《挖掘机基础知识》PPT课件.ppt

1,挖掘机概述,挖掘机 基础知识 （初级）,2,基础知识,目录 第一部分 引言 第二部分 挖掘机的诞生与发展 第三部分 挖掘机的分类 第四部分 单斗反铲挖掘机是如何实现挖掘的 第五部分 土的切削问题 第六部分 挖掘机应具备的基本要求和功能 第七部分 挖掘力 第八部分 液压挖掘机 术语 第九部分 液压挖掘机 规格系列 基本参数 第十部分 液压挖掘机 技术条件,3,引言,第一部分 引 言 （初级）,4,引言,引言 现代施工的先头兵 高效的生产率 中国的挖掘机鼻祖与挖掘机产业的发展 中国挖掘机市场的变迁与现状 徐工挖掘机制造简介 徐工与卡特合资的经验与最新报导 我们肩负的责任与使命,5,引言,现代施工的先头兵 上世纪70年代一日本专家学者预测： 未来的发展， 挖掘机将取代推土机， 成为施工的先头兵。 原因：地形复杂、工况恶劣和土壤差别等。（如图1-1）,6,引言,示意图： 图1-1 靠近山坡修路,7,引言,高效的生产率 一台1立方米单斗挖掘机 相当于 400 多人工作量,8,引言,中国的挖掘机鼻祖与挖掘机产业的发展 抚顺挖掘机厂 鼻祖 1954年成功试制我国第一台1立方米单斗挖掘机 1957年成立挖掘机专业研究单位 抚顺挖掘机研究所 1961年我国生产工程机械拥有70家；其中挖掘机生产厂为6家，共3个品种，年产量200多台。 1961年我国第一机械工业部成立矿山工程机械局 1965年挖掘机生产厂为11家，共7个品种，年产量400余台。 1974年挖掘机生产厂为17家，共23个品种，年产量近千台。 八十年代初生产厂达二十多家，其中主要11家的总产量已达一千多台。,9,引言,八十年代我国挖掘机主要骨干企业 长江挖掘机厂、 杭州重型机械厂 上海建筑机械厂、 抚顺挖掘机厂 合肥矿山机器制造厂、北京建筑机械厂 贵阳矿山机器制造厂、中国一拖 山东推土机总厂、 黄河工程机械厂 江苏常林机械厂 以上企业尤其是抚挖及其研究所为：中国建设其功不可没。,10,引言,中国挖掘机市场的变迁与现状 九十年代初机械工业部情报研究所向工程机械行业发布信息 未来十年我国市场对0.8-1立方米单斗挖掘机需求大增 九二-九三年以徐工和柳工为代表的国有企业开始涉足挖掘机 九四-九六年挖掘机市场供需矛盾的初期，据不完全统计：国内生产、制造挖掘机企业猛增至100多家 九五年是外资品牌开始大量进驻中国市场初期 九九年工程机械协会公开报道：国产挖掘机全军覆没 九九年至今挖掘机需求量位居第二，目前已接近装载机，但在中国市场常用的工程机械中，其利润远远超过其他机种 九九年、二零零零年首先由柳工和徐工采用日本川崎液压系统 在中国的挖掘机外资制造企业，均具有核心技术知识产权 中国的挖掘机制造企业，所采用的关键零部件均依赖于进口 目前市场中使用的挖掘机并非是较优质的,11,引言,新兴的中国挖掘机企业 玉柴、（徐挖）、徐工、柳工、厦工、山河智能、 三一 、 中联、龙工等 挖掘机产业链 结构与钣金件、四轮一带、紧固件、液压辅件、 下料、焊接和机加工设备；工具、服装等企业 和受控的发动机、液压元件、传动箱 市场链 制造厂、代理商和顾客,12,引言,徐工与卡特合资的经验与最新报导 二零零零年徐工与卡特合资（破三个先例） 成功合资的经验 1、先进生产、制造管理模式 2、看到了不同与差距等 卡特彼勒（徐州）生产制造的挖掘机在市场的地位 龙头与方向标 最新报导 建筑机械技术与管理 2010.08期刊登,13,引言,消息：,14,引言,我们肩负的责任与使命 责任 努力的学习挖掘机知识 服务市场才能及时有效 故障现象描述精细准确 挖掘机的改进才能成功 使命 自己掌握自己的命运,15,引言,第二部分 挖掘机的诞生与发展 （初级）,16,挖掘机的诞生,1836年（距今约 ？ 年） 在疏浚意大利威尼斯运河，解决人 工无法挖掘的硬土层并提高效率。 以蒸汽机为动力，模拟人工掘土 工作的动力铲。,诞生 时期：,诞生 目的：,雏形：,17,挖掘机发展概述,首先最重要的是： 人们对挖掘作业过程的认识 你认识越精准模仿就越逼真 你想到作业时遇到问题越多 你所制造的挖掘机就越完美,18,挖掘机发展概述,挖掘机的发展： 实质上是随着 世界工业技术的发展 而 发 展,19,挖掘机发展概述,发展的几个阶段 1、蒸汽机的运用大约经历100年；其中，无回转变为 半回转和全回转，轨道行走变为履带行走。 2、内燃机与电动机产生于上个世纪并采用。 3、液压传动取代传统的机械传动是重要的飞跃。 4、操作方式的革新 机械变为动力助力操纵。 5、流量检测力反馈和系统压力直接检测加级间动态反馈 理论（路甬祥）。该理论从根本上改变了沿用100多 年的弗来明琴肯 流量控制方式及半个世纪以来传统 的维克斯 先导型压力控制方式。此发明推动了液压 工业的进步。,20,挖掘机发展概述,应用工程师运用这一理论 并与电子及计算机以及电子测试等技术有机结合 实现了 挖掘力的自动控制 作业模式自动控制 等等,21,挖掘机发展概述,目前挖掘机的核心技术就是： 挖 掘 力 自动控制技术,?,22,挖掘机概述,发展至今： 由于，施工需求不同、工况不同；生产了种类繁多的挖掘机。 故此，对挖掘机简介如下。,23,挖掘机分类,第三部分 挖掘机的分类 （初级）,24,分类,建筑型 采矿型 剥离型 隧道（洞）型,按用 途分,25,分类,单斗挖掘机 多斗挖掘机 周期作业式（一般为单斗） 连续作业式（一般为多斗） 反铲挖掘机 正铲挖掘机,按作业过程分,按铲斗数量分,按工作装置分,26,分类,履带式挖掘机 轮胎式挖掘机 另外，汽车式、步行式、轨道式和拖式浮 式（船舶式）专用水下采掘或港 口疏浚等,按行走方式分 GB/T9139-2008,27,图片1,单斗反铲履带式液压挖掘机,28,重点介绍的挖掘机,根据以上介绍 请解读 ？ 单斗反铲履带式 液压挖掘机,29,单斗反铲挖掘机,第四部分 单斗反铲挖掘机 是如何实现挖掘的 （初级）,30,思考与回答,问题： 1、铲松软土壤时，有斗齿好还是无斗齿好？ 2、为什么铲斗底板上要安装斗齿？ 3、斗齿形状为何是楔形？ 4、无斗齿，能挖掘沉积已久的原始土壤（硬土）吗？,2、 3、 4、,31,作用,挖掘机的主要作用： 挖掘土石 （人工无法挖掘的硬土层）,？,32,挖掘机的主要作用,图2,铲装松土对我来说太轻松 ！,我的主要本领是挖掘硬土！,33,硬土是如何被挖掘的,硬土（原始土壤）是怎样被挖掘的？ 当斗齿插入较硬土壤时，在楔形斗齿的压力作用下土壤受到挤压和剪切而开始变形；随着斗齿继续向原始土壤增加压力时，土体的原始结构逐步被破坏直至完全破坏 这种破坏实质上就是楔形斗齿将硬土崩裂一条缝隙，使铲斗底板沿着这条缝隙顺利的插入并装满铲斗，而实现挖掘。（参见图3）,34,如何实现挖掘硬土,示意图 图3,原始土壤被崩裂,这仅仅是一个问题,2,1,35,土的切削,第五部分 土的切削问题 （初级选修） （中级必修）,36,土的切削,挖掘机的工作对象： 土,?,37,土,土不仅是挖掘的对象 土又是挖掘机支承物,38,土的切削,了解或清楚土的切削问题其目的： 1、如何减少切削阻力 2、才能最大限度的发挥机器能力 3、提高作业效率 4、降低故障率、提高可靠性,39,土的切削,土的切削基本概念简介 1、切削土时的基本阻力 破坏原始土壤时所产生的阻力； 土的内摩擦力； 土与切削刀具间的摩擦力。 这三种阻力通常是同时并存的称切削阻力， 特别值得注意！以下两点对切削阻力影响较大： 土的性质、状态和切削的深度； 切削装置的形状 。 （接后）,40,土的切削,土的性质（硬度、黏度、湿度）或状态（层状、粒状、连续刨片状） 不仅影响切削阻力的变化 而且影响切削时的平稳性,41,土的切削,2、切削装置的基本参数 刀型切削装置 斗型切削装置 （参见图4、5）,切削装置,42,土的切削,刀型基本参数（影响阻力）： b L 尺寸参数： 角度参数： L：宽度 b ：长度 ：刃角 ：切削角 ：后角 图 4-1,43,土的切削,刀型基本参数（影响阻力）： D 尺寸参数： 角度参数： D：宽度 ：刃角 ：切削角 ：后角 图4-2,44,刀型,平刀刀型 图4-3,D,45,土的切削,斗型基本参数（影响阻力）： 尺寸参数： q : 斗容（R、B、r） 角度参数： ：刃角 ：切削角 ：后角 另外：刀型尺寸参数 a: 两刀型之间距离 图 5,R,r,B,a,46,土的切削,以上简介： 说明了刀型和斗型的相关参数这些参数 对切削阻力的影响是主要的。 有关刀型和斗型，其切削阻力的受力分析在 此不赘述，仅做了解（后面将给出受力分析及实验验 证所得出的结论）；只要我们对挖掘机制造先行者的研 究结果（成果）给予继承并很好的使用在我们的工作之 中，就能解释许多市场中所发生故障现象。 下面介绍： 各种土壤对挖掘难易程度的影响。,47,土的性质,土的主要性质 （常用以下参数描述） 1、容积重量（简称：容重或松散系数） KS=VS / V= s / 1 KS 松散系数 VS 等重松散土壤的容积 V 等重原始土壤的容积 s 松散土壤的容重（相同土质） 原始土壤的容重（相同土质） 结论：松散系数越大，就越难挖掘。,48,土的性质,2、土的抗剪强度和摩擦系数 T=0 F+N（公斤） T 土的颗粒之间对内位移的抵抗力 0 土的内聚力（公斤/厘米 ） F 受剪面积（厘米 ） N 受剪面积上垂直压力（公斤） 内摩擦系数,2,2,49,土的性质,内摩擦系数： =tg 土的内摩擦角（参见图6） 2-1、土与钢铁相对运动的摩擦力 T = N T 土与钢铁相对运动的摩擦力 N 土与钢铁表面的正压力 土与钢铁表面的摩擦系数 结论：当土确定时其抗剪强度与受剪面积、垂直力和土粒相对运动的摩擦 角以及土与钢铁表面的正压力和土与其相对运动的摩擦系数成正比,1,1,图6,50,土的性质,3、自然静止角 （或称：自然塌落角） 自然塌落角 松散土从高处卸下形成土堆时， 自然形成的土堆坡角（参见图7） 注意！ 塌落角的大小取决于土的种类和含水量。 我们把相同土质不同含水量分成三种状态：干土、潮土、湿土。 结论：潮土比干土和湿土更容易挖掘。,图7,51,土的性质,4、抗陷系数p0和地面最大的容许比压pmax 抗陷系数p0 就是挖掘机使地面沉陷1cm所需 的压力（公斤/平方厘米/厘米）。 h = p /p0 h 沉陷深度（厘米） p 作用比压或称接地比压（公斤/平方厘米） 最大的容许比压pmax的含义： 挖掘机最大的容许沉陷深度，若在实际作业中超过 这个数值，挖掘机将处于困境或无法工作。,52,土的性质,机械在各种土壤中最大的容许下沉深度（参考）：,53,培训教材,土的工程分类 土壤的级别： 通常把土和岩石按开挖的难易程度分为 十六级 （以下仅简介级土壤的识别）,54,培训教材,注意！ 1、 可开挖的土壤级别： 级 2、不可开挖的土壤 级以上需爆破后，可推运或装载。,55,培训教材, 级：砂和粉砂土、种植土； （铁锹开挖） 级：轻粘土、小砾石、夹有碎石的砂土、泥炭和 带根种植土； （铁锹，略用 丁字镐开挖） 级：亚粘土、重砂土、干黄土； （丁字镐，铁钎铁锹开挖） 级：重粘土、硬黄土、含石块的粘土、石块与粗石； （丁字镐铁钎，部分用楔子和锤开挖） 级： 密实硬黄土、轻质泥灰石、不坚实页岩； （铁钎、丁字镐冲击工具回部分爆破开挖） 级：岩石。 （爆破方法）,56,不得混淆的概念,切削阻力和挖掘力的区别 切削阻力 刀型切削装置切削土壤时的阻力。 挖掘力 斗型装置挖掘土壤时的阻力。 详见单斗反铲液压挖掘机挖掘力描述,57,土的性质,重要的是： 你能否将所学的 土的相关性质参数 应用在实际工作中,58,土的性质,思考题： 1、挖掘费力、困难，甚至无法成功挖掘。 2、松土中行走无力、转弯困难但能直走。 要求： 对以上两个思考题：请用最简单方法进行一些试验并采用通俗的解说来证实挖掘机正常的原因。,59,总结与结论,总结 影响切削阻力和挖掘力的主要因素： 1、土的性质和状态； 2、切削装置的形状和重量。,60,土的切削 总结与结论, 结 论 （ 影响挖掘的一些具体事项） 1、一般认为当切削角为20时 最合理，切削阻力最小。 2、原则上切削角小于 60；否则，将挖掘困难，甚至无法 挖掘。（ 参见图8） 3、铲斗上安装斗齿，对挖掘坚实（硬）土时，挖掘阻力可降 低615（切削阻力可降低1025）；但在松土中斗齿 反而增加挖掘阻力，不如采用平齿。 4、铲斗侧板（壁）无刃口阻力增加严重；故此，一般使侧边 后缩，向后倾角 3040。 5、当斗容量较大时,其各种综合影响相对较小。 6、切削端面尺寸和形状对切削（挖掘）的阻力影响很大。 当切削断面 F = b h 不变，增大切削厚度h减少切削宽 度；就可降低挖掘阻力。 （ 参见图9）,61,总结与结论,切削宽度与厚度的比值 F = b/ h3，也就是说：切削厚度不能太大；否则，切削（挖掘）阻力也增大 （参见图10）。 当基本保持切削宽度与厚度的比值 F = b/ h 不变时，而增大 切削面积，可降低切削（挖掘）阻力（参见图11）。 切削速度v挖掘力的影响： 一般认为斗齿尖的速度若比土的破坏速度（裂缝的传播速度）大，挖掘力大增； 当铲斗速度小于2.53.5米/秒，则对挖掘力没有太大影响； 当切削角不同而铲斗速度有较大变化时，对挖掘力有较大的影响； 例如：切削角=40而斗速由1米/秒增至7米/秒时，挖掘阻力增加28； 切削角=55而斗速由1米/秒增至7米/秒时，挖掘阻力增加78； 切削角=2235而斗速提高56米/秒时，挖掘阻力增加不大于1015； 挖掘方法的影响对挖掘阻力的影响很大；目前几乎均为刨切法。 另有已采用的滚切法，和处于研究之中的： 切削振动法降低土壤湿度法。 等等。,62,总结与结论,示意图 图8 切削角范围 图9 切削断面积不变 （即：增加厚度减少宽度）,1,3,2,2,h =0.8,h =1,b =2.5,b =2,斗齿, 60,2,斗 齿,h =0.8,减少挖掘阻力,2,斗 齿,b =1,h=2,63,总结与结论,示意图： 图10 过度增大切削厚度反而增加挖掘阻力则,2,b =0.5,h=4,b=1,b=2,h =0.8,b =2.5,2,2,2,h=1,h=2,减少切削宽度 增加切削厚度,b 0.5,阻力 增加,64,总结与结论,注意！ 图10的解释： 1、以上表达切削断面的宽度b（齿宽）和厚度h的关系，其数值仅做比 例参考； 2、切削断面的宽度不得太小：应b50cm， 当在 h =（0.10.33)b条件时；（例：b=50cm时， h = 516.5 cm） 结论：厚度h的变化对阻力的影响较小（ 56）； 当在 h = 0.5 b 条件时； （例：b=50cm时， h= 25 cm） 结论：厚度h的变化对阻力的影响较大（ 2530）；,65,总结与结论,条件：当F = b/ h 比值不变，增大切削面积。 结论：挖掘阻力反而降低，约1216。 图11 切削面积相似增大示意图,2,5,2.8,7,3.6,9,66,总结与结论,注意： F=b/h比值不变增大斗容可降低切削力 不得简单认为铲斗越大就越好 因切削土壤仅是挖掘过程一个重要环节 切削装置及土壤的重量决定挖掘的成败,67,总结与结论,挖掘的成败不能仅限于上述内容 他还包含着以下诸多问题 只有这些问题得到解决 才能成为一个可使用的挖掘机 可用的挖掘机并非优秀 优秀的一定是动作协调刚柔兼并高效,68,挖掘机应具备的,第六部分 挖掘机应具备的 基本功能和要求,69,选修课程,初级,70,挖掘机具备基本的功能,基本功能： 挖 运 卸,1,2,3,3,1,2,不能同时进行,周 期 作 业,71,对挖掘机基本要求,基本要求： 1、能挖土； 2、能运土； 3、能卸土； 4、能移动机器。,72,带着问题学习挖掘机,思考与回答 按下列两条要求 1、在一个完整挖掘作业循环中，出现对所制造的结构 不利、甚至是破坏？ 2、挖掘时遇到的各种情形（况）或问题？ 如：影响正常挖掘的效率、可靠性和耐久性人身 伤害等等问题。 请您举一例：,73,挖掘过程所遇到问题,请举12个例子： 1、？ 2、？,74,1、挖掘时机器不被拉动重量与闭锁问题； 2、土被挖出时刻机器平衡稳定的保持重心问题； 3、土被挖出时刻工作装置的速度变化失速问题； 4、挖掘时工作装置频繁受到侧载冲击疲劳问题； 5、挖掘时工作装置的“非”工作（作业）连杆状态闭锁问题； 6、挖掘困难甚至停止无法作业挖掘力控制问题； 7、负载适应范围（作业模式的转换）挖掘、平地和河堤修筑问题； 8、运土（回转）时启动的平稳性均加速问题； 9、高速回转（运土）作业效率问题； 10、运土（回转）过程制动时惯性缓冲制动缓冲问题；,围绕四项基本要求和整机要求提出的问题,75,11、卸土位置能否到位卸载高度问题； 12、卸土瞬间整机的晃动稳定性问题（同重心）; 13、挖掘作业所覆盖的范围主要参数问题； 14、行走时启动的平稳性平顺性问题； 15、行走轨迹的波动直线行走（安全）问题； 16、行走制动时的惯性制动缓冲问题； 17、行走遇障碍物时惯性遇障碍缓冲问题； 18、改变行走方向转弯问题； 19、挖掘机行走的爬坡能力牵引力问题； 20、挖掘机驻车制动能力溜坡（同序1闭锁）问题；,围绕四项基本要求和整机要求提出的问题,76,21、控制下坡行走失速能力平衡速度问题； 22、整机的塌陷程度接地比压问题； 23、行走减速机的绝对温升 24、作业能力的发挥功率与效率问题； 25、作业时的振动与噪音及排放环保问题； 26、驾驶挖掘机的难易程度操作问题； 27、结构零部件空间布置的合理性维修保养等问题。 28、防塌落或飞溅物安全问题； 29、最低离地间隙行走通过能力问题； 30、外形尺寸运输通过能力问题； 31、整机的适用性使用的范围与条件问题。,围绕四项基本要求和整机要求提出的问题,77,基本要求,解决上述基本问题 实质上就是 对挖掘机制造 基本要求的扩展,78,派生问题,1. 发动机 1.1 如何启动与熄火动力来源、操作方法与方便性等问题； 1.2 供油量的控制转速范围的稳定问题； 1.3 燃油油品的控制燃油中含水、杂质问题； 1.4 燃油总量持续使用时间的控制燃油箱容积储量问题； 1.5 转速失控“飞车”问题； 1.6 进气要求进气量、洁净度和温度控制问题； 1.7 排气要求环保与再利用问题； 1.8 机体绝对温度的上升值热平衡问题； 1.9 润滑系统状态阻塞、压力变化、热量传递等问题； 1.10 运动副的磨损润滑问题； 1.11气候恶劣及高海拔适应性高原问题； 1.12扭矩与转速关系问题或称适应性工作条件复杂、负载变化范围大 问题； 1.13扭矩的储备挖掘时遇到较大阻力问题； 1.14功率的储备同用或增加外围设备问题,79,派生问题,2. 工作装置 2.1 各个绞轴的使用寿命润滑问题； 2.2 铲斗的使用寿命易损件的确定问题； 2.3 动臂、斗杆、连杆和摇杆（臂）的可靠性疲劳寿命问题； 2.4 工作装置的挠度结构件变形问题。 3. 回转机构 3.1制动器的型式高速回转制动器开或关（闭）与干或湿的选择问题； 3.2制动“结束”时刻惯性的反弹力（防摇摆）问题； 3.3上车静、动载荷的载体承受垂直载荷、倾复力矩和径向载荷并能低 速回转问题； 3.4减速机输出小齿轮与回转支承内齿圈的啮合倾复力矩对齿轮啮合面影 响问题； 3.5传动齿轮的磨损润滑问题； 3.6传动箱内的空气运动呼吸问题； 3.7回转马达输出转速与扭矩的关系传动箱舍取问题。,80,派生问题,4、行走机构 4.1 行走高、低速的设置效率问题； 4.2 终传动箱绝对温度的上升值散热或正确使用行走问题； 4.3 承载整机重量并使整机相对地面自由移动（行走）支 重与滚动问题； 4.4 履带总成的状态松紧度调整防塌落夹持与导向 问题； 4.5 防履带总成脱落夹轨器舍取的辨证关系问题； 4.6 适应地面行走情况传动方式的选择问题； 4.7 行走马达输出转速与扭矩的关系传动箱舍取问题； 4.8 零部件使用状态的预期方便更换易损件问题； 4.9 上下坡行走甚至转弯的安全性操作方法问题；,81,派生问题,5、液压系统 5.1 回路组合方式 5.1.1 并联回路各个执行元件均可获得等同的泵输出压力、复合动作问题； 5.1.2 串联回路每一个执行元件都获得泵输出的全流量问题； 5.1.3 顺序单动作回路每一个执行元件都获得最大压力工作问题； 5.1.4 复合回路综合解决各个执行元件的压力、流量和复合动作问题。 5.2 回路组合数量 5.2.1 单泵单回路将所有执行元件组成一个主回路（因诸多，淘汰不采用） 5.2.2 双泵单回路解决小负荷时，充分利用发动机功率。（但大负荷时反而浪费）。 5.2.3 双泵双回路负荷均衡分配问题； 5.2.4 三泵三回路解决大流量导致回转启动和制动过程中产生的较大转动惯量 5.3 功率的形式 5.3.1 恒功率根据外负荷（载）的变化，自动调节泵排量；解决：小负荷时增大作 业速度，而大负荷时则降低作业速度问题（在一定调节范围内，功率基本恒定）； 5.3.2 分功率解决双回路的油泵各自独立地进行恒功率调节变量问题； 5.3.3 全功率解决双回路的油泵同时被一个功率调节器同步控制相等流量问题； （控制条件：双回路中个压力之和PZ=PMAX+P0且必须满足：PMAXPZP0）； 5.3.4 交叉功率解决双回路功率均衡分配问题；,82,派生问题,5.4 容积调速替代节流调速压力损失大等问题； 5.4.1 变量-定量系统解决无级变速（量）问题； 5.4.2 定量-变量系统解决无级变速（量）问题； 5.4.3 变量-变量系统解决无级变速（量）及二次变速或扩 大变速范围问题； 5.5 典型回路 5.5.1 工作装置回路 5.5.1.1 铲斗回路挖掘与卸土问题； 5.5.1.2 斗杆回路挖掘与最大深度和半径问题； 5.5.1.3 动臂回路最大深度与半径和卸载高度问题； 5.5.1.4 油缸缓冲使用寿命问题；,83,派生问题,5.5.2 回转回路运土问题； 5.5.3 行走回路短距离转移施工地点问题； 5.5.3.1 行走回路中的中心回转接头因回转使管路 缠绕无法传送油液问题； 5.5.3.2 变量行走马达扩大变速范围问题； 5.5.4 其他回路 5.5.4.1 推土铲回路整理施工现场及支撑整机保持 工作稳定问题； 5.5.4.2 其他液压机具回路主要功能、作用转换问题。,84,派生问题,5.6 液压先导控制回路降低司机劳动强度、减小操纵力问题 5.6.1 减压式先导操纵阀控制阀芯开度（流量）或执行元件速度（转速）及执行 元件运动或旋转方向问题； 5.6.2控制整机动作与切断安全问题； 5.6.3无动力时控制工作装置自动下落安全问题； 5.6.4回转制动器的开启过程控制完全开启时刻的问题（或称待命机能）； 5.6.5回转制动器的开启与工作装置操作的关系操作工作装置时制动器是否开启 问题； 5.6.6制动器关闭过程控制完全关闭（制动）的时间与制动力矩变化率及摩擦片 寿命问题（或称延时制动问题）； 5.6.7行走高、低速的控制在允许范围内，提高较长距离行走时的效率问题； 5.6.8系统瞬间增压挖掘或行走遇到阻力较大问题； 5.6.9 预留压力信号接口合理选择（采集）怠速信号接口位置问题； 5.6.10 先导压力PX对功率调节器的控制双回路压力P1、P2与先导压力PX的对 泵1、2控制流量的自动控制问题；,85,派生问题,对挖掘机制造的基本要求：,86,选修课程,中级,87,遇到的问题,挖掘过程所遇到问题 是非常之多,88,诸多问题中选择几例,例如： 1、负流量控制挖掘等待时，能源无谓浪费问题； 2、交叉功率控制复合挖掘功率分配不均，造成的能源浪费问题； 3、回转优先功能斗杆与回转复合动作的时间比而影响作业效率问题； 4、防摇摆控制回转制动后出现转台往复运动问题； 5、手动或自动增压功能提高爬坡或挖掘能力问题； 6、油位的监测燃油吸空问题； 7、电压与充电的监测电瓶充不进电而继续使用导致的亏电甚至损坏问题； 8、冷却液温度的监测因高温引起的发动机损坏问题； 9、 吸油真空度的监测与报警液压泵吸空可能引起“烧泵”问题； 10、预热功能因气温低使发动机难启动问题。等等 在此我们不一一例举， 后面的学习将逐个展开。,89,功能与控制点的几点说明,下面我们对挖掘机及各系统 目前所具备功能和控制点以目录形式 进行全面浏览和了解 特别值得注意的是： 1、所有功能和控制点均针对相应的问题 2、记住了问题就为学习挖掘机奠定了基础 3、解决问题的技术是变化的但问题是不变的 4、为解决问题而学具有创造性为功能而习则窄,90,派生与扩展,根据挖掘机应具备的基本要求 和现代工业技术的发展与应用： 派生或扩展出挖掘机诸多 功能、监测与控制点,91,功能、监测与控制,1. 整机的控制 1.1 整机重量的控制 1.2 整机重心的控制 1.3 整机作业状态的监控 1.4 整机振动与噪音的控制 1.5 整机防塌陷的预防与控制 1.6 整机防撞、防塌落物的预防与控制（安全性） 1.7 整机作业的遥控（安全性） 1.8 可靠性的控制 1.9 整机故障的自诊断及远程监测 等,92,功能、监测与控制,2. 挖掘过程控制功能 2.1 挖掘的控制 2.1.1 切削角（挖掘力）的控制 2.1.2 改变切削方式的控制（刨切、改变切削角和振动切削等） 2.1.3 油缸密封的控制 2.1.4 油缸闭锁能力的控制 2.1.5 油缸运动失速的控制（铲斗出土时刻） 2.1.6 油缸的缓冲功能 2.1.7 挖掘（工作）装置的强度和挠度控制 2.1.8 工作（装置）机构范围及效率（速度）的控制 2.1.9 挖掘作业时回转制动解除功能 2.1.10 挖掘作业时整机防滑移功能,93,功能、监测与控制,2.2 运土（回转）过程的控制 2.2.1 启动迅速应平顺 2.2.2 制动解除应迅速（待命压力PG功能） 2.2.3 运土回转过程应高速 2.2.4 回转制动应缓冲（延时制动功能） 2.2.5 补油功能 2.2.6 防摇摆功能 2.2.7 回转优先功能 2.2.8 动臂优先功能 等,94,功能、监测与控制,2.3 卸土的控制 2.3.1 卸土应迅速彻底干净 2.3.2 油缸运动失速的控制（卸土） 2.3.3 推土板卸土法 2.3.4 抖动卸土法？ 2.4 挖土（工作）装置循环复位功能 2.4.1 手动优先或自动控制的选择功能 2.4.2 挖掘时动臂位置能自动修复的控制 2.4.3 动臂提升时铲斗位置能自动修复的控制 2.4.4 斗杆、动臂和铲斗三联动的复位动作控制,95,功能、监测与控制,3 挖掘地点转移应具备的功能 3.1 启动应平顺解除制动应迅速 3.2 应无级变速 3.3 多当变速（二速） 3.4 行走不跑偏 3.5 具备足够的转弯能力或原地转向功能 3.6 链条松紧度适宜 应防脱链或防过度磨损 3.7 应具备足够的牵引力或爬坡能力 3.8 行走遇障碍物时应缓冲 3.9 驻车制动不溜坡,96,功能、监测与控制,3.10 作业时驱动轮与链条不得相对滑移 3.11 下坡行走失速控制 3.12 行走遇障碍物时应缓冲 3.13 制动时应缓冲 4. 挖掘机操作的控制 4.1 发动机的控制 即转速或油门开度控制 4.2 液压先导操纵 4.3 操作的切断（安全性） 4.4 无动力操作功能（安全性）,97,功能、监测与控制,5. 挖掘机主要部件的监测与控制 5.1 发动机 5.1.1 发动机转速 怠速 额定转速 5.1.2 发动机机油压力 5.1.3 发动机机油量（油位） 5.1.4 发动机温度 高温、低温 5.1.5 发动机进、排气量及空气的污染 5.1.6 发动机工作时间（小时） 5.1.7 燃油量 5.2 液压系统 5.2.1 液压油污染程度或吸、回油能力等 5.2.2 液压油油温,98,功能、监测与控制,5.3 回转机构 5.3.1 回转减速机润滑油的质与量 5.3.2 回转机构正常运转时的声音特性 5.4 行走机构 5.4.1 行走减速机润滑油的质与量 5.4.2 行走机构正常运转时的声音特性 6. 液压系统的控制 6.1 压力的控制 6.2 流量的控制 6.3 方向的控制 6.4 系统升压控制 6.5 预留备用联接口（选装破碎锤或其他机具的控制）,99,功能、监测与控制,6.6 液压泵的控制 6.6.1 功率控制 6.6.1.1恒功率控制 6.6.1.2总功率控制 6.6.1.3压力切断控制 6.6.1.4变功率控制 6.6.2 流量控制 6.6.2.1手动流量控制 6.6.2.2正流量控制 6.6.2.3负流量控制 6.6.2.4最大流量二段控制 6.6.2.5负荷传感控制 6.6.2.6电气流量控制,100,功能、监测与控制,6.6.3 组合控制 6.6.3.1 总功率控制系统 6.6.3.2 分功率控制系统 6.6.3.3 交叉功率控制系统 6.6.3.4 总功率控制和压力切断控制回路 6.6.3.5 正流量控制回路 6.6.3.6 负流量控制回路 6.6.3.7 负荷传感控制回路 6.6.3.8 负流量控制、压力切断控制和总功率控制回路 6.6.3.9 压力切断控制、回转扭矩控制和总功率控制 6.6.3.10泵调节器电子化的负荷传感功率控制系统,101,功能、监测与控制,6.7 液压控制阀的控制系统 6.7.1 先导型控制系统 6.7.1.1 机液先导型 6.7.1.2 电液先导型 6.7.2 负荷传感控制系统 6.7.3 完全负荷传感控制系统 6.7.4 带次级压力补偿的负荷传感系统,102,功能、监测与控制,7. 动力源 7.1 蓄电池（瓶） 7.1.1 能量的储存与释放 7.1.2 蓄能状态的监测 7.2 发电 7.2.1 交流发动机 7.2.2 整流控制 7.2.3 充（发）电的监测,103,功能、监测与控制,7.3 发动机的启动与停车（熄火） 7.3.1 启动开关 7.3.2 启动马达（电机） 7.3.2.1 碳刷 7.3.2.2 离合器 7.3.3 停车 手动与熄火电磁阀 7.4 其他 7.4.1 仪表灯、工作灯 7.4.2 蜂鸣器、喇叭 7.4.3 洗涤器、雨刮器、点烟器、收音机、空调暖风机等,104,说 明,上述 挖掘机基础知识 有些内容略显抽象 为进一步加深对挖掘机的认识、理解 和再学习打下坚实的基础；下面针对 挖掘力进行专题论述。,105,挖掘力,第七部分 挖 掘 力 （初级选修） （中级必修）,106,术 语,第八部分 液压挖掘机 术语 （GB/T 6572.11997）,107,术 语,分类 名词术语 性能术语,术 语,108,术 语,名词术语 （初级必修）,109,名词术语,1、液压挖掘机 用一个液压系统来操纵安 装在主机上的工作装置。 2、主机 不带工作装置的液压挖掘机，必须含安装工作装置时的连接件。 3、工作装置 为执行基本设计功能，安装在主机上的一组零件。 4、附属装置 为一个特定的用途，安装在主机上的一组可选零件的总成。 5、部件 主机、工作装置或附属装置的零件总成。,110,名词术语,6、主机部件名称 6.1 下部总成 6.2 回转支承 6.3 上部总成 6.4 司机室 6.5 配重 6.6 回转平台 6.7 履带架 6.8 履带总成 6.9 引导轮 6.10 驱动轮,111,名词术语,7、反铲工作装置（按挖掘曲线） 反铲工作装置由动臂、斗杆、连杆和反铲斗组成，其切削方向一般向着主机。它主要用于停机地平面以下的挖掘作业。 8、抓铲工作装置 抓铲工作装置由动臂、斗杆和带连杆的抓斗组成。一般在垂直方向进行挖掘和抓取作业，在基准地平面上、下进行卸料作业。 9、尺寸 （与工作装置无关即主机） 10、尺寸 （与工作装置相关或工地转移运输）,112,名词术语,11、机器部件名称 11.1反铲工作装置 11.1.1 动臂绞轴 11.1.2 动臂 11.1.3 前端安装的整体式动臂 11.1.4 回转式动臂 11.1.5 动臂液压缸,113,名词术语,11.2.1 斗杆绞轴 11.2.2 斗杆 11.2.3 斗杆液压缸 11.3.1 铲斗绞轴 11.3.2 铲斗 11.3.3 铲斗液压缸 11.3.4 切削刃 11.3.5 斗齿 11.3.6 斗边切削刃 11.3.7 侧板 11.3.8 斗边齿 11.3.9 吊钩或吊环 11.3.10 斗齿套,114,名词术语,11.4.1 摇臂连杆 11.4.2 铲斗连杆 11.5.1 附属支座 11.5.2 快换接头 11.6 其他 11.6.1 排土铲斗（推顶式） 11.6.2 沟（濠）清理铲斗 11.6.3 翼形铲斗 11.6.4 抓铲 11.7 机具 11.7.1 多抓夹具,115,术 语,性能术语 （初级选修） （中级必修）,116,性能术语,1、净功率 发动机安装了全部附件（包括进气和排气系统，进气管道的预热装置，水冷、风冷和电气装置，增加装置及抗污染装置等），在试验台上（在相应的转速下）由曲轴末端或适当部位输出的功率。如果只有安装变速器的条件才能测量该功率，则应计入变速器的效率。,117,性能术语,2、最大（高）行驶速度 3、最大回转速度 上部总成的最大回转速度。 4、挖掘力 对于装有正铲或反铲装置的挖掘机， 其挖掘机 力是在单独操作铲斗液压缸或斗杆液压缸时， 在铲 斗齿尖上所产生的实际实际力。 对于装有抓铲装置的挖掘机其挖掘机力（ 或 称抓铲闭合力）是抓铲闭合时， 在抓铲切削刃或 齿尖运动轨迹切线方向上所产生的实际作用力。,118,性能术语,4.1 铲斗挖掘力（破碎挖掘力） 单独操作铲斗液压缸时，在铲斗斗齿尖端 运动轨迹的切线方向上所产生的最大挖掘力。 4.2 斗杆挖掘力 单独操作斗杆液压缸时，在铲斗斗齿尖端 运动轨迹的切线方向上所产生的最大挖掘力。 5、 起重能力 有起重量和相应的载荷半径所表示。,119,性能术语,6 质量 6.1 工作质量 包括带有制造厂规定的工作装置、司机（75kg）、燃油箱 加足燃油、并且润滑系统、液压系统和冷却系统亦加足液体时 的主机质量。 6.2 运输质量 不包括司机，包括润滑系统、液压系统和冷却系统加足液 体，燃油箱加10的燃油，带或不带制造厂规定的工作装置、 司机室、机棚或落物保护机构（FOPS）。 6.3 司机室、机棚或落物保护机构（FOPS）的质量 包括司机室、机棚或落物保护机构（FOPS）本身的质量和 把其安装到主机上所需连接件的质量。,120,性能术语,7、 商业文件的技术内容 按国际单位编制商业文件时，其技术内容示例如下： 7.1 发动机（典型特例） 制造厂和型号 柴油机（压燃式）或点火式 冲程型式（2或4冲程） 自然进气，机械式增压或涡轮增压 气缸数量 缸径 冲程 排量 冷却系统（冷风或冷水） 燃油型号 净功率 在 r/min 最大扭矩 在 r/min 启动机型号 系统电压 额定功率时的最大海拔高度,121,性能术语,7.2 液压系统 液压泵型式 液压泵数量 调整方式 在 压力下，液压泵的最大流量 在 压力（工作回路压力）下，液压 泵的最小流量 工作回路压力 液压缸（数量和尺寸）,122,性能术语,7.3 系统的液体容积 燃油箱 液压系统 液压油箱 冷却系统 发动机曲轴箱 终传动箱 回转传动箱,123,性能术语,7.4 过滤系统 7.5 履带式挖掘机 7.5.1 履带 型式 尺寸 接地面积（按定义的方法计算） 履带板数量（每侧） 托链轮数量（每侧） 支重轮数量（每侧）,124,性能术语,7.5.2 制动系统 7.5.2.1 制动器 履带挖掘机，其制动器对 行车、辅助和停（驻）车制动无任何区别； 一般均为常闭、液压、片式、湿式制动器。 制动器的开启应同步或略提前于操作的自动控 制，而制动器的关闭通常均为平顺（即延时缓冲） 7.5.2.1.1 行车制动器 7.5.2.1.2 辅助制动器 7.5.2.1.3 停车制动器,125,性能术语,8、尺寸 8.1 主机尺寸 8.1.1 司机室高度H 24 8.1.2 履带总成高度H 25 8.1.3 上部总成的离地高度 H 26 8.1.4 下部总成的总宽 W 16 8.1.5 上部总成的总宽 W 17 8.1.6 上部总成右侧至回转中心总宽 W 18 8.1.7 司机室宽度 W 19 8.1.8 履带最大总宽 W 20 8.1.9 履带轨迹 W 21,126,性能术语,8.1.10 履带总成长度 L 14 8.1.11 回转中心至驱动轮轴的距离 L 15 8.1.12 回转中心至上部总成尾部的距离 L 16 8.1.13 司机室中长 L 17 8.1.14 尾部回转半径 R 4 （短尾。否则R 4 = L 16） 8.2 工作装置/附属装置作业尺寸 8.2.1 最大挖掘高度 HH 20 8.2.2 铲斗绞轴的最大高度 HH 21 8.2.3 铲斗最大卸载高度 H 22 8.2.4 最大卸载高度 H 23,127,性能术语,8.2.5 最大挖掘深度 H 24 8.2.6 最大垂直挖掘深度 H 25 8.2.7 水平底面为2.5米时最大挖掘深度 HH 26 8.2.8 工地内转移时工作装置的总高 HH 28 8.2.9 运输状态时工作装置的总高 HH 29 8.2.10 行驶时工作装置的总高 HH 30 8.2.11 运输总长 LL 8 8.2.12 工地内转移时总长 LL 9 8.2.13 行驶时总长 LL 10,128,性能术语,8.2.14 回转中心至工作装置前端的距离 L 11 8.2.15 运输状态时回转中心至工作装置前端的距离 L 16 8.2.16 最大挖掘半径 RR 1 8.2.17 基准地平面最大挖掘半径 RR 2 8.2.18 最大挖掘深度时的挖掘半径 RR 3 8.2.19 在GRP上的最小挖掘半径 RR 4 8.2.20 最大高度的卸载半径 RR 5 8.2.21 最大高度的挖掘半径 RR 6 8.2.22 最小挖掘半径 RR 9,129,尺寸 示意图,示意图： 参见下列标准 （GB/T 6572.11997）,130,性能术语,术 语 是挖掘机专用语言 希望我们书面沟通时 尽可能采用术语,131,系列 参数,第九部分 液压挖掘机 规格系列 主要参数 （GB 91392008） （初级选修 中级必修）,132,系列 参数,主参数系列 （见表 9-1） 表 9-1 单位：吨（t）,133,系列 参数,微型挖掘机（T6 t ） 小型挖掘机（ 6t T13 t ） 中型挖掘机（ 13 t T40 t ） 大型挖掘机（ 40 t T100 t ） 特大型挖掘机（ T100 t ）,按工作质量 级别分,134,系列 参数,参数分类 基本参数 液压系统参数 作业范围参数 整机性能参数 尺寸参数 各类液体容量参数,液压挖掘机 主要参数,135,参 数,基本参数（见表9-2） 表9-2,3,136,参 数,反铲斗容量确定 （JG/T 5038.1-1993） （初级选修） （中级必修）,137,铲斗容量,铲斗容量的确定 1. 一般规定 1.1 铲斗内壁局部不连续部分，如：侧板