏。
5．挖掘机在挪位时，驾驶员应先观察并鸣笛，后挪位，避免机械边有人造成安全事故，挪位后的位置要确保挖掘机旋转半径的空间无任何障碍，严禁违章操作。
6．工作结束后，应将挖掘机挪离低洼处或地槽（沟）边缘，停放在平地上，关闭门窗并锁住。
7．驾驶员必须做好设备的日常保养、检修、维护工作，做好设备使用中的每日记录，发现车辆有问题，不能带病作业，并及时汇报修理。
8．必须做到驾驶室内干净、整洁，保持车身表面清洁、无灰尘、无油污；
工作结束后养成擦车的习惯。
9．驾驶员要及时做好日台班记录，对当日的工作内容做好统计，对工程外零工或零项及时办好手续，并做好记录，以备结帐使用。
10．驾驶人员在工作期间严禁中午喝酒和酒后驾车工作，如发现，给予经济处罚，造成的经济损失，由本人承担。
11．对人为造成车辆损坏，要分析原因，查找问题，分清职责，按责任轻重进行经济处罚。
12．要树立高度的责任心，确保安全生产，认真做好与建方沟通和服务工作，搞好双边关系，树立良好的工作作风，为企业的发展和效益尽心尽责，努力工作。
13．挖掘机操作属于特种作业，需要特种作业操作证才能驾驶挖掘机作业。
1."
跳挡"
的原因
（1）变速传动机构磨损W4-60型挖掘机上采用的是机械换挡变速的传动机构，这种传动机构是依靠滑动齿套在固定齿套上作轴向移动并与各挡的从动齿轮相啮合来实现
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