挖掘装载机原理.doc

挖掘装载机是一项有趣的发明，因为它实际上是由三台建筑设备组成的单一装置。一台挖掘装载机包含了：
· 一台拖拉机
· 一台装载机
· 一台挖掘机
每台设备都是针对特定类型的工作而设计的。在典型的建筑工地上，挖掘机操作员通常需要使用所有这三个组成部分才能完成工作。
拖拉机
挖掘装载机的核心结构就是拖拉机。正如农民在田间使用的拖拉机一样，挖掘机的拖拉机设计可以在各种崎岖的地形上自由奔跑。拖拉机具有强大的涡轮增压柴油机、大号深齿轮胎和配有基本驾驶控制装置（方向盘、制动器等）的驾驶室。挖掘机驾驶室要么是完全封闭的，要么采用敞篷式结构，以便为操作员提供保护。
装载机
装载机组装在设备的前面，挖掘机则组装在后面。这两个组成部分提供完全不同的功能。

装载机可以完成多种不同的任务。在许多应用场合中，您可以把它看作一个威力十足的大号畚箕或咖啡勺。它一般不用于挖掘，而是主要用于拾取和搬运大量的松散材料。此外，也可以用它像犁那样来推土，或者用来平整地面，就像用刀在面包上抹奶油一样。操作员可以一边驾驶拖拉机，一边控制装载机。
挖掘机
挖掘机是挖掘装载机的主要工具。它可以用于挖掘质密的坚硬物质（往往是土壤），或抬起重物（例如下水道涵箱）。挖掘机可以抬起这些材料，然后堆放在洞口一侧。

简单地说，挖掘机就是极其强劲的巨大手臂或手指，它由三个部分组成：
· 动臂
· 斗杆
· 铲斗

稳定支脚
一般在挖掘装载机上可以看到的其他附加部件包括后轮后面的两个稳定支脚。这些支脚对挖掘机的操作至关重要。当挖掘机执行挖掘作业时，支脚可以吸收重量的冲击。如果没有稳定支脚的话，重型负载物的重量或者挖地时产生的向下力将会损伤轮毂和轮胎，并且整个拖拉机会不断地弹起。稳定支脚能使拖拉机保持稳定，并将挖掘机挖掘时产生的冲击作用力减至最小。稳定支脚还可以固定拖拉机，使之不致于滑到沟渠或洞穴中去。
挖掘机已有四十多年的历史，在过去的十年里，它们越来越受欢迎。自1985年以来，卡特彼勒已售出了10万多台挖掘机。挖掘机出现在所有工地上的主要原因是，各种工程都需要挖掘和搬运泥土。例如，需要开挖沟渠以便排布管道和地下线缆，为建筑物奠基并建立排水系统。其他许多工具也可以完成此类工作，并且其效率比挖掘机还高，但考虑到种种因素，许多建筑队还是改用了挖掘机。
首先，与大型的专业化设备（例如开凿机）相比，挖掘机的体型要紧凑得多。它们可以在各种建筑工地上四处移动，也可以在公路上奔跑。小型装载机和挖掘机设备实际上比一般的挖掘装载机小，但如果承包商既要展开挖掘作业，又要展开装载作业的话，则最好是使用结合了这两种设备的一体化设备。这可以节省大量的时间，因为操作员不必在两台不同的设备之间来回奔忙。

挖掘机受欢迎的另一个原因就是它们具有令人称奇的能力。上图中的卡特彼勒挖掘装载机就有着巨大的威力。该挖掘机具有约6890公斤的挖掘力，其延伸距离可达7.9米。装载机最多可抬升3,970公斤的重物，其标准铲斗可以容装1.3立方米的泥土。虽然挖掘机和装载机组成部分的威力不如更大型的设备，但即使是对于有相当难度的作业，它们也已经能够很好地派上用场了

挖掘机的联动阀
油泵
齿轮泵和可变斜盘泵
某些挖掘装载机允许您将各种工具连接到挖掘机斗臂或装载机上，以取代标准的铲斗。卡特彼勒挖掘装载机提供了一个集成工具载体（IT），用于方便地钩挂各种兼容部件。这些工具包括专用铲斗、扫路机和平板叉。
您也可以方便地在挖掘机臂上连接不同的工具。从以下视频可以看到，操作员必须使用连接销将工具固定在挖掘机斗臂上。您可以连接各种工具，包括：
· 液压锤：用于打碎沥青
· 螺旋钻：用于钻研圆孔
· 沥青打磨机：用于打磨道路表面
· 起重抓钩：用于夹紧并拔出扎根的材料（如树桩）
与不同工具连接的功能大大扩展了挖掘机的通用性。不同的附属工具使挖掘装载机能够在作业场地上完成多种不同的任务。
挖掘机工具

装载机工具

如前面所看到的那样，挖掘装载机上到处都是液压阀和油缸。此外，挖掘装载机上还包含各种在拖拉机、汽车或卡车上使用的零件。在本节中，我们将会介绍挖掘机在工作时使用的某些部件。
以下剖面图显示了卡特彼勒挖掘装载机的许多主要部件。要查看图片的细节特写部分，请单击不同的部件。

所有挖掘装载机都包含一套标准部件。在任何挖掘机上，您都可以看到：
· 引擎——典型挖掘装载机的拖拉机、装载机和挖掘机都是由柴油机驱动的。下面的卡特彼勒80马力3054引擎使用了4汽缸、4冲程直喷式设计。它还配有一个干燥型径向密封两级空气过滤器，并配有一个热启动辅助装置，使引擎即使在零下29摄氏度的环境中也能启动。引擎的基本模型采用自然进气设计，但有些卡特彼勒挖掘机采用涡轮增压设计。要了解有关引擎的更多信息，请参阅汽车发动机工作原理、柴油机工作原理和涡轮增压器工作原理。

卡特彼勒供图
卡特彼勒挖掘机中的柴油机
· 传动装置——要向拖拉机以及挖掘机和装载机的液压系统应用引擎功率，需要使用传动装置。挖掘机传动装置与汽车传动装置的基本职能是相同的——操作员可以使用它来换档、前行或倒车，以及有效地使用引擎功率。挖掘装载机上要么配有自动传动装置，要么配有手动传动装置。下面的卡特彼勒负载换向传动装置可以提供四种速度，并可以控制前进和倒退。它装有正向和反向液力转换离合器，方便操作员在行车时更改方向和行车速度。它还装有一个变矩器，用于实现最大的功率效率。要了解有关传动装置的更多信息，请参阅手动变速器工作原理、自动变速器工作原理。

卡特彼勒供图
卡特彼勒挖掘机中的传动装置
· 轴——挖掘装载机的轮子是通过轴转动的。下面显示的卡特彼勒标准后轴采用了专有的密封式设计，可以防止受到不良天气的侵袭。这样一来，即使是在极其恶劣的环境中，挖掘机仍然能够可靠地工作。

卡特彼勒供图
卡特彼勒挖掘机中的标准后轴
· 制动器——与汽车一样，挖掘装载机也需要使用制动器来停止运行。卡特彼勒挖掘机使用液压自调式圆盘制动器来使拖拉机停止运行。这些挖掘机提供了单独的停车制动器，操作员可以用手柄来操作该装置。要了解有关制动器系统的更多信息，请参阅制动系统的工作原理。

卡特彼勒供图
卡特彼勒挖掘机后制动器特写图
这些部件，以及本文介绍的其他所有挖掘机部件，全部组装在一个坚固的钢结构中。