履帶式液壓挖掘機

第一台手動挖掘機問世已有130多年的歷史，期間經歷了由蒸汽驅動鬥迴轉挖掘機到電力驅動和內燃機驅動迴轉挖掘機、應用機電液一體化技術的全自動液壓挖掘機的逐步發展過程。由於液壓技術的應用，20世紀40年代有了在拖拉機上配裝液壓反剷的懸掛式挖掘機，20世紀50年代初期和中期相繼研製出拖式全迴轉液壓挖掘機和履帶式全液壓挖掘機。初期試製的液壓挖掘機是採用飛機和機牀的液壓技術，缺少適用於挖掘機各種工況的液壓元件，製造質量不夠穩定，配套件也不齊全。從20世紀60年代起，液壓挖掘機進入推廣和蓬勃發展階段，各國挖掘機制造廠和品種增加很快，產量猛增。1968-1970年間，液壓挖掘機產量已佔挖掘機總產量的83%，已接100%。最初挖掘機是手動的，從發明已經有一百三十多年了，經歷了蒸汽驅動，電力驅動，和內燃機驅動等多種驅動方式。在20世紀40年代以後，液壓技術在挖掘機上得到應用，20世紀50年代研製出了人們常見的履帶式全液壓挖掘機。挖掘機最重要的三個參數：整車重量（質量），發動機功率和剷鬥鬥容。1951 年，第一台全液壓反剷挖掘機由位於法國的 Poclain( 波克蘭 ) 工廠推出，從而在挖掘機的技術發展領域開創了全新空間。 ^[1] 

常見的挖掘機結構包括，動力裝置，工作裝置，迴轉機構，操縱機構，傳動機構，行走機構和輔助設施等。從外觀上看，挖掘機由工作裝置，上部轉枱，行走機構三部分組成。 ^[1] 

以下是常見挖掘機的分類：挖掘機分類一：常見的挖掘機按驅動方式有內燃機驅動挖掘機和電力驅動挖掘機兩種。其中電動挖掘機主要應用在高原缺氧與地下礦井和其它一些易燃易爆的場所。挖掘機分類二：按照行走方式的不同，挖掘機可分為履帶式挖掘機和輪式挖掘機。挖掘機分類三：按照傳動方式的不同，挖掘機可分為液壓挖掘機和機械挖掘機。機械挖掘機主要用在一些大型礦山上。挖掘機分類四：按照用途來分，挖掘機又可以分為通用挖掘機，礦用挖掘機，船用挖掘機，特種挖掘機等不同的類別挖掘機佔絕大部分的是全液壓全迴轉挖掘機。卡特彼勒385B挖掘機液壓挖掘機主要由發動機、液壓系統、工作裝置、行走裝置和電氣控制等部分組成。液壓系統由液壓泵、控制閥、液壓缸、液壓馬達、管路、油箱等組成。電氣控制系統包括監控盤、發動機控制系統、泵控制系統、各類傳感器、電磁閥等。根據其構造和用途可以區分為：履帶式、輪胎式、步履式、全液壓、半液壓、全迴轉、非全迴轉、通用型、專用型、鉸接式、伸縮臂式等多種類型。工作裝置是直接完成挖掘任務的裝置。它由動臂、鬥杆、剷鬥等三部分鉸接而成。動臂起落、鬥杆伸縮和剷鬥轉動都用往復式雙作用液壓缸控制。為了適應各種不同施工作業的需要，液壓挖掘機可以配裝多種工作裝置，如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、衝擊錘等多種作業機具。迴轉與行走裝置是液壓挖掘機的機體，轉枱上部設有動力裝置和傳動系統。發動機是液壓挖掘機的動力源，大多采用柴油要在方便的場地， 也可改用電動機。液壓傳動系統通過液壓泵將發動機的動力傳遞給液壓馬達、液壓缸等執行元件，推動工作裝置動作，從而完成種作業。 ^[1] 

對挖掘機實行定期維護保養的目的是，減少機器的故障，延長機器使用壽命；縮短機器的停機時間；提高工作效率，降低作業成本。只要管理好燃油、潤滑油、水和空氣，就可減少70%的故障。事實上，70%左右的故障是由於管理不善造成的。 ^[1] 

1、燃油的管理要根據不同的環境温度選用不同牌號的柴油（對見表1）；柴油不能混入雜質、灰土與水，否則將使燃油泵過早磨損；劣質燃油中的石蠟與硫的含量高，會對發動機產生損害；每日作業完後燃油箱要加滿燃油，防止油箱內壁產生水滴；每日作業前打開燃油箱底的放水閥放水；在發動機燃料用盡或更換濾芯後，須排儘管路中的空氣。最低環境温度 0℃ -10℃ -20℃ -30℃柴油牌號 0# -10# -20# -35# ^[1] 

2、其它用油的管理。其他用油包括髮動機油、液壓油、齒輪油等；不同牌號和不同等級的用油不能混且；不同品種挖掘機用油在生產過程中添加的起化學作用或物理作用的添加劑不同；要保證用油清潔，防止雜物（水、粉塵、顆粒等）混入；根據環境温度和用途選用油的標號。環境温度高，應選用粘度大的機油，環境温度低應選用粘度小的用油；齒輪油的粘度相對較大，以適應較大的傳動負載，液壓油的粘度相對較小，以減少液體流動阻力。 ^[1] 

3、潤滑油脂管理用潤滑油（黃油）可以減少運動表面的磨損，防止出現噪聲。潤滑脂存放保管時，不能混入灰塵、砂粒、水及其它雜質；推薦選用鋰基型潤滑脂G2-L1，抗磨性能好，適用重載工況；加註時，要儘量將舊油全部擠出並擦乾淨，防止沙土粘附。 ^[1] 

4、濾芯的保養濾芯起到過濾油路或氣路中雜質的作用，阻止其侵入系統內部而造成故障；各種濾芯要按照（操作保養手冊）的要求定期更換；更換濾芯時，應檢查是否有金屬附在舊濾芯上，如發現有金屬顆粒奕及時診斷和採取改善措施；使用符合機器規定的純正濾芯。偽劣濾芯的過濾能力較差，其過濾層的面各人和材料質量都不符合要求，會嚴重影響機器的正常使用。 ^[2] 

5、定期保養的內容①新機工作250H後就應更換燃油濾芯和附加燃油濾芯；檢查發動機氣門的間隙。②日常保養；檢查、清洗或更換空氣濾芯；清洗冷卻系統內部；檢查和擰緊履帶板螺栓；檢查和調節履帶反張緊度；檢查進氣加熱器；更換鬥齒；調節剷鬥間隙；檢查前窗清洗液液麪；檢查、調節空調；清洗駕駛室內地板；更換破碎器濾芯（選配件）。清洗冷卻系統內部時，待發動機充分冷卻後，緩慢擰鬆注水口蓋，釋放水箱內部壓力，然後才能放水；不要在發動機工作時進行清洗工作，高速旋轉的風扇會造成危險；當清潔或更換冷卻液時，應將機器停放在水平地面上；要按照表3更換冷卻液和防腐蝕器。③啓動發動機前的檢查項目。檢查冷卻液的液麪位置高度（加水）；檢查發動機機油油位，加機油；檢查燃油油位（加燃油）；檢查液壓油油位（加液壓油）；檢查空氣濾芯是否堵塞；檢查電線；檢查喇叭是否正常；檢查剷鬥的潤滑；檢查油水分離器中的水和沉澱物。④每100保養項目。動臂缸缸頭銷軸；動臂腳銷；動臂缸缸杆端；鬥杆缸缸頭銷軸；動臂、鬥杆連接銷；鬥杆缸缸杆端；剷鬥缸缸頭銷軸；半杆連桿連接銷；鬥杆、剷鬥缸缸杆端；剷鬥缸缸頭銷軸；鬥杆連桿連接銷；檢查迴轉機構箱內的油位（加機油）；從燃油箱中排出水和沉澱物。⑤每250H保養項目。檢查終傳動箱內的油位（加齒輪油）；檢查蓄電池電解液；更換髮動機油底殼中的油，更換髮動機濾芯；潤滑迴轉支承（2處）；檢查風扇皮帶的張緊度，並檢查空調壓縮機皮帶的張緊度，並作調整。⑥每500h保養項目。同時進行每100和250H保養項目；更換燃油濾芯；檢查迴轉小齒輪潤滑脂的高度（加潤滑脂）；檢查和清洗散熱器散熱片、油冷卻器散熱片和冷疑器散熱片；更換液壓油濾芯；更換終傳動箱內的油（僅首次在500h時進行，以後1000h一次）；清洗空調器系統內部和外部的空氣濾芯；更換液壓油通氣口濾芯。⑦每1000h保養項目。同時進行每100、250和500h保養項目；更換回轉機構箱內的油；檢查減振器殼體的油位（回機油）；檢查渦輪增壓器的所有緊固件；檢查渦輪增壓器轉子的遊隙；發電機皮帶張緊度的檢查及更換；更換防腐蝕濾芯；更換終傳動箱內的油。⑧每2000h保養項目。先完成每100、250、500和1000h的保養項目；清洗液壓油箱濾網；清洗、檢查渦輪增壓器；檢查發電機、啓動電機；檢查發動機氣門間隙（並調整）；檢查減振器。⑨4000h以上的保養。每4000h增加對水泵的檢查；每5000h增加更換液壓油的項目。⑩長期存放。機器長期存放時，為防止液壓缸活塞桿生鏽，應把工作裝置着地放置；整機洗淨並乾燥後存放在室內乾燥的環境中；如條件上所限只能在室外存放時，應把機器停放在排水良好的水泥地面上；存放前加滿燃油箱，潤滑各部位，更換液壓油和機油，液壓缸活塞桿外露的金屬表面塗一薄層黃油，拆下蓄電池的負極接線端子，或將蓄電池卸下單獨存放；根據最低環境温度在冷卻水中加入適當比例的防凍液；每月啓動發動機一次並操作機器，以便潤滑各運動部件，同時給蓄電池充電；打開空調製冷運轉5-10min。 ^[1] 

1、合理選用液壓油（1）液壓油黏度確定液壓油黏度的原則是，在考慮液壓回路工作温度和效率的前提下，使（用於泵和馬達等元件）液壓油黏度處於範圍（16-36x10-6mm2/s)；與環境最低温度對應的短時間冷啓動的黏度≤1000X10-6mm2/s；以及對應於短時間允許的泄漏油温90℃時的黏度≥10X10-6mm2/s。（2）黏度指數（VI）該指標較直接地反映了油品黏度隨温度變化而改變的性質，（即油的黏温特性），油的黏度指數較高，表示該種油的黏度隨温度變化而改變的程度較小；反之，較大。國外知名廠家（如美孚、殼牌等）的抗磨液壓油的黏度指數均為VI≥110，國產高級抗磨液壓油的黏度指數VI=95左右。而國外生產的的高黏度指數液壓油（HV）和多級發動機機油的黏度指數均為VI>140。這一點對於使用大型進口液壓挖掘機而採用國產液壓油（或將發動機機油作液壓油用）的用户須特別注意。黏度指數降低將使油所適應的環境温度範圍縮小，若非使用不可時，應向油品廠家查詢相關資料，須對油的使用範圍做適當調整，必要時還應改變設備的相關設定值（如極限温度等）。（3）其他綜合性能因現代大型液壓挖掘機液壓系統的工作壓力較高（≥32MPa），允許液壓油的工作油温也較高（90℃左右），所以為了保證在正常的換油週期內液壓系統能正常工作，就要求為系統所選油的潤滑性、氧化安定性、抗磨性、防鏽防腐性、抗乳化性、抗泡性、抗剪切安定性以及極壓負荷性等方面具有良好的品質。 ^[1] 

2、良好的液壓油散熱系統對於大型液壓挖掘機液壓油散熱系統（更確切地説應為液壓油温控制系統）的改善，雖然各廠家採用的具體方式有所不同，但基本思路卻是一樣的，既能使液壓油温度在連續作業中平衡在較為理想的範圍內，又能使液壓系統在冷態下投入工作時能迅速升温（達到油正常工作温度範圍）。 在使用了合格的液壓油的前提下，當出現液壓油過熱時，對液壓油散熱温控系統的檢查步驟如下：（1）液壓油散熱器是否有污物堵塞，導致散熱效率下降，必要時清洗散熱器。（2）在極端條件下檢測風扇轉速的系統實際工作壓力，以確定該回路的液壓件是否有故障、油温傳感器或控制電路的工作是否正常。此時風扇轉速和系統工作壓力均應為最大值；否則，應對系統相應參數進行調整或更換受損元件。 ^[1] 

3、系統中相關液壓參數的檢查大型液壓挖掘機工作泵的控制方式主要有兩種：帶壓力斷流功能（即CUT-OFF功能）的極限載荷調節（GLR）和負荷感應調節（LS）方式。而CUT-OFF功能的作用是，當系統工作壓力達到調定值時，變量泵的斜盤偏角減小，使泵只能保持在維持該壓力所需的“殘餘”流量狀態，以避免溢流閥溢流產生過熱。為實現此目的，系統參數匹配至按技術要求使CUT-OFF閥的調定值低於迴路中初級壓力閥的調定值；否則，初級壓力閥打開將會導致溢流過熱。同時，檢查次級閥工作是否正常，此項工作一定要嚴格按照技術要求進行，必要時應對系統相關參數進行恢復性調整。 ^[1] 

4、排除非正常內泄主要指，因系統液壓油受污染造成方向閥、壓力閥卡咬所引起的非正常內泄。檢查的方法：測壓力、查功能，或聽是否有異常噪聲（閥口關閉不嚴造成的“節流沖刷聲”）或觸摸檢查温度是否局部過高。 ^[1] 

5、防止元件容積效率下降。對非正常磨損和正常磨損，都應引起重視。前者可能在很短的時間內發生，可通過檢查油的品質並結合系統的功能好壞（如執行元件動作是否正常，速度是否下降等）進行判斷；後者則應遵循一定的規律，應綜合考察，及時採取措施。WY22 履帶式液壓挖掘機是根據國情，結合當今液壓挖掘機發展新趨勢而開發的產品。該機整機設計以優越性能實現高效作業為理念，關鍵零部件採用國際化採購，性能優良，使用可靠。挖掘參數、作業效率均優於國內同類機型，是國內具有高性能價格比的液壓挖掘機。該機可配裝破碎錘等多種作業裝置，適用於工業建設、民用建築、道路施工、市政工程、農田水利、油田礦山和港口等土石方工程，是投資回報期短、適合中國國情的理想施工設備。 ^[2] 

操作技術

首先要確認周圍狀況。迴轉作業時，對周圍障礙物、地形要做到心中有數，安全操作；作業時，要確認履帶的前後方向，避免造成傾翻或撞擊；儘量不要把終傳動面對挖掘方向，否則容易損傷行走馬達或軟管；作業時，要保證左右履帶與地面完全接觸，提高整機的動態穩定性。 ^[2] 

有效挖掘方法

當剷鬥缸和連桿、鬥杆缸和鬥杆之間互成90度時，挖掘力最大；剷鬥鬥齒和地面保持30度角時，挖掘力即切土阻力最小；用鬥杆挖掘時，應保證鬥杆角度範圍在從前面45度角到後面30度之間。同時使用動臂和剷鬥，能提高挖掘效率。 ^[2] 

挖掘岩石

使用剷鬥挖掘岩石會對機器造成較大破壞，應盡避免；必須挖掘時，應根據岩石的裂紋方向來調整機體的位置，使剷鬥能夠順利鏟入，進行挖掘；把鬥齒插入岩石裂縫中，用鬥杆和剷鬥的挖掘力進行挖掘（應留心鬥齒的滑脱）；未被碎裂的岩石，應先破碎再使用剷鬥挖掘。 ^[2] 

坡面平整作業

進行平面修整時應將機器平放地面，防止機體搖動，要把握動臂與鬥杆的動作協調性，控制兩者的速度對於平面修整至關重要 ^[2] 

裝載作業

機體應處於水平穩定位置，否則迴轉卸載難以準確控制，從而延長作業循環時間；機體與卡車要保持適當距離，防止在做180度迴轉時機體尾部與卡車相碰；儘量進行左迴轉裝上，這樣做視野開闊、作業效率高，同時要正確掌握旋轉角度，以減少用於迴轉的時間；卡車位置林比挖掘機低，以縮短動臂提升時間，且視線良好；先裝砂土、碎石，再放置大石塊，這樣可以減少對車箱的撞擊。 ^[2] 

鬆軟地帶或水中作業

在軟土地帶作業時，應瞭解土壤松實程度，並注意限制剷鬥的挖掘範圍，防止滑坡、塌方等事故發生以及車體沉陷較深。 在水中作業時，應注意車體容許的水深範圍（水面應在託鏈輪中心以下）；如果水平面較高，迴轉支承內部將因水的進入導致潤滑不良，發動機風扇葉片受水擊打導致折損，電器線路元件由於水的侵入發生短路或斷路。 ^[2] 

吊裝作業

作用液壓挖掘機進行吊裝操作進，應確認吊裝現場周圍狀況，使用高強度的吊勾和鋼絲繩，吊裝時要儘量使用專用的吊裝裝置；作業方式應選擇微操作模式，動作要緩慢平衡；吊繩長短適當，過長會使吊物擺動較大而難以精確控制；要正確調整剷鬥位置，以防止鋼線繩滑脱；施工人員儘量不要靠近吊裝物，以防止因操作不當發生危險。 ^[1] 

平穩的操作方法

作業時，機器的穩定性不僅能提高工作效率，延長機器壽命，而且能確保操作安全（把機器放在較平坦的地面上）；驅動鏈輪在後側比在前側的穩定性好，且能夠防止終傳動遭受外力撞擊；履帶在地面上的軸距總是大於輪距，所以朝前工作穩定性好，要儘量避免側向操作；要保持挖掘點靠近機器，以提高穩定性和挖掘機；假如挖掘點遠離機器，造成因重心前移，作業就不穩定；側向挖掘比正向挖掘穩定性差，如果挖掘點遠離機體中心，機器會更加不穩定，因此挖掘點與機體中心應保持合適的距離，以使操作平衡、高效。 ^[2] 

值得注意的操作

液壓缸內部裝有緩衝裝置，能夠在靠近行程末端逐漸釋放背壓；如果在到達行程末端後受到衝擊載荷，活塞將直接碰到缸頭或缸底，容易造成事故，因此到行程末端時應儘量留有餘隙。利用迴轉動作進行推土作業將引起剷鬥和工作裝置的不正常受力，造成扭曲或焊縫開裂，甚至銷軸折斷，應儘量避免此種操作。利用機體重量進行挖掘會造成迴轉支承不正常受力狀態，同時會對底盤產生較強的振動和衝擊，因此應用利液壓缸或液壓管路產生較大的破壞。在裝卸岩石等較重物料時，應靠近卡車車廂底部卸料，或先裝載泥土，然後裝載岩石，禁止高空卸載，以減小對卡車的撞擊破壞。履帶陷入泥中較深時，在剷鬥下墊一塊木板，利用剷鬥的底端支起履帶，然後在履帶下墊上木板，將機器駛出。 ^[2] 

正確的行走操作

挖掘機行走時，應儘量收起工作裝置並靠近機體中心，以保持穩定性；把終傳動放在後面以保護終傳動。要儘可能地避免駛過樹樁和岩石等障礙物，防止履帶扭曲；若必須駛過障礙物時，應確保履帶中心在障礙物上。過土墩時，就始終用工作裝置支撐住底盤，以防止車體劇烈晃動甚至翻傾。 應避免長時間停在陡坡上怠速運轉發動機，否則會因油位角度的改變而導致潤滑不良。機器長距離行走，會使支重輪及終傳動內部因長時間迴轉產生高温，機油粘度下降和潤滑不良，因此應經常停機冷卻降温，延長下部機體的壽命。禁止靠行走的驅動力進行挖土作業，否則過大的負荷將會導致終傳動、履帶等下車部件的早期磨損或破壞。上坡行走時，應當驅動輪在後，以增加觸地履帶的附着力。下坡行走時，應當驅動輪在前，使上部履帶繃緊，以防止停車時車體在重力作用下向前滑移而引起危險。在斜坡上行走時，工作裝置應置於前方以確保安全，停車後，把剷鬥輕輕地插入地面，並在履帶下放上擋塊。在陡坡行走轉彎時，應將速度放慢，左轉時向後轉動左履帶，右轉時向後轉動右履帶，這親可以降低在斜坡上轉彎時的危險。 ^[1] 

正確的破碎作業

首先要把錘頭垂直放在待破碎的物體上。開始破碎作業時，抬起前部車體大約5cm ，破碎時，破碎頭要一直壓在破碎物上，不破碎物已被破碎後應立即停止破碎操作。破碎時，由於振動會使錘頭逐漸改變方向，所以應隨時調整剷鬥缸，使錘頭方向垂直於破碎物體表面。當錘頭打不進破碎物時，應改變破碎位置；在一下地方持續破碎不要超過一分鐘，否則不僅錘頭會損壞，而且油温會異常升高；對於堅硬的物體，應從邊緣開始逐漸破碎。嚴禁邊迴轉邊破碎、錘頭插入後扭轉、水平或向上使用液壓錘和將液壓錘當鑿子用。 ^[2] 

1、挖掘機是經濟投入大的固定資產，為提高其使用年限獲得更大的經濟效益，設備必須做到定人、定機、定崗位，明確職責。必須調崗時，應進行設備交底。2、挖掘機進入施工現場後，駕駛員應先觀察工作面地質及四周環境情況，挖掘機旋轉半徑內不得有障礙物，以免對車輛造成劃傷或損壞。3、機械發動後，禁止任何人員站在剷鬥內，鏟臂上及履帶上，確保安全生產。4、挖掘機在工作中，禁止任何人員在回轉半徑範圍內或剷鬥下面工作停留或行走，非駕駛人員不得進入駕駛室亂摸亂動，不得帶培訓駕駛員，以免造成電器設備的損壞。5、挖掘機在挪位時，駕駛員應先觀察並鳴笛，後挪位，避免機械邊有人造成安全事故，挪位後的位置要確保挖掘機旋轉半徑的空間無任何障礙，嚴禁違章操作。6、工作結束後，應將挖掘機挪離低窪處或地槽(溝)邊緣，停放在平地上，關閉門窗並鎖住。7、駕駛員必須做好設備的日常保養、檢修、維護工作，做好設備使用中的每日記錄，發現車輛有問題，不能帶病作業，並及時彙報修理。8、必須做到駕駛室內乾淨、整潔，保持車身表面清潔、無灰塵、無油污；工作結束後養成擦車的習慣。9、駕駛員要及時做好日台班記錄，對當日的工作內容做好統計，對工程外零工或零項及時辦好手續，並做好記錄，以備結帳使用。10、駕駛人員在工作期間嚴禁中午喝酒和酒後駕車工作，如發現，給予經濟處罰，造成的經濟損失，由本人承擔。11、對人為造成車輛損壞，要分析原因，查找問題，分清職責，按責任輕重進行經濟處罰。12、要樹立高度的責任心，確保安全生產，認真做好與建方溝通和服務工作，搞好雙邊關係，樹立良好的工作作風，為企業的發展和效益盡心盡責，努力工作。 ^[1]