第二章挖掘机的基本构造及工作原理
第一节概述
一、单斗液压挖掘机的总体结构
单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和
驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成
工作装置、上部转台和行走机构等三部分。
工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液
压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路
上部转台——①发动机、②
减震器主泵、③主阀、④驾
驶室、⑤回转机构、⑥回转
支承、⑦回转接头、⑧转台、
⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11
控制油路、○12电器部件、○13
配重
行走机构——①履带架、②
履带、③引导轮、④支重轮、
⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧
装置
挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液
压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达
+减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回
转运动、整机的行走运动。
二、挖掘机动力系统
1、挖掘机动力传输路线如下
１）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀
——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履
带——实现行走
２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀
——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转
３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀
——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动
４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀
——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动
５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀
——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
1、引导轮
2、中心回转接头
3、控制阀
4、终传动
5、行走马达
6、液压泵
7、发动机
8、行走速度电磁阀9、回转制动电磁阀10、回转马达11、回转机构12、回转支承
2、动力装置
单斗液压挖掘机的动力装置，多采用直立多缸式、水冷、一小时功率标定的柴油机。
3、传动系统
单斗液压挖掘机传动系统将柴油机的输出动力传递给工作装置、回转装置和行走机构等。单斗液压挖掘机用液压传动系统的类型很多，习惯上按主泵的数量、功率的调节方式和回路的数量来分类。有单泵或双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统、多泵多回路定量系统、双泵双回路分功率调节变量系统、双泵双回路全功率调节变量系统、多泵多回路定量或变量混合系统等六种。按油液循环方式分为开式系统和闭式系统。按供油方式分为串联系
统和并联系统。
1、驱动盘
2、螺旋弹簧
3、止动销
4、摩擦片
5、减震器总成
6、消音器
7、发动机后部安装座
8、发动机前部安装座
凡主泵输出的流量是定值的液压系统为定量液压系统；反之，主泵的流量可以通过调节系统进行改变的则称为变量系统。在定量系统中各执行元件在无溢流情况下是按油泵供给的固定流量工作，油泵的功率按固定流量和最大工作压力确定；在变量系统中，最常见的是双泵双回路恒功率变量系统，有分功率变量与全功率变量之分。分功率变量调节系统是在系统的每个回路上分别装一台恒功率变量泵和恒功率调节器，发动机的功率平均分配给各油泵；全功率调节系统是有一个恒功率调节器同时控制着系统中的所有油泵的流量变化，从而达到同步变量。
开式系统中执行元件的回油直接流回油箱，其特点是系统简单、散热效果好。但油箱容量大，低压油路与空气接触机会多，空气易渗入管路造成振动。单斗液压挖掘机的作业主要是油缸工作，而油缸大、小有腔的差异较大、工作频繁、发热量大，因此绝大多数单斗液压挖掘机采用开式系统；闭式回路中的执行元件的回油路是不直接回油箱的，其特点式结构紧凑，油箱容积小，进回油路中有一定的压力，空气不易进入管路，运转比较平稳，避免了换向时的冲击。但系统较复杂，散热条件差‘单斗液压挖掘机的回转装置等局部系统中，又采用闭式回路的液压系统的。为补充因液压马达正反转的油液漏损，在闭式系统中往往还设有补油泵。
4、回转机构
回转机构使工作装置及上部转台向左或向右回转，以便进行挖掘和卸料。单斗液压挖掘机
的回转装置必须能把转台支撑在机架上，不能倾斜并使回转轻便灵活。为此单斗液压挖掘机
都设有回转支撑装置和回转传动装置，它们被称为回转装置。
1、制动器
2、液压马达
3、行星齿轮减速器
4、回转齿圈
5、润滑油杯、
6、中央回转接头
全回转液压挖掘机回转装置的传动形式有直接传动和间接传动两种。
1）直接传动。在低速大扭矩液压马达的输出轴上安装驱动小齿轮，与会转齿轮啮合。2）间接传动。由高速液压马达经齿轮减速器带动回转齿圈的间接传动结构形式。他结构紧凑，具有较大的传动比，且齿轮的受力情况较好。轴向柱塞液压马达与同类型的液压油泵结构基本相同，许多零件可以通用，便于制造及维修，从而降低了成本。但必须设制动器，以便吸收较大的回转惯性力矩，缩短挖掘机作业循环时间，提高生产效率。
5、行走机构
行走机构支撑挖掘机的整机质量并完成行走任务，多采用履带式和轮胎式。
6、履带行走机构
单斗液压挖掘机的履带式行走机构的基本结构与其他履带式机构大致相同，但他多采用两个液压马达各自驱动一个履带。与回转装置的传动相似可用高速小扭矩马达或低速大扭矩马达。两个液压马达同方向旋转式挖掘机将直线行驶；若只向一个液压马达供油，并将另一个液压马达制动，挖掘机将绕制动一侧的履带转向，若是左右两个液压马达反向旋转，挖掘即将进行原地转向。
行走机构的各零部件都安装在整体式实行走架上。液压泵输入的压力油竟多路换向阀和中央回转接头进入行走液压马达，该马达将液压能转变为输出扭矩后，通过齿轮减速器传给驱动轮，最终卷绕履带以实现挖掘机的行走。
单斗液压挖掘机大都采用组合式结构履带和平板型履带——没有明显履刺，虽附着性能差，但坚固耐用，对路面破坏性小适用于坚硬岩石地面作业，或经常转场的作业。也有采用三履刺型履带，接地面积较大履刺切入土壤深度较浅，适宜于挖掘机采石作业。实行标准化后规定挖掘机采用质量轻、强度高、结构简单、价格较低的轧制履带板。专用于沼泽地的三角形履带板可降低接地比压，提高挖掘机在松土地面上的通过能力。
1、引导轮
2、履带架
3、托链轮
4、终传动
5、支重轮
6、履带板
7、中心护板
8、张紧弹簧
9、前护板
单斗液压挖掘机的驱动轮均采用整体铸件，能与履带正确啮合、传动平稳。挖掘机行走时驱动轮应位于后部，式履带的张紧段较短，减少履带的摩擦磨损和功率损耗。
每条履带都设有张紧装置，以调整履带的张紧度减少振动噪声摩擦磨损和功率损失。目前单斗液压挖掘机都采用液压张紧结构。其液压缸置与缓冲弹簧内部减小了结构尺寸。7、轮胎式行走机构
轮胎式挖掘机的行走机构由机械传动和液压传动两种。其中的液压传动的轮胎式挖掘机的行走机构主要由车架、前桥、后桥、传动轴和液压马达等组成。
行走液压马达安装在固定与机架的变速箱上，动力经变速箱、传动轴传给前后驱动桥，有的挖掘机经轮边减速器驱动车轮。采用液压马达的高速传动方式使用可靠，省掉了机械传动中的上下传动箱垂直动轴，结构简单布置方便。
1、车架
2、回转支撑
3、中央回转接头
4、支腿
5、后桥
6、传动轴
7、液压马达及变速箱
8、前桥
第二节挖掘机的工作装置
液压挖掘机工作装置的种类繁多（可达100余种），目前工程建设中，目前工程建设中应用最多的是反铲和破碎器。
1 、反铲结构
铰接式反铲式单斗液压挖掘机最常用的结构形式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接，在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘提升和卸土等动作。
图5-25 反铲工作装置
1-斗杆油缸；2-动臂；3-液压管路；4-动臂油缸；5-铲斗；6-斗齿；7-侧齿；
8-连杆；9-摇杆；10-铲斗油缸；11-斗杆
1.1动臂
动臂是反铲的主要部件，其结构由整体式和组合式两种。
1.1.1整体式动臂
整体式动臂的优点是结构简单，质量轻而刚度大。其缺点是更换的工作装置少，通用性较差，多用于长期作业条件相似的挖掘机上。整体式动臂又可分为直动臂和弯曲动臂两种。其中的直动臂结构简单质量轻制造方便，主要用于悬挂式挖掘机，但它不能式挖掘机获得较大的挖掘深度不适用于通用挖掘机；弯动臂是目前是目前应用最广泛的结构形式，与同厂都得直动臂相比可以使挖掘机有较大的挖掘深度，但降低了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的要求。
1.1.2组合式动臂
组合式动臂有辅助连杆（或液压缸）或螺栓连接而成。上下动臂之间的夹角可用辅助连杆或液压缸来调节，虽然结构操作复杂化但在挖掘机作业中可随时大幅度调整上下动臂者间的夹角，从而提高挖掘机的作业性能，尤其是用反铲或抓斗挖掘窄而深得基坑时，容易得到较大距离的垂直挖掘轨迹，提高挖掘质量和生产率。组合式动臂的优点是，可以根据作业条件随意调整挖掘机的作业尺寸和挖掘能力，且调整时间短。此外他的互换工作装置多，可以满足各种作业的需要，装车运输方便。其缺点是质量大，制造成本高，用于中小型挖掘机上。
组合式动臂
（a）连杆下置（b）连杆上置
1、下动臂
2、上动臂
3、连杆或液压缸
2、铲斗
1.2.1 基本要求
1）铲斗的纵向剖面应适应挖掘过程各种物料的在斗中运动规律有利于物料的流动，使装土阻力最小，有利于将铲斗充满。
2）装设斗齿，以增大铲斗对挖掘物料的线压比，斗持及斗形参数具有较小单位切削阻力，便于切入及破碎土壤。斗齿应耐磨、易更换。
3）为式装载铲斗的物料不易掉出，斗款与直径之比应大于4∶1.
4）物料易于卸净，缩短卸载时间，并提高铲斗的容积效率。
1.2.2结构反铲用的铲斗形状尺寸与其作业对象有很大关系。为了满足各种挖掘机作业的需要，在同一台挖掘机上可以配置多种形式的铲斗，图2－3、图2－4分别为反用铲斗的基本形式和常用形式铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺连接式。
铲斗与液压缸连接的结构形式有四连杆机构和六连杆机构。其中四连杆机构连接方式是铲斗直接交接与液压缸，使铲斗转角较小，工作力矩变化较大；六连杆机构的特点是，在液压缸
活塞行程相同的条件下，铲斗可以后的较大的转角，并改善机构的传动特性。
图2－3
1-齿座；2-斗齿；3-橡胶卡销；4-卡销；5、6、7-斗口板
图2-4 斗齿结构
a）螺栓连接方式；b）橡胶卡销连接方式
1-卡销；2-橡胶卡销；3-齿座；4-斗齿
3、液压破碎器
3.1概述
液压破碎器（锤）是利用液压能转化为机械能，对外做工的一种工作装置，它主要用于打桩、开挖冻土层和岩层、可更换的作业工具（凿子、扁铲、镐）等组成。锤的撞击部分再双作用液压缸作用下，在壳体内作往复直线运动，装机作业工具，完成破碎和开挖作业。液压破碎器通过附加的中间支撑与斗杆连接。为了减轻振动，在锤的壳体和支座
的连接处常设有橡胶连接装置。
液压破碎器外观如图所示
液压破碎器经过近40年的发展，其规格和功率都大量增加，可靠性和工
作效率也明显提高。其中最大的技术进步是“智能型液压破碎器“的诞
生，其特点是能根据岩石的阻力自动调节输出功率，当岩石被击穿是，
自动切断功率输出，避免空打、损坏工具和固定销。
3.2液压破碎器的选用
根据液压挖掘机主机总重选择液压破碎器。它与主机的匹配十分重要，
其中主要匹配参数主要有两个：一是主机液压泵的压力和流量；另一个
是主机的总重。选用是既要考虑充分发挥液压破碎器的工作效率，又要
考虑挖掘机的稳定性和结果的耐久性。因此，针对需安装液压破碎器的
挖掘机机型，根据提供的液压破碎器与主机总重的匹配范围表，可利用
下列公式予以校核：G<0.9(W+γq) (N)
式中 G ——液压破碎器总重，N ；G ＝G 1＋G 2＋G 3，其中G 1为支座总重，
G 2＋为破碎器重量，G 3为作业工具（如凿子、扁铲、镐等）量，
W ——标准铲斗的重量。
γ——砂土容量，一般取1600N ／m 3
q ——标准铲斗容量；m 3
若液压破碎其总重（G ）为标准斗容量(W)和铲斗中沙土中重量(γq)总和的90％以下时，则可以认为破碎器的选择是正确的。
3.3液压破碎器的基本工作原理
首先、用钢凿将活塞向上
推至打击点位置。
1. 活塞上升
图1表示活塞打击钢凿时
的位置。
活塞的反向腔与高压腔
连通,活塞因上部承压面与
下部承压面的面积差之故
而上升。
活塞上升,压缩了气体缓
冲室内充入的气体。
2. 滑阀上升
图2表示活塞上升过程。
活塞一上升,液压先导腔与低压腔连通,滑阀下部承压面的作用力大于上部承压面的作用力,滑阀上升。
3. 活塞下降(打击)
图3表示活塞上升至上顶部状态。
活塞的反向腔经滑阀从
低压腔连通至油箱。活塞上部承压面的作用力大于下部承压面的作用力,活塞下降。
此时,被压缩的气体发挥作用,加快活塞下降速度,打击钢凿。
图4表示活塞下降过程。活塞一旦下降,液压先导腔与高压回路连通,滑阀因上部承压面与下部承压面的面积差之故而下降。
滑阀下降结束时如图1状
态。从而进行连续打击。
第三节挖掘机的回转装置
一、回转装置
上部转台是液压挖掘机三大组成部分之一。在转台上除了有发动机、液压系统、司机室、平衡重、油箱等以外，还有一个很重要的部分——回转装置。液压挖掘机回转装置有转台、回转支撑和回转机构组成，如图3－1所示，回转装置的外座圈用螺栓与转台连接，带齿的内座圈与底架用螺栓连接，内外圈之间设有滚动体。挖掘机工作装置作用在转台上的垂直载荷、水平载荷、和倾覆力矩通过回转支撑的外座圈、滚动体和內座转传给底架。回转机构的壳体固定在转台上，用小齿轮与回转支撑内座圈上的齿圈相啮合.小齿轮可绕自身轴线旋转，又可绕转台中心线公转，当回传机构工作时就像对底架进行回转。
图3-1回转装置
1、转台
2、回转机构
3、回转支承
4、底架
液压挖掘机的回转装置必需能把转台支承在固定部分（下车）上。不能倾翻倒，并应使回转轻便灵活。为此，液压挖掘机都设置了回转支承装置（起支承作用）和回转传动装置（驱动转台回转），并统称为液压挖掘机的回转装置。
回转支撑
图3-2 转柱式回转支承
1-回转体；2-摆动液压缸；3-上轴承座；4-上支承轴；5-机架；6-下支承轴；7-下轴承座
二、回转支承的主要结构形式
1．转柱式回转支承
摆动式液压马达驱动的转柱式支承如图3-2所示。
它由固定在回转体1上的上、下支承轴4和6，上、下轴座3和7组成。轴承座用螺栓固定在机架5上。回转体与支承轴组成转柱，插入轴承座的轴承中。外壳固定在机架5上的摆动液压缸输出轴插入下支承轴6内，驱动回转体相对于机架转动。回转体常做成“匚”形，以避免与回转机构碰撞。工作装置铰接在回转体上，与回转体一起回转。
2．滚动轴承式回转支承
滚动轴承式回转支承实际上就是一个大直径的滚动轴承。它与普通轴承的最大区别是它的转速很慢。挖掘机的回转速度在5~11r/min之间。此外，一般轴承滚道中心直径和高度比为4~5，而回转支承则达10~15。所以，这种轴承的刚度较差，工作中要靠支承连接结构来保证。
滚动轴承式回转支承的典型构造如图3-3所示。内座圈或外座圈可加工成内齿圈或外齿圈。带齿圈的座圈为固定圈，用沿圆周分布的螺栓4、5固定在底座上。不带齿的座圈为回转圈，用螺栓与挖掘机转台连接。装配时可先把座圈1、3和滚动体8装好，形成一个完整的部件，然后再与挖掘机组装。为保证转动灵活，防止受热膨胀后产生卡死现象，回转支承应留有一定的轴向间隙。此间隙因加工误差和滚道与滚动体的磨损而变化。所以在两座圈之间设有调整垫片2，装配和修理时可以调整间隙。隔离体7用来防止相邻滚动体8间的
挤压，减少滚动体的磨损，并起导向作用。滚动体可以是滚珠或滚柱。
图3-3 滚动轴承式支承
1-下座圈；2-调整垫片；3-上座圈；4、5-螺栓；6-内齿圈；7-隔离体；8-滚动体；9-油嘴；10-密封装置滚动轴承式回转支撑机构广泛应用于全回转的液压挖掘机上，它是在普通滚动轴承的基础上发展起来的，结构上相当于放大了的滚动轴承。它与传统的滚动轴承相比，具有尺寸小，结构紧凑，承载能力大，回转摩擦阻力小，滚动体与轨道之间的间隙小，维护方便，使用寿命长，易于实现三化等特点一系列优点，它与普通滚动轴承相比，又有其特点：普通的滚动轴承的内外座圈之间的刚度依靠轴与轴承座之间的装配来保证，而它则有转台和底架来
保证；回转支撑的转速低，通常承受轴向载荷，因此轨道上的接触点的循环次数较少。
第四节挖掘机转台的布置
一、转台结构
转台的主要承载部分是由钢板焊接成的抗扭和抗弯刚度很大的相形框架结构主梁3，动臂及其液压缸就支撑在主梁的突耳1上。大型挖掘机的动臂支承多用双凸耳，而小型挖掘机多用单凸耳。主梁下有衬板和支撑环2与回转支承连接左右侧焊有小框架，作为附加承载部分。转台支承处应有足够的刚度，以保证回转支承的正常运转。如图所示。
（a）
（b）
(a)双凸耳式（b）单凸耳式
1、凸耳
2、支撑环
3、纵梁
二、转台布置
液压挖掘机工作时转台上部自重和荷载和的合力位置也是经常变化的，并偏向载荷方面，为平衡载荷力矩转台上的各个装置需要合理布置并在尾部设置配重，以改善转台下部结构的受力，减轻回转支撑磨损，保证整机的稳定性。
图3－16为国产WY160型全液压挖掘机的转台布置，发动机1是横向布置在转台尾部的图3－17为日产HC－300型半液压挖掘机的转台布置，发动机1是纵向布置在转台尾部的。
液压挖掘机的布置原则是左右对称，尽量做到质量均衡，较重的总成、部件靠近转台尾部。此外，还要考虑各个装置工作上的协调，维修方便等。有时转台布置受结构尺寸限制，重心偏离轴线，致使左右履带接地比压不等，影响走架结构强度和挖掘机的行驶能，此时可通过调整配重的重心来解决，如图3－18所示，图中x与x’分别为转台重心与配重中心偏离轴线值。
确定配重位置的布置原则是，使挖掘机重载、大幅度作业时的转台上部合力F R的偏心距e与其空载小幅度时的合力F R’的偏心距e’大致相等,如图3－19所示。
液压挖掘机的布置原则是左右对称，尽量做到质量均衡，较重的总成、部件靠近转台尾部。此外，还要考虑各个装置工作上的协调，维修方便等。有时转台布置受结构尺寸限制，重心偏离轴线，致使左右履带接地比压不等，影响走架结构强度和挖掘机的行驶能，此时可通过调整配重的重心来解决，如图3－18所示，图中x与x’分别为转台重心与配重中心偏离轴线值。
确定配重位置的布置原则是，使挖掘机重载、大幅度作业时的转台上部合力F R的偏心距e与其空载小幅度时的合力F R’的偏心距e’大致相等,如图3－19所示。
图3-18调整配重的横向位置图3-19确定配重时的偏距
第五节挖掘机的行走装置
因为行走装置兼有液压挖掘机支撑和运行两大功能，因此液压挖掘机行走装置应尽量满足以下要求：
1）应有较大的驱动力，使挖掘机在软湿或高
低不平等不良地面上行走时具有良好的通过
性能、爬坡性能和转向性能。
2）在不增大行走装置高度的前提下，式挖掘
机具有较大的离地间隙，以提高其不平地面上
的越野性能。
3）行走装置具有较大的支撑面积或较小的接
地比压，，以提高挖掘机的稳定性。
4）挖掘机在斜坡下行时不发生下滑和超速溜
坡现象，以提高挖掘机的安全性。
5）行走装置的外形尺寸应符合道路运行要求。
液压挖掘机的行走装置，按结构可以分为履带
式和轮胎式两大类。
履带式行走装置的特点是，驱动力大，接比压小，因此越野性能和稳定性较好，爬坡能力大且转弯半径小，灵活好用。履带式行走装置在液压挖掘机上应用较普遍。
但履带式行走装置制造成本高，运行所速度低，运行和转向时消耗功率大零件磨损快，因此挖掘机长距离运行时需借助于其他运行车辆。
轮胎式行走装置与履带式的相比，优点是运行速度快、机动性能好，运行时不损坏路面，因而在城市建设中很受欢迎。缺点是接地比压大，爬坡能力小，挖掘机作业时需要用专门的支腿支撑，以确保挖掘机的稳定性和安全性。
1、履带式行走装置
1.1组成与工作原理
履带式行走装置有四轮一带（即驱动轮、引导轮、支重轮、托伦以及履带）张紧装置和缓冲弹簧，行走机构，行走架（包括底架、横梁和履带架）等组成如图所示。
挖掘机运行时驱动轮在履带的紧边——驱动段及接地段产生一拉力，企图把履带从支重轮下拉出，由于支重轮下的履带与地面之间有足够的附着力。阻止履带的拉出。迫使驱动轮卷动履带，引导轮在把履带铺设在地面上，从而使挖掘机借助支重轮沿着履带轨道向前运行。
液压传动的履带行走装置，挖掘机转向时有安装在履带上分别有两台液压泵供油的行走马达通过对油路的控制，很方便地实现转向和就地转弯，以适应挖掘机在各种地面、场地上运动。图为液压挖掘机的转弯情况，图（a）为两个行走马达旋转方向相反，挖掘机就地转向。图（b）为液压泵仅向一个行走马达供油，挖掘机则绕着一测履带转向。
图（a）就地转向图（b）绕一侧履带转向
1.2结构
1.2.1行走结构
行走架是履带式行走装置的承重骨架，它有底架、横梁、横梁和履带架组成，通常用16Mn 钢板焊接而成底架的连接转台，承受挖掘机上部载荷，并通过衡量传给履带架。
行走按结构形式可分为组合式和整体式两种。组合行走架的底架为框架结构，横梁为工字钢或焊接的箱形梁，插入履带架孔中，履带架通常采用下部敞开的“∏”形截面，两端呈叉形以便安装驱动轮、引导轮和支重轮。
组合式行走架的优点是，当需要改变挖掘机的稳定性和降低接地比压时。不需要改变底架的结构就能换装加宽的横梁和加长履带架，从而、安装不同长度和宽度的履带。他的缺点是，履带架截面削弱较多，刚度较差，并且截面削弱处易产生裂缝。
为克服上述缺点，越来越多的液压挖掘机采用整体式行走架，它结构简单，自重轻，刚度大，制造成本低。支重轮直径较小，在行走装置的长度内，每侧可安装5～9个支重轮，这样可使挖掘机上部均匀地传至地面，便于在承能力较低的地面使用，提高行走性能。
1.2.2 四轮一带
有履带和轮驱动轮、引导轮、支重轮、托轮组成的四轮一带，直接关系到挖掘机的工作性能和行走性能，其质量和制造成本约占整机的四分之一。
1）履带。挖掘机的绿带有整体式和组合式两种。
整体式履带是履带板上带啮合齿，直接与驱动轮啮合，履带板本身成为支重轮等轮子的滚动轨道，整体式制造方便，连接履带板的销子容易拆装，但磨损较快。
目前液压挖掘机上广泛采用组合式履带。它有履带板、链轨节和履带销轴和销套等组成。左右链轨接与销套紧配合连接，履带销轴插入销套有一定的间隙，以便转动灵活，其两端与另两个轨节孔配合。锁紧履带销与链轨节孔为动配合，便于整个履带的拆装。组合式履带的节距小，绕转性好，使挖掘机行走速度较快，销轴和硬度较高，耐磨，使用寿命长。
2）支重轮。支重轮将挖掘机的重量传给地面，挖掘机在不同地面上行驶时之中轮经常承受地面的冲击，因此支重轮所受的载荷较大。此外之中轮的工作条件也较恶劣，经常处于
尘土中，有时还浸泡在泥水中，故要求良好的密封性。支重轮常用35Mn或50Mn钢铸造而成，轮面淬火硬度为HRC48～57，以获得良好的耐磨性。。支重轮多采用滑动轴承支撑，并用浮动油封防尘。
双边支重轮
单边支重轮
支重轮的结构如上图所示通过两端轴固定在履带架上。支重轮的轮边凸缘，其支持履带的作用，以免履带行走时横向脱落。为了在有限的长度上多安排几个支重轮，往往把支重轮中的几个做成无外凸缘的，并把有无外凸缘的支重轮交替排列。
润滑滑动轴承及油封的润滑油脂从支重轮体中间的螺塞孔加入，通常在一个大修期内只加注一次，简化了挖掘机平时的保养工作。
托轮与支重轮的基本相同。
3）引导轮。引导轮用来引导履带正确绕转，防止其跑偏和越轨。多数液压挖掘机的引
第一部分：挖掘机 第一章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和 驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成 工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液 压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 上部转台——①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾 驶室、⑤回转机构、⑥回转 支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11 控制油路、○12电器部件、○13 配重 行走机构——①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履 带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动 ４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
挖掘机的工作原理 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。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，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。 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。 挖掘机液压系统是怎么工作的? 挖掘机有三个部分的液压缸分别是动臂，斗杆，铲斗。有三个液压马达，左右行走和一个回转。这些都由换向阀控制供油。油液从液压泵出来经换向阀分配到以上各执行元件。挖掘机的换向阀大多是液控的就是用一股压力较小的油推动换向阀的阀芯。一般中型挖掘机用的是三联泵，两个大泵提供工作所需要的压力。一个小齿轮泵给控制油路供油。控制油通过手柄下边的控制阀调节主油路换向阀阀芯的位置从而实现动臂斗杆和铲斗油缸的伸缩。以及液压马达的转与停以及转动方向。主油路设溢流阀，压力超过限定值就会打开，油液直接回油箱。所以系统压力始终保持在一定范围内。同样道理在各油缸的支路也设溢流阀，实现二次调定压力。不光是挖掘机，任何液压系统工作原理都是油箱中油液-泵-控制元件-执行元件-油箱。 液控比例阀换向阀的作用和液控比例阀换向阀串联的先导阀是什么作用 传统换向阀的进出油口控制通过一根阀芯来进行，两油口听开口对应关系早在阀芯设计加工时已确定，在使用过程中不可能修改，从而使得通过两油口的流量或压力不能进行独立控制，互不影响。
文件编号：TP-AR-L2615 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 挖掘机的结构与工作原 理(正式版)
挖掘机的结构与工作原理(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 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。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，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。 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。以工地使用较多的PV-200型液压挖掘机为例。该机采用改进型的开式中心负荷传感系统（OLSS）。该系统用控制斜盘式变量柱塞泵斜盘角度（输出流量）的方法，减少了发动机的功率输
第二章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和 驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成 工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液 压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 上部转台——①发动机、② 减震器主泵、③主阀、④驾 驶室、⑤回转机构、⑥回转 支承、⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11 控制油路、○12电器部件、○13 配重 行走机构——①履带架、② 履带、③引导轮、④支重轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履 带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动 ４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀 ——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
液压挖掘机的基本原理与结构特征 1 液压挖掘机的组成和工作原理 液压挖掘机的工作原理与机械式挖掘机工作原理基本相同。液压挖掘机可带正铲、反铲、抓斗或起重等工作装置。 液压挖掘机是在动力装工与工作装盆之间采用了容积式液压传动系统(即采用各种滚压元件).直接控翻各系统机构的运动状态.从而进行挖掘工作的。液压挖掘机分为全液压传动和非全液压传动两种。若其中的一个机构的动作采用机械传动.即称为非全液压传动。例如.WY 一160型,WY -250璧和H121虽等即为全液压传动;WY -60型为非全液压传动.因为其行走机构采用机械传动方式。一般悄况下.对液压挖掘机.其工作装置及回转装置必须是液压传动.只有行走机构既可为液压传动.也可为机械传动。 (1)液压反铲挖掘机。 1)液压反铲挖掘机的组成。液压反挖掘机机结构示意图，它由工作装置、回转装置和运行装置三大部分组成。液压反铲工作装置的结构组成是:下动臂和上动臂，用辅助油缸来控制两者之间的夹角。依命下动臂油缸4.使动臂绕其下支点A进行升降运动。依靠斗柄油缸6.可使斗柄8绕其与上臂的铰接点摆动。问样.借助转斗油缸，.可使铲斗绕着它与斗柄的校接点转动。操纵控制阀，就可使各构件在油缸的作用下，产生所需要的各种运动状态和运动轨迹，特别是可用工作装置支撑起机身前部.以便机器维修。 2)液压反铲挖妇机工作原理。液压反铲挖翻机的工作原理如图4-16所示。工作开始时，机器转向挖拥工作面.间时.动份油缸的连杆腔进油.动，下降.铲斗落至工作面(见图中位盆11).然后，铲斗油缸和斗柄油缸顺序工作.两油缸的活塞腔进油，活班的连杆外伸.进行挖劫和装段(如从位盆田到I)。铲斗装润后(在位置ll》这两个油缸关闭，动份油缸关闭.动衡油缸就反向进油.使动，提升.随之反向接通回转油马达，铲斗鱿转至卸峨地点.斗柄油缸和铲斗油iti 反向进油.铲斗匆截。匆叔完毕后.回转油马达正向接通.上部平台回转.工作装，转回挖州位2，开始第二个工作循环。 在实际操作工作中.因土城和工作面条件的不间和变化.液压反铲的各油缸在挖拥循环中的动作配合是灵活多样的.上述的工作方式只是其中的一种挖月方法。 3)滚压反铲挖翻机的工作特点。液压反铲挖拥机叮用于挖拓机停机面以下的土镶挖扭工作.如挖蜂沟、基坑等。由于各油缸可以分别操纵或联合操纵.故挖拥动作显得更加灵活。护斗挖扭轨迹的形成取决于对各油缸的操纵。当采用动有油虹工作进行挖扭作业时(斗柄和铲斗油位不工作》.就可以得到最大的挖翻半径和最大的挖翻行程.这就有利于在较大的工作面上工作。挖翻的高度和挖扭的深度决定于动特的.大上倾角和下倾角，亦即决定于动价油缸的行程。 当采用斗柄油位进行挖翻作业时.铲斗的挖月轨进是以动份与斗柄的校接点为回心.以斗齿至此校接点的距离为半径所作的圈弧线.圈弧线的长度与包角由斗柄油缸行程来决定。当动，位于级大下倾角，采用斗柄油缸工作时.可得到最大的挖扭深度和较大的挖抽行程，在较坚硬的土质条件下工作时也能装摘铲斗.故在实际工作中常以斗柄油缸进行挖翻作业和平场工作。 当采用铲斗油缸进行挖拓作业时.挖拐行程较短。为便护斗在挖翻行程终了时能保证铲斗装脚土峨.需要有较人的挖翻力挖取较厚的土续。因此.铲斗油包一般用于清除障碍及挖翻。 各油IE组合工作的工况也较多。当挖抽荃坑时，由于深度要求大、基坑璧陡而平整，需要采用动衡会斗柄两油缸同时工作;当挖拓坑底时，挖掘行程将结束.为加速装摘铲斗和挖扭过程需要改变铲斗切削角度等.则要求采用斗柄和铲斗网时工作.以达到良好的挖掘效果并提高生产率。 根据液压反铲挖捆机的结构形式及其结构尺寸.利用作图法可求出挖掘轨进的包络图.从
挖掘机各部件的详细图解 一．反铲 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接（见图1），在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘、提升和卸土等动作。 图1 反铲 1—斗杆油缸；2—动臂；3—油管；4—动臂油缸；5—铲斗；6—斗齿；7—侧齿；8—连杆；9— 摇杆；10—铲斗油缸；11—斗杆 1．动臂 动臂是反铲的主要部件，其结构有整体式和组合式两种。 1）整体式动臂。其优点是结构简单，质量轻而刚度大。缺点是更换的工作装置少，通用性较差。多用于长期作业条件相似的挖掘机上。整体式动臂又可分为直动臂和变动臂两种。其中的直动臂结构简单、质量轻、制造方便，主要用于悬挂式液压挖掘机，但它不能使挖掘机获得较大的挖掘深度，不适用于通用挖掘机；弯动臂是目前应用最广泛的结构型式，与同长度的直动臂相比，可以使挖掘机有较大的挖掘深度。但降低了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的要求。 2）组合式动臂。如图2所示，组合式动臂用辅助连杆或液压缸3或螺栓连接而成。上、下动臂之间的夹角可用辅助连杆或液压缸来调节，虽然使结构和操作复杂化，但在挖掘机作业中可随时大幅度调整上、下动臂之间的夹角，从而提高挖掘机的作业性能，尤其在用反铲或抓斗挖掘窄而深的基坑时，容易得到较大距离的垂直挖掘轨迹，提高挖掘质量和生产率。组合式动臂的优点是，可以根据作业条件随意调整挖掘机的作业尺寸和挖掘力，且调整时间短。此外，它的互换工作装置多，可满足各种作业的需要，装车运输方便。其缺点是质量大，制造成本高，一般用于中、小型挖掘机上。 2．反铲斗 反铲用的铲斗形式，尺寸与其作业对象有很大关系。为了满足各种挖掘作业的需要，在同一台挖掘机上可配以多种结构型式的铲斗，图3为反铲常用铲斗形式。铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺栓连接式，如图4所示。
挖掘机的基本构造及 工作原理
第二章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机 构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此 又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲 斗、④液压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦ 管路 上部转台——①发动 机、②减震器主泵、③ 主阀、④驾驶室、⑤回 转机构、⑥回转支承、 ⑦回转接头、⑧转台、 ⑨液压油箱、⑩燃油 箱、○11控制油路、○12电 行走机构——①履带 架、②履带、③引导 轮、④支重轮、⑤托 轮、⑥终传动、⑦张紧挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械 能转换成液压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转 马达+减速机、行走马达+减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能， 实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下
１）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转 ３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动４）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动５）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
挖掘机电气控制系统 本篇将以SY2XXC5挖掘机为例讲述挖掘机的电气系统基本原理、基本构造、操作说明、故障分析。 一、概述 机电一体化是液压挖掘机的主要发展方向，其最终目的是机器人化，实现全自动运转，这是挖掘机技术的又一次飞跃。作为项目机械主导产品的液压挖掘机，在近几十年的研究和发展中，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究，逐步向机电液控制系统方向转移。控制方式不断变革，使挖掘机由简单的杠杆操纵发展到液压操纵、气压操纵、电气操纵、液压伺服操纵、无线电遥控、电液比例操纵和计算机直接控制。所以，对挖掘机机电一体化的研究，主要是集中在液压挖掘机的控制系统上。 液压挖掘机电气控制系统主要是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件<液压缸、液压马达）的一些温度、压力、速度、开关量的检测并将有关检测数据输入给挖掘机的专用控制器EC-7，EC-7控制器综合各种测量值、设定值和操作信号发出相关控制信息，对发动机、液压泵、液压控制阀和整机进行控制。 <一）电气控制系统具有以下功能： 1：控制功能：负责对发动机、液压泵、液压控制阀和整机的复合控制。 2：检测和保护功能：通过一系列的传感器、油压开关、蜂鸣器、熔断器和触摸屏等对挖机的发动机、液压系统、气压系统和工作状态进行检测和保护。 3：照明功能：主要有司机室厢灯、工作装置作业灯及检修灯。 4：其它功能：主要有刮雨器、喷水器、空调器和收放音机等。 <三）系统组成及原理 SY2XXC5挖掘机电气系统由电源部分、启动部分、照明部分、电气操纵机构、空气调节装置、音响设备、节能控制及故障诊断报警系统等组成。 2.1 电源部分 系统电源为直流24V电压供电、负极搭铁方式；采用2节12V 120AH蓄电池串联作发动机启动电源，由带内置硅整流和电压调节装置的交流发电机充电，以维持蓄电池电量和稳定系统电压；蓄电池输出端装设电源继电器，由钥匙开关控制，以增加电源系统的安全性。 1)蓄电池：采用12V 120AH免维护型蓄电池，2组串联。
挖掘机的工作原理 挖掘机的工作原理 一.反铲 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接(见图1)，在液压缸的作用下各部件绕铰 接点摆动，完成挖掘、提升和卸土等动作。 反铲1—斗杆油缸;2—动臂;3—油管;4—动臂油缸;5—铲斗;6— 斗齿;7—侧齿;8—连杆;9—摇杆;10—铲斗油缸;11—斗杆 1.动臂 动臂是反铲的主要部件，其结构有整体式和组合式两种。 1)整体式动臂。其优点是结构简单，质量轻而刚度大。缺点是更换的工作装置少，通用性较差。多用于长期作业条件相似的挖掘机上。整体式动臂又可分为直动臂和变动臂两种。其中的直动臂结构 简单、质量轻、制造方便，主要用于悬挂式液压挖掘机，但它不能 使挖掘机获得较大的挖掘深度，不适用于通用挖掘机;弯动臂是目前 应用最广泛的结构型式，与同长度的直动臂相比，可以使挖掘机有 较大的'挖掘深度。但降低了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的 要求。 2)组合式动臂。如图2所示，组合式动臂用辅助连杆或液压缸3 或螺栓连接而成。上、下动臂之间的夹角可用辅助连杆或液压缸来 调节，虽然使结构和操作复杂化，但在挖掘机作业中可随时大幅度 调整上、下动臂之间的夹角，从而提高挖掘机的作业性能，尤其在 用反铲或抓斗挖掘窄而深的基坑时，容易得到较大距离的垂直挖掘 轨迹，提高挖掘质量和生产率。组合式动臂的优点是，可以根据作 业条件随意调整挖掘机的作业尺寸和挖掘力，且调整时间短。此外，它的互换工作装置多，可满足各种作业的需要，装车运输方便。其 缺点是质量大，制造成本高，一般用于中、小型挖掘机上。
2.反铲斗 反铲用的铲斗形式，尺寸与其作业对象有很大关系。为了满足各种挖掘作业的需要，在同一台挖掘机上可配以多种结构型式的铲斗，图3为反铲常用铲斗形式。铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶 卡销式和螺栓连接式，如图4所示。 3.组合式动臂 1—下动臂;2—上动臂;3—连杆或液压缸 常用铲斗结构 1—齿座;2—斗齿;3—橡胶卡销;4—卡销;5、6、7—斗齿板 二.正铲 单斗液压挖掘机的正铲结构如图5所示，主要由动臂2、动臂油 缸1、铲斗5、斗底油缸4等组成。 铲斗的斗底利用液压缸来开启，斗杆6是铰接在动臂的顶端，由双作用的斗杆油缸7使其转动。斗杆油缸的一端铰接在动臂上，另 一端铰接在斗杆上。其铰接形式有两种：一种是铰接在斗杆的前端; 另一种是铰接在斗杆的尾端。 动臂均为单杆式，顶端呈叉形，以便与斗杆铰接。动臂有单节的和双节的两种。单节的动臂有长短两种备品，可根据需要更换。双 节的动臂则由上、下两节拼装而成，根据拼装点的不同，动臂的工 作长度也不同。 斗齿安装形式 (a)螺栓连接;(b)橡胶卡销连接 1—卡销;2—橡胶卡销;3—齿座;4—斗齿 铲1—动臂油缸;2—动臂;3—加长臂;4—斗底油缸;5—铲斗;6— 斗杆;7—斗杆油缸;8—液压软管。
液压挖掘机工作原理——专业术语解释 招聘(广告) 一土壤切削 1．挖掘阻力 挖掘阻力是指铲斗在挖掘过程中所遇到的土壤阻力，通常近似的认为它作用在斗尖上，并可依照挖掘轨迹的切线方向分解切向阻力P t和法向阻力Pn 。目前的粗略算法为： Pt＝σbc Pn＝ψPt 式中：σ为挖掘比阻力，由试验确定；b为斗宽；c为切削厚度；ψ为系数，由试验确定。 2．挖掘功 当不计土壤的松散系数和铲斗的装满系数时，为了在一定的挖掘行程中能装满铲斗，应有 q＝bcL 式中：L为挖掘行程；q为斗容量；c为切削厚度。 所以 Pt＝σ×b×c＝σ q／L
即挖掘功： Pt L＝σq 在挖掘过程中，Pn不做功，只有Pt做功，简称为挖掘功。当挖掘对象的土壤等级和铲斗容量以确定时，就可由上式来确定挖掘功P tL。 3. 液压缸所做的功 根据能量守恒定律，当不计损失时，液压缸在其行程上所做的功应等于挖掘功。 即 F△l≥PtL＝σ×q 式中：F为液压缸的最大推力；△l为液压缸的行程。 上式是选择液压缸缸径的主要以据，对于反、正铲工作装置上式都是适用的。 4. 应用情况 若土壤等级和铲斗容量都相同，则液压缸所做的功也应相同。但在选择液压缸的缸径和行程上，各公司都具有自己的特点，见表1——2。 液压缸推力大小为 F＝Pa 式中：p为工作压力；A为液压缸面积。
表1——2 缸径与行程比较表 公司名称液压缸面积A 液压缸行程△l 德马可大小 Komatsu 小大 利勃海尔中中 液压缸面积A大，推力F也大工作装置受力恶劣，焊接遇到的问题也增多。若液压缸面积A小，行程△l大，则液压缸刚度就差，易弯曲。因此，在设计时要综合考虑各种因素。 根据实践经验，挖掘机铲斗最小挖掘力值与铲斗宽度有关，每米斗宽最小需10吨以上的力， 铲斗挖掘力与斗杆挖掘力和整机重量有关，而铲斗挖掘力与斗杆挖掘力也有一定的比例关系： Fb／W＝0.53～0.65 Fa／Fb＝0.73～0.85 式中：Fa为斗杆挖掘力；Fb为铲斗挖掘力；W为整机重量。 二反铲工作装置的传动计算 1. 反铲斗与液压缸的连接方式见图1--2 ⑴图1——2（a）所示，铲斗缸直接绞接于铲斗上，由铲斗，斗杆及铲斗缸组成四连杆机构，一般铲斗转角较小，工作力矩变化较大，
第二章挖掘机的结构及工作原理 第一节挖掘机总体结构 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和辅助设备等,如图所示。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶 室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作 装置、上部转台和行走机构等三部分. 工作装置--动臂、斗杆、铲斗、液压油缸、连 杆、销轴、管路 上部转台——发动机、减震 器主泵、主阀、驾驶室、回 转机构、回转支承、回转接 头、转台、液压油箱、燃油 箱、控制油路、电器部件、 配重 行走机构——履带架、履 带、引导轮、支重轮、托轮、 终传动、张紧装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液 压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达 +减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 １）行走动力传输路线:柴油机—-联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）-—分配阀—— 中央回转接头—-行走马达（液压能转化为机械能）—-减速箱——驱动轮—-轨链履带-—实 现行走 ２）回转运动传输路线：柴油机——联轴节—-液压泵（机械能转化为液压能）-—分配阀-— 回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱--回转支承-—实现回转 ３)动臂运动传输路线：柴油机—-联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀—— 动臂油缸（液压能转化为机械能）—-实现动臂运动 ４)斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵(机械能转化为液压能）——分配阀 ——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动 ５)铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）—-分配阀-— 铲斗油缸（液压能转化为机械能)——实现铲斗运动
Tap Locations Pressure,Sampling,and Sensor Tap Number Description Schematic Location AA Boom,Bucket,and Left Travel Control Pressure Tap D-15 BB Stick,Auxiliary,and Right Travel Pressure Tap D-14 CC Boom Swing,Swing,and Blade Control Pressure Tap D-14 DD Pilot Relief Valve Pressure Tap B-17 EE Pilot Pressure Tap(Future)B-16 FF Hydraulic Oil Manifold Tap(Future)F-7
Description Part Number Machine Location Schematic Location Control Valve(Attachment)-1F-13 Control Valve(Blade)191-13922F-10 Control Valve(Boom I)-3F-16 Control Valve(Boom II)-4F-9 Control Valve(Bucket)-5F-17 Control Valve(Main)-6F-17 Control Valve(Stick)-7F-13 Control Valve(Swing Boom)-8F-10 Control Valve(Swing)-9F-11 Control Valve(Travel,Left)-10F-15 Control Valve(Travel,Right)-11F-14 Control Valve,Pilot(Attachment)-12A-16 Control Valve,Pilot(Blade)-13C-5 Control Valve,Pilot(Boom and Bucket)-14J-4 Control Valve,Pilot(Stick and Swing)-15J-2 Control Valve,Pilot(Travel)-16F-3 Cooler(Hydraulic Oil)194-985117C-12 Cylinder(Blade)205-047718I-10 Cylinder(Boom)259-792619I-16 Cylinder(Bucket)215-223220I-17 Cylinder(Stick)191-195921I-13 Filter(Hydraulic Oil)120-875722B-13 Manifold(Oil)-23F-7 Manifold(Pilot)-24C-9 Motor(Left Travel)191-138425K-16 Motor(Right Travel)191-138426K-13 Motor(Swing)269-428327K-10 Pump(Blade/Swing Boom)-28C-14 Pump(Main)259-795429C-15 Component Locations
挖掘机 我们在各种施工现场都能看一种机械作业的身影，这种机械设备它 能快速、高效的完成施工作业，是施工作业中的一个主要机种，据统计，工程作业中60%以上的士石方量是靠它来完成的。它就是挖掘机，由此可见挖掘机在工程作业中所占有的重要性。 一、挖掘机的发展 自第一台挖掘机问世至今已有130多年的历史 16～18世纪的雏形阶段。 最早的挖掘机是以人力或畜力为动力用于挖深河底的浚泥船,铲斗容 量一般不超过0.2～0.3米。（图） 1833～1910年的蒸汽阶段。 1833～1836年，美国人W.S.奥蒂斯设计和制造了第一台以蒸汽机驱 动、铁木混合结构、半回转、轨行式的单斗挖掘机，生产率为35米3／时,但由于经济性差没有应用。（图） 1912年出现了汽油机和煤油机驱动的全回转式单斗挖掘机 20世纪初至40年代未，挖掘机进入动入和行走装置多样化的阶段。 50年代以后是液压化和大型化阶段。 50年代中期，联邦德国和法国相继研制出全回转式液压挖掘机，从此单斗挖掘机的发展进入一个新阶段。 从60年代起，液压挖掘机进入推广和蓬勃发展的阶段 各国挖掘机制造厂和品种增加很快，产量猛增，轮胎式行走装置广泛应用于液压挖掘机上 从80年代中期开始，应用机电液一体化技术的液压挖掘机开始逐步发展； 90年代，出现了各种型号、规格的液压挖掘机； 进入21世纪，世界各国的挖掘机制造厂家都开发出新一代液电控制一 体化的液压挖掘机。
现在液压挖掘机广泛活跃于建筑工程、采石场、矿山、水利工程等施工现场，其在机械设备市场上占有显著地位。 中国的挖掘机的发展也经历了一个较长的过程，1954年，抚顺重型机器厂从苏联引进机械式挖掘机(图)；1961年7月试制成功了我国历史上第一台挖掘机（图） 随着国外机械的引进，现如今国内厂商也渐渐研制出挖掘机生产的核心技术，一台台国内生产的挖掘机开住施工前线。比如有徐工、夏工、柳工等等工程机械设备。 纵观历史，我们了解了挖掘机经历了由蒸汽驱动到电力驱动、内燃机驱动及现如今的机电液一体化技术的全自动液压式挖掘机的逐步发展过程。那么挖掘机在施工作业中是如何进行区分呢？ 二、挖掘机的分类 1、按作业方式分：单斗挖掘机和多斗挖掘机 2、按驱动方式分：电驱动内燃机驱动复合驱动 3、按行走方式分：履带式和轮胎式 4、按工作装置分：正铲和反铲 三、挖掘机的基本构造 单斗液压挖掘机从结构上可分为三大部分：底盘总成工作装置总成上部平台总成 （一）、底盘总成功能（图） （1）支承整个挖掘机上部重量 （2）是行走和转向的动力源泉与执行机构 （3)支承工作装置挖掘时的反力 1、底盘主要组成（图） （1）车架本体（焊接件）-----整个底盘的主体，承载所有的内、外力及各种力矩，工作条件极其恶劣，对制件要求较高。左右履带梁平行度有一定要求，否则有较大的侧向力发生，对结构件不利。
挖机三大件之一——液压泵（工作原理），维修师傅必懂发动机，液压泵，分配阀是人们常说的挖机三大件，挖掘机为什么不像汽车一样由发动机提供动力，经过变速箱、传动轴驱动整车前进，而是通过发动机带动液压泵转动，由高压液压油通过液压马达、液压油缸等液压执行元件带动整车动作？发动机为液压泵提供动力，液压泵、液压油管路、液压马达、液压油缸等进行液压传动，分配阀进行液压控制。一、什么是柱塞泵，什么是齿轮泵？液压泵是将机械能转换为液体压力能，我们一般见到的（挖掘机、装载机用）有齿轮泵和柱塞泵。共同点：都是通过容积改变来对液体产生压力。区别：机构不同，容积位置不同。齿轮泵的液体容积在两齿轮之间，通过齿轮旋转改变液体容积。而柱塞泵的容积在每一个柱塞缸内。常见大中型挖掘机一般将柱塞泵和齿轮泵集合在一起，组成液压泵总成，一般主泵为柱塞泵（输出液压油压力较大）给液压行走马达、液压回转马达、液压油缸供油；先导泵为齿轮泵（输出液压油压力较小）给分配阀供油。主泵总成齿轮泵：齿轮泵是靠两个啮合齿轮旋转时形式的密闭移动来工作的。齿轮泵是齿轮传动来提供动力，齿轮泵是定量泵，多用于低精度中低压控制。它的主要特点是：结构简单，制造方便，成本低，价格低廉，体积小，重量轻，自吸性能好，对油液污染不敏感和工作可靠等。其主要缺点是：流量和压力脉动大，噪音大，排量不可调节。它被广泛应用于各种低压系统中。齿轮泵对油液的要求最低，最早的时候因为压力低，所以一般用在低压系统中（先导泵），现在齿轮泵压力可以做到25MPA 左右，常用在压力要求不高的机械上，但是他的油液脉动大，不能变量，好处是自吸性能好。齿轮泵原理图工作原理外啮合齿轮泵是装载机和部分小型挖掘机液压系统中常用的液压泵。泵体内有一个相同模数，相同齿数的齿轮，齿轮的两个端面靠
第一部分：挖掘机第一章挖掘机的基本构造及工作原理 第一节概述 一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。 常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上
部转台和行走机构等三部分。 工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路 ①发动机、②——上部转台减震器主泵、③主阀、④驾驶室、⑤回转机构、⑥回转⑧转台、支承、⑦回转接头、⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11电器部件、○控制油路、○1312配重 ①履带架、②行走机构—— ④支重轮、履带、③引导轮、 ⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧 装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液减速机、行走马达+压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达，由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回减速机）+ 转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统、挖掘机动力传输路线如下1分配阀————液压泵（机械能转化为液压能）１）行走动力传输路线：柴油机——联轴节轨链履驱动轮————行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——中央回转接头————实现行走带分配阀液压泵（机械能转化为液压能）————联轴节——２）回转运动传输路线：柴油机实现回转——回转支承————回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱分配阀————液压泵（机械能转化为液压能）３）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——实现动臂运动——动臂油缸（液压能转化为机械能）分配阀——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——４）斗杆运动传输路线：柴油机——斗杆油缸（液压能转化为机械能）实现斗杆运动——分配阀液压泵（机械能转化为液压能）————联轴节柴油机５）铲斗运动传输路线：——实现铲斗运动——铲斗油缸（液压能转化为机械能）—
日立挖掘机液压控制系统的结构与工作原理（一） 一、主液压回路系统的构成 日立挖掘机主液压回路系统是由主液压系统和先导回路系统构成。主液压回路将泵的液压油供给各操作机能的促动器。 二、先导回路液压操作系统的组成 液压系统是由发动机、主泵、先导泵、控制阀各1台和四个液压缸、1台旋转马达及2台行走马达组合而成、泵通过输入轴由发动机所驱动。主泵的液压油通过控制阀流到各促动器。 先导泵的液压油流入先导回路内。 三、主回路 1、主液压回路 主液压回路系由吸引回路、输出回路、回油路及牌友回路所构成。液压系统由主泵、控制阀、行走马达各一台及四个液压缸。 主泵是斜轴式排量可变型轴向活塞泵，是由发动机驱动的（发动机转速比为1.0） 2、吸引回路和输出回路 泵通过吸引滤油器吸引液压油箱的油，油从泵流入控制阀，然后由油箱口放出，主泵放出的油通过控制阀流至各促动器。 控制阀控制各种液压机能，从各促动器流出的回油通过控制阀和液压油冷却器流回液压油箱。 3、回油路
每个促动器放出的油全部通过控制阀流回液压油箱内。回油路内有旁道单向阀，其设定压力分别为9.8×10^4pa及4×9.8×10^4pa。通常回油通过液压油冷却器及左侧控制阀流回液压油箱， 油温低时，粘度变高，通过油冷却器时的阻力也随着增大。 油压超过9.8×10^4pa时，回油直接流回液压油箱，可在短时间内把油温提高到适当的高度。 油冷却器被阻塞时，回油通过旁道单向阀直接流回液压油箱。 旁道单向阀被阻塞时设在冷却器和液压油箱之间，其设定压力为 4×9.8×10^4pa。 液压箱内设有直流式滤油器，从左右两侧的控制阀流出的油合流后经直流式滤油器过滤，直流式滤油器内有旁道安全阀。 当滤芯阻塞使差压达9.8×10^4pa时，旁道安全阀就打开，油直接流回液压油箱。 4、排油回路 马达及刹车阀等内部漏的油以及润滑油回路内的油，全部都积蓄起来，经过排油回路流回操作油箱。 5、行走xx排油回路 左右两行走马达漏的油由各个马达壳的排油口排出，合流后通过中心接头，经过直流式滤油器流回液压油箱。 6、旋转xx排油回路 旋转马达漏的油排出后，与行走回路排出的油一起通过直流式滤油器流回液压油箱。 7、输出压控制
液压挖掘机工作原理——专业术语解释 一土壤切削 1．挖掘阻力 挖掘阻力是指铲斗在挖掘过程中所遇到的土壤阻力，通常近似的认为它作用在斗尖上，并可依照挖掘轨迹的切线方向分解切向阻力Pt和法向阻力Pn 。目前的粗略算法为： Pt＝σbc Pn＝ψPt 式中：σ为挖掘比阻力，由试验确定；b为斗宽；c为切削厚度；ψ为系数，由试验确定。 2．挖掘功 当不计土壤的松散系数和铲斗的装满系数时，为了在一定的挖掘行程中能装满铲斗，应有 q＝bcL 式中：L为挖掘行程；q为斗容量；c为切削厚度。 所以 Pt＝σ×b×c＝σ q／L 即挖掘功： Pt L＝σq 在挖掘过程中，Pn不做功，只有Pt做功，简称为挖掘功。当挖掘对象的土壤等级和铲斗容量以确定时，就可由上式来确定挖掘功PtL。 3. 液压缸所做的功 根据能量守恒定律，当不计损失时，液压缸在其行程上所做的功应等于挖掘功。 即F△l≥PtL＝σ×q 式中：F为液压缸的最大推力；△l为液压缸的行程。 上式是选择液压缸缸径的主要以据，对于反、正铲工作装置上式都是适用的。 4. 应用情况 若土壤等级和铲斗容量都相同，则液压缸所做的功也应相同。但在选择液压缸的缸径和行程上，各公司都具有自己的特点，见表1——2。 液压缸推力大小为 F＝Pa 式中：p为工作压力；A为液压缸面积。 表1——2 缸径与行程比较表
公司名称液压缸面积A 液压缸行程△l 德马可大小 Komatsu 小大 利勃海尔中中 液压缸面积A大，推力F也大工作装置受力恶劣，焊接遇到的问题也增多。若液压缸面积A小，行程△l大，则液压缸刚度就差，易弯曲。因此，在设计时要综合考虑各种因素。 根据实践经验，挖掘机铲斗最小挖掘力值与铲斗宽度有关，每米斗宽最小需10吨以上的力，铲斗才能插入土中完成挖掘作业。 铲斗挖掘力与斗杆挖掘力和整机重量有关，而铲斗挖掘力与斗杆挖掘力也有一定的比例关系： Fb／W＝0.53～0.65 Fa／Fb＝0.73～0.85 式中：Fa为斗杆挖掘力；Fb为铲斗挖掘力；W为整机重量。 二反铲工作装置的传动计算 1. 反铲斗与液压缸的连接方式见图1--2 ⑴ 图1——2（a）所示，铲斗缸直接绞接于铲斗上，由铲斗，斗杆及铲斗缸组成四连杆机构，一般铲斗转角较小，工作力矩变化较大，一般不采用。 图1——2 反铲斗与液压缸的连接方式 ⑵图1—2（b）转角小，挖掘力大，工作力矩变化较小，多数中小机型采用此方式。日本机型中摇杆1是直的，在欧洲机型上如利勃海尔和小型挖掘机上多用弯曲的。 ⑶图1—2（c）铲斗转角超前一个角度，同时也具有（b）方式的优点。在利勃海尔早年机型上多有采用。 ⑷图1—2（d）在油缸行程相同时，此方式转角更大，但挖掘力小，而力矩变化较大，目前较少采用。 2. 反铲挖掘力的计算 图1——3为反铲挖掘力计算简图。下面分别计算斗杆缸理论挖掘力和铲斗缸理论挖掘力（破碎力）： 斗杆缸理论挖掘力Fa可用下式计算 图1——3 反铲挖掘力的计算简图 Fa＝Fsa／b 式中：Fa为斗杆缸理论挖掘力；Fs为斗杆缸推力；a、b为力臂值。
第二章挖掘机的基本构造及工作原理第二章挖掘机的结构及工作原理 第一节挖掘机总体结构一、单斗液压挖掘机的总体结构 单斗液压挖掘机的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和辅助设备等，如图所示。 12 常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上部转台和行走机构等三部分。 工作装置——动臂、斗杆、铲斗、液压油缸、 连杆、销轴、管路
上部转台——发动机、减震器主泵、主阀、驾驶室、回转机构、回转支承、回转接头、转台、液压油箱、燃油箱、控制油路、电器部件、配重行走机构——履带架、履 带、引导轮、支重轮、托轮、 终传动、张紧装置 挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件(液压油缸、回转马达+减速机、行走马达+减速机)，由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。 二、挖掘机动力系统 1、挖掘机动力传输路线如下 ,)行走动力传输路线:柴油机——联轴节——液压泵(机械能转化为液压能)——分配阀——中央回转接头——行走马达(液压能转化为机械能)——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走 ,)回转运动传输路线:柴油机——联轴节——液压泵(机械能转化为液压能)——分配阀——回转马达(液压能转化为机械能)——减速箱——回转支承——实现回
转 ,)动臂运动传输路线:柴油机——联轴节——液压泵(机械能转化为液压能)——分配阀——动臂油缸(液压能转化为机械能)——实现动臂运动 ,)斗杆运动传输路线:柴油机——联轴节——液压泵(机械能转化为液压能)——分配阀——斗杆油缸(液压能转化为机械能)——实现斗杆运动 ,)铲斗运动传输路线:柴油机——联轴节——液压泵(机械能转化为液压能)——分配阀——铲斗油缸(液压能转化为机械能)——实现铲斗运动 13 1、引导轮 2、中心回转接头 3、控制阀 4、终传动 5、行走马达 6、液压泵 7、发动机 8、行走速度电磁阀 9、回转制动电磁阀 10、回转马达 11、回转机构 12、回转支承 2、动力装置