1、浅析挖掘机工作原理及常见故障摘 要论文在搜集了国内外挖掘机液压系统相关资料的基础上，了解了挖掘机液压系统的发展历史，并对挖掘机液压系统的技术发展动态进行了分析总结。对挖掘机的各种工况进行了分析。SANY215C-8 型液压挖掘机由多个系统组成，包括液压系统，传动系统，操纵系统，工作装置，底架，转台，油箱，发动机安装等。主要致力于分析和设计中型液压挖掘机的液压系统。论文选择国内的质量和技术性能都接近设计要求的20t 挖掘机作为基型，并在此基础上参考了国外的先进机型，对挖掘机的特点进行浅析。挖掘机的优点是采用伺服先导操纵系统，造型美观，具备挖掘，抓物，钻孔，推土，清沟和破碎等功能。性能可靠，操作舒适，可广泛应用于建筑，市政，供水，供气，供电农林建关键词：液压挖掘机 、原理、保养、故障 引 言挖掘机是用来开挖土壤的机械。它是用铲斗上的钭齿切削土壤并装入铲斗内，装满土后提升铲斗并回转到卸土地点卸土，然后再使转台回转、铲斗下降到挖掘地面，进行下一次挖掘。挖掘机在建筑、筑路、水利、电力、采矿、石油、天然气管道铺设和军事工程中被广泛地使用。挖掘机主要用于筑路工程中壕沟的开挖，建筑工程中开挖基础，水利

　　2、工程中开挖沟渠、运河和疏通河道，在采石场、露天开采等工程中剥离和矿石的挖掘等。据统计，工程施工中60%的土石方量是靠挖掘机完成的。此外，挖掘机更换工作装置后还可进行浇筑、起重、安装、打桩、夯土和拔桩等作业。一、国内外挖掘机发展概况第一台手动挖掘机问世至今已有130多年历史，期间经历了由蒸汽驱动半回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动全回转挖掘机、应用机电一体化技术的全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。初期试制的液压挖掘机是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。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，产量猛增。19681970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%。我国的挖掘机生产起步较晚，从1954年抚顺挖掘机厂生产第一台斗容为1立方米的机械式单斗挖掘机至今，大体上经历了测绘仿制、自主研发和发展提高三个阶段。新中国成

　　3、立初期，以测绘仿制前苏联20世纪3040年代的W501、W502、W1001、W1002等型号机械式单斗挖掘机为主，开始了我国的挖掘机生产历史。由于当时国家经济建设的需要，先后建立起十多家挖掘机生产厂半岛官方app。1967年开始，我国自主研制液压挖掘机。早期开发成功的产品主要有伤害建筑机械厂的WY100型、贵阳矿山机器厂的W460型、合肥矿山机器厂的WY60型挖掘机等。随后又出现了长江挖掘机厂的WY160型和杭州重型机械厂的WY250型挖掘机等。它们为我国液压挖掘机行业的形成和发展迈出了极其重要的一步。到20世纪80年代末，我国挖掘机生产厂已有30多家，生产机型达40于种。中、小型液压挖掘机已形成系列，斗容有0.12.5立方米等12个等级、20多种型号，还生产0.54.0立方米以及大型矿用10立方米、12立方米机械传动单斗挖掘机，1立方米隧道挖掘机，4立方米长臂挖掘机，1000立方米/小时的排土机等，还开发了斗容0.25立方米的船用液压挖掘机，斗容0.4立、0.6、0.8立方米的水陆两用挖掘机等。但总的来说，我国挖掘机生产的批量小、分散，生产工艺及产品质量等与国际先进水平相比有很大的差距。改革开放

　　4、以来，积极引进、消化、吸收国外先进技术，以促进我国挖掘机行业的发展。其中贵阳矿山机器厂、上海建筑机械厂、合肥矿山机器厂、长江挖掘机厂等分别引进德国利勃海尔公司的A912、R912、R942、A922、R922、R962、R972、R982型液压挖掘机生产技术。稍后几年，杭州重型机械厂引进德国德玛克公司的H55和H85型液压挖掘机生产技术，北京建筑机械厂引进德国加凯公司的RH6和MH6型液压挖掘机制造技术。与此同时，还有山东推土机总厂、黄河工程机械厂、江西长林机械厂、山东临沂工程机械厂等联合引进了日本小松制作所得PC100、PC120、PC200、PC220、PC300、PC400型液压挖掘机（发动机除外）的全套制造技术。这些厂通过数年引进技术的消化、吸收、移植，使国产液压挖掘机产品的性能指标全面提高到20世纪80年代的国际水平，产量也逐年提高。由于国内对液压挖掘机需求量的不断增加且多样化，在国内大、中型企业产品结构的调整，牵动了一些其他机械行业的制造厂加入液压挖掘机行业。例如，中国第一拖拉机工程机械公司、广西玉柴股份有限公司、柳州工程机械厂等。这些企业经过几年的努力已达到一定的规模水平

　　5、。例如，玉柴机器股份有限公司在20世纪90年代初开发的小型液压挖掘机，连续多年批量出口欧美等国家，成为我国挖掘机行业能批量出口的企业。业内人士指出，我国单斗挖掘机应向全液压方向发展;斗容量宜控制在0.115立方米；而对于大型及多斗挖掘机，由于液压元件的制造、装配技术要求高，施工现场维修条件等，则仍已机械式为主。应着手研究运用电液控制技术，以实现液压挖掘机操纵的自动化。二、挖掘机的分类挖掘机分类一：常见的挖掘机按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。其中电动挖掘机主要应用在高原缺氧与地下矿井和一些易燃易爆的场所。 挖掘机分类二：按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机。图1 履带式挖掘机图2 轮式挖掘机挖掘机分类三：按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机1111械挖掘机主要用在一些大型矿山上。图3 矿山式挖掘机挖掘机分类四：按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别 挖掘机分类五：按照铲斗来分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机和反铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表

　　6、以下的物料。图4 正铲式挖掘机三、挖掘机工作装置的工作原理及基本构造单斗液压挖掘机的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和辅助设备等。常用的全回转式挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上车部分。因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上车部分和行走机构等三部分。图5 理履带式挖掘机构造挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转化成液压能，通过液压系统把液压能分配到各个执行元件（液压油缸、回转马达、行走马达），由各个执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。挖掘机各个运动和动力传输路线.行走动力传输路线：柴油机联接液压泵（机械能转化为液压能）主控阀中央回转接头行走马达（液压能转化为机械能）减速箱驱动轮轨链履带实现行走。2.回转运动功能传输路线：柴油机联接液压泵（机械能转化为液压能）主控阀回转马达（液压能转化为机械能）减速箱回转支承实现回转。3.动臂运动传输路线：柴油机联接液压泵（机械能转化为液压能）主控阀动臂油缸（

　　7、液压能转化为机械能）实现动臂运动。 4.斗杆运动传输路线：柴油机联接液压泵（机械能转化为液压能）主控阀斗杆油缸（液压能转化为机械能）实现斗杆运动。5.铲斗运动传输路线：柴油机联接液压泵（机械能转化为液压能）主控阀铲斗油缸（液压能转化为机械能）实现铲斗运动。机械系统的基本构造：1.动力装置单斗液压挖掘机的动力装置，多采用直立式多缸、水冷、一小时功率标定的柴油机。图6 柴油机2.传动系统单斗液压挖掘机的传动系统将柴油机的输出动力通过液压系统传递给工作装置、回转装置和行走机构等。图7主控阀3. 回转机构回转机构使工作装置及上车部分向左或向右回转，以便于进行挖掘和卸料。单斗液压挖掘机的回转装置必须能把上车部分支承在机架上，不能倾斜并使回转轻便灵活。所以，单斗液压挖掘机都设有回转支撑装置（起支撑作用）和回转传动装置（回转马达）驱动上车部分回转，它们统称为回转装置。回转支撑：单斗液压挖掘机用回转支撑的结构形式，实现上车部分的回转，回转支撑按结构形式分为转柱式和滚动轴承式两种。回转传动:全回转液压挖掘机回转装置的传动形式有直接传动和间接传动两种。直接传动：在低速大扭矩的输出轴上安装驱动小齿轮

　　8、，与回转齿圈啮合。现在的挖掘机一般都不采用这种结构形式。间接传动：由高速经齿轮减速器带动回转齿圈的简介传动结构形式。这种传动形式结构紧凑，具有较大的传动比，且齿轮的受力情况较好。轴向柱塞与同类型液压油泵的结构基本相同，许多零件可以通用，便于制造及维修，从而降低了成本。图8 回转平台4. 行走机构：行走机构支撑挖掘机的整机质量并完成行走任务。单斗液压挖掘机的履带式行走机构的基本结构与其他履带式机构大致相同，但它多采用两个各自驱动一条履带与回转装置的传动相似，可用高速小扭矩马达或低速大扭矩马达。两个同方向旋转时挖掘机将直线行驶；若只向一个供油，并将另一个制动，挖掘机则绕制动一侧的履带转向;若使左右两个反向旋转，挖掘机将进行原地转向。行走机构的各个零部件都安装在整体式行走架上。液压泵输出的液压油经过多路换向阀（主控阀）和中央回转接头进入行走，该马达将液压能转变为输出扭矩后，通过齿轮减速器传给驱动轮，最终卷绕履带以实现挖掘机的行走。单斗液压挖掘机大都采用组合式结构履带和平板型履带板没有明显履刺，虽附着性能差，但坚固耐用，对路面破坏

　　9、性小，适用于坚硬岩石地面作业或经常转场的作业。也有采用三履刺型履带板，接地面积较大，履刺切入土壤深度较浅，适用于挖掘机采石作业。实行标准化后规定挖掘机使用质量轻、强度高、结构简单和价格比较低的轨制履带板。专用于沼泽地的三角形履带板可降低接地比，提高挖掘机在松软地面上的通行能力。挖掘机的驱动轮均采用整体铸件，能与履带正确啮合、传动平衡。挖掘机行走时驱动轮应位于后部，使履带的张紧段较短，减少履带的摩擦、磨损和功率消耗。每条履带都设有张紧装置，以调整履带的张紧度，减少履带的震动噪声、摩擦、磨损以及功率损失。目前单斗液压挖掘机都采用液压张紧结构。其液压缸安装于缓冲弹簧内部，减小了外形尺寸。图9 行走机构5. 工作装置液压挖掘机工作装置的种类繁多（可达100多种），目前工程建设中应用最多的是反铲和破碎器。铰接式反铲是单斗液压挖掘机最常用的结构形式，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、提升和卸载等动作。动臂：动臂是反铲工作装置的主要部件，目前采用的最多的是整体式动臂，组合式动臂在作业情况复杂、多变的场合，现一般作为特殊配置。整体式动臂的优点是结构简单，质量轻而刚度大。其缺点是更换的工作装置少，通用性较差。多用于长期作业条件相似的挖掘机上。整体式动臂又可分为直动臂和弯动臂两种。其中直动臂结构简单、质量轻、制造方便，用于悬挂式液压挖掘机，但它不能使挖掘机获得较大的挖掘深度，不适用于通用挖掘机；弯动臂是目前应用最广泛的结构形式，与同长度的直动臂相比，可以使挖掘机有较大的挖掘深度，但降低了卸载高度，这正符合挖掘机反铲作业的要求。图10 斗杆图11 铲斗基本要求：铲斗的纵向刨面形状应适应挖掘过程各种物料在铲斗中运动规律，有利于物料的流动，使装载阻力最小，有利于将铲斗装满。装设钭齿，以增大铲斗对挖掘物料的线比压，钭齿及铲斗形状参数具有较小的单位切削阻力，便于切入及破碎土壤。钭齿应耐磨、易

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