液压挖掘机发展概况

单斗液压挖掘机发展概况

挖掘机械是以开挖土方、石方为主要用途的一种通用的或专用的机械设备。是国民经济建设中最广泛使用的重要工程机械。应用于矿山开采、水利水电施工、工业与民用建筑、交通运输工程、油田建设、港口建设、农田土壤改良、林业工程、国防建设等工程中。对于节省人力、减轻体力劳动、保证工程质量、缩短工期、降低工程造价和提高劳动生产率，具有非常重要的作用。

挖掘机械有两大类型：间歇作业式（单斗）挖掘机和连续作业式（多斗）挖掘机。间歇作业的单斗挖掘机有机械传动的单斗挖掘机（以下简称机械式挖掘机）和液压传动的单斗挖掘机（以下简称液压挖掘机）两大类。连续作业式挖掘机包括斗轮式挖掘机、横向或纵向链斗式挖掘机、轮斗式挖沟机、滚切式挖掘机和隧道联合掘进机等。工程施工中应用最广泛的是间歇作业式单斗挖掘机，约占挖掘机械总量的90％以上。目前，单斗挖掘机中应用最广泛的是液压挖掘机，约占单斗挖掘机平均总产量的98％以上。

1.国外液压挖掘机的发展简况

自1836年蒸气驱动的机械式单斗挖掘机问世以来，至今由动力驱动的机械式单斗挖掘机已有170多年的历史。而液压挖掘机的发展却只有60多年的历史。

1951年法国poclain公司首先生产了全回转的、部分机构由液压驱动的（半液压）挖掘机。1954年德国Demag公司制造出世界

上第一台全液压B—504型挖掘机，机重15t，功率约50 ph，斗容量0.4 m³，挖掘机的所有工作机构全部由液压驱动。由于当时液压传动技术尚处于探索阶段，适合挖掘机用的液压元件还不过关，因此影响了液压挖掘机的发展。1963年在西欧市场上，液压挖掘机仅占挖掘机的总产量15%左右。到了上世纪六十年代中、后期，由于解决了液压技术上的问题，促使中、小型液压挖掘机迅速发展，德国、美国、日本、法国等许多国家都在生产液压挖掘机。1968—1970年间液压挖掘机的产量已占挖掘机总产量的88%以上。上世纪七十年代以后，中、小型液压挖掘机的结构经过不断试验和改进更加趋于成熟；研制出高压力、耐冲击负荷的液压元件和液压系统，以及可靠耐用的传动零部件，改进挖掘机的生产制造技术和工艺，大大地提高了液压挖掘机的使用寿命和可靠性；许多国家和公司实现了液压挖掘机的系列化、标准化和通用化；一些国家相继研制出机重100 t以上的大型液压挖掘机，如1979年德国O+k公司的RH300型挖掘机（机重475 t，功率1735 kw，正铲斗容22 m³，挖煤斗容34 m3）。

上世纪八十年代以后到现在的三十年间，液压挖掘机从技术设计到生产工艺和实验研究、从整机到零部件结构、从内部系统的结构和工作性能到机体外观、从使用性能参数到使用可靠性和寿命、从制造厂商数的增长到产品销售形式和售后服务，都发生了重大的、空前的变化，是一次真正的液压挖掘机技术革命。液压挖掘机成为工程中的智能机械，工程机械的领头兵，被广泛应用在各种各样的工程领域。挖掘土石方的工程中大约55％～65％的作业量靠液压挖掘机来完

成。21世纪以来，世界液压挖掘机的年销售量大约为15～20万台左右。

近年来国外液压挖掘机主要发展情况如下：

（1）.小型液压挖掘机得到迅猛发展。2002年前后欧美市场小型液压挖掘机的销售量约为挖掘机总销量的40%—50%。现在最小的液压挖掘机机重0.5～0.8t,功率10kw,斗容量小于0.1 m3³。

（2）.发展大型和巨型液压挖掘机满足露天矿日益增长的需要。例如Terex/O+K公司的RH400型，机重980t,功率2×1640 kw,斗容量50 m³；日立公司的EX8000型，机重805t，功率2×1400 kw,斗容量40 m3。

（3）.液压系统实现高压化。液压系统的最大压力达到35～40 Mpa高压化的液压元件重量轻、传动能力大、传动效率高。

（4）.采用低能耗、低废气排放量的发动机，严格遵守防污染、低噪音的环保要求。国外挖掘机普遍提高了发动机的功率，增大工作装置的挖掘力和加快行走速度。

（5）.液压挖掘机实现计算机智能化监控控制和模式开关操作，使挖掘机经常处于最佳工作状态作业。提高了作业可靠性，延长挖掘机使用寿命

（6）.司机室汽车化，大视野、低噪音、缓冲减震，内部设有各种监控仪表和操作设备，有采暖、通风等各种生活设置，以及GPS 定位系统，司机工作环境舒适、方便和安全，劳动条件得到很大改善

（7）.应用先进的设计理论和方法设计挖掘机，例如：有限寿命设计理论、疲劳损伤累计理论、断裂力学、优化设计、有限元法、有限寿命设计等。工作装置、行走底架、回转平台优化的结构，按应力分布不同而合理应用不同的钢材，减轻整机重量、降低制造成本、提高使用可靠性和寿命。

（8）.十分重视挖掘机的试验研究工作。各著名的液压挖掘机制造公司都有自己的实验室或试验基地，对液压挖掘机进行各种试验研究。如：钢结构的疲劳强度试验、整机可靠性试验、液压系统控制试验、人机工程学试验、各种零部件试验等等。

2．我国液压挖掘机的发展简况

我国自1959年开始研究斗容量为0.3 m3 (军用）半液压轮胎式挖掘机并制出样机，但是由于技术基础差等各种原因而使试验中途夭折。1967年参考引进的国外样机，由当时的一机部天津工程机械研究所与上海建筑机械厂、抚顺挖掘机厂和贵阳矿山机械厂合作，分别研制出0.4、0.5和0.3 m3³的液压挖掘机。虽然受到各种条件的限制，未能定型转入批量生产，但是却取得了初步的研制经验。

七十年代初期，国内进入全面研制液压挖掘机的新阶段。相继开发出1.0 m3（上建）、2.0 m3（杭州重型机器厂）、0.6 m3（定量和变量，轮胎式和履带式；贵矿）、0.4 m3（北京建筑机械厂）液压挖掘机和0.2 m3³（北建）液压挖掘装载机等，有六种级别十个型号。

其中上建的1.0 m3、贵矿的0.6 m3轮胎式、北建的0.4 m3液压挖掘机和0.2 m3挖掘装载机，由于采用定量液压系统，元器件在国内能够配套，在1975年前后产品基本定型和投入批量生产。其后开发和定型批量生产的有合肥矿山机器厂的0.6 m3、长江挖掘机厂的1.6 m3杭重的2.5 m3等液压挖掘机，并且在一些挖掘机上开始采用变量液压系统。一些老产品经过技术改进和更新。

1981—1983年间，新开发的产品有贵矿定量型0.6 m3履带式挖掘机、北建0.1 m3小型挖掘机、长挖0.25 m3轮胎式挖掘机、上建0.15 m3小型挖掘机、抚挖变量型1.0 m3挖掘机等。到1983年，形成系列并正式生产的中小型液压挖掘机有斗容量0.1～2.5 m3十个级别近三十个型号。到1987年前后，我国液压挖掘机的年平均产量约为700～800台，占挖掘机年总产量的55%以上。当时在我国产量较大、应用较多的国产液压挖掘机有：上建WY100（1.0 m3），贵矿WLY40（0.4 m3）和WLY60（0.6 m3），合矿WY60（0.6 m3）和以后的WY80（0.8 m3），长挖WY160(1.6 m3)，抚挖WY100B （1.0 m3），以及北建WZ2C挖掘装载机(挖斗0.2 m3，装载斗0.7 m3)。天津工程机械研究所、浙江大学、太原重机学院等单位，开展液压挖掘机的整机性能和零部件的试验研究、工作装置优化设计、结构强度的有限元计算、智能化监控和操纵系统等科研工作。

虽然我国的液压挖掘机有进步，但是技术水平、生产工艺、产品产量和质量、使用可靠性等还存在诸多问题，与国外相比有很大的差距。这种状况满足不了日益增长的国民经济需要。为了加快我国液压