主要常见工矿企业内机动车辆之八单斗挖掘机挖掘机和电铲是用挖斗来挖掘物料，并把物料卸到运输车辆上，由运输车运至卸料处，或将挖出的物料直接卸在附近的物料场上一种挖掘工程机械。挖掘机有单斗式和多斗式之分，前者为循环作业式，后者为连续作业式。我国在市政、建筑工程和矿山生产中使用的挖掘机大多为单斗挖掘机。它的每一个工作循环包括：挖掘、回转、卸载、返回四个过程。挖掘机一般由转台、底盘和工作装置三大部分构成。转台上布置了发动机（或电动机）、驾驶室等，经由回转滚盘装在底架上，工作装置的动臂铰支于转台，后者可绕底架的垂直轴线在滚盘上作左右回转，动臂在油缸的驱动下，可在垂直面内绕其铰点作一定的转动。单斗挖掘机具有多种工作装置。用于土方作业时，可以分别装置正铲、反铲、拉铲、抓铲等进行作业；用于起重吊装时，可装置起重设备进行作业，另外更换工作装置后，还可进行打桩和土壤夯实等工作。因此单斗挖掘机被广泛应用于修筑路基、开挖建筑基坑、修筑渠道，铺设各种管道和装卸等工程中。一、挖掘机的分类和型号（一）分类单斗挖掘机种类很多，按其使用的动力设备分，有以内燃机作为动力和电动机作为动力两种（后者则称为电铲）；按斗容量分，有轻型、中型和重型三种（日前重要控制机则以电铲为主）；按回转台的回转角度分，有全回转式（360度）和非回转式（小于270度）两种；按传动方式分，有机械传动式和液压传动式两种；按行走系分有履带式、轮胎式、汽车式和悬挂式四种；按工作装置分，有连杆机构式和伸缩臂式两种。单斗挖掘机各部分组成如图3-85所示。图3-85 单斗挖掘机的总体构造1-行走装置； 2-转台； 3-平衡重； 4-发动机； 5-传动系；6-操纵钢索； 7-铲斗； 8-动臂； 9-操纵台； 10-回转装置（二）型号见表3-10表3-10 国产单斗挖掘机型号编制规定类组型代号代号含义主参数名称挖掘机单斗挖掘机（挖）履带式W机械单斗挖掘机标准斗容量WD电动单斗挖掘机标准斗容量WY液压单斗挖掘机标准斗容量WB长臂单斗挖掘机标准斗容量轮胎式WS隧道单斗挖掘机标准斗容量WL轮胎式机械单斗挖掘机标准斗容量WLD轮胎式电动单斗挖掘机WLY轮胎式液压单斗挖掘机其具体表示方法为四组符号： W：挖掘机 Y：不同机型代号 60：斗容量 A：结构改进代号二、结构原理液压挖掘机主要由发动机、液压系统、工作装置、行走装置和电气控制等部分组成。液压系统由液压泵、控制阀、液压缸、液压马达、管路、油箱等组成。电气控制系统包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、各类传感器、电磁阀等。参见图3-86液压挖掘机总体结构。图3-86 单斗液压挖掘机的总体结构1-柴油机；2-机棚；3-液压泵；4-液控多路阀；5-液压油油箱；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-斗杆；14-斗杆油缸；15-铲斗；16-铲斗油缸；17-边齿；18-斗齿；19-平衡重；20-转台；21-走行减速器、液压马达；22-支重轮；23-托链轮；24-腰带板；-工作装置；-上部转台；-行走装置液压挖掘机一般由工作装置、回转装置和行走装置三大部分组成工作装置是直接完成挖掘任务的装置。它由动臂、斗杆、铲斗等三部分铰接而成。动臂起落、斗杆伸缩和铲斗转动都用往复式双作用液压缸控制。为了适应各种不同施工作业的需要，液压挖掘机可以配装多种工作装置，如挖掘、起重、装载、平整、夹钳、推土、冲击锤等多种作业机具。回转与行走装置是液压挖掘机的机体，转台上部设有动力装置和传动系统。发动机是液压挖掘机的动力源，大多采用柴油发动机，也有用电动机的。液压传动系统通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件，推动工作装置动作，从而完成各种作业。（一）行走装置 因为行走装置兼有液压挖掘机的支撑和运行两大功能，因此液压挖掘机行走装置应尽量满足以下要求：a）应有较大的驱动力，使挖掘机在湿软或高低不平等不良地面上行走时具有良好的通过性能、爬坡性能和转向性能。b）在不增大行走装置高度的前提下使挖掘机具有较大的离地间隙，以提高其不平地面上的越野性能。c）行走装置具有较大的支撑面积或较小的接地比压，以提高挖掘机的稳定性。d）挖掘机在斜坡下行时不发生下滑和超速溜坡现象，以提高挖掘机的安全性。e）行走装置的外形尺寸应符合道路运输的要求。液压挖掘机的行走装置，按结构可分为履带式和轮胎式两大类。履带式行走装置的特点是，驱动力大（通常每条履带的驱动力可达机重的35%-45%），接比压小（40-150kPa），因而越野性能及稳定性好，爬坡能力大，且转弯半径小，灵活性好。履带式行走装置在液压挖掘上使用较为普遍。但履带式行走装置制造成本高，运行速度低，运行和转向时功率消耗大，零件磨损快，因此，挖掘机长距离运行时需借助于其他运输车辆。轮胎式行走装置与履带式的相比，优点是运行速度快、机动性好，运行时轮胎不损坏路面，因而在城市建设中很受欢迎，缺点是接地比压大，爬坡能力小，挖掘作业时需要用专门支腿支撑，以确保挖掘机的稳定性和安全性。履带式行走装置组成与工作原理履带式行走装置由“四轮一带”（即驱动轮、导向轮、支重轮、托轮、以及履带），张紧装置和缓冲弹簧，行走机构，行走架等组成。参见图3-87履带式底盘传动系。图3-87履带式底盘传动系挖掘机运行时，驱动轮在履带的紧边驱动段及接地段（支撑段）产生一个拉力，企图把履带从支重轮下拉出，由于支重轮下的履带与地面间有足够的附着力，阻止履带的拉出，迫使驱动轮卷动履带，导向轮再把履带铺设到地面上，从而使挖掘机借支重轮沿着履带轨道向前运行。液压传动的履带行走装置轮胎式行走装置（见图3-88 R922型挖掘机行走装置）轮胎式液压挖掘机行走装置的结构型式很多，有采用标准汽车底盘的或轮式拖拉机底盘的，但斗容量稍大、工作性能要求较高的轮胎式液压挖掘则采用专用的轮胎式底盘行走装置。与履带式液压挖掘机行走装置相比较，轮胎式行走装置的主要特点是：a）要求地面平整、坚实，以免轮辙过深，增加挖掘机行驶阻力、转向阻力，影响挖掘机的稳定性。b）轮胎式挖掘机的行走速度通常不超过20km/h，爬坡能力为40%-60%。c）为了改善挖掘机的越野性能，宜采用全轮驱动，液压悬挂平衡摆动轴。作业时由液压支腿支撑，使前后桥卸荷并整机稳定性得以提高。图3-88 R922型挖掘机行走装置1-车架；2-回转支承；3-中央回转接头；4-支腿；5-后桥；6-传动轴；7-液压马达及变速箱；8-前桥（）（二）回转装置液压挖掘机回转装置由转台、回转支撑和回转机构等组成（如图3-89、图3-90）。回转支撑的外座圈用螺栓与转台连接，带齿的内座与底架用螺栓连接，内、外座圈之间设有滚动体。挖掘机工作装置作用在转台上的垂直载荷、水平载荷和倾覆力矩通过回转支撑的外座圈、滚动体和内座转传给底架。回转机构的壳体固定在转台上，用小齿轮与回转支撑内座圈上的齿圈相啮合。小齿轮既可绕自身的轴线自转，又可绕转台中心线公转，当回转机构工作时转台就相对底架进行回转。图3-89 转台布置1-发动机；2-换向阀；3-回转驱动液压马达；4-司机室；5-回转大齿圈和回转支承；6-中央回转接头；7-油箱；8-液压泵；9-平衡重图3-90 斜轴式高速液压马达驱动的回转机构1-制动器；2-液压马达；3-行星减速器；4-回转大齿圈；5-润滑油环；6-中央回转接头对回转机构的基本要求：液压挖掘机回转机构的运动约占整个作业循环时间的50%-70%，能量消耗占25%-40%，回转液压回路的发热量占液压系统总发热量的30%-40%。为提高液压挖掘机生产率和功能利用率，故对回转机构提出如下基本要求：a）当角加速度和回转力矩不超过允许值时，应尽可能地缩短转台的回转时间。在回转部分惯性矩已知的情况下，角加速度的大小受转台最大扭矩的限制，此扭矩不应超过行走部分与土壤的附着力矩。b）回转机构运动时挖掘机工作装置的动荷系数不应超过允许值。回转及行走装置参见图3-91 WD型挖掘机履带回转及行走装置剖示图图3-91 WD型挖掘机履带回转及行走装置剖示图1-下支承架；2-上滚道；3-齿圈；4-中心轴枢；5、6、12、15-圆柱齿轮；7、9、11-传动轴；8-牙嵌离合器；10-锥形齿轮；13-驱动轮轴；14-驱动轮；16-履带架；17-支重轮轴；18-支重轮；19-履带板；20-引导轮；21-引导轮轴（三）转向装置履带式车辆的转向装置请参见第二章第三节履带式车辆底盘及第七章第四节履带式车辆的驾驶部分相关内容。挖掘机转向时由安装在两条履带上、分别由两台液压泵供油的行走马达（用一台油泵供油时需采用专用的控制阀来操纵）通过对油路的控制，很方便地实现转向或就地转弯，以适应挖掘机在各种地面、场地上运动。履带式液压挖掘机是通过操纵阀控制油泵对行走马达的供油方式来实现转向的，而轮胎式液压挖掘机则有自己专用的转向机构。目前轮胎式液压挖掘机广泛采用偏转前轮液压转向方式，并利用反馈机械解决方向盘与转向轮之间的联锁问题。轮胎式液压挖掘机偏转前轮液压转向是通过转向器的操纵，油泵输出的压力油经中心回转接头进入转向油缸，推动左转向节臂，使其绕转向节主销转动。通过转向横拉杆带动右转向节臂，使两侧转向轮同时偏转，从而实现转向。转向器由驾驶员操纵方向盘控制。上述转向节臂有用液压推动、液压助力推动、气压助力推动和静液压推动等几种方式，但以液压推动最为普遍。（四）工作装置1、正铲挖掘机（1）正铲挖掘机工作装置由铲斗、斗柄与动臂三个主要部分组成。对机械传动式，为了实现工作时斗柄的伸缩运动，还设有专门的推压机构，因此结构比较复杂(图3-92)。对液压传动式的是用油缸来执行传动任务的，结构比较简单(图3-93)。 图3-92 国产W100型挖掘机的正铲工作装置1-铲斗；2-斗底开启索链；3-斗柄；4-推压齿条；5-鞍形座；6-推压轴；7-推压齿轮；8-动臂；9-提升钢索；10-主卷扬筒；11-变幅卷筒；12-变幅钢索；13-定滑轮；14-动滑轮图3-93 W4A-60型液压挖掘机的正铲工作装置1-动臂油缸；2-动臂；3-加长臂；4-斗底开闭油缸；5-铲斗；6-斗柄；7-斗柄油缸；8-软管铲斗的构造(图3-93)由前壁、侧壁、后壁三者焊成整体，上下缘有箱形断面的板加强。斗的前壁上装有耐磨合金钢(多用高锰钢)制成的可换齿，以减少铲斗挖掘时的阻力。斗的后壁上铰接着带夹套的横置提升滑轮，作为穿提升索悬挂铲斗之用。图3-94 正铲斗1-铲斗前壁；2-斗齿；3、17-加固肋条；4-侧壁；5-后壁上孔；6-滑轮；7-后壁中孔；8-杠杆；9-限制器；10-斗柄；11-弹簧；12-调节栓；13-链条；14-拉杆；15-后壁下孔；16-斗底板；18-斗闩；19-孔板；20-螺栓；21-斗闩杠杆；22-垫块；23-导板斗柄是箱形断面的焊接长柄