单斗挖掘机-公路具体施工机械-20211113094846

挖掘机械用途：是用于挖掘与运移土石方的一种主要工程机械特点：节省劳动力减轻繁重的体力劳动降低生产成本分类：单斗挖掘机多斗挖掘机第一节

单斗挖掘机1定义：挖掘机是一种主要用于开挖土石方的施工机械。2工作过程：它是用铲斗上的斗齿切削土壤并装入斗内，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、铲斗下降到挖掘面，进行下一次挖掘。3用途：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。

4主要作业对象：挖掘机主要用于筑路工程中的路基开挖，建筑工程中开挖基础，水利工程中开挖沟渠、运河和疏浚河道，在采石场、露天开采等工程中剥离和矿石的挖掘等。据统计，工程施工中约60％的土石方量是靠挖掘机完成的。

5其它用途：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。1.1单斗挖掘机的概述挖掘机开挖沟渠挖掘机疏浚河道特点：1）挖掘力大，可以挖较硬的土壤和岩石2）工作装置可更换，以进行挖、装、填、吊、夯、抓、刨、钻等多种作业，使用范围大3）生产率高工作装置更换a）正铲b）反铲c）刨铲d）刮铲e）拉铲f）抓斗g）吊钩h）桩锤i）夯板1.2单斗挖掘机的分类按用途分为建筑型（通用型）、采矿型（专用型）、剥离型（专用型）、塔索型、隧

道挖掘机按动力分为电动、内燃机、复合式按传动方式分为机械、半液压、全液压按行走装置分为履带式、轮胎式、汽车式按工作装置分为正铲、反铲、拉铲、抓铲按适应工作环境分：适用于高原地区、寒冷地区、沼泽地区等；按铲斗容积分：轻型：铲斗容量在0.25—0.35m3之间的单斗挖掘机。中型；铲斗容量在0.35—1.5m3之间的单斗挖掘机。重型：铲斗容量在1.5m3以上的单斗挖掘机。8.按机重分类可分成：微型（小型）

G

≤6t中型16

t＜G≤40t大型40

t＜G≤100t中小型 6

t＜G

≤16t•••特大型 G

＞100t国内外普遍使用原则是：6t以下的小（微）型机以履带（全部）反铲为主，多用途10t-22t之间的挖掘机轮式与履式混用，以履式占绝大多数，挖掘为主兼顾多用途.22

t以上的挖掘机全部为履带式挖掘机40t以上的大型机以正铲为主，单用途：挖掘按用途建筑型按用途采矿型a）正铲b）反铲c）刨铲d）刮铲e）拉铲f）抓按传动方式机械传动式

①正铲挖掘机。正铲挖掘机是单斗挖掘机的

主要形式之一。在实际工作中，斗柄外伸以

2/3行程为佳，用来挖掘停机面以上的工作面。

②反铲挖掘机。反铲挖掘机是正铲挖掘机的一种换用工作装置。反铲在挖掘较窄的沟槽时．铲斗必须在提出工作面后才能回转，提

①刮铲：用来刮动停机面以上已经松动的上壤，进行坑道、沟槽、基坑等回填工作；

②拉铲挖掘机：铲斗做挠性连接。适用于挖掘停机面以下的工作面，适合水下作业。挖掘能力受铲斗自重的限制，I～IV级土壤。

③抓斗挖掘机：铲斗做挠性连接。可挖掘停机面以上或者以下的工作面，特别适合于挖掘深而边坡陡直的基坑和深井，也可进行水①装有吊钩的挖掘机——起重机。②桩锤用于进行打桩。③夯板用于夯实土壤。按传动方式液压传动式①反铲

反铲是中、小型液压挖掘机的主要工作装置，主要用于基坑开挖等停机面以下的土方工程，也可以挖停机面以上的土方工程。

液压挖掘机的挖土动作，主要靠挖掘机动臂、斗杆、铲斗的自重和各工作液压缸的推动力，因此，它的切削力较大。②正铲

主要用于挖掘停机面以上的工作面。由于液压挖掘机正铲的动臂摆幅能够变化，因此也能挖掘停机面以下工作面的土壤。

正铲的卸土方式有两种：前卸式和底卸式。用反铲改成的正铲斗只能用前卸式卸上；底卸式铲斗靠液压缸打开斗底卸土以降低卸土高度，减少土对运输车辆的冲击。

在挖掘比较松散的物料时，正铲斗可换装成装载斗。在整机重量不变的情况下，这种铲斗的斗容量可以增加到反铲斗容量的1.6～2倍。③抓斗液压抓斗根据作业对象的不同，其结构形状也不相同。

用于土方作业的抓斗，一般为双颚式，斗容量约等于正反铲的斗容量。

液压抓斗的抓取力比钢丝绳式抓斗大得多，其生产率也较钢丝绳抓斗高得多，作业质量也好。但其挖掘深度受动臂和斗杆限制，因此挖掘深度较浅。④起重吊钩

通用液压挖掘机只要在斗杆端部把铲斗换成吊钩，就可以成为液压起重机。

起重能力比一般起重机小得多，由于它机动灵活，在一些工程中(如铺设管道)效率比较高。

有时为了配合反铲作业，在吊装不太重的物体时，可以直接在反铲斗上安装吊钩。⑤其他工作装置液压挖掘机还可以配用其他装置以完成不同的作业。如配上液压镐，可进行岩石、混凝土路面的破碎；装上液压钻，可在地面上钻孔；装上松土器，可以耙松硬粘土和红砂岩等。大部分采用履带式：挖掘机一旦进入作业现场就不大移动，只行走较短的距离。地面接触面积大，能在较松软的地方作业，在凹凸不平的地面行驶时，能够承受猛烈的冲击。轮胎型的挖掘机，因其具有橡胶轮胎，机动性能好，适合于城市内的道路

和下水道施工。但不适用于松软地基部位的作业，因此

限定在小型范围内。按行走装置•履带式WK-55矿用挖掘机轮胎式汽车式

前面的附属装置因作业内容而异。附属装置

的开发工作仍在极积进行，品种也在增加。反铲装置：主要适用于从地表面向下挖掘，更换铲斗可进行各种作业。•标准反铲普通挖掘用铲斗•梯形铲斗适用于挖掘带有V形剖面的沟槽。•法面铲斗适用于填土斜面的成形和压实作业。按工作装置带推顶器的铲斗挖掘粘土时，带有刮土装置的铲斗。耙齿型铲斗适用于挖掘硬土，和拔树根等作业。单爪耙齿挖掘软岩石、硬土、拔树根等作用的大型爪式挖掘工具。抓铲适用于从地表面垂直挖掘和挖泥作业，用于土质松软部位的挖掘。正铲挖掘机反铲挖掘机拉铲挖掘机抓铲挖掘机1.3单斗挖掘机的工作过程及基本作业挖掘机作业过程挖掘机一个作业循环包括以下动作：１、挖掘——通过对铲斗、斗杆以及它们的复合动作，实现铲斗的破土、装土。２、满斗回转——铲斗装满土后，动臂提升、同时进行平台回转到卸土位置。３、卸土——平台回转到位后制动，由斗杆调节卸土半径，铲斗翻转卸土。４、回位——铲斗卸土，转台反转，动臂、斗杆配合，回到挖掘位置。工作装置的控制过程：作业时的五个工作动作：动臂升降、斗柄转动、挖斗转动、回转台回转、挖掘机行走➢工作过程：向铲斗液压缸小腔供油，斗扬起接通回转机构液压马达，转台转动至挖掘面向动臂液压缸小腔供油，液压缸回缩，动臂下降，铲斗接触挖掘面向斗杆液压缸或铲斗液压缸大腔供油，液压缸伸长，铲斗进行挖掘或装载作业斗装满后，停止操纵斗杆缸和铲斗缸，向动臂液压缸大腔供油，动臂举升离开挖掘面接通回转马达，斗转到卸载地点向斗杆液压缸和铲斗液压缸小腔供油，液压缸回缩，铲斗扬起卸土至此，完成一次工作循环。挖掘机的动作➢行走动作a.前后行进左右侧的履带架中都安装了行走用马达。左右行走马达上分别装有与各马达相对应的液压控制阀。操作该阀，

就产生行走动作。上部回转体到下部行走体的动力（液压）传动则通过回转中心上的中心接头传动。左右行走操作杆同时向前（或者向后）推，就能直进（前进或后退）。驾驶室位于惰轮侧的状态下，向惰轮侧行走称为前进，向传动链轮侧行走称为后退。另外，前进中，行走时履带链张紧侧为下侧松驰则为上侧，行走阻力比后退时的小，传动链轮与履带链之间的摩损少。所以，希望长距离行驶时，采用前进方向行驶。b.转向（枢轴换向)只要操纵左或右行走操纵杆，该操纵方向的马达就驱动，未操纵的那方的行走马达停止不动。因此，机体以停止的履带中心附近为中心回转，可改变向右（或者左）行进的方向。c.转向（回转换向）同时向相反方向操纵两根行走操纵杆，左右履带就相互向相反方向旋转。这时，能够回转，机体可改变方向。回转动作上部回转体和工作装置可与下部行走体呈360°回转。操纵回转操纵杆使回转马达工作即可实现回转。向右搬动回转操纵杆，就进行右回转（顺时针方向）；向左搬动操纵杆，就进行左回转（逆时针方向）。正铲作业正向开挖侧面开挖法中心开挖法反铲作业沟端开挖法沟侧开挖法拉铲作业沟端开挖法沟侧开挖法抓铲作业正铲挖掘正铲挖掘机外型如图所示。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作。正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土工作特点：“前进向上，强制切土”；挖土、装车效率高，易与汽车配合；正铲的开挖方式根据开挖路线与汽车相对位置的不同分为正向开挖、侧向装土以及正向开挖、后方装土两种。前者生产率较高。正铲的生产率主要决定于每斗作业的循环延续时间。为了提高其生产率，除了工作面高度必须满足装满土斗的要求之外，还要考虑开挖方式和与运土机械配合。尽量减少回转角度，缩短每个循环的延续时间。正铲挖掘a）正向开挖、侧向装土；b）正向开挖、后方装土反铲工作正铲挖掘反铲挖掘反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为4~6m，经济合理的挖土深度为3~5`m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。反铲的外型如图所示。加长臂反铲式挖土机工作特点：后退向下，强制切土”，可与汽车配合；反铲挖掘机的作业方式可用于路堑挖掘、填筑路堤、平面挖掘、建筑物基础的挖掘和沟槽挖掘等工程施工。反铲的开挖方式可以采用沟端开挖法，即

反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装

汽车运走（6.3.13/1-47a），也可采用沟侧开挖法，即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土

弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制（6.3.14/1-47b）。反铲挖掘沟端开挖一一挖宽0.7～1.7R，效率高、稳定性好；沟侧开挖一一挖宽0.5~0.8R。反铲挖掘图1-47反铲开挖方式a)

沟端开挖；

b)

沟侧开挖拉铲挖掘拉铲适用于一至三类的土，可开挖停机面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠，挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤坝等。其外形及工作状况如图所示。拉铲挖土时，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土时斗齿朝下，利用惯性，较湿的粘土也能卸净。但其开挖的边坡及坑底平整度较差，需更多的人工修坡（底）。它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种。拉铲挖土机特点：后退向下，自重切土。其挖土深度和挖土半径均较大。适于挖掘停机面以下较松软的土，可挖掘较深而宽的基坑、沟渠和河床。适用于开挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤坝拉铲挖掘抓铲挖掘机械传动抓铲外形如图所示。它适用于开挖较松软的土。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果。抓铲还可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿渣等松散材料。抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业。抓铲适用于开挖较松软的土。挖土特点是：直上直下，自重切土，挖土力较小。抓铲能在

回转半径范围内开挖基坑上任何位置的土方，

并可在任何高度上卸土（装车或弃土）。停机面以下、一～二类土的、面积小而深度较大的坑、井开挖。抓铲挖土时，对小型基坑，抓铲立于一侧

抓土；对较宽的基坑，则在两侧或四侧抓土。

抓铲应离基坑边一定距离，土方可直接装入自

卸汽车运走（图1），或堆弃在基坑旁或用推

土机推到远处堆放。抓挖淤泥时，抓斗易被淤

泥“吸住”，应避免起吊用力过猛，以防翻车。抓铲施工，一般均需加配重。图1抓铲挖土机挖土配套汽车数量

挖掘机挖土装车时，要合理确定汽车的容量和台数。

汽车的容量不要少于铲斗容量的3—4倍，否则由于装满一车的时间太短，汽车不容易配合得上；同时，汽车承载量过小时也容易受到损坏。汽车的台数应保证挖掘机能连续地进行挖装，即：

汽车的行驶速度是不会很均衡的，因此，实际的配套数应较算出的台数多加一两台。1.4单斗挖掘机的构造单斗挖掘机的总体结构包括动力装置、传动系统、工作装置、回转机构、行走机构、操纵机构和辅助设备等，如图所示。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。单斗挖掘机的适用范围单斗挖掘机各种工作装置适用范围如下:(I)正铲挖掘机用于挖掘停机面以上的土壤。挖掘和推压能力(机械式)较大，适用在I一IV级土壤或爆破后V一VI级岩石中工作。(2)反铲挖掘机用于挖掘停机面以下的土壤，可在I一IV级土壤或爆破后V一VI级岩石中工作。反铲装置带有吊钩也用于管道的敷设作业。(3)拉铲挖掘机宜于挖掘停机面以下掌子，并适合水下作业。拉铲的挖掘能力受铲斗自重的限制.一般只能挖掘I一IV级土壤。(4)抓斗挖掘机可在提升高度和挖掘深度范围内用来挖掘停机面以上或以下的掌子，特别适合挖掘深而边坡陡直的

基坑和深井，可进行水下作业，其挖掘深度一般比拉铲大

20%-40%，抓斗的挖掘能力因受自重限制，只能挖掘一般

土料、砂砾和松散物料。单斗挖掘机的选型单斗挖掘机的品种型式很多。由于工程规模、施工条件、使用场合各不相同，对挖掘机的要求也不一样。选择适合于具体情况，优质、高效率的挖掘机，对于提高施工质量、加快施工进度、降低工程造价、改善劳动条件都有很大作用。单斗挖掘机的选型主要从如下三方面考虑:(1)根据设计的总工程量、高峰工程量、施工期限、工程造价、设备投资、自然条件、施工法等方面的因素.来选择合适的机型。(2)根据土壤的性质、级别、施工方法、掌子位置等因素来选择工作装置的型式。(3)根据施工现场的动力供应条件.地层的稳定性和抗陷系数，内部道路质量和坡度大小以及非运输性行走距离和频繁程度等因素，来确定单斗挖掘机的动力装置和行走装置的型式。8.1电气控制系统概述8.1.1电气控制系统的功能挖掘机的电气控制系统主要实现以下功能：电子监控、自动报警及故障自诊断节能降耗、提高生产率

实现柴油机的控制，如电子调速器、电子油门控制装

置、自动怠速停机装置、自动升温控制装置1.8挖掘机的电气控制系统８.1.2

电气控制系统的使用条件电气控制系统应满足以下使用条件：能在－４０℃～８０℃的环境温度下可靠、稳定的工作抗老化、具有较长的使用寿命密封性能好，能防止水分和污物的侵入有较好的耐冲击和抗振性能有较强的抗干扰能力，系统能在各种干扰下可靠地工作8