土方施工机械之单斗挖掘机
土方施工机械之单斗挖掘机 单斗挖掘机 一、单斗挖掘机的用途、分类及编号 单斗挖掘机的主要用途有: (1)开挖建筑物或厂房基础; (2)挖掘土料、剥离采矿场覆盖层; (3)采石场、隧道内、地下厂房和堆料场等中的装载作业; (4)开挖沟渠、运输河和疏通水道; (5)更换工作装置后可进行浇筑、起重、安装、打桩、夯实等作业。 挖掘机的分类、编号及表示方法如表2-5—1所示。 国产单斗挖掘机型号编制规定 表2-5—1 类 组 型 特性 代号 代 号 含 义 主参数 名 称 单 位 挖 掘 机 单 斗 挖 掘 机 W (挖) 履 带 式 W 机械式单斗挖掘机 标准斗容量 m3×100 D(电) WD 电动式单斗挖掘机 标准斗容量 m3×100 Y(液) WY 液压式单斗挖掘机 标准斗容量 m3×100 B(臂) WB 长臂式单斗挖掘机 标准斗容量 m3×100 S(隧) WS 隧道式单斗挖掘机 标准斗容量 m3×100 轮 胎 式 L (轮) WL 轮胎式机械单斗挖掘机 标准斗容量 m3×100 D(电) WLD 轮胎式电动单斗挖掘机 Y(液) WLY 轮胎式液压单斗挖掘机 其详细表示方法为四组符号: 不同机型代号 W Y 60 A 结构改进代号 标准斗容量 挖掘机 二、单斗挖掘机的构造及工作原理 1.机械式单斗挖掘机的构造及工作原理 机械式单斗挖掘机主要由工作装置、回转支承装置、行走装置、动力装置及附属设备等部分组成,如图2—5-1所示。其中工作装置包括铲斗、提升机构、推压机构、动臂、斗底开启机构等。回转支承装置包括回转机构、回转平台、回转支承机构等;行走装置主要有履带式和轮胎式两种。 图2—5-1 机械式单斗挖掘机外形图 1—工作装置;2—回转平台;3—行走装置 图2-5-2 正铲工作装置工作原理图 1-动臂、2-斗柄;3-铲斗;4-推压轴 图2-5-2所示为机械式单斗挖掘机正铲工作装置的工作原理图。挖掘起先时,挖掘机靠近工作面,开挖位置在推压轴之下,斗前面及工作面夹角最大(40°~45°),斗齿简洁切入。工作时斗齿的切入深度由推压轴限制,操纵提升钢索提升铲斗,同时推压轴把斗柄推向工作面。铲斗提升及推压轴同时动作,在运动中使铲斗装满土石料,离开工作面后回转到卸载处卸载,然后再回转到工作面,起先下一次的挖掘工作. 机械式单斗挖掘机常用的工作装置除正铲工作装置外,还有反铲、拉铲等型式的工作装置,如图2-5-3所示。 17 / 17 图2-5—3 机械式单斗挖掘机工作装置主要型式图 a)正铲;b)反铲;c)拉铲;d)抓斗e)打桩 2.液压式单斗挖掘机的构造及工作原理 单斗液压挖掘机主要由工作装置、回转机构、动力装置、传动机构、行走装置和协助设备等组成,如图2—5-4所示。常用的全回转式(转角大于360°)挖掘机,其动力装置、传动机构的主要部分和回转机构、协助设备及驾驶室等都装在可回转的平台上,通称为上部转台,因而又把这类机械概括成由工作装置、上部转台和行走装置三大部分组成.工作装置如图2—5-5所示,主要由铲斗1、斗杆2、动臂3及铲斗油缸7、斗杆油缸6和动臂油缸5等组成,有正铲、反铲、抓斗等工作装置型式(图2—5-6)。 图2—5—4 单斗液压挖掘机的总体构造 1—柴油机;2-机棚;3-液压泵; 4—液控多路阀;5-液压油箱;6-回转减速器;7-液压马达;8-回转接头;9-司机室;10—动臂;11—动臂油缸;12—操纵台;13-斗齿;14-铲斗;15-斗杆油缸;16-斗杆;17-铲斗油缸;18—平衡重;19—转台;20—行走减速器、液压马达;21-托轮;22-履带;Ⅰ-工作装置;Ⅱ—上部转台;Ⅲ—行走装置 液压式单斗挖掘机的工作原理如图2—5-5所示.柴油机13驱动两个液压泵11、12,把高压油输送到两个安排阀9,操纵安排阀将高压油再送往有关的液压执行元件(液压缸或液压马达),驱动相应的机构进行工作. 挖掘机作业时,接通回转装置液压马达,上部转台转动,带动工作装置转到挖掘地点,同时,操纵动臂油缸小腔进油,油缸活塞杆回缩,使动臂下降至铲斗接触挖掘面为止,然后操纵斗杆油缸和铲斗油缸,使其大腔进油、活塞杆伸长,迫使铲斗进行挖掘和装载工作。铲斗装满后,切断斗杆油缸和铲斗油缸油路并操纵动臂油缸大腔进油,使动臂升离挖掘面,随之接通回转马达,使铲斗转到卸载地点,再操纵斗杆和铲斗油缸活塞杆回缩,使铲斗反转卸土。卸完土,将工作装置转至挖掘地点进行下一次的挖掘作业. 图2-5—5 液压式单斗挖掘机基本结构图及传动示意图 1—铲斗;2—斗杆;3-动臂;4-连杆;5、6、7-液压缸;8—平安阀;9-安排阀;10-油箱; 11、12—液压泵;13—发动机;Ⅰ-工作装置;Ⅱ—上部转台;Ⅲ-行走装置 图2-5—6 液压单斗挖掘机工作装置主要型式图 a)反铲;b)正铲或装载;c)抓斗;d)起重 图2-5—6 液压式单斗挖掘机工作装置主要型式图 a)反铲;b)正铲或装载;c)抓斗;d)起重 三、单斗挖掘机的运用技术 1.作业过程 带各种工作装置的单斗挖掘机是循环作业式机械,每一工作循环包括挖掘、回转、卸料和返回四个工作过程.下面以机械式单斗挖掘机为例介绍挖掘机的作业过程。 (1)正铲挖掘机 正铲挖掘机(图2—5—7)的工作装置是由动臂2、斗柄5和斗口朝上的铲斗1组成。 图2—5-7 正铲工作过程简图 1—铲斗;2-动臂;3—铲斗提升钢索;4-鞍形座; 5-斗柄;6—斗底;7—运输车辆;Ⅰ~Ⅵ-工作过程 正铲工作过程是: ① 挖掘过程 先将铲斗下放到工作面底部(Ⅰ),然后提升铲斗,同时使斗柄向前推压(有的小型挖掘机依靠动臂下降的重力来施压),斗内装满土料(Ⅱ→Ⅲ) 图2-5-8 反铲工作过程简图 1-斗底;2-铲斗;3-牵引钢索;4-斗柄;5-动臂; 6-提升钢索;7-前支架;Ⅰ~Ⅴ-工作过程 ② 回转过程 先将铲斗向后退出工作面(Ⅳ),然后回转,使动臂带着铲斗转到卸料处上空(Ⅴ).在此过程中可适当调整铲斗的伸出程度和高度以适应卸料要求。 ③ 卸料过程 打开斗底卸料(Ⅵ) ④ 返回过程 回转挖掘机转台,使动臂带着空斗返回挖掘面,同时放下铲斗,斗底在惯性作用下自动关闭(Ⅵ→Ⅰ) 机械传动式正铲挖掘机相宜挖掘和装载