挖掘机械

[拼音]：wajue jixie

[外文]：excavator

用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙及经过预松后的岩石和矿石。一般工程中约60％的土方量、露天矿山80％的剥离量和采掘量是用挖掘机械完成的。挖掘机械分为单斗挖掘机和多斗挖掘机两类（图1）。单斗挖掘机的作业是周期性的，多斗挖掘机的作业是连续性的。

简史

单斗挖掘机的发展大致可分为 4个阶段。

（1）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3。

（2）1833～1910年的蒸汽铲阶段。1833～1836年，美国人W.S.奥蒂斯设计和制造了第一台蒸汽机驱动、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。70年代经过改进的蒸汽铲正式生产并应用于露天矿剥离。1880年生现了第一批以拖拉机为底盘的半回转式蒸汽铲。

（3）20世纪初至40年代末的动力和行走装置多样化阶段。1910年出现了第一台电机驱动的单斗挖掘机；1912年出现了汽油机和煤油机驱动的全回转式单斗挖掘机；1916年出产了柴油发电机驱动的单斗挖掘机；1924年柴油机直接驱动开始用于单斗挖掘机上。履带式行走装置于1910年开始采用。轮胎式行走装置随着汽车工业的发展，广泛用于小型挖掘机。30年代，出现了步行式行走装置。

（4）50年代以后的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。

多斗挖掘机也有 100多年的历史。法国于1860年生产了世界上最早的结构比较成熟的多斗挖掘机，用于苏伊士运河开挖工程。1889年，美国生产的多斗挖沟机可挖宽0.29米、深1.4米的沟渠。19世纪末，斗轮挖掘机在德国褐煤采掘中得到广泛应用，至1958年每个铲斗容量已达3600升。苏联于1973年研制出生产率为5000米3/时的斗轮挖掘机。1977年，联邦德国制造了世界上最大的斗轮挖掘机，其生产率为24万米3／日。

结构

挖掘机械由动力装置、传动装置、行走装置和工作装置等组成。单斗挖掘机和斗轮挖掘机还有转台，多斗挖掘机还有物料输送装置。动力装置有柴油机、电动机、柴油发电机组或外电源变流机组。柴油机和电动机大多用于中、小型挖掘机械，用一台原动机集中驱动，两者可互换。柴油发电机组和外电源变流机组用于大、中型挖掘机械，用多台电机分散驱动。传动装置分机械式和液压式两种(见机械传动、液压传动)。行走装置用来支承机器、使机器变换工作位置和转移作业场地。多斗挖掘机中的链斗式挖掘机和环轮式挖掘机的铲斗随着行走装置的连续行走而切削土壤。行走装置有履带式、轮胎式、步行式、轨行式、浮游式和拖挂式等几种。作业场地固定、要求接地比压较低(一般在0.1兆帕左右)时用履带式；作业场地多变时用轮胎式；因施工条件特殊而必须架设专用轨道时，用轨行式；挖掘水下泥土用浮游式;小型单斗挖掘机的行走装置无动力源时，用拖挂式。作业场地固定、机器重量大又要求接地比压在0.07兆帕以下时，用步行式。步行式行走装置大多用于单斗挖掘机中的大、中型拉铲挖掘机和斗轮挖掘机。这种装置由圆形底座和两条对称安装在两侧的长方形履板组成。机器作业时，圆形底座压在地面上支承机器，两条履板离开地面，随转台一起转动。机器行走时，两条履板向前移动一段距离后下降与地面接触（图2a、b），驱动机构将圆形底座连同固定在其上的机体沿履板作纵向倾斜，使一端接地后沿地面向前拖动（图2c）。当机器重心越过两履板中点连线以后，圆形底座平落在地面上(图2d)，然后升起双履板，开始下一个循环。这样周而复始地使机器不断前进。工作装置包括铲斗和支承铲斗的构件，用于挖掘物料并运离作业面。