挖掘机的各种传动装置

『壹』 液压挖掘机的六大系统

单斗液压挖掘机在建筑、交通运输、水利施工、露天采矿及现代化军事工程中都有十分广泛的应用，是各种土石方施工中不可缺少的主要机械设备。
流体传动形式
流体传动包括以下三种形式：
1、液压传动—借助于液体的压力能来传递动力和运动的传动形式；
2、液力传动—借助于液体的动能来传递动力和运动的 传动形式；（如液力变矩器）
3、气压传动—借助于气体的压力能来传递动力和运动的传动形式。
传动技术优点
液压传动是以液压油为工作介质进行能量传递和控制的一种传动形式，通过各种液压元件组成不同功能的基本回路，再由这些基本回路组成能够满足各种要求的液压系统。
液压传动与机械传动和电力拖动系统比，其主要优点有：
1、元件布局安装有很大的灵活性，能构成复杂系统；
2、可实现大范围无级调速，范围可达2000：1；
3、传递运动平稳，易于实现快速启动、制动和频繁换向；
4、操作控制方便、省力，易于实现自动控制和过载保护；
5、能自行润滑，元件寿命长等。
液压传动的缺点
液压传动的主要缺点有：
1、以液体为介质，易泄露和可压缩，不能保证定比传动；
2、传动中有机械损失、压力损失、泄露损失，效率偏低；
3、对油温敏感，不宜在低、高温下使用；
4、对液压油的污染很敏感；
5、元件制造精度高，造价高；
6、装置出现故障时不易诊断等。
传动应用发展
相对于机械传动，液压传动是一门新的技术。液压传动起源于1654年帕斯卡提出的静压传动原理，1795年英国第一台水压机问世。液压传动的推广应用得益于19世纪蓬勃发展的石油工业。二战期间，军工上的需要进一步推动了液压传动的发展。战后，液压传动迅速转入民用。20世纪60年代以后，液压传动向更广阔的领域渗透。如今，采用液压传动已成为衡量一个国家工业水平的重要标志之一。如发达国家生产的95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%以上的自动线都采用了液压传动。
基本原理及现象
帕斯卡原理
帕斯卡原理是一个静力学原理，
对于“理想液体”有：
1、处于密闭容器内的“理想液体”对施加于它表面的压力向各个方向等值传递；
2、速度的传递按“容积变化相等”的原则；
3、液体的压力由外载荷建立。
4、能量守恒。
管道流动
由于流动液体具有粘性，以及液体在管道中流动时突然转弯和通过阀口产生相互撞击和出现漩涡等，液体在管道中流动时必然会产生阻力。为了克服阻力，液体流动时需要损耗一部分能量。这种能量损失包括沿程压力损失和局部压力损失，液体在管道中流动时的压力损失和液体的流动状态有关。由上述分析可知，油液在管道中流动时，其压力会有所减小。
液压冲击
在液压系统中，因某些原因液体压力在瞬间会突然升高，产生很高的压力峰值，这种现象称为液压冲击。液压冲击不仅会引起振和噪声，而且会破坏密封装置、管道和液压元件；有时还会使某些液压元件产生误动作，造成设备事故。
液压冲击按产生原因可以分为：
1、液流的惯性导致的液压冲击—液流通道迅速关闭或液流迅速换向使液流速度的大小或方向发生突然变化。
2、工作部件的惯性导致的液压冲击—运动的工作部件突然制动或换向。
减小液压冲击措施
减小液压冲击的措施有：
1、延长阀门关闭和运动部件制动换向的时间；
2、限制管道流速及运动部件的速度（一般工作、回油、吸油管路分别不超过8、4、1.2m/s）；
3、在满足要求的情况下，适当增加管径，缩短管道长度；
4、用橡胶软管或在冲击源处设置蓄能器，以吸收冲击能量。
5、在容易出现冲击的地方，安装限制压力升高的安全阀。
气穴现象
在液压系统中，如果如果某点压力低于液压油所在温度下的空气分离压时，原先溶解在液体中的空气就分离出来，使液体中迅速出现大量气泡，这种现象叫做气穴现象。一般通流截面较小会使流速很高，根据伯努利方程可知此时油压会很低，以致产生气穴现象。在液压泵吸油过程中，吸油口的绝对压力会低于大气压，如果泵安装过高，在加上过滤器和管道阻力，亦会产生气穴现象。
气穴现象的危害
当液压系统出现气穴现象时，带来的危害有：
1、将造成流量和压力的不稳定；
2、引起局部高温和很高的冲击压力，导致噪声和振动；
3、降低液压系统的容积效率；
4、造成液压元件的气蚀，缩短元件使用寿命等。
减少气穴现象的措施有：
1、及时向液压油箱加油，使油面保持在规定的平面上；
2、低压区密封可靠；
3、向油箱加油时，应拧松放气螺塞放气；
4、及时清洗更换滤油网。 由柴油机的外型特性曲线可知，柴油机是近似的恒扭矩调节，其输出功率的变化表现为转速的变化，但输出扭矩基本不变化。油门开度增加（或减小），柴油机输出功率就增加（或减小），由于输出扭矩基本不变，所以柴油机转速也增加（或减小），即不同的油门开度对应着不同的柴油机转速。由此可见，对柴油机控制的目的是，通过对油门开度的控制来实现柴油机转速的调节。
应用在液压挖掘机柴油机上的控制装置有电子功率优化系统、自动怠速装置、电子调速器、电子油门控制系统等。 a.先导型控制系统 换向控制阀的控制形式有直动型（用手柄直接操纵换向阀主阀芯）和先导型两种。后者是用先导阀控制先导油液，再用先导油液控制换向阀的主阀芯，它又分为机液先导型和电液先导型两类。
b.负荷传感控制系统 阀控系统实质上是节流式系统。在液压挖掘机上，常用的是一般的三位六通多路阀，其滑阀的微调性能和复合操作性能差。20世纪90年代以来，在液压挖掘机上开始采用负荷传感控制系统，其控制闪不论是中位开式方式还是中位闭式方式，都附带有压力补偿阀。采用电子控制压力补偿的液压挖掘机液压系统与传统的液压系统比较，负荷传感控制系统的主要优点是：
（1）节省能源消耗。普通三位六通换向阀无论采用定量泵还是变量泵，总要有一部分油液经溢流阀溢掉，浪费了能量。而使用负荷传感变量系统，泵的流量全部用于负载上，泵的压力仅比负荷压力大1-3MPa。
（2）流量控制精度高，不受负荷压力变化的影响。
（3）几个执行元件可以同步运动或以某种速比运动，且互不干扰。普通三位六通阀系统用的是并联油路，当几个执行元件同时动作时，泵输出的油液首先流向压力低的执行元件，不能同步。
负荷传感控制系统包括负荷传感控制阀和负荷传感控制泵（或定量泵）。
3）完全负荷传感控制系统 完全负荷传感控制系统由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量泵组成。
上述的负荷传感控制阀只解决了滑阀的微调性能和复合操作性能，而没有解决节省能源问题。定量泵和负荷传感控制阀的系统也没有节省能源消耗，因为泵所输出的流量超过执行元件（液压缸和液压马达）所需要的流量时，多余的油液经压力补偿阀流回油箱（为保持压差恒定）变为热能。只有完全负荷传感控制系统才能解决节省能源问题。
4）带次级压力补偿阀的负荷传感系统
德国力士乐公司等（包括Atlas公司、Eder公司）在其生产的液压挖掘机上设置了负荷传感分流器LUOV（Last Unabhangige Durchfluss Vereilung)系统，其主要作用是：当多个执行元件同时工作、所需的流量大于液压泵的流量时，产生供油不足的现象，这不能使正在工作台的执行元件与负载压力无关的控制得到保证。LUDV系统能保证在供油不足时所有执行元件的工作速度按正比例下降，以获得与负载压力无关的控制。 a.行走自动二速系统 行走自动二速系统只有在行走速度转换开关处于二速位置时才具有此功能。此时，其信号使行走二速电磁阀换向；与此同时，通过二速用伺机服缸使行走马达处于二速位置，挖掘机可高速行走。
另外，控制选择阀还受行走压力的作用，在上坡等负载大的时候，控制选择阀向一速的一侧换向；二速用伺服的控制油压卸荷，使行走马达自动向一速位置转换，驱动力增大。
挖掘机在平地上行走及下坡行走等工况时，行走阻力变小，控制选择阀再换向，对二速用伺服缸作用，行走马达自动地又回到二速位置上，使控制机高速行走。
b.转台回转摇晃防止机构 转台回转摇晃防止机构是挖掘机转台回转停止后消除其摇晃的机构，其工作原理是：
回转马过停止运转的过程中，反转防止阀两侧受卸荷压力作用，弹簧压缩。由于左、右压力相等，反转防止阀不能换向。
回转马达停止运转后B口侧压力比A口侧高，对回转马达产生反力作用，回转马达摇晃，此时A口侧压力比B口侧的高，对反转防止阀产生压力。由于阀中有节流孔，产生时间滞后，滑阀向右移动，从而使A口与B口联通、压力相等。因此，转台回转摇晃仅一次而已。
c.工作装置控制系统 液压挖掘机的液压系统中有六个执行元件——左、右行走马达，转达台回转马达，动臂液压缸，斗杆液压缸，铲斗液压缸。为了提高挖掘机的生产率和节省能源消耗，在挖掘机的挖掘装载过程中，需要回转马达和三种液压缸协调动作，即工作装置控制系统应具备如下三项功能：
（1）控制机控制功能。铲斗沿水平面或与水平面成一定角度的直线运动，圆弧运动；任意轨迹运动。
（2）装载挖掘功能。完成满斗提升、回转和卸载。在这一过程中要求铲斗相对于地平面保持开始提升时的角度，以防止铲斗内物料在提升过程中撒落。
（3）复位控制功能。卸载后通过动臂、斗杆、铲斗和回转等四个动作的联动，使铲斗恢复到开始挖掘的位置。 a.液压油温度控制系统 液压系统功率损失大部分转变为热量，引起油温升高。其结果不仅使液压系统效率下降，也加速油质恶化。据资料介绍，液压油温度超过55度每升高9度，油液的使用寿命将缩短一半。因此，应尽量避免液压油温度过高。
油温控制装置与节能控制装置组合后处于报警状态，该装置工作时先将热熔式超温保护器设定在系统的合理温度范围之内，然后闭合磁钢式限温开关，在自锁功能的控制下使温度控制开关断开。当油液温度升高到热熔工超温保护器的调定温度时，磁钢式限温开关自动断开，而温度控制开关吸合。与此同时，温度控制指示灯发亮，给以预警指示。该指示信号又通过电子节能控制模块的作业模式选择开关和油门电子控制器，对柴油机的油门开度进行控制，使用柴油机转速降低，从而减少液压泵的流量，控制液压系统的热量产生，避免油液温度持续上升。
温度预警解除后通过磁钢式限温开关的吸合，消除油液升温对电子节能控制模块的影响，从而使挖掘机恢复正常工作状态。
b.液压挖掘机工况监测与故障查找系统 液压挖掘机工况监测与故障查找系统在改进维修方式，保证安全运行和消除事故隐患等方面起着重要作用。该系统目前有两种形式：一种是诊断计算机——插入机上系统的手持式终端形式，如日本的日立建机公司的Dr.EX故障诊断系统；另一种是随机安装的系统，如德国O&K公司的工况控制系统（BCS），它率先运用卫星通讯技术，将各台作业中的挖掘机技术状况和故障住处由机载发射机发射到同步卫星上，再由卫星上的转发器发回维修管理中心，管理中心的计算机屏幕上实时显示各台挖掘机的运转情况。
c.自动液压挖掘机控制系统 利用激光发射器的自动挖掘控制系统，其基本原理是在施工现场设置一个回转式激光发射器，它可以控制数台挖掘机在同一要求的基准面上作业。在挖掘机上装有激光接收器，其上有三只光靶——上、下光靶和基准光靶。当激光发射器发出的激光束恰好击中基准光靶时，挖掘机的工作装置保持在要求的理想工作面上作业。若外界因素变化使挖掘机的工作装置偏离了要求的理想工作面，则激光束或射在上光靶或射在下光靶，说明工作装置已产生了偏离现象。这时上光靶或下光靶会把光信号转化为电子指令信号驱使设在挖掘机上的分流阀动作，从而达到控制液压油的流向，使挖掘机的工作装置再次回到要求的理想工作面上作业。利用激光发射器的自动挖掘控制系统可大大减轻驾驶员的劳动强度，并获得较好的挖掘作业质量。
d.遥控挖掘机 遥控挖掘机是指通过有线或无线电路装置进行操纵的挖掘机。一般有线遥控距离为150-300m，无线遥控距离为1500-2000m。
在远距离操纵装置内，操纵手柄的位移量转换为电压，再由A/D转换器转换成数字值，各操纵手柄的并联信号转换为串联信号，用无线电机进行发射处理，其信号被发射到挖掘机上。挖掘机接收的信号与发射时的动作相反，转换成电流值，通过电磁比例减压阀，使执行元件（液压缸或液压马达）动作。其他动作也是靠接收无线信号后通过电磁阀来使执行元件动作的。
e.液压挖掘机综合控制系统
液压挖掘机控制系统的主要特点有：
（1）采用了电子控制压力补偿的负荷传感受液压系统。它由负荷传感控制阀和负荷传感控制变量泵组成，液压泵的输出流量始终等于执行元件（液压缸、液压马达）所需要的流量。
（2）采用了电子控制动力调节系统。这主要是通过计算机对发动机和液压泵进行功率设定，确定发动机油门开度和液压泵的排量。这样，可根据挖掘机不同的作业工况，采用不同的发动机特性和液压泵特性，其特性曲线都是由计算机软件来决定的。
（3）采用了人工与电子联合控制的操纵系统。因挖掘机的作业现场情况多变，操作复杂，尚不能离不开人工操纵，但电子控制起到了重要的辅助调节作用。例如，在挖掘机整个作业过程中驾驶员可以只操纵一个手柄，其余动作都是自动化的联锁运动。但采用手动优先原则，手动操纵时自动控制系统暂停运作。
（4）采用了手持式终端故障诊系统，可以使挖掘机出现的故障及时发现和处理。

『贰』 单斗挖土机按传递动力的传动装置方式分为哪几种

『叁』 挖掘机等履带车传动装置是什么样子的

挖掘机两侧履带是独立驱动的，
与发动机之间没有机械连接，
发动机带动油泵，
通过液压管路输送到挖掘机履带上的液压马达（有点像人身体的血液循环），
与液压马达一体的减速装置来实现驱动履带运转，
通过液压阀体来实现液压油路方向的转换，
这样可以实现一条履带向前一条履带向后原地转向。
这种传动方式的弊端是技术上比较难实现车辆的直线行驶（容易跑偏），
不过施工车辆很少跑很长的距离，
都是通过平板拖车来转场的。
另外当前绝大部分的推土机是机械传动的，
不能实现原地转向，
是通过刹住一侧履带另外一条履带前进或后退来实现转向的，
当然一小部分推土机（三一重工）的驱动与挖掘机是一样的。

『肆』 挖掘机的各部位名称

常见的挖掘机结构包括：动力装置，工作装置，回转机构，操纵机构，传动机构，行走机构和辅助设施等。

1、行走装置

行走装置即底盘, 包括履带架和行走系统, 主要由履带架、行走马达+减速机及其管路、驱动轮、导向轮、托链轮、支重轮、履带、张紧缓冲装置组成。

2、工作装置

工作装置是液压挖掘机的主要组成部分，目前SY系列挖掘机配置的是反铲工作装置，反铲工作装置由动臂、斗杆、铲斗、摇杆、连杆及包含动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸在内的工作装置液压管路等主要部分组成。

3、动力传输路线表

行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走

回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转

动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动

斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动

铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动

4、动力系统的构成及功能

·进气系统——网罩→胶管→空滤→胶管→增压器→胶管→中冷器→胶管→发动机 ·排气系统——增压器→膨胀节→消声器→排气管 ·冷却系统——水箱→胶管→节温器→水泵→柴油机→胶管→水箱 ·油门控制系统——步进电机→减速机→蜗轮蜗杆传动→油门拉线→柴油机油门—高怠速、低怠速限位开关 ·燃油系统。

进油系：燃油箱→胶管→手油泵→粗滤器→精滤器→柴油机

回油系：柴油机→胶管→燃油箱 （回油量比较大，用它来进行部份冷却）

(4)挖掘机的各种传动装置扩展阅读

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。

常见的挖掘机按驱动方式有内燃机驱动挖掘机和电力驱动挖掘机两种。

按照规模大小的不同，挖掘机可以分为大型挖掘机、中型挖掘机和小型挖掘机；

按照行走方式的不同，挖掘机可分为履带式挖掘机和轮式挖掘机；

按照传动方式的不同，挖掘机可分为液压挖掘机和机械挖掘机。机械挖掘机主要用在一些大型矿山上；

按照用途来分，挖掘机又可以分为通用挖掘机，矿用挖掘机，船用挖掘机，特种挖掘机等不同的类别；

按照铲斗来分，挖掘机又可以分为正铲挖掘机、反铲挖掘机、拉铲挖掘机和抓铲挖掘机。正铲挖掘机多用于挖掘地表以上的物料，反铲挖掘机多用于挖掘地表以下的物料。

『伍』 挖掘机的结构及工作原理是怎样的

挖掘机主要由发动机、传动系统、行驶系统、制动系统、工作装置、液压系统、电气系统等组成，如图2-11所示。

图2-11 挖掘机的结构

（1）发动机

发动机一般为四冲程、水冷（或风冷）、多缸、直喷式柴油机发动机。少数挖掘机采用电控柴油机。

（2）传动系统

传动泵有机械传动式、半液压传动式和全液压传动式3种，其中机械传动式和半液压传动式应用较广。

（3）行驶系统

液压挖掘机行驶系统是整个机器的支撑部分，承受机器的全部质量和工作装置的反力，同时能使挖掘机作短距离行驶。按结构不同，行驶系统可分为履带式和轮胎式两类。

①履带式行驶系统。由履带、支重轮、托链轮、驱动轮、导向轮、张紧装置、行走架、油马达、减速机等组成。

液压挖掘机的行驶系统采用液压驱动。驱动装置主要包括液压马达、减速机和驱动轮，每条履带有各自的液压马达和减速机。由于两个液压马达可独立操作，因此机器的左右履带可以同步前进或后退，也可以通过一条履带制动来实现转弯，还可以通过两条履带朝相反方向驱动来实现原地转向，其操作十分简单、方便、灵活。

②轮胎式行驶系统。通常由车架、转向前桥、后桥、行车机构及支腿等组成。

后桥通过螺栓与机架刚性固定连接。前桥通过悬挂平衡装置与机架铰接连接。悬挂平衡装置的作用是当挖掘机行驶时，利用支承板的摆动和两悬挂油缸的浮动，保证4个车轮充分着地，减轻机体不平均承载、摆跳、道路冲击及机架扭曲，提高挖掘机的越野性能；当挖掘机作业时，将两悬挂油缸闭锁，保证挖掘作业时整机的稳定性。

（4）转向系统

轮胎式挖掘机，其转向系统通常采用全液压、偏转前轮式转向系统，主要由油箱（与工作装置液压系统共用）、转向油泵、转向器、滤油器、流量控制阀、转向油缸、油管和转向盘等组成。

履带式挖掘机，其转向系统比较简单，通过切断驱动链轮动力来实现。其转向装置为湿式、多片弹簧压紧、液压分离、手动液压操作方式转向离合器。

（5）制动系统

脚制动装置的制动器为凸轮张开蹄式制动器。制动传动器机构采用气压式，主要由空气压缩机、气体控制阀、脚制动阀、储气筒、双向逆止阀、快速放气阀、手操纵气开关、制动汽缸及气压表等组成。

手制动装置的制动器为凸轮张开蹄式制动器，传动机构为机械式。制动底板通过螺钉固定在上传动箱盖上；制动鼓用螺栓固定在接盘上，接盘则通过花键和上传动箱的从动轴连接。

当挖掘机作业时，必须解除手制动，否则，将损坏手制动器或回转液压马达。

（6）工作装置

工作装置是液压挖掘机的主要组成部分之一。由于工作性质的不同，工作装置的种类很多，常用的有反铲、正铲、装载和起重等装置，而且一种装置也可以有很多形式。

（7）液压系统

液压挖掘机的主要运动有整机行走、转台回转、动臂升降、斗杆收放、铲斗转动等，根据以上工作要求，把各液压元件用管路有机地连接起来的组合体叫作液压挖掘机的液压系统。液压系统的功能是把发动机的机械能以油液为介质，利用油泵转变为液压能，传送给油缸、油马达等，然后转变为机械能，再传给各种执行机械，实现各种运动。液压挖掘机的液压系统常用的有定量系统、分功率变量系统和总功率变量系统。我国规定，单斗液压挖掘机重8t以下的，采用定量系统；机重32t以上的，采用变量系统；机重8～32t的，定量和变量系统均可用。

全功率变量系统是目前液压挖掘机普遍采用的液压系统，通常选用恒功率变量双泵。液压泵的型号不同，采用的恒功率调节机构也不相同。

液压系统主要由油路系统、先导控制油路系统和控制系统构成。

（8）电气系统

液压挖掘机的电气系统包括启动线路、发电线路、照明、仪表以及由传感器和压力开关、电磁阀组成的控制电路，另外还有附属电路（如空调、收音机等）。启动电机按所配套的主机不同，分12V、24V两种，启动功率分3kW、3.7kW、4.8kW等。

发电线路主要包括交流发电机、电压调节器、充电指示灯及启动开关等。

为了保证安全、高效、节能及正常地工作，根据需要，挖掘机的电气系统都安装了各种信号装置，如机油温度报警、充电指示灯、机油压力报警、转向信号灯等，以警告操作者。为了使操作者随时掌握机器的运转情况，驾驶室中安装了各种仪表，如机油压力表、机油温度表、液压油温度表、水温表。现代进口挖掘机都采用了先进的电控装置，这种设备便于维修人员在挖掘机出现故障时能及时、准确地判断故障位置，及时修复。