挖掘機械 excavator

wajue jixie
挖掘機械(卷名：機械工程)
excavator

　　用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙及經(jīng)過預(yù)松后的巖石和礦石。一般工程中約60％的土方量、露天礦山80％的剝離量和采掘量是用挖掘機械完成的。挖掘機械分為單斗挖掘機和多斗挖掘機兩類（圖1）。單斗挖掘機的作業(yè)是周期性的，多斗挖掘機的作業(yè)是連續(xù)性的。



　　簡史 　單斗挖掘機的發(fā)展大致可分為 4個階段。①16～18世紀(jì)的雛形階段。最早的挖掘機是以人力或畜力為動力用于挖深河底的浚泥船，鏟斗容量一般不超過0.2～0.3米3。②1833～1910年的蒸汽鏟階段。1833～1836年，美國人W.S.奧蒂斯設(shè)計和制造了第一臺蒸汽機驅(qū)動、鐵木混合結(jié)構(gòu)、半回轉(zhuǎn)、軌行式的單斗挖掘機，生產(chǎn)率為35米3／時，但由于經(jīng)濟性差沒有應(yīng)用。70年代經(jīng)過改進的蒸汽鏟正式生產(chǎn)并應(yīng)用于露天礦剝離。1880年生現(xiàn)了第一批以拖拉機為底盤的半回轉(zhuǎn)式蒸汽鏟。③20世紀(jì)初至40年代末的動力和行走裝置多樣化階段。1910年出現(xiàn)了第一臺電機驅(qū)動的單斗挖掘機；1912年出現(xiàn)了汽油機和煤油機驅(qū)動的全回轉(zhuǎn)式單斗挖掘機；1916年出產(chǎn)了柴油發(fā)電機驅(qū)動的單斗挖掘機；1924年柴油機直接驅(qū)動開始用于單斗挖掘機上。履帶式行走裝置于1910年開始采用。輪胎式行走裝置隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，廣泛用于小型挖掘機。30年代，出現(xiàn)了步行式行走裝置。④50年代以后的液壓化和大型化階段。50年代中期，聯(lián)邦德國和法國相繼研制出全回轉(zhuǎn)式液壓挖掘機，從此單斗挖掘機的發(fā)展進入一個新階段。
　　多斗挖掘機也有 100多年的歷史。法國于1860年生產(chǎn)了世界上最早的結(jié)構(gòu)比較成熟的多斗挖掘機，用于蘇伊士運河開挖工程。1889年，美國生產(chǎn)的多斗挖溝機可挖寬0.29米、深1.4米的溝渠。19世紀(jì)末，斗輪挖掘機在德國褐煤采掘中得到廣泛應(yīng)用，至1958年每個鏟斗容量已達(dá)3600升。蘇聯(lián)于1973年研制出生產(chǎn)率為5000米3/時的斗輪挖掘機。1977年，聯(lián)邦德國制造了世界上最大的斗輪挖掘機，其生產(chǎn)率為24萬米3／日。
　　結(jié)構(gòu) 　挖掘機械由動力裝置、傳動裝置、行走裝置和工作裝置等組成。單斗挖掘機和斗輪挖掘機還有轉(zhuǎn)臺，多斗挖掘機還有物料輸送裝置。動力裝置有柴油機、電動機、柴油發(fā)電機組或外電源變流機組。柴油機和電動機大多用于中、小型挖掘機械，用一臺原動機集中驅(qū)動，兩者可互換。柴油發(fā)電機組和外電源變流機組用于大、中型挖掘機械，用多臺電機分散驅(qū)動。傳動裝置分機械式和液壓式兩種(見機械傳動、液壓傳動)。行走裝置用來支承機器、使機器變換工作位置和轉(zhuǎn)移作業(yè)場地。多斗挖掘機中的鏈斗式挖掘機和環(huán)輪式挖掘機的鏟斗隨著行走裝置的連續(xù)行走而切削土壤。行走裝置有履帶式、輪胎式、步行式、軌行式、浮游式和拖掛式等幾種。作業(yè)場地固定、 要求接地比壓較低(一般在0.1兆帕左右)時用履帶式；作業(yè)場地多變時用輪胎式；因施工條件特殊而必須架設(shè)專用軌道時，用軌行式；挖掘水下泥土用浮游式;小型單斗挖掘機的行走裝置無動力源時，用拖掛式。作業(yè)場地固定、機器重量大又要求接地比壓在0.07兆帕以下時，用步行式。步行式行走裝置大多用于單斗挖掘機中的大、中型拉鏟挖掘機和斗輪挖掘機。這種裝置由圓形底座和兩條對稱安裝在兩側(cè)的長方形履板組成。機器作業(yè)時，圓形底座壓在地面上支承機器，兩條履板離開地面，隨轉(zhuǎn)臺一起轉(zhuǎn)動。機器行走時，兩條履板向前移動一段距離后下降與地面接觸（圖2a、b）， 驅(qū)動機構(gòu)將圓形底座連同固定在其上的機體沿履板作縱向傾斜，使一端接地后沿地面向前拖動（圖2c）。當(dāng)機器重心越過兩履板中點連線以后，圓形底座平落在地面上(圖2d)，然后升起雙履板，開始下一個循環(huán)。這樣周而復(fù)始地使機器不斷前進。工作裝置包括鏟斗和支承鏟斗的構(gòu)件，用于挖掘物料并運離作業(yè)面。



　　參考書目
　天津工程機械研究所編：《單斗液壓挖掘機》，中國建筑工業(yè)出版社，北京，1977。
　Н.Τ.Домбровсκий，С.α.Панκратов，Землеройные машины，Γостройиздат，Μосκва，1961． 
楊紅旗

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