挖掘機(jī)的國外發(fā)展

早期手動挖掘機(jī)問世至今已有130多年的歷史，期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動半回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)到電力驅(qū)動和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)全回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)，應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過程。

由于液壓技術(shù)的應(yīng)用，20世紀(jì)40年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī)，`20世紀(jì)50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)，初期試制的液壓挖掘機(jī)是采用飛機(jī)和機(jī)床的液壓技術(shù)，缺少適用于挖掘機(jī)各種工況的液壓元件，制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定，配套件也不齊全。國外知名廠家（如美孚、殼牌等）的抗磨液壓油的黏度指數(shù)均為VI≥110，國產(chǎn)抗磨液壓油的黏度指數(shù)VI=95左右。從20世紀(jì)60年代起，液壓挖掘機(jī)進(jìn)入推廣和蓬勃發(fā)展階段，各國挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快(見表1-1)，產(chǎn)量猛增。1968～1970年間，液壓挖掘機(jī)產(chǎn)量已占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的83％，目前已接近100％。

工業(yè)發(fā)達(dá)國家的挖掘機(jī)生產(chǎn)較早，法國、德國、美國、俄羅斯、日本等是斗容量3.5-40m3單斗液壓挖掘機(jī)的主要生產(chǎn)國，從20世紀(jì)80年代生產(chǎn)特大型挖掘機(jī)。機(jī)器長期存放時，為防止液壓缸活塞桿生銹，應(yīng)把工作裝置著地放置。例如，美國馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量50-150m3的剝離用挖掘機(jī)，斗容量132m3的步行式拉鏟挖掘機(jī)；B-E(布比賽路斯一伊利)公司生產(chǎn)的斗容量168.2m3的步行式拉鏟挖掘機(jī)，斗容量107m3的剝離用挖掘機(jī)等，是世界上目前很大的挖掘機(jī)。

從20世紀(jì)后期開始，國際上挖掘機(jī)的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專用化和自動化的方向發(fā)展。

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挖掘機(jī)發(fā)展趨勢（一）

從國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r來看，液壓挖掘機(jī)節(jié)能控制技術(shù)有以下發(fā)展趨勢：

電液比例控制智能化

電液比例控制在80年代初就開始應(yīng)用于工程機(jī)械，到目前已經(jīng)在液壓挖掘機(jī)上得到了大量應(yīng)用。電液比例技術(shù)用于工程機(jī)械，可以省去復(fù)雜、龐大的液壓信號傳遞管路，用電信號傳遞液壓參數(shù)，不但能加快系統(tǒng)響應(yīng)，而且使整個挖掘機(jī)動力系統(tǒng)控制更方便、靈活。進(jìn)入90年代后，隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，電液比例控制更進(jìn)一步”智能化”，電液比例泵和比例閥的應(yīng)用日益增多，從而出現(xiàn)了”智能化液壓挖掘機(jī)”。同時該國出口產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，液壓挖掘機(jī)等高附加值產(chǎn)品出口快速增長，而低邊際效益的產(chǎn)品則下降較為明顯。這種智能化主要體現(xiàn)在以下幾個方面。首先，計算機(jī)能夠自動監(jiān)測液壓系統(tǒng)和柴油機(jī)的運行參數(shù)，如壓力、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速等，并能根據(jù)這些參數(shù)自動控制整個挖掘機(jī)動力系統(tǒng)運行在節(jié)能狀態(tài)。其次，能夠完成一些半自動操作，如平地、斜坡的修整等，對司機(jī)的熟練程度要求降低，但工作質(zhì)量卻能夠得到大幅度提高。第三，能夠根據(jù)監(jiān)測到的運行參數(shù)進(jìn)行故障診斷，便于挖掘機(jī)的維護(hù)。這些功能的出現(xiàn)，使挖掘機(jī)性能得以大幅度提高。

柴油機(jī)電噴控制

在傳統(tǒng)的機(jī)械調(diào)速柴油機(jī)上，噴油泵的循環(huán)供油量、噴油提前角等都受到轉(zhuǎn)速影響，使柴油機(jī)性能難以進(jìn)一步提高。4%，中、大挖需求占比繼續(xù)小幅上升，中挖、大挖環(huán)比均分別上升2。在柴油機(jī)上應(yīng)用電噴控制后，可以使泵的循環(huán)供油量和噴油提前角不再受轉(zhuǎn)速的影響，從而使挖掘機(jī)能夠一直工作在非常好的狀態(tài)，而且加快了響應(yīng)速度。開發(fā)柴油機(jī)電噴控制器是提高挖掘機(jī)節(jié)能性的一個重要環(huán)節(jié)。

負(fù)荷傳感控制將繼續(xù)發(fā)展

負(fù)荷傳感控制從20世紀(jì)70年代興起，各工程機(jī)械液壓件生產(chǎn)廠商紛紛推出了一系列有關(guān)產(chǎn)品。這種系統(tǒng)具有良好的節(jié)能性和操縱性，即使不熟練的司機(jī)也能很快適應(yīng)。較大的下坡路面時，駕駛員應(yīng)嚴(yán)格按照下坡的動作要領(lǐng)進(jìn)行操作，切不可違規(guī)。比例流量分配閥的出現(xiàn)進(jìn)一步推動了負(fù)荷傳感技術(shù)在挖掘機(jī)上的應(yīng)用，使挖掘機(jī)操縱性進(jìn)一步提高，解決了西方國家由于熟練司機(jī)的缺乏而帶來的問題。因此，負(fù)荷傳感控制挖掘機(jī)在發(fā)達(dá)國家的需求將會進(jìn)一步上升。

六通多路閥繼續(xù)存在

盡管采用四通閥的負(fù)荷傳感系統(tǒng)能提供精準(zhǔn)操作，但并非所有場合都需要精準(zhǔn)操作，而且熟練司機(jī)也能用非負(fù)荷傳感系統(tǒng)挖掘機(jī)完成精準(zhǔn)操作。更重要的是，負(fù)荷傳感系統(tǒng)價格較高，限制了它在發(fā)展中國家的應(yīng)用。尤其適用于挖深而窄的基坑，疏通舊有渠道以及挖取水中淤泥等，或用于裝載碎石、礦渣等松散料等。目前，世界上許多有名的挖掘機(jī)生產(chǎn)廠商，其產(chǎn)品中既有使用四通閥的負(fù)荷傳感控制挖掘機(jī)，也有使用六通閥液壓系統(tǒng)如正流量、負(fù)流量控制的挖掘機(jī)。成熟的制造技術(shù)和低廉的價格將會使六通多路閥繼續(xù)發(fā)揮作用。

進(jìn)一步改進(jìn)閥控液壓挖掘機(jī)節(jié)能控制

在采用六通多路閥的液壓系統(tǒng)中，仍然有許多可以改進(jìn)的地方，如操縱性、節(jié)能性等，至今國外各挖掘機(jī)生產(chǎn)廠仍在研究。

挖掘機(jī)應(yīng)急處置方法

在挖掘機(jī)的行駛過程中，若出現(xiàn)變速器'跳擋'時，應(yīng)及時使機(jī)器停機(jī)(或繼續(xù)行駛)，然后查找原因，排除故障。具體方法是：

(1)在平路上行駛時出現(xiàn)'跳擋'，可按正常的停機(jī)要領(lǐng)停機(jī)，認(rèn)真查找原因，排除故障。

(2)上坡行駛時出現(xiàn)'跳擋'，可將擋位置于低-速位置或Ⅰ擋位置，待機(jī)器行駛到坡頂時再停機(jī)，排除故障；若減擋不成功或又一次出現(xiàn)'跳擋'時，應(yīng)按坡道停機(jī)的動作要領(lǐng)及要求停機(jī)，然后排除故障。

(3)在下坡道上行駛時出現(xiàn)'跳擋'，應(yīng)按加擋的動作要領(lǐng)將擋位置于高-速的位置或采取'搶擋'(緊急減擋)措施，待機(jī)器行駛到坡底后再停機(jī)檢查，排除故障；若'加擋'、'搶擋'不成功或又一次出現(xiàn)'跳擋'(此時為空擋)時，駕駛員可將發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速控制在中速(防止發(fā)動機(jī)熄火)，采用'點剎'的方法使機(jī)器滑至坡底，然后排除故障。檢查的方法：測壓力、查功能，或聽是否有異常噪聲（閥口關(guān)閉不嚴(yán)造成的“節(jié)流沖刷聲”）或觸摸檢查溫度是否局部過高。如果'加擋'，'搶擋'不成功或又一次出現(xiàn)'跳擋'(此時為空擋)，并且機(jī)器又處在下大坡道時(此時機(jī)器會以很快的速度向坡底'俯沖')，應(yīng)迅速地按照下坡停機(jī)的動作要領(lǐng)及要求停要,然后扣除故障。

挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)故障的診斷方法——直觀檢查法

對于一些較為簡單的故障，可以通過眼看、手模、耳聽和嗅聞等手段對零部件進(jìn)行檢查。

例如，通過視覺檢查能發(fā)現(xiàn)諸如斷裂、漏油、松脫和變形等故障想象，從而可及時地維修或更換配件；用手握住油管（特別是膠管），當(dāng)有壓力油流過時會有振動地感覺，而無油液流過或壓力過低時則沒有這種現(xiàn)象。另外，手摸還可用于判斷帶有機(jī)械傳動部件地液壓元件潤滑情況是否良好，用手感覺一下元件殼體溫度地變化，若元件殼體過熱，則說明潤滑不良；耳聽可以判斷機(jī)械零部件損壞造成的故障點和損壞程度，如液壓泵吸空、溢流閥開啟、元件發(fā)卡等故障都會發(fā)出如水的沖擊聲或“水錘聲”等異常響聲；有些部件會由于過熱、潤滑不良和氣蝕等原因而發(fā)出異味，通過嗅聞可以判斷出故障點。2、液壓元件選型不合理動臂油缸規(guī)格為70/40非標(biāo)準(zhǔn)系列，密封件亦為非標(biāo)準(zhǔn)件，制造成本高且密封件更換不便。