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第一節(jié) 概述

01

單斗液壓挖掘機的總體結(jié)構(gòu)

單斗液壓挖掘機的總體結(jié)構(gòu)包括動力裝置、工作裝置、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、操縱機構(gòu)、傳動系統(tǒng)、行走機構(gòu)和輔助設(shè)備等，如圖所示。

常用的全回轉(zhuǎn)式液壓挖掘機的動力裝置、傳動系統(tǒng)的主要部分、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、輔助設(shè)備和駕駛室等都安裝在可回轉(zhuǎn)的平臺上，通常稱為上部轉(zhuǎn)臺。因此又可將單斗液壓挖掘機概括成工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺和行走機構(gòu)等三部分。

挖掘機是通過柴油機把柴油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能，由液壓柱塞泵把機械能轉(zhuǎn)換成液壓能，通過液壓系統(tǒng)把液壓能分配到各執(zhí)行元件（液壓油缸、回轉(zhuǎn)馬達+減速機、行走馬達+減速機），由各執(zhí)行元件再把液壓能轉(zhuǎn)化為機械能，實現(xiàn)工作裝置的運動、回轉(zhuǎn)平臺的回轉(zhuǎn)運動、整機的行走運動。

02

挖掘機動力系統(tǒng)

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(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——中央回轉(zhuǎn)接頭——行走馬達（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——減速箱——驅(qū)動輪——軌鏈履帶——實現(xiàn)行走

2

回轉(zhuǎn)運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——回轉(zhuǎn)馬達（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——減速箱——回轉(zhuǎn)支承——實現(xiàn)回轉(zhuǎn)

3

動臂運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——動臂油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——實現(xiàn)動臂運動

4

斗桿運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——斗桿油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——實現(xiàn)斗桿運動

5

鏟斗運動傳輸路線：柴油機——聯(lián)軸節(jié)——液壓泵（機械能轉(zhuǎn)化為液壓能）——分配閥——鏟斗油缸（液壓能轉(zhuǎn)化為機械能）——實現(xiàn)鏟斗運動

1、引導(dǎo)輪 2、中心回轉(zhuǎn)接頭 3、控制閥 4、終傳動 5、行走馬達 6、液壓泵 7、發(fā)動機

8、行走速度電磁閥 9、回轉(zhuǎn)制動電磁閥 10、回轉(zhuǎn)馬達 11、回轉(zhuǎn)機構(gòu) 12、回轉(zhuǎn)支承

2、 動力裝置

單斗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(biāo)定的柴油機。

3、 傳動系統(tǒng)

單斗液壓挖掘機傳動系統(tǒng)將柴油機的輸出動力傳遞給工作裝置、回轉(zhuǎn)裝置和行走機構(gòu)等。單斗液壓挖掘機用液壓傳動系統(tǒng)的類型很多，習(xí)慣上按主泵的數(shù)量、功率的調(diào)節(jié)方式和回路的數(shù)量來分類。有單泵或雙泵單回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路定量系統(tǒng)、多泵多回路定量系統(tǒng)、雙泵雙回路分功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)、雙泵雙回路全功率調(diào)節(jié)變量系統(tǒng)、多泵多回路定量或變量混合系統(tǒng)等六種。按油液循環(huán)方式分為開式系統(tǒng)和閉式系統(tǒng)。按供油方式分為串聯(lián)系統(tǒng)和并聯(lián)系統(tǒng)。

1、驅(qū)動盤 2、螺旋彈簧 3、止動銷 4、摩擦片 5、減震器總成6、消音器 7、發(fā)動機后部安裝座 8、發(fā)動機前部安裝座

凡主泵輸出的流量是定值的液壓系統(tǒng)為定量液壓系統(tǒng)；反之，主泵的流量可以通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)進行改變的則稱為變量系統(tǒng)。在定量系統(tǒng)中各執(zhí)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；在變量系統(tǒng)中，最常見的是雙泵雙回路恒功率變量系統(tǒng)，有分功率變量與全功率變量之分。分功率變量調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在系統(tǒng)的每個回路上分別裝一臺恒功率變量泵和恒功率調(diào)節(jié)器，發(fā)動機的功率平均分配給各油泵；全功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)是有一個恒功率調(diào)節(jié)器同時控制著系統(tǒng)中的所有油泵的流量變化，從而達到同步變量。

開式系統(tǒng)中執(zhí)行元件的回油直接流回油箱，其特點是系統(tǒng)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。單斗液壓挖掘機的作業(yè)主要是油缸工作，而油缸大、小有腔的差異較大、工作頻繁、發(fā)熱量大，因此絕大多數(shù)單斗液壓挖掘機采用開式系統(tǒng)；閉式回路中的執(zhí)行元件的回油路是不直接回油箱的，其特點式結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)比較平穩(wěn)，避免了換向時的沖擊。但系統(tǒng)較復(fù)雜，散熱條件差‘單斗液壓挖掘機的回轉(zhuǎn)裝置等局部系統(tǒng)中，又采用閉式回路的液壓系統(tǒng)的。為補充因液壓馬達正反轉(zhuǎn)的油液漏損，在閉式系統(tǒng)中往往還設(shè)有補油泵。

4、回轉(zhuǎn)機構(gòu)

回轉(zhuǎn)機構(gòu)使工作裝置及上部轉(zhuǎn)臺向左或向右回轉(zhuǎn)，以便進行挖掘和卸料。單斗液壓挖掘機的回轉(zhuǎn)裝置必須能把轉(zhuǎn)臺支撐在機架上，不能傾斜并使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此單斗液壓挖掘機都設(shè)有回轉(zhuǎn)支撐裝置和回轉(zhuǎn)傳動裝置，它們被稱為回轉(zhuǎn)裝置。

1、制動器2、液壓馬達3、行星齒輪減速器4、回轉(zhuǎn)齒圈5、潤滑油杯、6、中央回轉(zhuǎn)接頭

全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機回轉(zhuǎn)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(qū)動小齒輪，與會轉(zhuǎn)齒輪嚙合。

2

間接傳動。由高速液壓馬達經(jīng)齒輪減速器帶動回轉(zhuǎn)齒圈的間接傳動結(jié)構(gòu)形式。他結(jié)構(gòu)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類型的液壓油泵結(jié)構(gòu)基本相同，許多零件可以通用，便于制造及維修，從而降低了成本。但必須設(shè)制動器，以便吸收較大的回轉(zhuǎn)慣性力矩，縮短挖掘機作業(yè)循環(huán)時間，提高生產(chǎn)效率。

5、 行走機構(gòu)

行走機構(gòu)支撐挖掘機的整機質(zhì)量并完成行走任務(wù)，多采用履帶式和輪胎式。

6、履帶行走機構(gòu)

單斗液壓挖掘機的履帶式行走機構(gòu)的基本結(jié)構(gòu)與其他履帶式機構(gòu)大致相同，但他多采用兩個液壓馬達各自驅(qū)動一個履帶。與回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)式挖掘機將直線行駛；若只向一個液壓馬達供油，并將另一個液壓馬達制動，挖掘機將繞制動一側(cè)的履帶轉(zhuǎn)向，若是左右兩個液壓馬達反向旋轉(zhuǎn)，挖掘即將進行原地轉(zhuǎn)向。

行走機構(gòu)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中央回轉(zhuǎn)接頭進入行走液壓馬達，該馬達將液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵雠ぞ睾?，通過齒輪減速器傳給驅(qū)動輪，最終卷繞履帶以實現(xiàn)挖掘機的行走。

單斗液壓挖掘機大都采用組合式結(jié)構(gòu)履帶和平板型履帶——沒有明顯履刺，雖附著性能差，但堅固耐用，對路面破壞性小適用于堅硬巖石地面作業(yè)，或經(jīng)常轉(zhuǎn)場的作業(yè)。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，適宜于挖掘機采石作業(yè)。實行標(biāo)準(zhǔn)化后規(guī)定挖掘機采用質(zhì)量輕、強度高、結(jié)構(gòu)簡單、價格較低的軋制履帶板。專用于沼澤地的三角形履帶板可降低接地比壓，提高挖掘機在松土地面上的通過能力。

1、引導(dǎo)輪 2、履帶架3、托鏈輪4、終傳動

5、支重輪6、履帶板7、中心護板8、張緊彈簧9、前護板

單斗液壓挖掘機的驅(qū)動輪均采用整體鑄件，能與履帶正確嚙合、傳動平穩(wěn)。挖掘機行

走時驅(qū)動輪應(yīng)位于后部，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(shè)有張緊裝置，以調(diào)整履帶的張緊度減少振動噪聲摩擦磨損和功率損失。目前單斗液壓挖掘機都采用液壓張緊結(jié)構(gòu)。其液壓缸置與緩沖彈簧內(nèi)部減小了結(jié)構(gòu)尺寸。

7、輪胎式行走機構(gòu)

輪胎式挖掘機的行走機構(gòu)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(gòu)主要由車架、前橋、后橋、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(jīng)變速箱、傳動軸傳給前后驅(qū)動橋，有的挖掘機經(jīng)輪邊減速器驅(qū)動車輪。采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(jié)構(gòu)簡單布置方便。

1、車架2、回轉(zhuǎn)支撐3、中央回轉(zhuǎn)接頭4、支腿5、后橋6、傳動軸7、液壓馬達及變速箱8、前橋

第二節(jié) 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余種），目前工程建設(shè)中，目前工程建設(shè)中應(yīng)用最多的是反鏟和破碎器。

01

反鏟結(jié)構(gòu)

鉸接式反鏟式單斗液壓挖掘機最常用的結(jié)構(gòu)形式，動臂、斗桿和鏟斗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。

圖5-25 反鏟工作裝置

1-斗桿油缸；2-動臂；3-液壓管路；4-動臂油缸；5-鏟斗；6-斗齒；7-側(cè)齒；

8-連桿；9-搖桿；10-鏟斗油缸；11-斗桿

1.1動臂

動臂是反鏟的主要部件，其結(jié)構(gòu)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(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕而剛度大。其缺點是更換的工作裝置少，通用性較差，多用于長期作業(yè)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(jié)構(gòu)簡單質(zhì)量輕制造方便，主要用于懸掛式挖掘機，但它不能式挖掘機獲得較大的挖掘深度不適用于通用挖掘機；彎動臂是目前是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)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，這正符合挖掘機反鏟作業(yè)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）或螺栓連接而成。上下動臂之間的夾角可用輔助連桿或液壓缸來調(diào)節(jié)，雖然結(jié)構(gòu)操作復(fù)雜化但在挖掘機作業(yè)中可隨時大幅度調(diào)整上下動臂者間的夾角，從而提高挖掘機的作業(yè)性能，尤其是用反鏟或抓斗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(zhì)量和生產(chǎn)率。組合式動臂的優(yōu)點是，可以根據(jù)作業(yè)條件隨意調(diào)整挖掘機的作業(yè)尺寸和挖掘能力，且調(diào)整時間短。此外他的互換工作裝置多，可以滿足各種作業(yè)的需要，裝車運輸方便。其缺點是質(zhì)量大，制造成本高，用于中小型挖掘機上。

組合式動臂

（a）連桿下置 （b） 連桿上置

1、下動臂2、上動臂3、連桿或液壓缸

02

鏟斗

1.2.1 基本要求

1

鏟斗的縱向剖面應(yīng)適應(yīng)挖掘過程各種物料的在斗中運動規(guī)律有利于物料的流動，使裝土阻力最小，有利于將鏟斗充滿。

2

裝設(shè)斗齒，以增大鏟斗對挖掘物料的線壓比，斗持及斗形參數(shù)具有較小單位切削阻力，便于切入及破碎土壤。斗齒應(yīng)

3

為式裝載鏟斗的物料不易掉出，斗款與

4

物料易于卸凈，縮短卸載時間，并提高鏟斗的容積效率。

1.2.2結(jié)構(gòu)反鏟用的鏟斗形狀尺寸與其作業(yè)對象有很大關(guān)系。為了滿足各種挖掘機作業(yè)的需要，在同一臺挖掘機上可以配置多種形式的鏟斗，圖2－3、圖2－4分別為反用鏟斗的基本形式和常用形式鏟斗的斗齒采用裝配式，其形式有橡膠卡銷式和螺連接式。

鏟斗與液壓缸連接的結(jié)構(gòu)形式有四連桿機構(gòu)和六連桿機構(gòu)。其中四連桿機構(gòu)連接方式是鏟斗直接交接與液壓缸，使鏟斗轉(zhuǎn)角較小，工作力矩變化較大；六連桿機構(gòu)的特點是，在液壓缸活塞行程相同的條件下，鏟斗可以后的較大的轉(zhuǎn)角，并改善機構(gòu)的傳 動特性。

第三節(jié) 挖掘機的回轉(zhuǎn)裝置

01

回轉(zhuǎn)裝置

上部轉(zhuǎn)臺是液壓挖掘機三大組成部分之一。在轉(zhuǎn)臺上除了有發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、司機室、平衡重、油箱等以外，還有一個很重要的部分——回轉(zhuǎn)裝置。液壓挖掘機回轉(zhuǎn)裝置有轉(zhuǎn)臺、回轉(zhuǎn)支撐和回轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，如圖3－1所示，回轉(zhuǎn)裝置的外座圈用螺栓與轉(zhuǎn)臺連接，帶齒的內(nèi)座圈與底架用螺栓連接，內(nèi)外圈之間設(shè)有滾動體。挖掘機工作裝置作用在轉(zhuǎn)臺上的垂直載荷、水平載荷、和傾覆力矩通過回轉(zhuǎn)支撐的外座圈、滾動體和內(nèi)座轉(zhuǎn)傳給底架?；剞D(zhuǎn)機構(gòu)的殼體固定在轉(zhuǎn)臺上，用小齒輪與回轉(zhuǎn)支撐內(nèi)座圈上的齒圈相嚙合.小齒輪可繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，又可繞轉(zhuǎn)臺中心線公轉(zhuǎn)，當(dāng)回傳機構(gòu)工作時就像對底架進行回轉(zhuǎn)。

液壓挖掘機的回轉(zhuǎn)裝置必需能把轉(zhuǎn)臺支承在固定部分（下車）上。不能傾翻倒，并應(yīng)使回轉(zhuǎn)輕便靈活。為此，液壓挖掘機都設(shè)置了回轉(zhuǎn)支承裝置（起支承作用）和回轉(zhuǎn)傳動裝置（驅(qū)動轉(zhuǎn)臺回轉(zhuǎn)），并統(tǒng)稱為液壓挖掘機的回轉(zhuǎn)裝置

02

回轉(zhuǎn)支承的主要結(jié)構(gòu)形式

1．轉(zhuǎn)柱式回轉(zhuǎn)支承

擺動式液壓馬達驅(qū)動的轉(zhuǎn)柱式支承如圖3-2所示。它由固定在回轉(zhuǎn)體1上的上、下支承軸4和6，上、下軸座3和7組成。軸承座用螺栓固定在機架5上?；剞D(zhuǎn)體與支承軸組成轉(zhuǎn)柱，插入軸承座的軸承中。外殼固定在機架5上的擺動液壓缸輸出軸插入下支承軸6內(nèi)，驅(qū)動回轉(zhuǎn)體相對于機架轉(zhuǎn)動?；剞D(zhuǎn)體常做成“匚”形，以避免與回轉(zhuǎn)機構(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)。

2．滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承

滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承實際上就是一個大直徑的滾動軸承。它與普通軸承的最大區(qū)別是它的轉(zhuǎn)速很慢。挖掘機的回轉(zhuǎn)速度在5~11r/min之間。此外，一般軸承滾道中心直徑和高度比為4~5，而回轉(zhuǎn)支承則達10~15。所以，這種軸承的剛度較差，工作中要靠支承連接結(jié)構(gòu)來保證。

滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承的典型構(gòu)造如圖3-3所示。內(nèi)座圈或外座圈可加工成內(nèi)齒圈或外齒圈。帶齒圈的座圈為固定圈，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，用螺栓與挖掘機轉(zhuǎn)臺連接。裝配時可先把座圈1、3和滾動體8裝好，形成一個完整的部件，然后再與挖掘機組裝。為保證轉(zhuǎn)動靈活，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，裝配和修理時可以調(diào)整間隙。隔離體7用來防止相鄰滾動體8間的擠壓，減少滾動體的磨損，并起導(dǎo)向作用。滾動體可以是滾珠或滾柱。

滾動軸承式回轉(zhuǎn)支撐機構(gòu)廣泛