[科普中國(guó)]-粘土挖掘機(jī)

簡(jiǎn)介

轉(zhuǎn)式黏土挖掘機(jī)挖掘的物料主要是黏土。從近幾年工程機(jī)械的發(fā)展來看，轉(zhuǎn)式黏土挖掘機(jī)的發(fā)展相對(duì)較快，轉(zhuǎn)式黏土挖掘機(jī)已經(jīng)成為工程建設(shè)中最主要的工程機(jī)械之一。轉(zhuǎn)式黏土挖掘機(jī)最重要的三個(gè)參數(shù)：操作重量（質(zhì)量），發(fā)動(dòng)機(jī)功率和鏟斗斗容。1

結(jié)構(gòu)構(gòu)成常見的黏土挖掘機(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。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過液壓泵將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給液壓馬達(dá)、液壓缸等執(zhí)行元件，推動(dòng)工作裝置動(dòng)作，從而完成各種作業(yè)。1

行走裝置行走裝置即底盤, 包括履帶架和行走系統(tǒng), 主要由履帶架、行走馬達(dá)+減速機(jī)及其管路、驅(qū)動(dòng)輪、導(dǎo)向輪、托鏈輪、支重輪、履帶、張緊緩沖裝置組成，其功能為支承黏土挖掘機(jī)的重量，并把驅(qū)動(dòng)輪傳遞的動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)闋恳Γ瑢?shí)現(xiàn)整機(jī)的行走。車架總成（即履帶行走架總成）為整體焊接件, 采用X 形結(jié)構(gòu)，其主要優(yōu)點(diǎn)是具有高的承載能力. 車架總成由左縱梁（即左履帶架）、主車架（即中間架）、右縱梁（即右履帶架）三部分焊接而成. 車架總成的重量為2噸.中央回轉(zhuǎn)接頭是聯(lián)接回轉(zhuǎn)平臺(tái)與底盤油路的液壓元件，它保證回轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)任意角度后，行走馬達(dá)還能正常配油，現(xiàn)用回轉(zhuǎn)接頭是5通。1

工作裝置工作裝置是液壓黏土挖掘機(jī)的主要組成部分，目前SY系列黏土挖掘機(jī)配置的是反鏟工作裝置，它主要用于挖掘停機(jī)面以下的土壤，但也可以挖掘最大切削高度以下的土壤，除了可以挖坑、開溝、裝載外還可以進(jìn)行簡(jiǎn)單平整場(chǎng)地工作。挖掘作業(yè)適應(yīng)于開挖Ⅰ~Ⅳ級(jí)土，Ⅴ級(jí)以上用液壓錘或需爆破手段。反鏟工作裝置由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、搖桿、連桿及包含動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、鏟斗油缸在內(nèi)的工作裝置液壓管路等主要部分組成。1

動(dòng)力傳輸路線表行走動(dòng)力傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——中央回轉(zhuǎn)接頭——行走馬達(dá)（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——減速箱——驅(qū)動(dòng)輪——軌鏈履帶——實(shí)現(xiàn)行走

回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——回轉(zhuǎn)馬達(dá)（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——減速箱——回轉(zhuǎn)支承——實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)

動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——?jiǎng)颖塾透祝ㄒ簤耗苻D(zhuǎn)化為機(jī)械能）——實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂運(yùn)動(dòng)

斗桿運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——斗桿油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——實(shí)現(xiàn)斗桿運(yùn)動(dòng)

鏟斗運(yùn)動(dòng)傳輸路線：柴油機(jī)——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——鏟斗油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能）——實(shí)現(xiàn)鏟斗運(yùn)動(dòng)1

動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)成及功能進(jìn)氣系統(tǒng)——網(wǎng)罩→膠管→空濾→膠管→增壓器→膠管→中冷器→膠管→發(fā)動(dòng)機(jī) ·排氣系統(tǒng)——增壓器→膨脹節(jié)→消聲器→排氣管 ·冷卻系統(tǒng)——水箱→膠管→節(jié)溫器→水泵→柴油機(jī)→膠管→水箱、油門控制系統(tǒng)——步進(jìn)電機(jī)→減速機(jī)→蝸輪蝸桿傳動(dòng)→油門拉線→柴油機(jī)油門—高怠速、低怠速限位開關(guān)、燃油系統(tǒng)

進(jìn)油系：燃油箱→膠管→手油泵→粗濾器→精濾器→柴油機(jī)

回油系：柴油機(jī)→膠管→燃油箱 （回油量比較大，用它來進(jìn)行部份冷卻）1

發(fā)展方向1)開發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的黏土挖掘機(jī)。數(shù)量最多的中、小型黏土挖掘機(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、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟等，以滿足各種施工的需要。與此同時(shí)，發(fā)展專門用途的特種黏土挖掘機(jī)，如低比壓、低噪聲、水下專用和水陸兩用黏土挖掘機(jī)等。2

2)迅速發(fā)展全液壓黏土挖掘機(jī)，不斷改進(jìn)和革新控制方式，使黏土挖掘機(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)黏土挖掘機(jī)作業(yè)操縱的完全自動(dòng)化。所有這一切，黏土挖掘機(jī)的全液壓化為其奠定了基礎(chǔ)和創(chuàng)造了良好前提。2

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)的黏土挖掘機(jī)裝有新型的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)裝置，使黏土挖掘機(jī)按最適合其作業(yè)要求的速度來工作；美國(guó)林肯一貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓黏土挖掘機(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))，提高黏土挖掘機(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)黏土挖掘機(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)的黏土挖掘機(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型液壓黏土挖掘機(jī)上采用智能型控制系統(tǒng)，即使無經(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)黏土挖掘機(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)黏土挖掘機(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)一步提高了黏土挖掘機(jī)的作業(yè)效率和穩(wěn)定性。韓國(guó)斗山工程機(jī)械公司在DH280型黏土挖掘機(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、提高黏土挖掘機(jī)的作業(yè)效率，又防止了發(fā)動(dòng)機(jī)因過載而熄火。2

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)用于液壓黏土挖掘機(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了液壓黏土挖掘機(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，加速了液壓黏土挖掘機(jī)更新?lián)Q代的進(jìn)程，并提高其可靠性和耐久性。例如，液壓黏土挖掘機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到85%～95%，使用壽命超過1萬小時(shí)。2

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。液壓黏土挖掘機(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。2

6)進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統(tǒng)。中、小型液壓黏土挖掘機(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)在油泵工作過程中，壓力減小時(shí)用增大流量來補(bǔ)償，使液壓泵功率保持恒定，亦即裝有變量泵的液壓黏土挖掘機(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)在黏土挖掘機(jī)上普遍使用，為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在黏土挖掘機(jī)的應(yīng)用與推廣創(chuàng)造了條件。2

7)迅速拓展電子化、自動(dòng)化技術(shù)在黏土挖掘機(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，使黏土挖掘機(jī)的操作輕便和安全作業(yè)，降低黏土挖掘機(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)黏土挖掘機(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)電液一體化在黏土挖掘機(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)儀表在黏土挖掘機(jī)上的應(yīng)用，推動(dòng)了電子控制技術(shù)在黏土挖掘機(jī)上應(yīng)用和推廣，并已成為黏土挖掘機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志，亦即先進(jìn)的挖掘上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)怠速及油門控制系統(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)。2

相關(guān)規(guī)范1．黏土挖掘機(jī)是經(jīng)濟(jì)投入大的固定資產(chǎn)，為提高其使用年限獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)備必須做到定人、定機(jī)、定崗位，明確職責(zé)。必須調(diào)崗時(shí)，應(yīng)進(jìn)行設(shè)備交底。

2．黏土挖掘機(jī)進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)后，駕駛員應(yīng)先觀察工作面地質(zhì)及四周環(huán)境情況，黏土挖掘機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)不得有障礙物，以免對(duì)車輛造成劃傷或損壞。

3．機(jī)械發(fā)動(dòng)后，禁止任何人員站在鏟斗內(nèi)，鏟臂上及履帶上，確保安全生產(chǎn)。

4．黏土挖掘機(jī)在工作中，禁止任何人員在回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)或鏟斗下面工作停留或行走，非駕駛?cè)藛T不得進(jìn)入駕駛室亂摸亂動(dòng)，不得帶培訓(xùn)駕駛員，以免造成電器設(shè)備的損壞。

5．黏土挖掘機(jī)在挪位時(shí)，駕駛員應(yīng)先觀察并鳴笛，后挪位，避免機(jī)械邊有人造成安全事故，挪位后的位置要確保黏土挖掘機(jī)旋轉(zhuǎn)半徑的空間無任何障礙，嚴(yán)禁違章操作。

6．工作結(jié)束后，應(yīng)將黏土挖掘機(jī)挪離低洼處或地槽(溝)邊緣，停放在平地上，關(guān)閉門窗并鎖住。

7．駕駛員必須做好設(shè)備的日常保養(yǎng)、檢修、維護(hù)工作，做好設(shè)備使用中的每日記錄，發(fā)現(xiàn)車輛有問題，不能帶病作業(yè)，并及時(shí)匯報(bào)修理。

8．必須做到駕駛室內(nèi)干凈、整潔，保持車身表面清潔、無灰塵、無油污；工作結(jié)束后養(yǎng)成擦車的習(xí)慣。

9．駕駛員要及時(shí)做好日臺(tái)班記錄，對(duì)當(dāng)日的工作內(nèi)容做好統(tǒng)計(jì)，對(duì)工程外零工或零項(xiàng)及時(shí)辦好手續(xù)，并做好記錄，以備結(jié)帳使用。

10．駕駛?cè)藛T在工作期間嚴(yán)禁中午喝酒和酒后駕車工作，如發(fā)現(xiàn)，給予經(jīng)濟(jì)處罰，造成的經(jīng)濟(jì)損失，由本人承擔(dān)。

11．對(duì)人為造成車輛損壞，要分析原因，查找問題，分清職責(zé)，按責(zé)任輕重進(jìn)行經(jīng)濟(jì)處罰。

12．要樹立高度的責(zé)任心，確保安全生產(chǎn)，認(rèn)真做好與建方溝通和服務(wù)工作，搞好雙邊關(guān)系，樹立良好的工作作風(fēng)，為企業(yè)的發(fā)展和效益盡心盡責(zé)，努力工作。

13．黏土挖掘機(jī)操作屬于特種作業(yè)，需要特種作業(yè)操作證才能駕駛黏土挖掘機(jī)作業(yè)。

14．做保養(yǎng)時(shí)必須遵循保養(yǎng)禁忌。2