挖掘机基础培训

1、贵州省遵义市安全技术培训中心唐明刚（安全工程师）,挖掘机培训课件,目录,一、挖掘机发展简史及现状 二、挖掘机的分类 三、液压挖掘机的结构 四、挖掘机的动力系统 五、挖掘机的液压系统 六、挖掘机的电气系统,概述,挖掘机是用来开挖土壤、铲装物料的特种机械。它是用铲斗上的斗齿切入物料内部，并将铲斗装满后，通过回转提升使铲斗到达卸料位置卸料，往返进行重复操作。 挖掘机广泛应用于建筑施工、矿山开采、河道疏浚，抢险救灾等诸多领域。工程施工中超过60%的土石方是由挖掘机操作完成的。 挖掘机更换工作装置后还可用于浇筑、起重、安装、打桩、破碎、夯土，拔桩等作业。,挖掘机工作环境条件 1、 液压挖掘机正常工作环境

2、温度为-2055。 2、 液压挖掘机应能在级土壤中正常作业，对冻土层和岩石，需松裂和爆破后方可施工，且须使用岩石型铲斗进行作业；岩石型铲斗斗齿须满足JG/T 90-1999 的要求. 3、轮胎式挖掘机在岩石工况作业时，对轮胎进行必要的保护。 4 、海拔3000 m能正常工作。 5、 能在沙漠、盐碱地区工作。 6 、适于各种湿度地区工作，最大相对湿度要满足100。,一、挖掘机发展简史及现状,液压挖掘机从1837年的蒸汽机驱动的“动力铲”诞生至今，已有170余年的历史。其发展史大致可分为三个时期（俗称三代）：,美国人威廉奥蒂斯研制的蒸汽铲,1837年第一台挖掘机在美国诞生-以蒸汽作动力的动力铲。

3、19世纪70年代经过改进的蒸汽铲正式生产并应用于露天矿剥离。,1872年奥蒂斯蒸汽铲在新泽西州建设铁路工程,1877年，拉斯顿普罗克特（Ruston Proctor）蒸汽铲公司供给英国曼彻斯特运河船公司的蒸汽铲,1880年又出现了第一批以拖拉机为底盘的半回转式蒸汽铲。,1885年，拉斯顿普罗克特（Ruston Proctor）公司为阿根廷制造的“Colonial”蒸汽式拖拉机,第一代：电动机、内燃机的出现，使挖掘机有了适用的动力装置，解决了工程挖掘机械移动 的动力源难题，促 进了挖掘机的诞生 和发展。目前国内 矿山使用的电铲就 属于第一代产品。 1900年第一台以 柴油机作动力的 挖掘机问世,

4、马里昂Marion 6360建于1965年，整机重达13600吨，总功率21300马力，铲斗容量138立方米,马里昂marion6360的铲斗,比塞洛斯8750型步进式拉铲 这是目前亚洲最大的迈步式拉铲，自重5300吨，臂长110米、斗容90立方米，功率9700千瓦,第二代：1953年德国开发的第一台液压挖掘机诞生了，液压传动代替机械传动是挖掘机技术上的一次飞跃，挖掘机的液压化是第二代产品的标志，史称传动革命阶段。,利渤海尔生产的第一台全液压液压挖掘机,第三代：电子技术尤其是计算机技术的广泛应用，使挖掘机有了合适的控制系统，在1985年左右，挖掘机的电子化是挖掘机第三代产品的标志。可称为操纵和

5、控制革命。第三代产品还在延续，目前液压挖掘机的主要发展方向是机电一体化技术，作为工程机械主导产品的液压挖掘机，经过几十年的研究和发展，已逐渐完善，其工作装置、主要结构件和液压系统已基本定型。人们对液压挖掘机的研究逐步向机电液控制方向转移。国外最新控制技术是计算机直接控制。,工业发达国家的挖掘机生产较早，德国、法国、美国、俄罗斯、日本等是斗容量3.5-40 m3单斗液压挖掘机的主要生产国，从20世纪80年代开始生产特大型挖掘机。 例如，美国马利昂公司生产的斗容量50-150 m3的剥离用挖掘机，斗容量132 m3的步行式拉铲挖掘机；B-E(布比赛路斯一伊利)公司生产的斗容量168.2 m3的步行

6、式拉铲挖掘机，斗容量107 m3的剥离用挖掘机等，是世界上目前最大的挖掘机。,国外挖掘机的发展史 1837年第一台挖掘机在美国诞生-以蒸汽作动力的动力铲。 19世纪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年又出现了第一批以拖拉机为底盘的半回转式蒸汽铲。 1900年第一台以柴油机作动力的挖掘机问世 1953年第一台全液压挖掘机在德国出现 1961年日本从欧美引进了液压挖掘机技术 1985年第一台全电脑控制的液压挖掘机在日本出现,拖拉机为底盘的半回转式挖掘机,我国挖掘机研发历程 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量为1m3的机械式单斗挖掘机至今，

7、大体上经历了测绘仿制、自主研制开发和发展提高等三个阶段。 新中国成立初期，以测绘仿制前苏联20世纪3040年代的W501、W502、W1001、W1002等型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。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上海建筑机械厂的WYl00型、贵阳矿山机器厂的W4-60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WYl60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

8、厂已有30多家，生产机型达40余种。中、小型液压挖掘机已形成系列，斗容有0.12.5m3等12个等级、20多种型号，还生产0.5-4.0m3以及大型矿用10m3、12m3机械传动单斗挖掘机，1m3隧道挖掘机，4m3长臂挖掘机，1000m3h的排土机等，还开发了斗容量0.25m3的船用液压挖掘机，斗容量0.4m3、0.6m3、0.8m3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

9、引进德国利勃海尔（Liebherr）公司的A912、R912、R942、A922、R922、R962、R972、R982型液压挖掘机制造技术。,稍后几年，杭州重型机械厂引进德国德玛克（Demag）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奥加凯（0&K）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的PC100、PC120、PC200、PC220、PC300、PC400型液压挖掘机（除发动机外）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

10、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，在国有大、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和水平。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。,国内挖掘机发展史 1954年生产出第一台机械式挖掘机 1960年开始研制液压挖掘机 1970年以后测绘国外样机仿制全液压挖掘机取得成功 1982年起挖掘

11、机行业第一次全面引进德国公司的液压挖掘机技术及配套件技术 1990年机械工业部组织引进日本小松液压挖掘机技术 1990年玉柴研制成功了机重1.3吨的微型挖掘机 1993年国外二手机开始在中国内地大量销售使用 1995年-1998年国外10家著名公司开始在中国建合资与独资企业,挖掘机市场状况,挖掘机械国际上主要有小松、日立、卡特彼勒、沃尔沃、大宇、现代、神钢、凯斯、中联重工、阿特拉斯等品牌位市场占有居前10位。 国内自主品牌挖掘机企业大体上可分为三类： 1）以小型挖掘机为突破口的企业，如玉柴机器和山河智能； 2）由其他产品渗透到挖掘机的大型企业，如柳工、厦工、徐工、临工、福田和福建晋工、龙工、三

12、一重工等。 3）新兴的民营小企业。,三一重工（SANY）,三一集团有限公司始创于1989年。三一重机有限公司作为三一重工旗下集挖掘机械研发、生产、销售于一体的专业制造公司成立于2003年，是世界知名工程机械企业。公司坐落于素有“金三角”之称的长三角海岸地带，拥有上海临港、江苏昆山两大生产制造基地。上海临港产业园目前已建成占地1500亩的挖掘机研发生产基地，2012年2月正式投产，主要生产中型挖掘机。昆山产业园占地2000余亩，主要生产小型挖掘机与大型挖掘机。两大生产基地年产能达8万台，生产能力全球第一。 近几年来，三一重机以年均100%以上的惊人增速实现了跨越式发展。2011年，三一重机实现销

13、售超20000台，全国销量第一。 此外，三一重机还不断与世界顶级企业开展广泛合作，追求产品顶级配置，创造产品顶级性能，同时，与国内知名院校与科研院所建立了产学研联盟，不断扩大联合办学规模，与上海交通大学、浙江大学等高校、研究院所开展项目合作，推进基础研究工作。,中联重工（ZOOMLION）,长沙中联重工科技发展股份有限公司创建于1992年，是在原长沙建设机械研究院基础上孵化出来的新型高科技上市公司，中国工程机械装备制造龙头企业，全国首批103家创新型试点企业之一。公司注册资本19.71亿元，主要从事建筑工程、能源工程、交通工程等国家重点基础设施建设工程所需重大高新技术装备的研发制造，其混凝土机

14、械产销量居全球市场第一，中大型塔式起重机市场占有率居全国第1，而且，是全球产业链最为齐全的工程机械企业。,小松（KOMATSU）,著名的工程机械制造商，株式会社小松制作所是全球最大的工程机械及矿山机械制造企业之一，成立于1921年，迄今已有超过90年历史。在工程机械领域有着先进的生产经验。于2001年2月在上海市注册小松(中国)投资有限公司，注册资金3457万美元。,日立建机株式会社于1970年10月1日在日本东京成立成立，现今日立建机集团是全球最大的建筑机械、运输机械及其他机械设备的制造、销售和服务综合性的公司之一。日立建机（中国）有限公司成立于1995年3月27日，坐落在安徽省合肥市经济技

15、术开发区。公司主营挖掘机及其它建设机械的制造、销售、服务、配件供应。,日立（HITACHI）,大宇（DAEWOO）,韩国大宇集团1967年由金宇中创建，其产品一直以来代表着韩国机械工业的发展水平，在柴油发动机、挖掘机、车辆、自动机床、机器人等领域创造了公认的成就。1994年10月1日在中国烟台成立大宇重工业烟台有限公司，主要生产挖掘机、叉车及机床等重工业产品。大宇公司于2005年被斗山公司收购51%的股份。,韩国现代重工业株式会社是韩国现代集团的主要公司，现代重工是于1972年在朝鲜半岛东南端的蔚山市成立。涉及汽车，工程机械，叉车等多个工业领域。于2002年9月1日在北京成立北京现代京城公司，

16、北京现代业正逐步成为国内最大的叉车、挖掘机制造供应商之一。,现代（HYUNDAI）,阿特拉斯（ATLAS）,德国阿特拉斯公司是世界著名的挖掘机生产企业，在全球有5家工厂，是世界第一台全液压挖掘机的诞生地，其ATLAS液压挖掘机在欧洲畅销50余年，承受了欧洲各种恶劣工况的严峻考验，其在欧洲的占有率近20%，此次投资组建中国阿特拉斯是ATLAS这个蜚声欧美的挖掘机品牌第一次进入亚洲市场。 阿特拉斯工程机械有限公司（简称中国阿特拉斯）是中德合资的大型挖掘机制造企业，成立于2004年2月28日，是由内蒙古北方重型汽车股份有限公司和美国特雷克斯（TEREX）集团旗下德国阿特拉斯（ATLAS）公司共同投资

17、组建。,美国卡特彼勒公司成立于1925年，是世界上最大的工程机械和矿山设备生产厂家、燃气发动机和工业用燃气轮机生产厂家之一，也是世界上最大的柴油机厂家之一。卡特彼勒（中国）投资有限公司于 1996 年在北京成立。今天，卡特彼勒在中国投资建立了 11 家生产企业，制造液压挖掘机、压实机、柴油发动机、履带行走装置、铸件、动力平地机、履带式推土机、轮式装载机、再造的工程机械零部件以及电力发电机组。,卡特彼勒（CAT）,凯斯（CASE）,1842年发明家Jerome Increase Case在Racine建立凯斯公司，是全球首家农用蒸汽机生产厂家。1912年，凯斯定位于建筑工程机械设备业，生产公路建

18、筑设备。到1990年代中期，凯斯已经发展成为在世界上处于领导地位的中、小型建筑工程机械设备制造商。主要生产销售挖掘机，装载机等建筑机械设备。,瑞典沃尔沃集团成立于1924年，沃尔沃建筑设备公司是沃尔沃集团成员之一，是全球知名的建筑设备制造商。主要生产不同型号的挖掘机，轮式装载机，自行式平地机，铰接式卡车等产品。沃尔沃建筑设备（中国）有限公司于2002年3月成立，总部设在上海。,沃尔沃（VOLVO）,柳工（LIUGONG）,柳州柳工挖掘机有限公司是广西柳工机械股份有限公司的全资子公司，成立于2006年1月。公司主要从事系列挖掘机产品开发、生产（主要是挖掘机结构件制造、整机组装及整机产品配套）、自

19、营进出口及支持营销与服务等业务。公司拥有三坐标测量仪、精细切割设备、清洁度检测仪、焊接机器人、切割机器人、整机油漆线、超声波探伤仪、加工中心、大型挖掘机装配线和小型挖掘机装配线等进口先进设备。关键零部件实行全球专业化采购，实现了世界一流的高端配置，整机性能与国际知名品牌.,神钢（KOBELCO）,神户制钢所成立与1905年，神钢建机株式会社1999年10月从世界500强企业之一的神户制钢独立，成为日本神户制钢所的子公司，专门制造和销售挖掘机和起重机等工程机械。2003年8月在中国成都成立成都神钢工程机械（集团）有限公司。旗下包括成都神钢建设机械有限公司（生产液压挖掘机）和四川成都成工工程机械株

20、式公司（生产轮式装载机等设备）。成都神钢工程机械（集团）有限公司主要销售KOBELCO牌液压挖掘机，成工牌轮式装载机及其他工程机械。,二、挖掘机分类,1、按作业方式分： 单斗挖掘机 多斗挖掘机,世界上最大的多斗挖掘机 此挖掘机高311英尺 长705英尺 重45000吨。制造费用为1000000000美元 设计制造时间长达五年 需要有五人进行操作！ 挖掘机机轮的直径为70多英尺 共有20个铲斗每个铲斗可以承受530多立方英尺（泥土等），一个6英尺高的人可以站在铲斗内，挖土机依靠12个用于行进的轮状物前进（每个轮状物宽12英尺，高8英尺，长46英尺）8个在前4个在后。 挖掘机的最快速度为三小时一英

21、里（1/3英里每小时），每天可以移开76455多立方米泥土（100000辆大型卡车每天可以运送40立方码）。 （1英尺=0.3048米）,最大的多斗挖掘机,2、按动力驱动方式分： 电驱动 内燃机驱动 复合驱动,3、按行走方式分： 履带式 轮胎式 汽车式 步行式 轨道式 拖式,轮胎式,4、按工作装置分： 正铲 反铲 拉铲 抓斗 起重吊钩,反铲式样,5、按挖掘机重量分 微型 G 6t 小型 6 tG 16t 中型 16 tG 40t 大型 40 tG 100t 特大型 G 100t,6、按工作部件传动方式分,液压传动,机械传动,7、按使用条件分类,专用型挖掘机,通用型挖掘机, 液压挖掘机的结构件主

22、要有底盘、回转支承、中央回转接头、转台、工作装置、配重、覆盖件、司机室、空调等。,三、液压挖掘机的结构,挖掘机的结构,1、底盘, 底盘即行走装置, 包括履带架和行走机构, 主要由履带架、行走马达+减速机及其管路、驱动轮、导向轮、托链轮、支重轮、履带、张紧缓冲装置组成，见下图。其功能为支承挖掘机的重量，并把驱动轮传递的动力转变为牵引力，实现整机的行走。行走马达+减速机=行走机 下车：底盘+回转支承+中央回转接头,没有突出部件 没有管路,底盘,链轮 行星驱动,-涨紧调整 链条导向,履带式行走装置有四轮一带（即驱动轮、引导轮、支重轮、托轮及履带）张紧装置和缓冲弹簧，行走机构，行走架（包括底架、横梁和

23、履带架）等组成如图所示,支重轮 托链轮 导向轮,行走马达 驱动轮 张紧缓冲装置,履带架：（即车架总成）为整体焊接件, 采用X 形结构，其主要优点是具有高的承载能力. 车架总成由左纵梁（即左履带架）、主车架（即中间架）、右纵梁（即右履带架）三部分焊接而成。,底盘、回转机构支撑连接,回转支承,中央回转接头：是联接回转平台与底盘油路的液压元件，它保证回转平台旋转任意角度后，还能正常给行走马达,2、回转机构,回转机构由平台及台上部件组成，台上部件有驾驶室、机罩，配重及相关动力驱动机械等。,平台：是上车部分主要承载结构件，分主平台和左右平台三部分。见下图。,平台,司机室、操纵系统,回转机构,机罩,配重,

24、平台总成,配重：,驾驶室：驾驶室是挖掘机驾驶员驾驶操作挖掘机的工作室,驾驶室为流线形钢结构，前窗挡风玻璃可滑动，天窗可开启，配置雨刮器、清洗器、收放机、空调、座椅及操纵件、先导开关，4处出风口（除霜、吹脚、吹脸左、吹脸右）,3、工作装置,工作装置是液压挖掘机的主要组成部分，目前挖掘机配置的反铲工作装置，它主要用于挖掘停机面以下的土壤，但也可以挖掘最大切削高度以下的土壤， 反铲工作装置由动臂、斗杆、铲斗、摇杆、连杆及包含动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸在内的工作装置液压管路等主要部分组成。,工作装置组成,动臂,动臂缸,动臂缸销轴,铲斗缸,动臂销轴,工作装置,铲齿,动臂,动臂油缸,斗杆,斗杆油缸,铲斗

25、,铲斗油缸,摇杆,连杆,侧齿,动臂,斗杆,连杆机构,铲斗,多种工作装置,电磁吸盘,钢材剪切机,破碎锤,反铲斗,驱逐铲,撕裂铲,撕裂齿,清沟铲,各种铲斗,各种抓斗,贝壳抓斗,梅花抓斗,抓木斗,四、挖掘机的动力系统,1、动力系统的基本知识,挖掘机动力系统的核心是柴油发动机。其功用是将供给的燃油燃烧并将热能转变为机械能，并通过液压传动系统使挖掘机行走和工作。 柴油机的动力输出就是液压泵的动力输入。 动力系统包括发动机及附件、燃油箱、水箱等。 挖掘机动力装置由下列系统组成： 传动系统、燃油系统、冷却系统、润滑系统、进气系统、排气系统、电器系统和减震系统。,柴 油 发 动 机,柴油发动机,空滤,增压器,

26、机滤,水滤,启动电机,充电机,缸盖,输油泵,柴滤,ECU,油底壳,排烟出口,散热器,风扇,废气管,预热装置,系统构造,机体作功系统,组成1,组成2,机体作功系统,机体作功系统,组成3,机体作功系统,活塞,活塞环,连杆,泵喷嘴,组成4,机体作功系统,组成5,飞轮,活塞,活塞环,连杆,曲轴,凸轮轴,气门摇臂,气门顶杆,正时齿轮,中间齿轮,曲轴齿轮,机体作功系统,组成6,燃油系统,组成1,油箱,输油泵,滤清器,喷油泵,喷油器,燃油系统,组成1,燃油系统,调速器,燃油系统,喷油泵,燃油系统,喷油器,燃料与空气混合后在机器内部燃烧而产生热能，然后再转变为机械能。,上、下止点 缸径 行程 工作容积,排量

27、燃烧室容积 压缩比,进气行程 起动机通电带动曲轴旋转，曲轴的转动使活塞自上而下运动，这时，排气门关闭，进气门打开，新鲜空气进入气缸和燃烧室。,压缩行程 活塞从下止点向上运动，这时，进气门和排气门均关闭，吸入气缸内的空气受到活塞的压缩，压力提高，温度也随之升高。,做功行程 当活塞压缩到上止点，喷油器向燃烧室喷入雾状柴油，油雾与压缩空气充分混合，形成高温高压的燃气，并开始自行着火燃烧，混合汽膨胀做功，推动活塞向下运动，从而推动曲轴转动，对外输出功。,排气行程 活塞从下止点往上运动，这时，进气门关闭，排气门打开，燃烧废气在活塞的推动下排出燃烧室外，完成一个工作行程，这时曲轴转动两周。 当柴油机完成排

28、气行程后，在曲轴飞轮总成的惯性力作用下，又重复上述工作循环过程，使柴油机连续运转对外输出功率。,冷却系统,示意图,冷却系统,示意图,润滑系统,示意图,进排气系统,示意图,进排气系统,增压中冷,五、挖掘机的液压系统,液压元件组成：动力元件、控制元件、执行元件、辅件 动力元件：主泵 控制元件：主控制阀组 执行元件：回转马达、行走马达、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸。 辅件：油箱、油冷却器、蓄能器、电磁阀、比例阀、先导滤清器、中央回转接头、液压管接件等。,动力原件：主泵（液压泵） 通过联轴器与发动机飞轮相连接，将飞轮输出的机械能转化成高压油流（液压能）。,控制元件：主控制阀组 把由主泵输出的高压油流，

29、按照工作装置的动作需要进行分流，从而实现工作装置的不同作业。,液压系统分类： 定量系统、变量系统、开式系统、闭式系统、恒功率系统、双泵双回路系统、总功率调节、分功率调节、中位、中位开心、中位闭心、节流调节系统、负流量控制系统、正流量控制系统、负荷传感控制系统等。,主液压回路：用于主泵向各执行元件供油 先导液压回路：主要用于操作控制阀 挖掘机的液压系统通常由一台发动机、两个液压主泵、一个先导泵、一个整体式控制阀组、四个液压油缸、一个回转马达和二个行走马达组成。 主泵通过联接盘直接与发动机输出轴相联。主泵通过控制阀向动作执行元件供油；先导泵向三个先导阀供油。 先导阀：二个工作先导阀（实现挖掘机的各

30、种动作）和一个行走先导阀（实现挖掘机的行走与转向）。,1、动力传输路线表,行走动力传输路线：柴油机联轴节液压泵（机械能转化为液压能）分配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 回转运动传输路线：柴油机联轴节液压泵（机械能转化为液压能）分配阀回转马达（液压能转化为机械能）减速箱回转支承实现回转,动臂运动传输路线：柴油机联轴节液压泵（机械能转化为液压能）分配阀动臂油缸（液压能转化为机械能）实现动臂运动 斗杆运动传输路线：柴油机联轴节液压泵（机械能转化为液压能）分配阀斗杆油缸（液压能转化为机械能）实现斗杆运动 铲斗运动传输路线：柴油机联轴节液压泵（机械能转化为液压能

31、）分配阀铲斗油缸（液压能转化为机械能）实现铲斗运动,2、动力传输原理图,2、挖掘机作业过程,挖掘机一个作业循环包括以下动作： 、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。 、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。 、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。 、回位 铲斗卸土，转台反转，动臂、斗杆配合，回到挖掘位置。,六、挖掘机的电气控制系统,挖掘机的电器设备系统是整机的重要组成部分，其性能的好坏直接影响到整机使用的经济性、可靠性和安全性。为了使机器发动需要使用起动机，为了保证安全行驶需要各种指示仪表信号装置和照明电器的正常工作。 实践

32、证明，由于挖掘机处于振动和灰尘等恶劣的工作环境下，加上操作人员的使用不当，不能及时的维护保养，很容易使电器设备损坏。据统计,电器设备所出现的故障占总故障的30%左右，由此,可见，为了保证工程机械设备的正常使用，对电器设备正确使用维护保养就显得特别重要。 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 实现作业过程的自动化或半自动化 。,系统功能说明： 基本电气系统包括柴油机启停控制系统、自动暖机控制、电源系统、灯光控制系统、音响与空调系统等。

33、功能控制系统包括车辆工况控制、功率控制系统。 仪表监控系统,系统增压控制可在需要时提供较高的系统压力，用来克服较大负载。 行走双速控制可实现机器的高低速行走控制。 功率控制系统实现柴油机与液压泵的功率匹配控制，工作模式控制、自动怠速控制功能。 功率匹配控制可根据柴油机转速的变化控制液压泵的流量输出，从而保持柴油机转速的稳定。 工况控制主要实现先导油路控制、系统增压控制、行走双速控制等功能。 工作模式控制可实现三种工作模式的设定：重载作业模式，标准作业模式，普通作业模式。 自动怠速控制可在机器停止作业8秒（可设定）后，自动进入设定较低转速，从而降低能耗和机器噪声。,挖掘机电气系统由蓄电池、交流发

34、电机（包括电枢、磁场、内置调节器等）、电源总开关、励磁电阻等组成，为全车提供所需的电能。但是按其用途通常可以分成以下几个部分： 1.电源部分：包括蓄电池、发电机等 2.起动部分：包括起动机、起动电路等 3.用电设备：包括仪表电路、照明电路和其他用电及辅助用电设备 4.控制部分：包括开关、继电器和其他电子控制装置 5.配电设备：包括熔断器装置、整车线路等。,一、电源部分：蓄电池、发电机 挖掘机上通常使用的电能，由两个电源供应，发电机和蓄电池。发电机由发动机带动发电的，蓄电池是借内部的化学反应来储存电能向外供电的。发电机和蓄电池是并联的。,1、蓄电池 通常挖掘机车辆上使用的是12V启动型铅酸蓄电池

35、，它是由极板、隔板、容器及电解液等部分组成（见图），容器有6个单格，格内装有电解液，正负极板浸入电解液中成为单格电池，每格电池标称电压2V，6格串联起来，成为12V蓄电池。,1.外壳 2.盖子 3.加液孔盖 4.连接条 5.极桩 6.极板组,蓄电池的作用是： （1）发动机起动时，向起动机和点火系统供电。 （2）发电机不发电时，或电压较低的时候向用电设备供电。 （3）当用电设备同时接入较多，发电机超载时，辅助发电机供电。 （4）蓄电池存电不足，即发电机负载又较少时，它可将发电机的电能转化为化学能储存在蓄电池，此外，蓄电池还相当于一个大的电容器，能吸收电路中随时出现的瞬间过电压，以保护晶体管元件不

36、被击穿，延长使用寿命。在一定意义上起到了稳压作用。,2、发电机 交流发电机作为挖掘机的主要电源，蓄电池作为辅助电源。在整机工作过程中，由发电机向用电设备提供电源，并向蓄电池充电。蓄电池仅仅是在整机起动时提供起动电流，当发电机发出电量不足时，可以协同发电机供电。 交流发电机的实质是自激式三相同步发电机，其工作原理如图所示。在发电机的定子铁芯上有彼此相隔120电角度的三个绕组，三个绕组的末端接在一起，通常称为星形连接。转子上绕有激磁绕组。,转子绕组有直流电流通过时便产生磁场。当转子被发动机带者转动时，转子的磁力线与固定的定子三相绕组产生相对抗的切割运动，三相绕组中就产生三相交变电动势，即交流电。每

37、相绕组中感应电动势大小与每相绕组的匝数、转子的转速及磁场的磁通量成正比。,我们所使用的是直流电，而交流发电机所产生的交流电必须经过整流才能使用。整流主要由发电机内的硅整流器来完成。整流器由六只硅二极管组成的三相桥式全波整流电路把交流电变为直流电。如图：,二、起动部分：起动机 起动机 1、起动机的结构一般由三部分组成： （1）直流串励式电动机。用于将蓄电池输入的电能转换为机械能，产生转矩。 （2）传动装置（啮合机构）。其作用是在发动机起动时，使起动机的驱动齿轮与飞轮齿圈啮合，将电动机的转矩传给发动机飞轮；在发动机起动后，使起动机与飞轮自动脱离。 （3）控制装置，即电磁开关等。其作用是接通或切断电

38、动机与蓄电池之间的电路。,起动机结构示意图,2、起动机的工作原理 直流电动机根据通电导体在磁场中受电磁力作用而发生运动的原理工作的。由于换向器的作用，使在N极和S极之间，处于上、下面导体的电流方向保持不变，电磁力形成的转矩方向保持不变，使电枢始终按一定的方向转动。,三、用电设备：包括仪表电路、照明电路和其他用电及辅助用电设备 1、电流表：测量蓄电池充放电的电流强度，以保证蓄电池及电路能正常工作的一种仪表。电流表的工作是基于通电导体（基座、导电板或导线等）所发生的磁场与磁钢磁场的相互作用，使指针轴上的感应片发生一定的偏转，从而指示出相应的充放电电流强度的。一般，刻度盘上的右方“+”表示发电机对蓄

39、电池充电，左方的“-”表示蓄电池对电路放电。,2、电压表：用来指示电源系统的工作情况，它比电流表和充电指示灯等更直观和实用。接通点火开关，电源电压高于稳压管击穿电压后两线圈中便有电流通过，并形成一个合成磁场。该合成磁场与永久磁铁的磁场相互作用，使转子带动指针偏转。电源电压越高，通过线圈的电流越大，磁场越强，指针偏转角度越大，电压表指示的电压越高。 3、直感式压力表：利用空心的感压弹性敏感元件即弹簧管的变形来测量压力的一种仪表。其主要机件为一根用弹性金属制成的空管，截面呈圆形，并弯成不到一整圈的圆弧，使其横截面的长,轴垂直这个圆弧的平面。如果管子内部空间与其外表面之间产生压力差，则这种管子可以变更其曲率。弹簧管的一端焊入管接头内，使液体或气体在压力下进入管内形成压力差；弹簧管的另一端与拉杆相连，而拉杆再用传动机构带动指针转动以指示压