挖掘機(jī)(excavator),又稱挖土機(jī),是一種用鏟斗挖掘或低于承機(jī)面的物料,并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械。挖掘機(jī)由動(dòng)力裝置、工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)等結(jié)構(gòu)組成,多用于土壤、煤、泥沙等物料的挖掘。其重要的三個(gè)參數(shù)為操作重量、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和鏟斗斗容。
從外觀上看,挖掘機(jī)由工作裝置,上部轉(zhuǎn)臺(tái),行走機(jī)構(gòu)三部分組成。 根據(jù)其構(gòu)造和用途可以區(qū)分為:履帶式、輪胎式、步履式、全液壓、半液壓、全回轉(zhuǎn)、非全回轉(zhuǎn)、通用型、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(wù)的裝置。它由動(dòng)臂、斗桿、鏟斗等三部分鉸接而成。動(dòng)臂起落、斗桿伸縮和鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)都用往復(fù)式雙作用液壓缸控制。為了適應(yīng)各種不同施工作業(yè)的需要,挖掘機(jī)可以配裝多種工作裝置,如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、沖擊錘等多種作業(yè)機(jī)具。
20世紀(jì)70年代,為了節(jié)省能源消耗和減少對(duì)環(huán)境污染,使挖掘機(jī)的操作輕便和安全作業(yè),降低挖掘機(jī)噪音,改善駕駛員工作條件,逐步在挖掘上應(yīng)用電子和自動(dòng)控制技術(shù)。隨著對(duì)挖掘機(jī)的工作效率、節(jié)能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高,促使了機(jī)電液一體化在挖掘機(jī)上的應(yīng)用,并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。20世紀(jì)80年代,以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù),特別是微機(jī)、微處理器、傳感器和檢測(cè)儀表在挖掘機(jī)上的應(yīng)用,推動(dòng)了電子控制技術(shù)在挖掘機(jī)上應(yīng)用和推廣,并已成為挖掘機(jī)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志,亦即目前的挖掘上設(shè)有發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)怠速及油門(mén)控制系統(tǒng)、功率優(yōu)化系統(tǒng)、工作模式控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等電控系統(tǒng)。
負(fù)荷傳感控制從20世紀(jì)70年代開(kāi)始興起,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)。比例流量分配閥的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)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(guó)家由于熟練司機(jī)的缺乏而帶來(lái)的問(wèn)題。因此,負(fù)荷傳感控制挖掘機(jī)在發(fā)達(dá)國(guó)家的需求將會(huì)進(jìn)一步上升。
為使挖掘機(jī)更好地適應(yīng)各種工況下的負(fù)載要求,動(dòng)力系統(tǒng)內(nèi)部一些控制元件的設(shè)定參數(shù)將不再是固定值,而是能隨著挖掘機(jī)具體工作狀況而改變。例如,在日立建機(jī)生產(chǎn)的EX系列挖掘機(jī)上,負(fù)荷傳感閥上的壓力補(bǔ)償器設(shè)定壓差就能隨工作狀況而改變,增強(qiáng)了挖掘機(jī)工作時(shí)的適應(yīng)性??梢灶A(yù)測(cè),在將來(lái)的挖掘機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)中,將會(huì)有更多的控制參數(shù)可以調(diào)節(jié),從而使挖掘機(jī)工作效率更高、操縱更容易。