挖掘机培训实用教材Word下载.docx

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v最小的挖掘机：

（研究阶段）日本正在研究进入人体血管的医用挖掘机。

v生产历史最悠久的国家：

美国

v最早采用液压技术的国家：

德国

v发展最快的国家：

日本

v需求增长最快的国家：

中国

1-4挖掘机按机重分类

微型挖掘机：

整机重量≤6t

小型挖掘机：

6t＜整机重量≤13t

中型挖掘机：

13t＜整机重量≤40t

大型挖掘机：

40t＜整机重量≤100t

特大型挖掘机：

100t＜整机重量

2-1履带式挖掘机基本结构

2-2液压挖掘机工作原理

2-3液压挖掘机工作特点

2-4相关知识

v多自由度作业机械。

v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；

v上部回转平台绕垂直轴旋转；

v远距离悬臂挖掘和卸料；

v靠履带转移或移动整机的工作掌子面。

v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。

v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。

v切削阻力是变化的。

随土的性质如粘性、干性、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。

v切削阻力一般用实验方法获得，也可以按经验公式计算。

v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，铲斗的形状等可以减小切削阻力。

v只有主动挖掘力大于切削阻力时才能完成挖掘。

3-1操作重量

3-2发动机功率

3-3斗容

3-4挖掘力

3-5工作范围

3-6运输尺寸

3-7回转速度和扭矩

3-8行走速度和牵引力

3-9爬坡能力

3-10接地比压

3-11噪音

3-12提升能力

3-13生产率

v操作重量是挖掘机三个主参数（操作重量，发动机功率，斗容）之一。

v操作重量决定了挖掘机的级别，决定了挖掘机挖掘力的上限。

如果挖掘力超过这个极限，在反铲的情况下，挖掘机将打滑，并被向前拉动，这非常危险。

在正铲情况下，挖掘机将向后打滑。

挖掘力≦m´

工作重量m：

地面和履带间的附着力系数

v挖掘机三种主要重量。

操作重量：

带标准工作装置、司机、加满燃油；

运输重量：

不含司机、含10%燃油；

主机重量：

不含工作装置。

3-2发动机功率?

v发动机功率是挖掘机三个主参数（操作重量，发动机功率，斗容）之一。

v总功率SAEJ1995（grosshorsepower）

指在没有消耗功率附件，如消音器、风扇、交流发电机及空气滤清器的情况下，在发动机飞轮上测得的输出功率。

v净功率SAEJ1349；

ISO9249（nethorsepower）

A、指在装有全部消耗功率附件，如消音器、风扇、发电机及空气滤清器的情况下，在发动机飞轮上测得的输出功率。

（GB,VOLVO）

B、指在装有发动机运行必须的消耗功率附件，一般为风扇的情况下，在发动机飞轮上测得的输出功率。

（ISO）

v额定功率（ratedhorsepower）

定义：

v飞轮功率（flywheelhorsepower）

v斗容是挖掘机三个主参数（操作重量，发动机功率，斗容）之一。

v斗容一般分为堆装和平装两种，挖掘机常用标定斗容为堆装。

v铲斗堆装容量有两种计算标准。

SAE、PCSA、ISO、GB标准：

1：

1堆装；

CECE标准：

2堆装。

v包括斗杆挖掘力和铲斗挖掘力。

v两个挖掘力的动力不同，斗杆挖掘力来自斗杆油缸，铲斗挖掘力来自铲斗油缸。

v挖掘力的作用点有两种计算标准。

ISO标准：

作用在铲斗刀板边缘；

SAE、PCSA、GB标准：

作用在斗齿尖。

A

最大挖掘半径

B

最大地面挖掘半径

C

最大挖掘深度

D

最大挖掘深度（8′水平）

E

最大垂直挖掘深度

F

最大挖掘高度

G

最大卸载高度

H

最小回转半径

上部机构总宽度

发动机罩总高度

I

轨距

总宽度

配重离地间隙

J

履带板宽度

驾驶室总高度

轮距

K

最小离地间隙

尾部回转半径

下部行走体长度

L

总长度

M

动臂总高度

v回转速度：

挖掘机空载时，稳定回转所能达到的平均最大速度。

v标注的回转速度，既不是指起动时，也不是指制动时的回转速度。

对于一般的挖掘工况，挖掘机在0°

～180°

的范围内工作时，回转马达有加速和减速，当转到270°

～360°

范围内时，回转速度达到稳定。

v在实际的挖掘工作中，标注的回转速度并无实际意义

v需要的实际回转性能可用回转扭矩表示。

3-8行走速度与牵引力

v对于履带式挖掘机而言，行走时间大概占整个工作时间的10%。

v双速可以满足挖掘机的行走性能。

v牵引力是指挖掘机行走时所产生的力，主要影响因素包括行走马达低速档排量、工作压力、驱动轮节圆直径、机重。

v牵引力/机重=0.7~0.85

v行走速度与牵引力表明了挖掘机行走的机动灵活性及其行走能力。

v爬坡能力是指爬坡、下坡，或在一个坚实、平整的坡上停止的能力。

v两种表示方法：

角度，百分比。

爬坡角度θ，一般为35°

。

tanθ=b/a，一般为70%。

tanθ=b/a，一般为70%。

☆微型机指标一般为30°

或58%。

v接地比压的大小决定了挖掘机适合工作的地面条件。

v接地压力指机器重量对地面产生的压力。

v理论值。

因为履带不能完全与地面接触；

由于整机重心的偏移，履带上的压力不均匀。

v挖掘机的噪音主要来源于发动机。

v两种噪音：

司机耳边噪音

机外幅射噪音

v提升能力是指额定稳定提升能力或额定液压提升能力中较小的一个。

v额定稳定提升能力：

75%的倾翻载荷。

v额定液压提升能力：

87%的液压提升能力。

v生产率是挖掘机主要技术经济指标之一。

v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。

v技术生产率：

在“给定条件”下连续工作一小时的生产率。

v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。

4-1工作装置特点

4-2工作装置类别

4-3反铲装置

4-4其它工作装置

4-5工作装置组合应用

强度

v箱型截面、两种流行形式：

厚板小截面：

同等强度条件下，重量略大一些。

薄板大截面：

同等强度条件下，重量略小一些，但要仔细验算薄板是否失稳。

v最终目的：

重量轻，强度高，刚性好。

v有效的工具：

计算机有限元应力分析。

v可信的数据：

实际电测应力分析。

应力

v应力集中：

如支耳，孔，焊缝（贴角，对接，坡口），形状突变，焊缝过于集中，不同材料的焊接性能（板材与铸锻件）等。

v板材质量。

v焊缝的疲劳强度。

实践证明，破碎锤更容易使构件发生疲劳破坏。

v控制焊接变形。

v去应力措施：

振动，打磨，时效等。

要求耐磨的部分

v斗齿：

主斗齿、齿体、侧斗齿。

v刀板：

主刀板、侧刀板。

v销轴：

中碳合金钢+中频淬火。

v轴套：

⑴调质处理的中碳合金钢钢基+内壁喷涂自润滑和减磨及耐磨材料，⑵铜基镶嵌式，⑶方便调整的T型套端面喷涂碳化钨，⑷表面处理的高硬度合金钢。

v调整垫片：

钢制、高分子材料如橡胶和树脂。

v工作装置是挖掘机的主要组成部分之一。

可以更换的多种工作装置极大地拓展了挖掘机的应用。

v常见的工作装置类型有：

铲斗：

以挖掘、装载物料为主，包括反铲、正铲；

抓斗：

深井作业、装卸物料；

吸盘：

吸盘可以吸附废钢等材料，包括电磁吸盘和永久吸盘；

破碎锤：

破碎水泥、石块，拆除作业；

液压剪：

剪断水泥建筑的钢筋等；

液压螺旋钻：

钻孔、取土。

v反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构型式，主要用于挖掘停机面以下土壤。

v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转动，完成挖掘、提升和卸土等动作。

4-3反铲装置——铲斗

针对不同的作业对象，选取不同的铲斗。

v有利于物料的自由流动。

v使物料易于卸净。

v铲斗宽度与物料颗粒直径之比应大于4:

1。

v利用斗齿增大挖掘线比压，以便于切削。

铲斗宽度选择的原则

v宽的铲斗适用于较软的土壤，窄的铲斗适用于较硬的物料。

v铲斗宽度与单位挖掘力成反比，宽度越小，单位挖掘力越大。

铲斗的宽度与大小臂的寿命

v预期的小臂和大臂的寿命周期取决于铲斗的宽度。

铲斗的容量要与机器相匹配

如果选取的铲斗比推荐的容量大得多，挖掘机的瞬时转动惯量将会变得很大。

这使循环周期增长，且对整个机器的寿命和稳定性都有不利影响；

对液压部件、大臂、小臂和机架同样也有不利影响。

大小臂