挖掘机

挖掘机，又称挖掘机械(excavating machinery)，又称挖土机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。

挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。从近几年工程机械的发展来看，挖掘机的发展相对较快，挖掘机已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。挖掘机最重要的三个参数：操作重量(质量)，发动机功率和铲斗斗容。

挖掘机的工作原理是一个复杂的能量转换和传递过程，它涉及化学能、机械能和液压能之间的转换以及各个执行元件的协同工作。通过这一系列能量转换和传递，挖掘机能够实现各种挖掘、回转和行走等动作。

一、能量转换过程

化学能到机械能：挖掘机的动力源通常是柴油机，它将柴油的化学能转化为机械能。这一过程通过柴油机的燃烧和做功来实现，为挖掘机的后续工作提供了动力。

机械能到液压能：液压柱塞泵接收来自柴油机的机械能，并将其转换为液压能。液压泵通过旋转产生高压油液，为液压系统的后续工作提供了必要的液压压力。

液压能到机械能：高压油液通过液压系统被分配到各个执行元件(如液压油缸、回转马达和行走马达等)。在这些执行元件中，液压能被再次转换为机械能，驱动挖掘机的工作装置、回转机构和行走机构等运动。

二、动力传输与分配

动力传输：柴油机的动力通过联轴节传递给液压泵，液压泵将机械能转换为液压能。然后，液压能通过分配阀被输送到各个执行元件。

信号传输与阀芯移动：来自先导手柄、电控手柄或直控手柄的信号对应移动阀芯，控制液压油的流向和流量。这些信号通常由操作者通过操纵杆发出，用于控制挖掘机的各种动作。

执行元件动作：根据操作手柄的信号，分配阀控制液压油的流向和流量，使液压油进入相应的执行机构(如动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸等)。这些执行机构在液压油的作用下产生相应的机械动作，如动臂升降、斗杆伸缩、铲斗挖掘等。

一、挖掘机的特点：

1、挖掘力大：挖掘机具有强大的挖掘能力，能够快速、高效地挖掘各种土壤和矿石。

2、动作平稳：挖掘机的动臂、斗杆和铲斗等部件通过液压系统驱动，能够实现平稳、精准的动作，减少了对周围环境的破坏。

3、作业效率高：挖掘机能够在短时间内完成大量的挖掘工作，显著提高了施工效率。

4、结构紧促：挖掘机的设计紧凑，能够在狭小的空间内进行作业，适应性强。

5、操纵轻便：挖掘机的操纵系统通常采用液压伺服机构，使得操作更加轻便、灵活。

6、更换工作装置容易：挖掘机的工作装置可以根据不同的作业需求进行更换，如反铲、抓铲等，提高了设备的利用率。

7、机动性差异：不同类型的挖掘机在机动性上存在差异。例如，轮式挖掘机移动速度快，适合在城市道路维修等需要快速转移作业场地的项目中使用;而履带式挖掘机则更适合在复杂地形和恶劣环境下作业。

二、挖掘机的用途：

1、土方开挖：挖掘机在土方开挖方面有着广泛的应用，可以用于道路建设、建筑施工、堤坝建设等各种工程项目中。

2、深基坑施工：挖掘机可以用于深基坑的挖掘施工，如地下车库、地下隧道等，为基坑的施工提供了必要的条件。

3、矿山开采：挖掘机在矿山开采中发挥着重要作用，能够挖掘矿石、煤炭等资源，并将其转运出矿山。

4、基础设施建设：挖掘机在基础设施建设中应用广泛，可以用于挖土、挖沟、开挖基坑、夯实土石方等工作。

5、园林绿化：挖掘机可以用于整地、挖坑、搬运土壤等工作，为城市增添绿色的景观。

6、河道堤坝建设：挖掘机可以用于河道堤坝的建设和维护，挖掘河床、修筑堤坝、清淤疏浚河道等工作。

7、港口码头建设：挖掘机可以挖掘航道、卸载货物、修筑码头等工作，满足港口码头的建设需求。

8、污水处理：挖掘机可以用于挖掘下水道、修筑污水管道等工作，提高施工效率，改善城市环境。

9、农田水利建设：挖掘机可以用于开挖灌溉沟渠、清理水道、修筑水坝等工作，提高农田灌溉效率，减少劳动强度。

10、国防工程：挖掘机可以用于修筑工事、挖掘防空洞、防护掩体等工作，提高国防工程的建设速度和效率。

一、日常保养

1、清洁：每天使用前后，应清理挖掘机的散热区域、驾驶室内部、工作装置等部位的灰尘和杂物，避免影响挖掘机的性能和操作视野。

2、检查：

机油和机滤：检查机油油位和机油滤清器是否清洁，定期更换机油和机滤，建议每隔500小时或一个月更换一次。

液压油：检查液压油的油位和油质，确保液压油无杂质、无乳化现象，定期更换液压油，建议每隔500小时或一个月更换一次。

轮胎和履带：检查轮胎或履带是否磨损、是否有裂痕或脱胎等问题，及时更换损坏的轮胎或履带。

电气系统：检查电气线路是否完好、电源插头是否插紧、电瓶电量是否充足，定期更换电瓶和检查电路系统的连接情况。

空气滤清器：检查空气滤清器是否堵塞，定期清洗或更换空气滤清器，建议每隔500小时或一个月更换一次。

3、润滑：对挖掘机的各部件进行润滑，如销轴、回转支承等，确保各部件运转灵活、减少磨损。建议根据使用情况定期润滑，如每台班润滑一次销轴，每250小时润滑一次回转支承。

二、定期保养

1、发动机保养：

更换机油和机滤：按照厂家建议的周期更换机油和机滤，保持发动机的良好运行状态。

检查和更换冷却液：检查副水箱防冻液是否足够或变质，定期更换冷却液，确保发动机冷却系统正常工作。

检查和调整发动机皮带：定期检查发动机皮带的磨损情况和张紧程度，及时更换和调整皮带。

2、液压系统保养：

更换液压油和滤芯：定期更换液压油和液压油滤芯，提高液压系统工作效率和延长寿命。

检查和清洗散热器：定期清洗散热器散热片，确保液压系统散热良好。

检查和更换液压缸密封件：定期检查液压缸的密封性和润滑情况，及时更换损坏的密封件。

3、传动系统保养：

检查和调整履带张紧度：定期检查履带张紧度，确保履带松紧适中，避免履带脱落或损坏。

更换行走减速机齿轮油：定期更换行走减速机齿轮油，确保减速机正常运转。

4、电气系统保养：

检查电线、开关等部件的工作状态：确保电气系统安全可靠。

更换损坏的电气元件：如灯泡、保险丝等。

三、专业维修保养

发动机大修：当发动机出现严重故障或磨损时，需要进行大修，包括更换缸套、活塞、曲轴等关键部件。

液压系统维修：当液压系统出现故障时，如漏油、压力不足等，需要进行专业维修，包括更换液压油泵、阀组等部件。

传动系统维修：当传动系统出现故障时，如履带脱落、减速机损坏等，需要进行专业维修，包括更换履带、减速机等部件。

四、注意事项

遵循厂家保养指南：不同品牌和型号的挖掘机可能有不同的保养要求，应严格按照厂家的保养指南进行操作。

定期检查和维护：定期进行检查和维护是保证挖掘机正常运行的关键，不应忽视任何一个小部件的检查和维护。

避免恶劣环境：在恶劣的环境下使用挖掘机，如高温、高湿、多尘等，可能会加速部件的磨损和损坏，应尽量避免。

使用优质配件：在维修保养过程中，应使用优质的配件和油品，以确保挖掘机的性能和寿命。

一、原材料准备

挖掘机的生产首先是从原材料的准备开始的。主要原材料包括钢板、铸件、锻件、电线电缆、液压油管以及各种标准件和紧固件等。这些原材料需要经过严格的检验和筛选，确保其质量符合生产要求。

二、结构件制造

钢板切割：将钢板送入等离子切割机进行精准切割，形成挖掘机的各个结构件。这一步骤中，模板的利用率通常较高，以减少原材料的浪费。

零件加工：对切割后的零件进行进一步的加工，如钻孔、攻丝、铣削等，以满足后续的组装要求。

焊接：将加工好的零件进行焊接，形成挖掘机的各个部件。焊接过程中，需要严格控制焊接温度和焊接质量，以确保部件的强度和稳定性。

三、部件组装

底盘组装：将焊接好的底盘部件进行组装，包括安装行走系统、转向系统等。底盘组装完成后，需要进行严格的检测，确保其符合设计要求。

驾驶室组装：驾驶室是挖掘机的重要组成部分，需要安装各种电气元件、控制装置以及座椅等。在组装过程中，需要特别注意电气线路的连接和调试。

发动机和液压系统组装：发动机和液压系统是挖掘机的核心部件，需要确保其性能稳定、可靠。组装过程中，需要对发动机和液压系统进行严格的测试和调试。

四、总装与调试

底盘与驾驶室合装：将底盘与驾驶室进行合装，并安装各种连接件和紧固件。合装过程中，需要特别注意各部件之间的配合和定位精度。

整机调试：整机组装完成后，需要进行严格的调试和测试，包括发动机性能测试、液压系统性能测试、转向系统性能测试等。调试过程中，需要发现并解决各种问题，确保挖掘机的性能和稳定性达到设计要求。

五、质量检验与出厂

质量检验：对挖掘机的各个部件和整机进行质量检验，包括外观质量、尺寸精度、性能参数等方面的检验。检验过程中，需要遵循严格的质量标准和检验流程。

出厂测试：在质量检验合格后，挖掘机需要进行出厂测试，模拟实际工作场景进行运行测试，以检查其在实际工作中的性能和稳定性。

包装与发货：出厂测试合格后，挖掘机将进行包装处理，并准备发货。包装过程中，需要特别注意对挖掘机的保护，避免在运输过程中造成损坏。

一、作业前检查

全面检查：作业前应对挖掘机进行全面检查，包括发动机、液压系统、传动系统、电气系统以及工作装置等，确保各部件齐全完好，无漏油、漏水、漏电等现象。

环境检查：确认挖掘机作业环境安全，大臂和铲斗运动范围内无障碍物和其他人员，鸣笛示警后方可作业。同时，应检查地面是否坚实，避免在松软或倾斜的地面上作业，以防挖掘机倾覆。

个人防护：驾驶员应穿戴好个人防护装备，如安全帽、安全带、防滑鞋等，确保作业过程中的个人安全。

二、作业中操作

挖掘操作：挖掘时每次吃土不宜过深，提斗不要过猛，以免损坏机械或造成倾覆事故。铲斗下落时，注意不要过快，以免造成下车架不稳，整机前后晃动。

回转制动：挖掘机回转时，应用回转离合器配合回转机构制动器进行平稳转动，严禁急剧回转和紧急制动等突然行为。

装载限制：挖掘机装载活动范围内，不得停留车辆和行人。若往车辆上卸料时，应等车辆停稳，驾驶员离开驾驶室后，方可回转铲斗，向车上卸料。挖掘机回转时，应尽量避免铲斗从驾驶室顶部越过。

行走操作：履带式挖掘机移动时，臂杆应放在行走的前进方向，铲斗距地面高度不超过1米。挖掘机行走转弯不应过急，如弯道过大，应分次转弯，循序渐进。同时，应注意避免在崎岖不平的道路上行驶，以防损坏履带或轮胎。

上下坡操作：挖掘机上坡时，驱动轮应在后面，臂杆应在上面;挖掘机下坡时，驱动轮应在前面，臂杆应在后面。上下坡度不得超过机械允许的最大坡度，下坡时应慢速匀速行驶，途中不许变速及空挡滑行。

三、作业环境要求

土壤条件：挖掘机适用于在粘土、沙砾土、泥炭岩等土壤的铲挖作业。对爆破掘松后的重岩石内铲挖作业时，只允许用正铲，岩石料径应小于斗口宽的1/2。在高的工作面上挖掘散粒土壤时，应将工作面内的较大石块和其他杂物清除，以免塌下造成事故。

气候条件：在寒冷或炎热的气候条件下作业时，应注意对挖掘机进行适当的预热或降温处理，以防因温度过高或过低而影响挖掘机的性能和寿命。

四、维护与保养

定期保养：按照挖掘机的保养手册要求，定期对挖掘机进行保养，包括更换机油、机滤、液压油、空气滤清器等，确保挖掘机的正常运转。

日常检查：每天作业前后，应对挖掘机的各部件进行检查，包括轮胎、履带、制动系统、电气系统等，确保无异常磨损或损坏。

故障处理：在作业过程中，如发现挖掘机出现异常声响、异味、温度升高等情况，应立即停车检查，排除故障后方可继续作业。

五、安全操作规范

持证上岗：挖掘机驾驶员必须持证上岗，经过专业培训并考核合格后方可操作挖掘机。

严禁违规操作：严禁在挖掘机作业过程中进行维修、保养、紧固等工作。同时，严禁超载作业或进行超出挖掘机性能范围的操作。

配合人员安全：配合挖掘机作业的人员，如清底、平地、修坡等，必须在挖掘机回转半径以外工作。若必须在挖掘机回转半径内工作时，挖掘机必须停回转，关闭先导开关，方可进行工作。同时，机上机下人员要密切配合，确保安全。

1、冬季启动困难：

原因：机油粘度增大、蓄电池容量减少以及压缩空气渗漏增多等。

排除方法：预热发动机、使用低粘度机油以及检查蓄电池状态。

2、起动性能不良：

原因：起动转速低、气缸密封性差、发动机机件配合间隙不当等。

排除方法：检查并调整相关部件，如气缸、活塞、曲轴等。

3、曲轴不能转动：

原因：起动机与飞轮齿啮合不良、粘缸或曲轴抱死等机械故障。

排除方法：拆解发动机进行检修，可能需要更换损坏的零部件。

4、可以转动但不能起动：

原因：油路问题，如油箱无油、滤清器堵塞等。

排除方法：检查和清理油路，更换损坏的滤清器，确保油箱有足够的燃油。

5、起动困难或不能起动，排白烟：

原因：柴油中有水或气缸垫冲坏导致冷却水进入气缸。

排除方法：更换柴油并检查气缸垫，确保柴油纯净且气缸垫完好。

6、起动困难或不能起动，排灰白烟：

原因：发动机温度过低或供油时间过晚等。

排除方法：预热发动机并调整供油时间，确保发动机在正常温度下工作。

7、起动困难或不能起动，排黑烟：

原因：柴油燃烧不完全，可能是柴油质量低劣、进气不畅或喷油器滴漏等。

排除方法：更换柴油、清洗空气滤清器和检修喷油器，确保燃烧系统正常工作。

8、热起动困难：

原因：喷油泵柱塞副和喷油器针阀副严重磨损。

排除方法：拆解喷油泵和喷油器进行检修或更换磨损的零部件。

9、低速正常但无高速，排烟过少：

原因：循环供油量不足或油路堵塞等。

排除方法：调整喷油泵并清理油路，确保燃油供应充足且油路畅通。

10、动力不足，排灰白烟：

原因：喷油时间过迟或发动机温度过低等。

排除方法：调整喷油时间并预热发动机，确保发动机在正常状态下工作。

11、动力不足，排浓黑烟：

原因：发动机供油量过多或空气滤清器过脏等。

排除方法：调整喷油泵并清洗空气滤清器，确保燃油供应和空气流通正常。

12、动力不足，排蓝烟：

原因：机油进入气缸燃烧或增压器故障等。

排除方法：检查机油消耗情况并检修增压器，确保机油不进入气缸且增压器正常工作。

13、无怠速或怠速不稳：

原因：调速器故障或喷油泵柱塞磨损等。

排除方法：检修调速器和喷油泵，确保发动机怠速稳定。

14、运转中突然熄火：

原因：喷油泵驱动齿断裂或发动机内部运动件卡死等。

排除方法：立即停机检修，更换损坏的零部件并检查发动机内部运动件。

15、结构件噪声大：

原因：紧固件松动产生异响，如铲斗与斗杆端面间隙磨损加大等。

排除方法：检查并重新拧紧紧固件，将间隙调整到规定范围内。

16、液压油温过高：

原因：液压油冷却器堵塞或皮带张紧度不足等。

排除方法：清洗液压油冷却器并调整皮带张紧度，确保液压油温度在正常范围内。