挖掘机的基本构造及工作原理

第二章挖掘机的基本构造及工作原理

第一节概述

一、单斗液压挖掘机的总体结构

单斗液压挖掘机的总体结构包括①动力装置、②工作装置、③回转机构、④操纵机构、⑤传动系统、⑥行走机构和⑦辅助设备等，如图所示。

常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、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，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成

工作装置、上部转台和行走机构等三部分。

工作装置——①动臂、②斗杆、③铲斗、④液

压油缸、⑤连杆、⑥销轴、⑦管路

上部转台——①发动机、②

减震器主泵、③主阀、④驾

驶室、⑤回转机构、⑥回转

支承、⑦回转接头、⑧转台、

⑨液压油箱、⑩燃油箱、○11

控制油路、○12电器部件、○13

配重

行走机构——①履带架、②

履带、③引导轮、④支重轮、

⑤托轮、⑥终传动、⑦张紧

装置

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换成液

压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达

+减速机），由各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。

二、挖掘机动力系统

1、挖掘机动力传输路线如下

１）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

２）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

３）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

４）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

５）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）——分配阀

——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动

1、引导轮

2、中心回转接头

3、控制阀

4、终传动

5、行走马达

6、液压泵

7、发动机

8、行走速度电磁阀9、回转制动电磁阀10、回转马达11、回转机构12、回转支承

2、动力装置

单斗液压挖掘机的动力装置，多采用直立多缸式、水冷、一小时功率标定的柴油机。

3、传动系统

单斗液压挖掘机传动系统将柴油机的输出动力传递给工作装置、回转装置和行走机构等。单斗液压挖掘机用液压传动系统的类型很多，习惯上按主泵的数量、功率的调节方式和回路的数量来分类。有单泵或双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统、多泵多回路定量系统、双泵双回路分功率调节变量系统、双泵双回路全功率调节变量系统、多泵多回路定量或变量混合系统等六种。按油液循环方式分为开式系统和闭式系统。按供油方式分为串联系统和并联系统。

1、驱动盘

2、螺旋弹簧

3、止动销

4、摩擦片

5、减震器总成

6、消音器

7、发动机后部安装座

8、发动机前部安装座

凡主泵输出的流量是定值的液压系统为定量液压系统；反之，主泵的流量可以通过调节系统进行改变的则称为变量系统。在定量系统中各执行元件在无溢流情况下是按油泵供给的固定流量工作，油泵的功率按固定流量和最大工作压力确定；在变量系统中，最常见的是双泵双回路恒功率变量系统，有分功率变量与全功率变量之分。分功率变量调节系统是在系统的每个回路上分别装一台恒功率变量泵和恒功率调节器，发动机的功率平均分配给各油泵；全功率调节系统是有一个恒功率调节器同时控制着系统中的所有油泵的流量变化，从而达到同步变量。

开式系统中执行元件的回油直接流回油箱，其特点是系统简单、散热效果好。但油箱容量大，低压油路与空气接触机会多，空气易渗入管路造成振动。单斗液压挖掘机的作业主要是油缸工作，而油缸大、小有腔的差异较大、工作频繁、发热量大，因此绝大多数单斗液压挖掘机采用开式系统；闭式回路中的执行元件的回油路是不直接回油箱的，其特点式结构紧凑，油箱容积小，进回油路中有一定的压力，空气不易进入管路，运转比较平稳，避免了换向时的冲击。但系统较复杂，散热条件差‘单斗液压挖掘机的回转装置等局部系统中，又采用闭式回路的液压系统的。为补充因液压马达正反转的油液漏损，在闭式系统中往往还设有补油泵。

4、回转机构

回转机构使工作装置及上部转台向左或向右回转，以便进行挖掘和卸料。单斗液压挖掘机的回转装置必须能把转台支撑在机架上，不能倾斜并使回转轻便灵活。为此单斗液压挖掘机

都设有回转支撑装置和回转传动装置，它们被称为回转装置。

1、制动器

2、液压马达

3、行星齿轮减速器

4、回转齿圈

5、润滑油杯、

6、中央回转接头

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。

1）直接传动。在低速大扭矩液压马达的输出轴上安装驱动小齿轮，与会转齿轮啮合。2）间接传动。由高速液压马达经齿轮减速器带动回转齿圈的间接传动结构形式。他结构紧凑，具有较大的传动比，且齿轮的受力情况较好。轴向柱塞液压马达与同类型的液压油泵结构基本相同，许多零件可以通用，便于制造及维修，从而降低了成本。但必须设制动器，以便吸收较大的回转惯性力矩，缩短挖掘机作业循环时间，提高生产效率。

5、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，多采用履带式和轮胎式。

6、履带行走机构

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，但他多采用两个液压马达各自驱动一个履带。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。两个液压马达同方向旋转式挖掘机将直线行驶；若只向一个液压马达供油，并将另一个液压马达制动，挖掘机将绕制动一侧的履带转向，若是左右两个液压马达反向旋转，挖掘即将进行原地转向。

行走机构的各零部件都安装在整体式实行走架上。液压泵输入的压力油竟多路换向阀和中央回转接头进入行走液压马达，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——没有明显履刺，虽附着性能差，但坚固耐用，对路面破坏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，接地面积较大履刺切入土壤深度较浅，适宜于挖掘机采石作业。实行标准化后规定挖掘机采用质量轻、强度高、结构简单、价格较低的轧制履带板。专用于沼泽地的三角形履带板可降低接地比压，提高挖掘机在松土地面上的通过能力。