挖掘機理論

1樓：智慧機器人

挖掘機的基本構造及工作原理：

一、單鬥液壓挖掘機的總體結構

單鬥液壓挖掘機的總體結構包括動力裝置、工作裝置、迴轉機構、操縱機構、傳動系統、行走機構和輔助裝置等。

常用的全迴轉式液壓挖掘機的動力裝置、傳動系統的主要部分、迴轉機構、輔助裝置和駕駛室等都安裝在可迴轉的平臺上，通常稱為上部轉檯。因此又可將單鬥液壓挖掘機概括成工作裝置、上部轉檯和行走機構等三部分。

挖掘機是通過柴油機把柴油的化學能轉化為機械能，由液壓柱塞泵把機械能轉換成液壓能，通過液壓系統把液壓能分配到各執行元件（液壓油缸、迴轉馬達+減速機、行走馬達+減速機），由各執行元件再把液壓能轉化為機械能，實現工作裝置的運動、迴轉平臺的迴轉運動、整機的行走運動。

二、挖掘機動力系統

1、挖掘機動力傳輸路線如下

1）行走動力傳輸路線：柴油機——聯軸節——液壓泵（機械能轉化為液壓能）——分配閥——**迴轉接頭——行走馬達（液壓能轉化為機械能）——減速箱——驅動輪——軌鏈履帶——實現行走

2）迴轉運動傳輸路線：柴油機——聯軸節——液壓泵（機械能轉化為液壓能）——分配閥——迴轉馬達（液壓能轉化為機械能）——減速箱——迴轉支承——實現迴轉

3）動臂運動傳輸路線：柴油機——聯軸節——液壓泵（機械能轉化為液壓能）——分配閥——動臂油缸（液壓能轉化為機械能）——實現動臂運動

4）鬥杆運動傳輸路線：柴油機——聯軸節——液壓泵（機械能轉化為液壓能）——分配閥——鬥杆油缸（液壓能轉化為機械能）——實現鬥杆運動

5）剷鬥運動傳輸路線：柴油機——聯軸節——液壓泵（機械能轉化為液壓能）——分配閥——剷鬥油缸（液壓能轉化為機械能）——實現剷鬥運動

2、動力裝置

單鬥液壓挖掘機的動力裝置，多采用直立多缸式、水冷、一小時功率標定的柴油機。

3、傳動系統

單鬥液壓挖掘機傳動系統將柴油機的輸出動力傳遞給工作裝置、迴轉裝置和行走機構等。單鬥液壓挖掘機用液壓傳動系統的型別很多，習慣上按主泵的數量、功率的調節方式和迴路的數量來分類。有單泵或雙泵單迴路定量系統、雙泵雙迴路定量系統、多泵多回路定量系統、雙泵雙迴路分功率調節變數系統、雙泵雙迴路全功率調節變數系統、多泵多回路定量或變數混合系統等六種。

按油液迴圈方式分為開式系統和閉式系統。按供油方式分為串聯絡統和並聯系統。

凡主泵輸出的流量是定值的液壓系統為定量液壓系統；反之，主泵的流量可以通過調節系統進行改變的則稱為變數系統。在定量系統中各執行元件在無溢流情況下是按油泵供給的固定流量工作，油泵的功率按固定流量和最大工作壓力確定；在變數系統中，最常見的是雙泵雙迴路恆功率變數系統，有分功率變數與全功率變數之分。分功率變數調節系統是在系統的每個迴路上分別裝一臺恆功率變數泵和恆功率調節器，發動機的功率平均分配給各油泵；全功率調節系統是有一個恆功率調節器同時控制著系統中的所有油泵的流量變化，從而達到同步變數。

開式系統中執行元件的回油直接流回油箱，其特點是系統簡單、散熱效果好。但油箱容量大，低壓油路與空氣接觸機會多，空氣易滲入管路造成振動。單鬥液壓挖掘機的作業主要是油缸工作，而油缸大、小有腔的差異較大、工作頻繁、發熱量大，因此絕大多數單鬥液壓挖掘機採用開式系統；閉式迴路中的執行元件的回油路是不直接回油箱的，其特點式結構緊湊，油箱容積小，進回油路中有一定的壓力，空氣不易進入管路，運轉比較平穩，避免了換向時的衝擊。

但系統較複雜，散熱條件差‘單鬥液壓挖掘機的迴轉裝置等區域性系統中，又採用閉式迴路的液壓系統的。為補充因液壓馬達正反轉的油液漏損，在閉式系統中往往還設有補油泵。

4、迴轉機構

迴轉機構使工作裝置及上部轉檯向左或向右迴轉，以便進行挖掘和卸料。單鬥液壓挖掘機的迴轉裝置必須能把轉檯支撐在機架上，不能傾斜並使迴轉輕便靈活。為此單鬥液壓挖掘機都設有迴轉支撐裝置和迴轉傳動裝置，它們被稱為迴轉裝置。

全迴轉液壓挖掘機迴轉裝置的傳動形式有直接傳動和間接傳動兩種。

1）直接傳動。在低速大扭矩液壓馬達的輸出軸上安裝驅動小齒輪，與會轉齒輪齧合。

2）間接傳動。由高速液壓馬達經齒輪減速器帶動迴轉齒圈的間接傳動結構形式。他結構緊湊，具有較大的傳動比，且齒輪的受力情況較好。

軸向柱塞液壓馬達與同型別的液壓油泵結構基本相同，許多零件可以通用，便於製造及維修，從而降低了成本。但必須設制動器，以便吸收較大的迴轉慣性力矩，縮短挖掘機作業迴圈時間，提高生產效率。

5、行走機構

行走機構支撐挖掘機的整機質量並完成行走任務，多采用履帶式和輪胎式。

6、履帶行走機構

單鬥液壓挖掘機的履帶式行走機構的基本結構與其他履帶式機構大致相同，但他多采用兩個液壓馬達各自驅動一個履帶。與迴轉裝置的傳動相似可用高速小扭矩馬達或低速大扭矩馬達。兩個液壓馬達同方向旋轉式挖掘機將直線行駛；若只向一個液壓馬達供油，並將另一個液壓馬達制動，挖掘機將繞制動一側的履帶轉向，若是左右兩個液壓馬達反向旋轉，挖掘即將進行原地轉向。

行走機構的各零部件都安裝在整體式實行走架上。液壓泵輸入的壓力油竟多路換向閥和**迴轉接頭進入行走液壓馬達，該馬達將液壓能轉變為輸出扭矩後，通過齒輪減速器傳給驅動輪，最終卷繞履帶以實現挖掘機的行走。

單鬥液壓挖掘機大都採用組合式結構履帶和平板型履帶——沒有明顯履刺，雖附著效能差，但堅固耐用，對路面破壞性小適用於堅硬岩石地面作業，或經常轉場的作業。也有采用三履刺型履帶，接地面積較大履刺切入土壤深度較淺，適宜於挖掘機採石作業。實行標準化後規定挖掘機採用質量輕、強度高、結構簡單、**較低的軋製履帶板。

專用於沼澤地的三角形履帶板可降低接地比壓，提高挖掘機在鬆土地面上的通過能力。

單鬥液壓挖掘機的驅動輪均採用整體鑄件，能與履帶正確齧合、傳動平穩。挖掘機行

走時驅動輪應位於後部，式履帶的張緊段較短，減少履帶的摩擦磨損和功率損耗。

每條履帶都設有張緊裝置，以調整履帶的張緊度減少振動噪聲摩擦磨損和功率損失。目前單鬥液壓挖掘機都採用液壓張緊結構。其液壓缸置與緩衝彈簧內部減小了結構尺寸。

7、輪胎式行走機構

輪胎式挖掘機的行走機構由機械傳動和液壓傳動兩種。其中的液壓傳動的輪胎式挖掘機的行走機構主要由車架、前橋、後橋、傳動軸和液壓馬達等組成。

行走液壓馬達安裝在固定與機架的變速箱上，動力經變速箱、傳動軸傳給前後驅動橋，有的挖掘機經輪邊減速器驅動車輪。採用液壓馬達的高速傳動方式使用可靠，省掉了機械傳動中的上下傳動箱垂直動軸，結構簡單佈置方便。

挖掘機的工作裝置：

液壓挖掘機工作裝置的種類繁多（可達100餘種），目前工程建設中，目前工程建設中應用最多的是反剷和破碎器。

1 、反剷結構

鉸接式反剷式單鬥液壓挖掘機最常用的結構形式，動臂、鬥杆和剷鬥等主要部件彼此鉸接，在液壓缸的作用下各部件繞鉸接點擺動，完成挖掘提升和卸土等動作。

1.1動臂

動臂是反剷的主要部件，其結構由整體式和組合式兩種。

1.1.1整體式動臂

整體式動臂的優點是結構簡單，質量輕而剛度大。其缺點是更換的工作裝置少，通用性較差，多用於長期作業條件相似的挖掘機上。整體式動臂又可分為直動臂和彎曲動臂兩種。

其中的直動臂結構簡單質量輕製造方便，主要用於懸掛式挖掘機，但它不能式挖掘機獲得較大的挖掘深度不適用於通用挖掘機；彎動臂是目前是目前應用最廣泛的結構形式，與同廠都得直動臂相比可以使挖掘機有較大的挖掘深度，但降低了卸土高度，這正符合挖掘機反剷作業的要求。

1.1.2組合式動臂

組合式動臂有輔助連桿（或液壓缸）或螺栓連線而成。上下動臂之間的夾角可用輔助連桿或液壓缸來調節，雖然結構操作複雜化但在挖掘機作業中可隨時大幅度調整上下動臂者間的夾角，從而提高挖掘機的作業效能，尤其是用反剷或抓鬥挖掘窄而深得基坑時，容易得到較大距離的垂直挖掘軌跡，提高挖掘質量和生產率。組合式動臂的優點是，可以根據作業條件隨意調整挖掘機的作業尺寸和挖掘能力，且調整時間短。

此外他的互換工作裝置多，可以滿足各種作業的需要，裝車運輸方便。其缺點是質量大，製造成本高，用於中小型挖掘機上。

1.2.1 基本要求

1）剷鬥的縱向剖面應適應挖掘過程各種物料的在鬥中運動規律有利於物料的流動，使裝土阻力最小，有利於將剷鬥充滿。

2）裝設鬥齒，以增大剷鬥對挖掘物料的線壓比，鬥持及鬥形引數具有較小單位切削阻力，便於切入及破碎土壤。鬥齒應耐磨、易更換。

3）為式裝載剷鬥的物料不易掉出，鬥款與直徑之比應大於4∶1.

4）物料易於卸淨，縮短解除安裝時間，並提高剷鬥的容積效率。

1.2.2結構反剷用的剷鬥形狀尺寸與其作業物件有很大關係。

為了滿足各種挖掘機作業的需要，在同一臺挖掘機上可以配置多種形式的剷鬥，圖2－3、圖2－4分別為反用剷鬥的基本形式和常用形式剷鬥的鬥齒採用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺連線式。

剷鬥與液壓缸連線的結構形式有四連桿機構和六連桿機構。其中四連桿機構連線方式是剷鬥直接交接與液壓缸，使剷鬥轉角較小，工作力矩變化較大；六連桿機構的特點是，在液壓缸活塞行程相同的條件下，剷鬥可以後的較大的轉角，並改善機構的傳動特性。

2樓：匿名使用者

發動機--液壓泵--控制閥（手柄和閥芯）-油缸

3樓：西流河王俊文

挖掘機是由發動機帶動工作大泵運轉，泵分為先導泵與工作泵，然後由挖掘機駕駛員操作液壓桿將液壓油分配至先導閥與主控閥，如是將液壓油分配至主控閥，液壓油通過主控閥輸送到大臂;小臂;挖斗的油缸，然後帶動大臂；小臂；剷鬥工作挖掘。如是將液壓油分配至先導閥，液壓油通過先導閥帶動馬達使挖掘機產生旋轉與行駛狀態。

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