必一运动动臂是反铲装置的主要部件，其结构有： • 整体式动臂：多用于长期作业条件相似的 挖掘机上 • 组合式动臂：

　　• 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

　　• 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 • 初期液压挖掘机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

　　• 标准动臂、标准斗杆、标准铲斗用于大 多数作业； • 变形1：短动臂长斗杆用于坡道平整作业 和挖掘基坑； • 变形2：超长臂反铲用于疏浚河道； • 变形3：拐臂式用于挖掘墙基。 • ……

　　• 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

　　• 反铲：以挖掘地面以下为主 • 正铲：以挖掘地面以上为主 • 装载：以装载地面以上松散物料为主 • 抓斗：深井作业、装卸物料 • 起重装置：主要用于装卸及埋设管道

　　• 铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的 结构型式 • 主要用于挖掘地面以下土方，往往以转 斗挖掘为主 • 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

　　土石方作业的主力施工机种 增长速度最快、增长绝对值最快 对装载机的取代作用最显著

　　• 挖掘机械作为一种快速、高效的施工作业机械是工 程机械中的一个主要机种，是土石方施工工程中的 主要机械设备之一，据统计，工程施工中约有60%以 上的土石方量是靠挖掘机械来完成的 • 各种类型与功能的挖掘机械，广泛应用于工业与民 用建筑、交通运输、水利电力工程、农田改造、矿 山采掘以及现代化军事工程等行业的机械化施工中 • 近年来，挖掘机是整个工程机械行业中产、销量增 长最快的一个机种

　　• 履带式行走装置牵引力大（机重的70-90%），接地比 压小，越野性能好，通过能力强，爬坡能力大，转弯 半径小，但行驶速度低，且易损坏道路 • 轮胎式行走装置机动性好，行驶速度快，易拖拉，但 接地比压较大，爬坡能力小，挖掘时需要专门的支腿 支撑使机器稳定

　　• 履带式行走装置由连接回转支承的行走架通过支 重轮，履带将载荷传至地面 • 履带呈封闭环绕过驱动轮和引导轮，为减小上分 支的挠度，履带由1~2个托链轮支持 • 行走装置的传动是由液压马达及减速机带动驱动 轮使行走装置运行 • 履带的松紧程度可由张紧装置调整

　　• 其中工作装置油缸的推力与下列因素相 关：液压系统压力、回油背压、油缸本 身的效率等

　　• • • • 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。 整体式动臂又可分为直动臂和弯动臂两种。 直动臂结构简单、质量轻、制造方便，但 不能获得较大的挖掘深度，主要用于悬挂 式液压挖掘机； • 弯动臂是目前应用最广泛的结构型式，它 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。

　　以挖掘地面以上为主，且大多用于采矿 装岩作业 ，工作对象坚硬，须采用切削厚 度较小、挖掘行程较长的挖掘方式，故一般 以斗杆挖掘为主。 根据挖掘对象不同可分为： • 通用正铲：以挖掘土方为主 • 挖掘装载装置：以装载岩石为主

　　挖掘机的应用广泛，除反铲、正铲以外，可以 更换多种类型的工作装置，常见的其他装置有： • 抓斗装置

　　• 行走架是履带行走装置的承重骨架 • 它由底架、横梁和履带梁组成 • 行走架按结构的不同分组合式和整体式两种

　　• 组合式动臂用辅助连杆或液压缸连接而成必一运动。 • 可根据作业条件，即时用辅助连杆或液压缸大幅 度调节上、下动臂之间的夹角，调整挖掘机的作 业尺寸和挖掘力，提高挖掘机的作业性能，容易 得到较大距离的垂直挖掘轨迹。 • 互换工作装置多，可满足各种作业的需要 • 其缺点是结构和操作复杂化，质量大，制造成本 高，一般用于中、小型挖掘机上。

　　• 土的切削是个很复杂的过程。土在楔型刀具的压力作 用下受到挤压和剪切而开始变形，土体的原始结构被 破坏，土块或土层便被切离。 • 土被切削时，在刀具上产生三种力：土的原始结构破 坏时所产生的阻力；土的内摩擦力；土与刀具之间的 摩擦力。我们把这三种力叫做切削阻力。

　　• 较大的牵引力，使挖掘机具有良好的越野性能，并有 较强的爬坡和转弯能力

　　• 在行走装置有合适总高度的情况下，应有较大的离地 间隙，使挖掘机具有良好的通过能力 • 使挖掘机接地比压小，且具有较大的支承面积

　　回转支承实际上就是一个带内齿圈的、放大了的滚动 轴承，内齿圈（相当于轴承内圈）固定在行走架上， 外圈固定在转台上，安装在转台上的液压马达减速 机驱动小齿轮带着回转 转台转动

　　• 理论生产率：在“计算条件”下连续工作一小时的 生产率。 “计算条件”是：1、操作熟练；2、常见 工作条件和工作尺寸；3、工作、运输工具的位置恰 当。

　　• 多自由度作业机械。 • 利用杠杆原理，液压缸推动动臂、斗杆 和铲斗产生各构件之间的相对旋转运动 从而实现人为控制的挖掘和卸料动作； • 上部回转平台绕垂直轴旋转； • 远距离悬臂挖掘和卸料； • 靠履带转移或移动整机的工作面。

　　• 就工作装置而言，归结于挖掘力、工作 装置动作速度和工作尺寸三方面 • 挖掘力和挖掘速度是一对统一于纯挖掘 功率之下的矛盾，挖掘力是矛盾的主要 方面

　　A：最大挖掘高度 B：最大卸载高度 C：最大挖掘深度 F：最大挖掘距离 G：在地平面的最 大挖掘距离

　　抓斗分液压抓斗和钢绳抓斗两类，液压挖掘机 一般采用液压抓斗。 抓斗装置按用途不同有：

　　吊管用起重装置是反铲的替换装置，主要用于吊 装地下管道。它有三种不同形式。 起重量受以下三个条件限制： • 倾复载荷（不得超过 75%） • 液压油缸能力（不得 超过87%） • 结构强度

　　驱动 柴油机 先导泵 控制油 先导阀 控制油 工作油 主控阀 工作油 实现 工作装置工作 油缸 旋转、行走 操纵 司机

　　• 挖掘机的回转时间约占工作循环时间的50%以上， 能量消耗约占25-40%，液压发热量约占系统总发热 量的30-40%

　　• 切削阻力是变化的。随土的性质如粘性、干性必一运动、 含水量、砂石量变化，又随刀具和铲斗的形状 而变化，还随切入厚度和切入过程而变化。

　　• 合理地设计切削装置的形状如斗齿的切削角度， 铲斗的宽度必一运动，铲斗的形状等可以减小切削阻力。

　　• 角加速度的大小受最大回转扭矩的限制，最大回转 扭矩不应超过机器的附着力矩 • 回转机构可分为：a、半回转 b、全回转两种型式

　　• 高速方案：高速小扭矩液压马达减速机回转支承 • 低速方案：低速大扭矩液压马达回转支承 据统计，约有80%左右的挖掘机采用高速方案

　　• 挖掘：挖掘时先将铲斗向前伸出，动臂带着 铲斗落在工作面上必一运动，然后铲斗向着挖掘机方 向拉转，铲斗在工作面上挖出一条弧形挖掘 带并装满土壤

　　• 回转：随后将铲斗连同动臂一起升起，上部 转台带动铲斗及动臂回转到卸土处

　　• 卸料：将铲斗向前推出，使斗口朝下进 行卸土 • 返回：卸土后将动臂及铲斗回转并下放 至工作面，准备下一循环的挖掘作业

　　• 最小的挖掘机：（研究阶段）进入人体血 管的医用挖掘机 • 生产历史最悠久的国家：美国 • 最早采用液压技术的国家：德国，1950年 • 发展最快的国家：日本 • 需求增长最快的国家：中国

　　周期作业式单斗挖掘机 建筑型单斗挖掘机 履带式 轮胎式 采矿型单斗挖掘机 连续作业式多斗挖掘机 隧洞型单斗挖掘机

　　• 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 和品种增加很快必一运动，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%

　　• 工业发达国家生产挖掘机较早 • 法国、德国、美国、俄罗斯、日本是斗 容量3.5-40m3单斗液压挖掘机的主要生 产国

　　• 实际生产率：机器工作一段时间所得到的实际平均 生产率。它在技术生产率的基础上受机器利用率和 操作熟练程度两方面影响。

　　行走装置是挖掘机的支承部分，它承受机器的自 重及工作装置挖掘时的反力，同时能使挖掘机作工作 场内运行或运输性运行（轮式）； 根据挖掘机的性能要求，行走装置应满足：

　　• 美国马利昂公司生产的斗容量50-150m3 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-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。

　　• 标准斗容量：单位，立方米。这是早 几年表述挖掘机大小的第一指标。 • 机重：单位，吨。这是近几年开始表 述挖掘机大小的第一指标。 • 发动机额定功率： 单位，千瓦。