挖掘機(jī)械--結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程

1、第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義1第五章 挖掘機(jī)械 挖掘機(jī)械簡(jiǎn)稱(chēng)挖掘機(jī)，。挖掘機(jī)的作業(yè)過(guò)程是用鏟斗的切削刃切土并把土裝入斗內(nèi)，裝滿(mǎn)土后提升鏟斗并回轉(zhuǎn)到卸土地點(diǎn)卸土，然后，再使轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)，鏟斗下降到挖掘面，進(jìn)行下一次挖掘。按作業(yè)特點(diǎn)分為周期性作業(yè)式和連續(xù)性作業(yè)式兩種，前者為單斗挖掘機(jī)，后者為多斗挖掘機(jī)。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義2挖掘機(jī)外形圖（一）第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義3挖掘機(jī)外形圖二第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義4挖掘機(jī)外形圖（三）第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義5挖掘機(jī)外形圖四第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義6第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述 單斗挖掘機(jī)在建筑筑路水利電力，采礦、石油等工程以及天然氣管道鋪

2、設(shè)和現(xiàn)代軍事工程中，被廣泛地使用。在筑路工程中用來(lái)開(kāi)挖塹壕開(kāi)挖塹壕，在建筑工程中用來(lái)開(kāi)挖基礎(chǔ)開(kāi)挖基礎(chǔ)，在水利工程中用來(lái)開(kāi)挖溝開(kāi)挖溝渠，運(yùn)河和疏浚河道渠，運(yùn)河和疏浚河道，在采石場(chǎng)、露天采礦等工程中用于剝離和礦石的挖掘剝離和礦石的挖掘等。此外還可對(duì)對(duì)碎石進(jìn)行裝載作業(yè)碎石進(jìn)行裝載作業(yè)：更換工作裝置后還可進(jìn)行澆筑、起重、安裝，打樁、夯土和拔樁等工澆筑、起重、安裝，打樁、夯土和拔樁等工作作。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義7單斗挖掘機(jī)分類(lèi) 按動(dòng)力裝置分：有電驅(qū)動(dòng)式、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)式、復(fù)合驅(qū)動(dòng)式等； 按傳動(dòng)裝置分：有機(jī)械傳動(dòng)式，半液壓傳動(dòng)式、全液壓傳動(dòng)式； 按行走機(jī)構(gòu)分：有履帶式輪胎式，汽車(chē)式懸掛式； 按工作裝

3、置在水平面可回轉(zhuǎn)的范圍分：有全回轉(zhuǎn)式(360)和非全回轉(zhuǎn)式(270)； 按工作裝置分：有鉸接式和伸縮臂式。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義8 各種類(lèi)型的單斗挖掘機(jī)可根據(jù)需要換裝正鏟，反鏟、拉鏟和抓斗的任何一種(圖151) 工作裝置，都屬于一種循環(huán)作業(yè)式機(jī)械，每一個(gè)每一個(gè)工作循環(huán)包括：工作循環(huán)包括：挖掘、回轉(zhuǎn)，挖掘、回轉(zhuǎn)，卸料和返回四卸料和返回四個(gè)過(guò)程。個(gè)過(guò)程。 圖151 單斗挖掘機(jī)工作裝置類(lèi)型1反鏟；2正鏟；3拉鏟；4抓斗；5起重第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義9機(jī)械傳動(dòng)式挖掘機(jī)的正鏟的工作過(guò)程 正鏟挖掘機(jī)的工作裝置是由動(dòng)臂2斗桿5和斗口朝上的鏟斗1組成。 正鏟的工作過(guò)程是： (1) 挖掘過(guò)程：先將

4、鏟斗下放到工作面底部(1)，然后提升鏟斗，同時(shí)使斗桿向前推壓(有的小型挖掘機(jī)依靠動(dòng)臂下降的重力來(lái)施壓)，斗內(nèi)裝滿(mǎn)土料(11一111)。 (2)回轉(zhuǎn)過(guò)程：先將鏟斗向后退出工作面()，然后回轉(zhuǎn)，使動(dòng)臂帶著鏟斗轉(zhuǎn)到卸料處上空().在此過(guò)程中可適當(dāng)澗整斗的伸出度和高度適應(yīng)卸料要求，以提高工效。 (3)卸料過(guò)程：打開(kāi)斗底卸料()。 (4)返回過(guò)程：回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)，使動(dòng)臂帶著空斗返回挖掘面，同時(shí)放下鏟斗，斗底在慣性作用下自動(dòng)關(guān)閉(1)。 機(jī)械傳動(dòng)式正鏟挖掘機(jī)適宜挖掘和裝載停機(jī)畫(huà)以上的I級(jí)土壤和松散物料、 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義10 圖152 正鏟工作過(guò)程簡(jiǎn)圖 1鏟斗；2動(dòng)臂；3鏟斗提升鋼索；4鞍形座

5、；5-斗桿；6-斗底；7運(yùn)輸車(chē)輛； I挖掘過(guò)程第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義11挖掘機(jī)反鏟的工作過(guò)程 機(jī)械傳動(dòng)的反鏟挖掘機(jī)(圖153)的工作裝置是由動(dòng)臂5，斗口朝下的帶桿鏟斗2組成，動(dòng)臂由前支架7支持。 反鏟的工作過(guò)程是：先將鏟斗向前伸出，讓動(dòng)臂帶著鏟斗落在工作面上(1)；然后將鏟斗向著挖掘機(jī)方向拉轉(zhuǎn)，于是它就在動(dòng)臂和鏟斗等重力以及牽引索的拉力作用下，使斗內(nèi)裝滿(mǎn)土()；將斗保持()狀態(tài)連同動(dòng)臂一起提升到()，再回轉(zhuǎn)至卸料處進(jìn)行卸料。 反鏟有斗底可打開(kāi)式與不可打開(kāi)式兩種。前者可打開(kāi)斗底準(zhǔn)確地卸料于車(chē)輛()，后者需將鏟斗向前伸出，使斗口朝下卸料()。 反鏟挖掘機(jī)適宜于停機(jī)面以下的挖掘，例如挖掘基坑及

6、溝槽等。機(jī)械傳動(dòng)的反鏟挖掘過(guò)程由于只是依靠鏟斗自身重力切土，所以只適宜于挖掘輕級(jí)和中級(jí)土壤。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義12 圖153 反鏟工作過(guò)程簡(jiǎn)圖 1斗底；2鏟斗；3牽引鋼索；4斗桿；5提升鋼索；7前支架；IV工作過(guò)程第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義13挖掘機(jī)的拉鏟的工作過(guò)程 機(jī)械傳動(dòng)的拉鏟挖掘機(jī)(圖15-4)的工作裝置由格柵形動(dòng)臂與帶鏈索的懸掛鏟斗1組成。鏟斗的上部和前部是敞開(kāi)的。 拉鏟的工作過(guò)程是：首先將鏟斗以提升鋼索2提升到位置()，拉收和放松牽引索3，使斗在空中前后擺動(dòng)(視情況也可不擺動(dòng))，然后共同放松提升索和牽引索，鏟斗就被拋擲在工作面面上()。然后拉動(dòng)牽引索，鏟斗在自重作用下切

7、人土中，使鏟斗裝滿(mǎn)土壤()(一般情況下當(dāng)鏟斗拉移34倍長(zhǎng)的距離時(shí)，可裝滿(mǎn))。然后提升鏟斗，同時(shí)放松牽引索，使鏟斗保持在斗底與水平面成812仰角，不讓土料撒出。在提升鏟斗的同時(shí)將挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)到卸載處。卸料時(shí)制動(dòng)提升索，放松牽引索，斗口就朝下卸料。再轉(zhuǎn)回工作面進(jìn)行下一次挖掘。 拉鏟挖掘機(jī)適宜于停機(jī)面以下的挖掘，特別適宜于開(kāi)挖河道等工程-拉鏟由于靠鏟斗自身重力切上，所以只適宜挖掘一般土料和砂礫第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義14 圖154 拉鏟工作過(guò)程簡(jiǎn)圖 1鏟斗；2提升鋼索；3牽引鋼索；4卸料索；5動(dòng)臂； I工作過(guò)程第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義15挖掘機(jī)的抓斗的工作過(guò)程 抓斗挖掘機(jī)(圖155)的工作裝置

8、是一種帶雙辦或多辦的抓斗1。抓斗用提升索2懸掛在動(dòng)臂上。斗辦的開(kāi)閉由閉合索3宋執(zhí)行，為了不使斗在空中旋轉(zhuǎn)，由一根定位索5來(lái)保證，定位索的一端固定在抓斗上，另一瑞與動(dòng)臂連接、 抓斗的工作過(guò)程是：首先固定提升索放松閉合索，使斗辦張開(kāi)-然后同時(shí)放松提升索和閉合索，讓張開(kāi)的抓斗落在工作面上，并在自重作用下切入土中(1)。然后收緊閉合索，抓斗在閉合過(guò)程中抓滿(mǎn)土料(11)。當(dāng)抓斗完全閉合后，以同一速度提升索和閉合索將抓斗提升(III)，同時(shí)使挖掘機(jī)轉(zhuǎn)到卸料位置：卸料時(shí)固定提升索，放松閉合索，斗辦張開(kāi)，卸出土料()。 抓斗挖掘機(jī)適宜停機(jī)面以上和以下的挖掘，卸料寸無(wú)論是卸在車(chē)輛上或棄土堆上都很方便：由于抓斗是

9、垂直上下運(yùn)動(dòng)，所以特別適合挖掘橋基樁孔、陡峭的深坑以及水下土方等作業(yè)-但抓斗的挖掘能力也受自重的限制，只能挖取一般土料、砂礫和松散料。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義16 圖155 抓斗的工作原理圖 1抓斗；2提升索；3-閉合索；4動(dòng)臂；5定位索； I抓斗動(dòng)作第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義17 液壓挖掘機(jī)一般只帶正鏟、反鏟抓斗和起重工作裝置，其工作循環(huán)和機(jī)械傳動(dòng)的挖掘機(jī)基本相同.由于其挖掘，提升和卸料等動(dòng)作是靠油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此其工作能力比同級(jí)機(jī)械傳動(dòng)的挖掘機(jī)要高。其正鏟、反鏟的作業(yè)范圍如圖156所示，兩者對(duì)停機(jī)面上下的作業(yè)都能挖掘。圖156 a)正鏟；b）反鏟第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義18單斗

10、挖掘機(jī)主要由下列各部分組成 發(fā)動(dòng)機(jī)：整機(jī)的動(dòng)力源，多采用柴油機(jī)； 傳動(dòng)系統(tǒng)：把動(dòng)力傳給工作裝置，回轉(zhuǎn)裝置和行走裝置。有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)之分： 回轉(zhuǎn)裝置：使工作裝置向左或右回轉(zhuǎn)，以便進(jìn)行挖掘和卸料。 行走裝置：支承全機(jī)質(zhì)量并執(zhí)行行駛?cè)蝿?wù)，有履帶式，輪胎式與汽車(chē)式等。 操縱系統(tǒng)：操縱工作裝置，回轉(zhuǎn)裝置和行走裝置，有機(jī)械式，液壓式，氣壓式及復(fù)合式等。 機(jī)棚：蓋住發(fā)動(dòng)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)與操縱系統(tǒng)等，一部分作為駕駛室： 底座(機(jī)架)：全機(jī)的骨架，除行走裝置裝在其下面外，其余組成部分都裝在其上面。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義19第二節(jié)第二節(jié) 單斗挖掘機(jī)構(gòu)造單斗挖掘機(jī)構(gòu)造 一、工作原理和組成一、工作原理和組成

11、單斗液壓挖掘機(jī)由工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺(tái)和行走單斗液壓挖掘機(jī)由工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺(tái)和行走裝置三大部分組成裝置三大部分組成。液壓挖掘機(jī)與機(jī)械式挖掘機(jī)動(dòng)力傳遞和控制方式不同，液壓挖掘機(jī)是采用液壓傳動(dòng)裝置來(lái)傳遞動(dòng)力的，它由液壓泵、液壓馬達(dá)、液壓油缸，控制閥以及各種液壓管路等液壓元件組成。 圖1-5-7是這類(lèi)液壓挖掘機(jī)總體結(jié)構(gòu)圖。第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義20圖157 單斗液壓挖掘機(jī)的總體結(jié)構(gòu) 1柴油機(jī)；2機(jī)棚；3液壓泵；4液控多路閥；5液壓油油箱；6回轉(zhuǎn)減速器；7液壓馬達(dá)；8回轉(zhuǎn)接頭； 9司機(jī)室；10動(dòng)臂；11動(dòng)臂油,12操縱臺(tái)；13斗桿；14斗桿油缸；15鏟斗；16鏟斗油缸；17邊齒； 18斗齒；19平

12、衡重；20轉(zhuǎn)臺(tái)；21走行減速器、液壓馬達(dá)；22支重輪；23托鏈輪；24履帶板； I工作裝置；工作裝置；II上部轉(zhuǎn)臺(tái)；上部轉(zhuǎn)臺(tái)；III行走裝置行走裝置第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義21 圖158 液壓挖掘機(jī)傳動(dòng)示意圖l鏟斗；2斗桿；3動(dòng)臂；4連桿；5、6、7液壓油缸；8安全閥；9分配閥；10油箱；1l、12油泵；13發(fā)動(dòng)機(jī)； 挖掘裝置；-回轉(zhuǎn)裝置；III行走裝置圖158為一種液壓挖掘機(jī)傳動(dòng)示意圖如圖所示，柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)油泵11、12，把壓力油輸送到兩個(gè)分配閥中。操縱分配閥將壓力油再送往有關(guān)液壓執(zhí)行元件，這樣就可驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)工作，以完成所需要的動(dòng)作。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義22二、回轉(zhuǎn)裝置

13、上部轉(zhuǎn)臺(tái)是液壓挖掘機(jī)三大組成部分之一。在轉(zhuǎn)臺(tái)上除了有發(fā)動(dòng)機(jī)，液壓系統(tǒng)、司機(jī)室、平衡重，油箱等以外，還有一個(gè)很重要的部分回轉(zhuǎn)裝置。以上這些部分在轉(zhuǎn)臺(tái)上的布置不盡相同，但都力求使轉(zhuǎn)臺(tái)上的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)盡量布置緊湊：圖159為國(guó)產(chǎn)液壓挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)布置的一種型式。 圖159 轉(zhuǎn)臺(tái)布置 l發(fā)動(dòng)機(jī)；2換向閥；3-回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)；4-司機(jī)室；5回轉(zhuǎn)大齒圈和回轉(zhuǎn)支承;6-中央回轉(zhuǎn)接頭:7-油箱；8液壓泵；9-平衡重第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義23液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置照片第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義24 液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置必需能把轉(zhuǎn)臺(tái)支承在固定部分(下車(chē))上。不能傾翻倒，并應(yīng)使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此，液壓挖掘機(jī)都設(shè)置了

14、回轉(zhuǎn)支承裝置(起支承作用)和回轉(zhuǎn)傳動(dòng)裝置(驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn))，并統(tǒng)稱(chēng)為液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)裝置：(一一)回轉(zhuǎn)支承的主要結(jié)構(gòu)形式回轉(zhuǎn)支承的主要結(jié)構(gòu)形式 1轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承 擺動(dòng)式液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)柱式支承如圖1510所示 它由固定在回轉(zhuǎn)體1上的上、下支承軸4和6，上、下軸承座3和7組成。軸承座用螺栓固定在機(jī)架5上。回轉(zhuǎn)體與支承軸組成轉(zhuǎn)柱，插入軸承座的軸承中。外殼固定在機(jī)架5上的擺動(dòng)液壓缸輸出軸插入下支承軸6內(nèi)，驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)體相對(duì)于機(jī)架轉(zhuǎn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)體常做成“”形，以避免與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)碰撞、工作裝置鉸接在回轉(zhuǎn)體上，與回轉(zhuǎn)體一起回轉(zhuǎn)。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義25圖l510 轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承1回轉(zhuǎn)體；2擺動(dòng)液壓缸；3上軸

15、承座；4上支承軸；5機(jī)架；6下支承軸；7下軸承座第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義26 2滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承實(shí)際上就是一個(gè)大直徑的滾動(dòng)軸承。它與普通軸承的最大區(qū)別是它的轉(zhuǎn)速很慢、挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)速度在51lrmin之間。此外，一般軸承滾道中心直徑和高度比為45，而回轉(zhuǎn)支承則達(dá)1015。所以，這種軸承的剛度較差，工作中要靠支承連接結(jié)構(gòu)來(lái)保證。 滾動(dòng)軸承式回轉(zhuǎn)支承的典型構(gòu)造如圖1511所示。第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義27 內(nèi)座圈或外座圈可加上成內(nèi)齒圈或外齒圈。帶齒圈的座圈為固定座圈，用沿圓周分布的螺栓4、5固定在底座上。不帶齒的座圈為回轉(zhuǎn)圈，用螺栓與挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)連接。裝配時(shí)可先把座圈1、

16、3和滾動(dòng)體8裝好，形成一個(gè)完整的部件，然后再與挖掘機(jī)組裝。為保證轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，防止受熱膨脹后產(chǎn)生卡死現(xiàn)象，回轉(zhuǎn)支承應(yīng)留有一定的軸向間隙。此間隙因加工誤差和滾道與滾動(dòng)體的磨損而變化。所以在兩座圈之間設(shè)有調(diào)整墊片2，裝配和修理時(shí)可以調(diào)整間隙。隔離體7用來(lái)防止相鄰滾動(dòng)體8間的擠壓，減少滾動(dòng)體的磨損，并起導(dǎo)向作用。滾動(dòng)體可以是滾珠或滾柱。 小齒輪與齒圈的嚙合方式有內(nèi)、外嚙合兩種。 圖1511 演動(dòng)軸承式支承 1下座圈；2調(diào)整墊片；3上座圈；4、5螺栓；6內(nèi)齒圈； 7隔離體；8滾動(dòng)體；9油嘴；10密封裝置第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義28(二二)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)形式與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)形式與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 小型液壓挖

17、掘機(jī)常采用液壓缸驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。這種液壓缸活塞桿的一部分加工成齒條，與回轉(zhuǎn)軸上的齒輪相嚙合，這樣，活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)就使回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)。 1)直接傳動(dòng)方案直接傳動(dòng)方案 在低速大扭矩液壓馬達(dá)的輸出軸上，直接裝有傳動(dòng)小齒輪，與回轉(zhuǎn)齒圖相嚙合：這種傳動(dòng)方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，液壓馬達(dá)的制動(dòng)性能較好，但外形尺寸較大. 2)間接傳動(dòng)方案間接傳動(dòng)方案 這種方案是由高速液壓馬達(dá)經(jīng)齒輪減速箱帶動(dòng)回轉(zhuǎn)大齒圈來(lái)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。 這種方案結(jié)構(gòu)緊湊，容易得到較大的傳動(dòng)比，且齒輪的受力情況也比較好。另外一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是軸向柱塞式馬達(dá)與同類(lèi)型泵的結(jié)構(gòu)基本相同，許多零件可以通用便于組織生產(chǎn)，從而降低了成本，但必須裝設(shè)制動(dòng)器，以便吸收較大的回轉(zhuǎn)

18、慣性力矩。第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義29 圖1512 斜軸式高速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) l制動(dòng)器；2液壓馬達(dá)；3行星減速器；4回轉(zhuǎn)大齒圈；5潤(rùn)滑油環(huán)；6中央回轉(zhuǎn)接頭第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義30三、行走裝置三、行走裝置 1，履帶式行走裝置的構(gòu)造，履帶式行走裝置的構(gòu)造 液壓挖掘機(jī)的履帶式行走裝置都采用液壓傳動(dòng)，且基本構(gòu)造大致相同。 圖1513 履帶行走裝置 1驅(qū)動(dòng)輪；2驅(qū)動(dòng)輪軸；3下支承架軸；4履帶架；5托鏈輪；6引導(dǎo)輪；7張緊螺桿； 8支重輪；9履帶；10履帶銷(xiāo)；11鏈條；12鏈輪第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義31履帶式行走裝置的構(gòu)造照片履帶式行走裝置的構(gòu)造照片第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義3

19、2 行走架由底架、橫梁和履帶組成行走架由底架、橫梁和履帶組成，如圖l-514所示。行走的各種零部件都安裝在行走架上。由液壓泵出來(lái)的壓力油經(jīng)多路換向閥和中央回轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入行走液壓馬達(dá)。馬達(dá)把壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵雠ぞ睾?，通過(guò)減速箱傳給驅(qū)動(dòng)輪。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)后，與它相嚙合的履帶有移動(dòng)的趨勢(shì)。但是，由于履帶和上壤間的附著力大于驅(qū)動(dòng)輪，引導(dǎo)輪和支重輪等的滾動(dòng)阻力，所以驅(qū)動(dòng)輪沿著履帶軌道滾動(dòng)，從而驅(qū)動(dòng)整臺(tái)機(jī)器前進(jìn)或后退。如果左右兩邊液壓馬達(dá)供油方向相反，則挖掘機(jī)就地轉(zhuǎn)彎。液壓挖掘機(jī)的履帶大都采用組合式結(jié)構(gòu) 圖1514 行走架示意圖 1底架；2橫梁；3履帶架第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義33液壓挖掘機(jī)的履帶照片第五章

20、 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義34液壓挖掘機(jī)的履帶大都采用組合式結(jié)構(gòu)。進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后，規(guī)定采用質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和價(jià)格較低的軋制履帶板。圖1515 挖掘機(jī)履帶總成(t203mm) l履帶板；2履帶螺栓；3履帶螺母；4履帶銷(xiāo)；5銷(xiāo)套；6鎖緊銷(xiāo)墊；7鎖緊銷(xiāo)；8鎖緊銷(xiāo)套； 9右軌鏈節(jié)；10左軌鏈節(jié)第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義35 挖掘機(jī)履帶驅(qū)動(dòng)輪都采用整體鑄件(圖1516)其作用是把動(dòng)力傳給履帶，要求與履帶嚙合正確，傳動(dòng)平衡，并且當(dāng)履帶因銷(xiāo)套磨損而伸長(zhǎng)后仍能很好嚙合。行走時(shí)，驅(qū)動(dòng)輪常放在機(jī)械的后部，使履帶的張緊段較短，減少磨擦和功率損失。 圖1516 驅(qū)動(dòng)輪挖掘機(jī)的載荷通過(guò)支重輪和履帶傳給地面。支重輪沿

21、軌鏈踏面滾動(dòng)，并靠它的輪緣夾持軌鏈，使它不至于橫向脫落，而在轉(zhuǎn)向時(shí)迫使履帶在地面滑移。 引導(dǎo)輪用宋引導(dǎo)履帶正確繞轉(zhuǎn)，可以防止跑偏和越軌。大部分挖掘機(jī)的引導(dǎo)輪兼起支重輪的作用，可以增加履帶的接地長(zhǎng)度，減少接地比壓 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義36 一般引導(dǎo)輪做得和驅(qū)動(dòng)輪一樣大，使履帶架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，受力狀況得到改善。國(guó)產(chǎn)履帶式挖掘機(jī)多采用光面引導(dǎo)輪，這種引導(dǎo)輪結(jié)構(gòu)，采用直軸式及浮動(dòng)軸封：除引導(dǎo)輪輪體外，全部零件都能與支重輪通用。 每條履帶都應(yīng)設(shè)張緊裝置，以調(diào)整履帶保持一定的張緊度?，F(xiàn)代液壓挖掘機(jī)都采用液壓張緊裝置。圖1517是一種液壓張緊裝置原理圖，其液壓缸活塞放在彈簧中間，這一種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是縮短了

22、外形尺寸 圖1517 液壓張緊裝置1引導(dǎo)輪；2連接叉；3液壓缸；4彈簧第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義37 履帶式單斗液壓挖掘機(jī)的行走驅(qū)動(dòng)，多數(shù)采用兩個(gè)液壓馬達(dá)各自傳動(dòng)一條履帶。與回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)相似，行走傳動(dòng)也可由高速小扭矩馬達(dá)或低速大扭矩馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。低速液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的行走機(jī)構(gòu)如圖15-18所示。 兩個(gè)液壓馬達(dá)以相同方向旋轉(zhuǎn)。履帶直線行駛時(shí)，如只向一個(gè)液壓馬達(dá)供油，并同時(shí)將另一個(gè)馬達(dá)制動(dòng)，則挖掘機(jī)繞制動(dòng)一邊的履帶轉(zhuǎn)向；若使左，右兩液壓馬達(dá)以相反方向卷繞，挖掘機(jī)即可實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。 圖15-18 WY100型挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)1液壓馬達(dá)；2主動(dòng)小齒輪；3驅(qū)動(dòng)輪第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義382輪胎式行走裝置的

23、構(gòu)造輪胎式行走裝置的構(gòu)造 國(guó)產(chǎn)輪胎式行走裝置有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種。 圖15，19是W4一60A型挖掘機(jī)行走裝置的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖1519 w4一60A型挖掘機(jī)行走機(jī)構(gòu)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義39 柴油機(jī)通過(guò)雙片主離合器L1驅(qū)動(dòng)由齒輪z1，z2構(gòu)成的增速箱，經(jīng)過(guò)齒輪Z3Z12構(gòu)成的變速箱獲得四擋前進(jìn)速度和一擋后退速度，然后經(jīng)過(guò)Z13、Z14錐齒輪構(gòu)成的上部傳動(dòng)箱和Z15，Z16錐齒輪構(gòu)成的下部傳動(dòng)箱，帶動(dòng)軸v旋轉(zhuǎn)、軸v通過(guò)錐齒輪Z17、Z18構(gòu)成的主傳動(dòng)器，經(jīng)過(guò)差速器齒輪Z19、Z20帶動(dòng)兩根半袖v1轉(zhuǎn)動(dòng)；在后橋兩側(cè)車(chē)輪處，裝有最終傳動(dòng)VII，太陽(yáng)輪Z21與半軸vI固定連接

24、，而內(nèi)齒圈Z23與橋殼相連，行星齒輪Z22裝在行星架上，后者與輪輞相連。 前橋的驅(qū)動(dòng)情況與后橋相類(lèi)似，不過(guò)，為了保證前輪能夠轉(zhuǎn)向，裝有兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)A.此外，離合器L2可以接合或脫開(kāi)，從而使前橋可以作為轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋，也可以不驅(qū)動(dòng)而只為作轉(zhuǎn)向橋。第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義40 液壓傳動(dòng)的輪胎式挖掘機(jī)的行走裝置如圖1520所示行走馬達(dá)直接裝在變速箱上(變速 箱 固 定 在 底 盤(pán)上)，動(dòng)力經(jīng)變速箱通過(guò)傳動(dòng)軸傳給前后驅(qū)動(dòng)橋，或再經(jīng)輪邊減速裝置驅(qū)動(dòng)輪胎。 采用高速液體馬達(dá)的傳動(dòng)方式使用可靠，傳動(dòng)系統(tǒng)比機(jī)械傳動(dòng)簡(jiǎn)單，省掉了上下傳動(dòng)箱及垂直軸，結(jié)構(gòu)布置較為簡(jiǎn)便。圖1520 R922型挖掘機(jī)行走裝置 1車(chē)架；2

25、回轉(zhuǎn)支承；3中央回轉(zhuǎn)接頭；4支腿；5后橋；6傳動(dòng)軸；7液壓馬達(dá)及變速箱；8前橋第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義41輪胎式單斗液壓挖掘機(jī)的行走速度不高，后橋常采用剛性固定，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單-前橋軸是懸掛擺動(dòng)的，如圖1521所示， 車(chē)架與前橋4通過(guò)中間的擺動(dòng)鉸銷(xiāo)鉸接-鉸的兩旁邊設(shè)有兩個(gè)懸掛液壓缸2，它的一端與車(chē)架5連接，活塞桿端與前橋4連接，控制閥l有兩個(gè)位置-挖掘機(jī)工作時(shí)，控制閥1把兩個(gè)液壓缸的工作腔與油箱的聯(lián)系切斷，此時(shí)液壓缸將前橋的平衡懸掛鎖住，減少了擺動(dòng)， 提高了作業(yè)穩(wěn)定性；行走寸控制閥1左移，使兩個(gè)懸掛液壓缸的工作腔相通，并與油箱接通，前橋便能適應(yīng)路面的高低坡度，上下擺動(dòng)使輪胎與地面保持足夠的附著

26、力，使挖掘機(jī)有較高的越野性能。 圖1521 液壓懸掛平衡裝置1控制閥；2懸掛液壓缸；3擺動(dòng)鉸銷(xiāo)；4前橋；5車(chē)架第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義42液壓式單斗挖掘機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)液壓式單斗挖掘機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng) 液壓挖掘機(jī)的多種動(dòng)作都是由各種不同液壓元件所組成的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)完成的。 一個(gè)能夠完成能量傳遞的液壓系統(tǒng)通常由四部分四部分組成。 液壓動(dòng)力元件(液壓泵)。它的職能是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，它是液壓系統(tǒng)的動(dòng)力元件。 液壓執(zhí)行元件。它的職能是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，執(zhí)行元件包括液壓馬達(dá)和液壓油缸，液壓馬達(dá)帶負(fù)荷做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，液壓油缸帶負(fù)荷做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 液壓控制元件。即液壓系統(tǒng)的控制調(diào)節(jié)裝置，用以控制

27、和調(diào)節(jié)液壓系統(tǒng)中的各部分液體的壓力、流量和方向，以滿(mǎn)足機(jī)械的工作要求，完成一定的工作循環(huán)。 輔助裝置。液體系統(tǒng)中的輔助裝置包括油箱、濾清器、油管、管接頭、密封件、冷卻器、蓄能器等。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義43在中，各執(zhí)行元件在無(wú)溢流情況下是按泵能供給的固定流量工作，泵的功率按固定流量和最大工作壓力確定。 在中，最常見(jiàn)的是雙泵雙回路恒功率變量系統(tǒng)雙泵雙回路恒功率變量系統(tǒng)，有分功率變量分功率變量與全功率變量之分與全功率變量之分。 是在系統(tǒng)的每個(gè)回路上分別裝一臺(tái)恒功率變量泵和恒功率調(diào)節(jié)器，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率平均分配給各泵。 是有一個(gè)恒功率調(diào)節(jié)器同時(shí)控制系統(tǒng)中所有泵的流量變化，從而達(dá)到同步變量。 開(kāi)式

28、系統(tǒng)，執(zhí)行元件的回油直接返回油箱開(kāi)式系統(tǒng)，執(zhí)行元件的回油直接返回油箱，其特點(diǎn)是系統(tǒng)簡(jiǎn)單、散熱條件好。但油箱容積大，低壓油路與空氣接觸機(jī)會(huì)多，空氣易滲入管路造成振動(dòng)。單斗液壓挖掘機(jī)的作業(yè)主要是油缸工作，而油缸大小油腔的差異較大，工作頻繁，發(fā)熱量大，因此絕大多數(shù)采用開(kāi)式系統(tǒng)。 閉式系統(tǒng)，執(zhí)行元件的回油直接返回油泵閉式系統(tǒng)，執(zhí)行元件的回油直接返回油泵，其特點(diǎn)是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，油箱小，無(wú)論進(jìn)回油路都有一定的壓力，空氣不易進(jìn)入管路，運(yùn)轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)，避免了換向時(shí)的沖擊，但系統(tǒng)較復(fù)雜，散熱條件差。在液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等局部系統(tǒng)中，有采用閉式系統(tǒng)的液壓系統(tǒng)。為補(bǔ)充因液壓馬達(dá)正反轉(zhuǎn)的油液漏損，在閉式系統(tǒng)中，往往還設(shè)

29、有一個(gè)補(bǔ)油泵。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義441WYl00型全液壓挖掘機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)型全液壓挖掘機(jī)的液壓傳動(dòng)系統(tǒng) WYl00型全液壓挖掘機(jī)采用雙泵雙回路定量液壓系統(tǒng)。圖1523 WYl00型全液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖 I帶合流閥組(后組閥)；帶限逮閥組(前組閥) l單向節(jié)流閥；2斗桿油缸；3鏟斗油缸；4動(dòng)臂油缸；5液控限速閥；6工況選擇閥；7推土油缸；8多路回路接 頭；9節(jié)流閥；10左行走馬達(dá)；11雙速閥；12電磁閥；13液控合流閥；14限壓閥；15補(bǔ)油閥；16回轉(zhuǎn)馬達(dá)；17 柴油機(jī)；18徑向柱塞泵；19油箱；20加油濾清器；21油冷卻器；22背壓閥；23梭形閥；24進(jìn)油閥；25分配閥；

30、26右行走馬達(dá)；27主回油濾清器；28磁性濾清器；29十字聯(lián)軸節(jié)；A限速；B合流；C行走；P進(jìn)油；O回油第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義45 從系統(tǒng)原理圖可以看出，徑向柱塞泵18從工作油箱19中吸油。由油泵出來(lái)的高壓油，分別進(jìn)入兩組四路組合閥，形成兩個(gè)獨(dú)立的回路。 ： 進(jìn)入第一組四路組合閥的高壓油，可以分別驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)馬達(dá)16、鏟斗油缸3、輔助油缸及右行走馬達(dá)26。由執(zhí)行元件返回到四路組合閥的油進(jìn)入合流閥13，當(dāng)四個(gè)動(dòng)作全部不工作時(shí)通過(guò)零位串聯(lián)的油道直接進(jìn)人合流閥，該閥是一個(gè)液控的二位三通閥(由工況選擇閥及與之串聯(lián)在一個(gè)油路上的二位三通電磁閥聯(lián)合控制)。通過(guò)操縱合流閥可以將第一分路的高壓油井入第二分路

31、的進(jìn)油閥，進(jìn)行合流，也可以直接通到第二分路的四路組合回油部分的限速閥5，經(jīng)過(guò)限速閥后通人背壓閥22、冷卻器21、濾清器27，再回到油箱19。 進(jìn)入第二組四路組合閥的高壓油，可以分別控制臂油缸4、斗桿油缸2、左行走馬達(dá)10及推土油缸7。由執(zhí)行元件返回到回路組合閥的油進(jìn)入限速閥5中，當(dāng)四個(gè)動(dòng)作全部不工作時(shí)，則通過(guò)閥內(nèi)的零位串聯(lián)通道直接進(jìn)入限速閥5。由限速閥再進(jìn)入背壓閥22、油冷卻器21、濾清器27，最后到油箱19。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義463)WYl00型全液壓挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)特點(diǎn) 挖掘機(jī)作業(yè)時(shí)，經(jīng)常要求兩個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作。例如，左右行走馬達(dá)同時(shí)工作，轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)與斗桿提升同時(shí)動(dòng)作，斗桿與鏟

32、斗缸同時(shí)挖掘，動(dòng)臂提升與轉(zhuǎn)臺(tái)回轉(zhuǎn)同時(shí)動(dòng)作等。該機(jī)采用雙回路系統(tǒng)完全滿(mǎn)足了上述兩個(gè)執(zhí)行元件同時(shí)工作的要求。WYl00型全液壓挖掘機(jī)還可通過(guò)操縱合流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)雙泵合流，以提高挖掘機(jī)在作業(yè)過(guò)程中單動(dòng)作的工作速度。 不需要聯(lián)合動(dòng)作時(shí)，為減少不必需的濾流發(fā)熱，系統(tǒng)中設(shè)置了工況選擇閥。選擇閥出來(lái)的液控油經(jīng)過(guò)二位三通電磁閥進(jìn)人合流閥的液控口。要求合流時(shí)，只需踩下腳踏板即可。當(dāng)合流閥在合流工況時(shí)，儀表盤(pán)上有燈光信號(hào)顯示。 WYl00型全液壓挖掘機(jī)的液壓回路中還設(shè)有限速閥。它是一個(gè)雙信號(hào)液控節(jié)流閥，由兩組多路閥進(jìn)油口來(lái)的壓力信號(hào)到梭形閥以后再進(jìn)入限速閥的液控口。當(dāng)兩路進(jìn)口壓力均低于1215MPa時(shí)，限速閥將自動(dòng)開(kāi)

33、始對(duì)回油節(jié)流，增加回油阻力，起到自動(dòng)限速作用。反之，當(dāng)兩個(gè)油路中的任一個(gè)壓力高于1215MPa時(shí)，限速閥則起不到限速作用。因此，限速閥只在挖掘機(jī)下坡時(shí)起限速作用，而對(duì)挖掘作業(yè)不起作用。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義47 液壓系統(tǒng)的總回路上裝有背壓閥，使液壓系統(tǒng)的回油油管中保持1215MPa的壓力，防止液壓系統(tǒng)吸空。 設(shè)有補(bǔ)油回路是為了防止液壓馬達(dá)由于回轉(zhuǎn)制動(dòng)或機(jī)器下坡而造成行駛超速，和在回路中產(chǎn)生吸空現(xiàn)象。液壓油經(jīng)背壓油路進(jìn)入補(bǔ)油閥，向馬達(dá)補(bǔ)油，以保證馬達(dá)工作可靠及有效制動(dòng)。 設(shè)有排灌油路，它是將背壓油路中的低壓油經(jīng)過(guò)節(jié)流減壓以后，通人馬達(dá)殼體內(nèi)。這樣即使液壓馬達(dá)不運(yùn)轉(zhuǎn)，殼體仍能保存一定的循環(huán)

34、油量，使馬達(dá)殼體經(jīng)常得到?jīng)_洗。同時(shí)，還可防止在外界溫度和馬達(dá)溫度較低時(shí)，突然通人溫度較高的工作油而引起配油軸及柱塞副等配合的局部不均勻熱膨脹，導(dǎo)致馬達(dá)卡住或咬死而產(chǎn)生故障。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義482WYl60A型履帶式全液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)型履帶式全液壓挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)采用雙泵雙回路全功率變量液壓系統(tǒng)，系統(tǒng)額定工作壓力為28MPa，最大流量為2*210Lmin， 圖524 WYl60A挖掘機(jī)反鏟液壓系統(tǒng)原理圖 1鏟斗油缸；2動(dòng)臂油缸；3、4右、左行走馬達(dá)；5梭閥；6回轉(zhuǎn)馬達(dá)；7斗桿油缸； 8、9左、右主閥；10單體閥；11發(fā)動(dòng)機(jī)第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義49在該液壓系統(tǒng)中，一個(gè)泵排出的

35、壓力油經(jīng)左多路換向閥8可進(jìn)入斗桿缸7、回轉(zhuǎn)馬達(dá)6、左行走馬達(dá)4。上述三個(gè)動(dòng)作停止時(shí)，泵排出的壓力油通過(guò)合流閥可在閥外與另一泵排出的壓力油合流，提高動(dòng)臂提升和鏟斗挖掘作業(yè)的速度。另一個(gè)泵排出的壓力油可同時(shí)通過(guò)右多路換向閥9和單體閥10，分別進(jìn)入動(dòng)臂油缸2、鏟斗油缸1、右行走馬達(dá)3和開(kāi)斗液壓缸。在上述四個(gè)動(dòng)作停止時(shí)，泵排出的壓力油經(jīng)過(guò)合流閥可在閥外對(duì)斗桿實(shí)現(xiàn)合流，以加快斗桿作業(yè)速度。主油路上設(shè)有主安全閥、過(guò)載閥和補(bǔ)油閥，上述三個(gè)閥體均與多路換向閥體組合在一起。為防止動(dòng)臂下降和反鏟斗桿回轉(zhuǎn)時(shí)的重下落現(xiàn)象，在動(dòng)臂缸和反鏟斗桿回路上，設(shè)有單向節(jié)流閥。在兩組多路換向閥內(nèi)，設(shè)有自動(dòng)限速裝置，以保證挖掘機(jī)在4

36、0的坡道上，安全平穩(wěn)地下坡。 油箱為密封式。在恒定的空氣壓力下，向系統(tǒng)內(nèi)供油。油箱內(nèi)設(shè)有磁性紙質(zhì)聯(lián)合過(guò)濾器，整個(gè)系統(tǒng)的回油均經(jīng)過(guò)此過(guò)濾器流回油箱。WYl60A型挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)采用先導(dǎo)式液壓操縱，操縱系統(tǒng)最大工作壓力為3MPa，最大流量為40Lmin。主回路的兩組多路換向閥即由此先導(dǎo)閥操縱液壓挖掘機(jī)的各個(gè)動(dòng)作。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義50第四節(jié) 液壓式單斗挖掘機(jī)工作裝置 一、反鏟工作裝置一、反鏟工作裝置 1鉸接式工作裝置鉸接式工作裝置 鉸接式工作裝置是挖掘機(jī)最常用的結(jié)構(gòu)形式。動(dòng)臂、斗桿和鏟斗等主要結(jié)構(gòu)件彼此用鉸鏈連接在一起(圖1531)，在液壓缸推力的作用下，各桿件圍繞鉸點(diǎn)擺動(dòng)，完成挖掘

37、、提升和卸土等動(dòng)作。圖1531 反鏟工作裝置 1斗桿油缸；2動(dòng)臂；3液壓管路；4動(dòng)臂油缸；5鏟斗；6斗齒；7側(cè)齒；8連桿；9搖桿；l0-鏟斗油缸；11斗桿 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義51鉸接式工作裝置照片鉸接式工作裝置照片第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義52鉸接式工作裝置二鉸接式工作裝置二第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義53鉸接式工作裝置三鉸接式工作裝置三第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義54鉸接式工作裝置四鉸接式工作裝置四第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義55 動(dòng)臂是工作裝置中的主要構(gòu)件，斗桿的結(jié)構(gòu)形式往往取決于它的結(jié)構(gòu)形式。反鏟動(dòng)臂結(jié)構(gòu)一般可分為整體式和組合式兩大類(lèi)。 整體式動(dòng)臂有直動(dòng)臂和彎動(dòng)臂兩種。 直動(dòng)

38、臂直動(dòng)臂構(gòu)造簡(jiǎn)單、質(zhì)量輕、布置緊湊，主要用于懸掛式液壓挖掘機(jī)。但直動(dòng)臂不能得到較大的挖掘深度，不適用于通用挖掘機(jī)。 彎動(dòng)臂彎動(dòng)臂是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。與同樣長(zhǎng)度的直動(dòng)臂相比，它可以得到較大的挖掘深度，但降低了卸載高度，這正適合反鏟作業(yè)的要求。 整體式動(dòng)臂的是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，剛度相同時(shí)結(jié)構(gòu)質(zhì)量比組合式動(dòng)臂輕。但其是替換工作裝置少，通用性較差。整體式動(dòng)臂一般用于長(zhǎng)期作業(yè)條件相似的場(chǎng)合 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義56整體式動(dòng)臂彎動(dòng)臂照片第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義57 組合式動(dòng)臂由輔助連桿(或液壓缸)或螺栓連接而成，如圖1532所示。 采用輔助連桿(或液壓缸)連接的組合臂，上、下動(dòng)臂之間的夾角可用

39、輔助連桿或液壓缸來(lái)調(diào)節(jié)，后者雖然使結(jié)構(gòu)和操作復(fù)雜化，但在作業(yè)過(guò)程中可隨時(shí)大幅度調(diào)整上、下動(dòng)臂之間的夾角，從而提高挖掘機(jī)的作業(yè)性能。尤其在用反鏟或抓斗挖掘窄而深的基坑時(shí)，這種結(jié)構(gòu)容易得到較大距離的垂直挖掘軌跡，可以提高挖掘質(zhì)量和生產(chǎn)率。 組合式動(dòng)臂的是可以根據(jù)施工條件隨意調(diào)整作業(yè)尺寸和挖掘力，而且調(diào)整時(shí)間短。 此外，它的互換工作裝置多，可以滿(mǎn)足各種作業(yè)的需要，裝車(chē)運(yùn)輸方便。它的是制造成本較高，比整體式動(dòng)臂重，一般用于中小型挖掘機(jī)上。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義58 圖1532 采用輔助連桿(或液壓缸)的組合臂 a)連桿在動(dòng)臂下前方；b)連桿在下動(dòng)臂后上方 1下動(dòng)臂；2上動(dòng)臂；3連桿(或液壓缸)

40、第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義592反鏟斗反鏟斗 鏟斗的形狀和大小與作業(yè)對(duì)象有很大的關(guān)系。為了滿(mǎn)足各種工況的需要，在同一臺(tái)挖掘機(jī)上可配以多種結(jié)構(gòu)形式的鏟斗。圖15-33為常用的反鏟斗。 圖1533 反鏟斗1齒座；2斗齒；3橡膠卡銷(xiāo)；4卡銷(xiāo)；5、6、7斗口板第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義60反鏟斗照片一反鏟斗照片一第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義61反鏟斗照片二反鏟斗照片二第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義62反鏟斗照片三反鏟斗照片三第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義63 斗齒結(jié)構(gòu)目前普遍采用的是橡膠卡銷(xiāo)式和螺桂連接式，如圖15-34所示。 圖1534 斗齒結(jié)構(gòu)a)螺栓連接方式；b)橡膠卡銷(xiāo)連接方式 1卡銷(xiāo)；2橡膠

41、卡銷(xiāo)；3齒座；4斗齒第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義64二、正鏟工作裝置 液壓挖掘機(jī)的正鏟工作裝置(圖15-35)的鏟斗構(gòu)造與機(jī)械式挖掘機(jī)基本相似，只是斗底采用油缸來(lái)開(kāi)啟。 圖1535 WY60型液壓挖掘機(jī)正鏟工作裝置1動(dòng)臂油缸；2動(dòng)臂；3加長(zhǎng)臂；4斗底開(kāi)閉油缸；5鏟斗；6斗桿；7斗桿油缸；8液壓軟管第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義65正鏟工作裝置照片第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義66v為了換裝方便，也有正反鏟通用的鏟斗。斗桿都是鉸裝在動(dòng)臂的頂端，由雙作用的斗桿油缸執(zhí)行其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)作。斗桿油缸的一端鉸接在動(dòng)臂上，另一端鉸裝在斗桿上。其鉸接形式有兩種：一種是鉸接在斗桿的前端，另一種則是鉸接在斗桿的尾端(圖15

42、-35)。v動(dòng)臂都是單桿式，頂端呈叉形，以便鉸裝斗桿。v動(dòng)臂有單節(jié)的，也有雙節(jié)的(圖1-535)。單節(jié)的有長(zhǎng)短兩種備品，可根據(jù)需要更換。雙節(jié)的則由上下兩節(jié)拼裝而成，根據(jù)拼裝點(diǎn)的不同則總長(zhǎng)度也不同。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義67三、抓斗工作裝置 梅花抓斗(圖1536)，它是多瓣(四或五瓣)的，每瓣由一只油缸來(lái)執(zhí)行其開(kāi)閉動(dòng)作。其缸體端和活塞桿端分別鉸裝在上鉸鏈和斗瓣背面的耳環(huán)上。各部油缸并聯(lián)在一條總供油路上，所以各缸的動(dòng)作是同步的，即斗瓣的開(kāi)閉動(dòng)作是協(xié)調(diào)一致的。 圖1536 梅花抓斗第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義68第六節(jié)第六節(jié) 單斗挖掘機(jī)的操縱與控制系統(tǒng)單斗挖掘機(jī)的操縱與控制系統(tǒng) 目前，在單斗

43、挖掘機(jī)上采用的操縱系統(tǒng)有以下五種型式：人力操縱、液壓操縱、氣壓操縱、電力操縱、復(fù)合操縱(如電力一液壓操縱和電力一氣壓操縱)。 在單發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的挖掘機(jī)中，多半采用人力操縱、液力操縱或氣力操縱。在多發(fā)動(dòng)機(jī)電力驅(qū)動(dòng)的挖掘機(jī)中，各機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)依靠各種型式的控制器操縱，而制動(dòng)器和離合器用人力操縱、電氣一液壓操縱或電氣一電力操縱。 在挖掘機(jī)中，各個(gè)機(jī)構(gòu)的工作情況不同，因此，也常選用混合的操縱裝置。如有些不常工作的爪形離合器用人力操縱，有些經(jīng)常工作的離合器則用液壓操縱。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義69 人力操縱是依靠司機(jī)的體力通過(guò)杠桿和踏板來(lái)使機(jī)構(gòu)接合和分離的?，F(xiàn)在只在小型挖掘機(jī)上采用這種操縱型式。 在挖

44、掘機(jī)中，液壓操縱用的較為廣泛。液壓操縱的優(yōu)點(diǎn)是操縱輕便省力、反應(yīng)快而靈敏，易于提高機(jī)械的生產(chǎn)率。它的缺點(diǎn)是構(gòu)造復(fù)雜，制造精度要求高，成本高。 液壓操縱系統(tǒng)有兩種：一種是無(wú)泵式無(wú)泵式；另一種是有泵式有泵式。 無(wú)泵式液壓操縱系統(tǒng)無(wú)泵式液壓操縱系統(tǒng)，由踏板、總泵、小油缸及相應(yīng)的桿杠、油管等組成。它實(shí)際上還是人力通過(guò)總泵產(chǎn)生壓力油到小油缸起作用的。這種系統(tǒng)使傳動(dòng)系統(tǒng)比人力操縱的大為簡(jiǎn)化。無(wú)泵液壓操縱系統(tǒng)保持了人力操縱的優(yōu)越性，即操縱的敏感性與平衡性，所以常用于提升卷筒和牽引筒的制動(dòng)器。第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義70 有泵式液壓操縱系統(tǒng)有泵式液壓操縱系統(tǒng)用來(lái)操縱工作頻繁或需力較大的機(jī)構(gòu)與裝置。如目前全

45、液壓挖掘機(jī)上廣泛采用的先導(dǎo)操縱系統(tǒng)，其操縱油路如圖1541所示。 圖1541 先導(dǎo)操縱油路1減壓閥式先導(dǎo)閥；2先導(dǎo)泵；3主泵；4主控制閥；5液壓馬達(dá)第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義71扳動(dòng)先導(dǎo)閥操縱手柄，則從先導(dǎo)泵2來(lái)的先導(dǎo)壓力油首先進(jìn)入先導(dǎo)閥，然后推動(dòng)主控制閥的滑閥左右移動(dòng)使液壓馬達(dá)5(或工作油缸)工作。先導(dǎo)泵的出口油壓為143MPa，手柄操縱力不大于20N。 采用這種先導(dǎo)操縱系統(tǒng)，較好地解決了減小操縱力的問(wèn)題，使主控制閥在主機(jī)上的布置更加方便，給液壓系統(tǒng)的布置提供了便利，從而有可能縮短管路，減少整個(gè)液壓系統(tǒng)的壓力損失，還可大大改善多路閥的調(diào)節(jié)性能。 在中小型挖掘機(jī)中，氣壓操縱系統(tǒng)有較明顯的優(yōu)勢(shì)

46、。這是因?yàn)闅怏w有壓縮性，所以氣壓操縱十分平穩(wěn)，對(duì)機(jī)構(gòu)造成的動(dòng)載荷小。此外，氣體的漏泄不像油液那樣會(huì)把挖掘機(jī)弄臟，氣體在低溫下工作性能比油液好。氣壓操縱系統(tǒng)與液體操縱系統(tǒng)基本相似。只是壓縮空氣的壓力一般為0407MPa，因此氣壓操縱系統(tǒng)元件的尺寸要比液壓操縱系統(tǒng)的大。氣壓操縱系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)(氣泵)、各類(lèi)氣缸與氣盒、各類(lèi)操縱閥、管路及氣壓表等組成。空氣壓縮機(jī)為系統(tǒng)的動(dòng)力源，它由發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義72 圖1542 WLY25挖掘機(jī)氣壓操縱系統(tǒng)原理圖 1空氣壓縮機(jī)；2單向閥；3卸荷閥；4安全閥；5儲(chǔ)氣筒；6水分離器；7調(diào)壓閥；8腳制動(dòng)閥；9梭閥；10三 位五通氣閥；11壓力

47、表；12油霧器；13三位四通氣閥；14中央回轉(zhuǎn)接頭；15變速箱氣缸；16中央制動(dòng)氣缸； 17支腿閥；18懸掛閥；19四輪制動(dòng)氣室第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義73 4電力操縱電力操縱 在多發(fā)動(dòng)機(jī)電力驅(qū)動(dòng)的挖掘機(jī)中，各機(jī)構(gòu)的電動(dòng)機(jī)都用電力操縱。 電力操縱的主要元件是主令控制器和接觸器。在大型挖掘機(jī)中，還有電機(jī)放大機(jī)。在這種挖掘機(jī)中，制動(dòng)器和離合器可以用電磁鐵操縱。這種操縱系統(tǒng)操縱輕便，操縱主令控制手柄所需力約為710N。 5復(fù)合操縱復(fù)合操縱 在多發(fā)動(dòng)機(jī)電力驅(qū)動(dòng)的挖掘機(jī)中，某些輔助裝置(如制動(dòng)器和離合器)依靠復(fù)合操縱裝置操縱。例如電力一液壓操縱和電力一氣壓操縱。 在這種系統(tǒng)中，離合器和制動(dòng)器是由氣壓

48、操縱或液壓操縱裝置的活塞桿來(lái)驅(qū)動(dòng)的，但是油閥或氣閥并非依靠人為搬動(dòng)手柄來(lái)操縱，而是依靠電磁鐵來(lái)操縱的。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義74挖掘機(jī)駕駛室照片第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義75挖掘機(jī)駕駛室照片二第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義76二、單斗挖掘機(jī)的控制系統(tǒng) (一一)概述概述 目前先進(jìn)的單斗挖掘機(jī)多為單斗全液壓挖掘機(jī)。初期的液壓挖掘機(jī)，多采用定量泵和大功率的柴油機(jī)，由液壓閥控制。其后采用變量泵代替定量泵，柴油機(jī)的功率可有效地利用，且不會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)熄火。但由于變量液壓泵的流量通常是利用泵斜盤(pán)傾角控制機(jī)構(gòu)內(nèi)的彈簧力與泵的排油壓力相平衡來(lái)加以控制的。這種控制方式在負(fù)荷變動(dòng)時(shí)斜盤(pán)響應(yīng)快，卻存在如下缺點(diǎn)

49、而不能最大限度地利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率。 1由于是用數(shù)根彈簧特性的折線設(shè)定泵的控制特性(pQ特性)，會(huì)產(chǎn)生圖1543所示的近似誤差。 2考慮到機(jī)械工作環(huán)境的大氣壓力、氣溫和溫度以及燃料種類(lèi)等會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率，故在上述設(shè)定值上應(yīng)預(yù)留約10的裕量。 第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義77 圖1543 液壓泵的pQ特性第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義78 為了避免上述缺點(diǎn)，提高液壓挖掘機(jī)的作業(yè)性能，因此，目前先進(jìn)的單目前先進(jìn)的單斗全液壓挖掘機(jī)多采用發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵的電液控制系統(tǒng)。斗全液壓挖掘機(jī)多采用發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵的電液控制系統(tǒng)。這種電液控制系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化成如圖1544所示的系統(tǒng)。 圖l544 液壓泵的電液控制系統(tǒng)1轉(zhuǎn)

50、速傳感器；2發(fā)動(dòng)機(jī)；3油門(mén)位置傳感器；4控制器；5斜盤(pán)控制機(jī)構(gòu)；6泵第五章 挖掘機(jī)械工程機(jī)械講義79 該系統(tǒng)由泵該系統(tǒng)由泵6及斜盤(pán)控制機(jī)構(gòu)及斜盤(pán)控制機(jī)構(gòu)5、控制器、控制器4和傳感器和傳感器(發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)位置傳發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)位置傳感器感器3和轉(zhuǎn)速傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器1)組成組成。液壓泵采用，由柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)。斜盤(pán)控制機(jī)構(gòu)受斜盤(pán)控制機(jī)構(gòu)受泵排油壓力和來(lái)自電磁比例減壓閥二次壓力的作用，以控制斜盤(pán)的傾角?？刂破饔每刂破饔?位微處理器位微處理器組成，輸人油門(mén)位置傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)，經(jīng)運(yùn)算放大后驅(qū)動(dòng)是電磁比例減壓閥電磁比例減壓閥，該閥的驅(qū)動(dòng)采用脈沖寬度調(diào)制式，進(jìn)行電流反饋，并有電源電壓變化和溫度的補(bǔ)償。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速相一致時(shí)，該轉(zhuǎn)速便控制了液壓泵當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速相一致時(shí)，該轉(zhuǎn)速便控制了液壓泵斜盤(pán)的傾角，即控制了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷扭矩。斜盤(pán)的傾角，即控制了發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷扭矩。目標(biāo)轉(zhuǎn)速是由發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)位置傳感器發(fā)出的信號(hào)經(jīng)計(jì)算求出的，即發(fā)動(dòng)機(jī)性能曲線上的額定轉(zhuǎn)速。如果發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于額定轉(zhuǎn)速下工作，則最有效地提高了液壓挖掘機(jī)的作業(yè)性。液壓泵斜盤(pán)傾角由排油壓力來(lái)控制。當(dāng)輕負(fù)荷時(shí)，電磁比例減壓閥的二次壓力上升，過(guò)載時(shí)則該閥的二次壓力下降。由