建筑机械概论

沈阳建筑大学建筑(工程)机械概论要点

建筑机械概论

课程的地位、性质和任务

工程机械概论是机械设计制造及其自动化专业和工程机械专业一门重要的专业基础

课。本课程的任务是，使学生了解工程机械的种类和应用特点，掌握典型建筑机械的基本结构和工作原理。

第一章 绪 论

1.工程机械与机械化施工

工程机械的定义

凡土石方工程，流动起重装卸工程，人货升降输送工程，市政、环卫及各种建设工程、综合机械化施工以及同上述工程相关的生产过程机械化所应用的机械设备，称为工程机械。

各国对工程机械的称谓

美国、英国——建筑机械与设备 德国——建筑机械与装置 俄罗斯——建筑与筑路机械 日本——建设机械

我国——建设机械（部分产品）、工程机械（国务院行业批文）

工程机械的作用和使用范围

大幅提高劳动生产率、节省大量人力、降低劳动强度、完成靠人力难以承担的高强度工程施工，加快工程建设速度，确保工程质量、降低工程造价、减轻繁重体力劳动、提高经济和社会效益。

主要用于国防建设工程、交通运输建设、能源工业建设和生产、矿山等原材料工业建设和生产、农林水利建设、工业与民用建筑、城市建设、环境保护等领域。

工程施工对工程机械的基本要求 1.适应性 2.可靠性 3.经济性 4.安全性

机械化施工水平的主要指标 1.机械化程度 2.装备率 3.设备完好率 4.设备利用率

2.工程机械的类型、技术参数与产品型号

工程机械的类型

工程机械涵盖的产品分以下二十大类：

挖掘机械、铲土运输机械、起重机械、工业车辆、压实机械、路面施工及养护机械、混凝土机械、掘进机械、桩工机械、市政工程与环卫机械、钢筋混凝土制品机械、高空作业机械、装修机械、钢筋及预应力机械、凿岩机械、气动工具、军用工程机械、电梯与扶梯、工程机械配套件、其他专用工程机械。

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类：按应用范围或作业对象划分的产品类型 组：按产品的用途与功能划分的产品种类；

型：同一类、组的产品，按照作业方式、工作原理、动力装置、传动系统、操纵系统和

控制系统等不同特征划分的产品形式；

特性：用以区分同组、同型产品的特性。

工程机械的技术参数 1.尺寸参数

2.质量参数（习惯称重量参数） 3.功率参数 4.经济指标参数

工程机械的产品型号

1.

2.组、型、特性代号——组、型、特性名称有代表性汉字的汉语拼音字头（大写印刷体字母）表示。不得超过三个字母（阿拉伯数字除外），若有阿拉伯数字，置前。

3.主参数代号——阿拉伯、整数表示。小数或过大数值，用主参数乘上10n(n=-2、-1、

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1、2等）表示。原则上用一个主参数，有两个以上时，计量单位相同用“/”号分隔，不同用“—”号分隔。

4.如有技术更新或变型，代号置于主参数代号之后。 工程机械标记示例：

① 整机质量等级为25t的履带式液压单斗挖掘机：WY25。 ② 额定重力矩为800kN·m的上回转自升式塔式起重机：QTZ80。 ③ 发动机功率为120kW的液压式平地机：PY120。

④ 结构质量为12t，加载后质量为15t的三轮压路机：3Y12/15。 ⑤ 额定容量为150L的电动锥形反转出料混凝土搅拌机：JZ150。 ⑥ 电动机功率为20kW的机械振动打桩锤 ：DZ20。

⑦ 调直切断钢筋的直径范围是4~8㎜的钢筋调直切断机：GT4/8 2. 工程机械的发展概况 工程机械的发展历史

技术进步经历了三次飞跃：

第一次：柴油机的出现，使工程机械有了较理想的动力装置；

第二次：液压技术的广泛应用，为工程机械提供了良好的传动装置；

第三次：微电子技术的广泛应用，使得工程机械向高性能、自动化和智能化方向发展。 我国工程机械发展三个阶段 1.创业时期1949-1960 2.形成时期1961-1978 3.发展时期1979至今 现代工程机械的发展趋势 1. 机动性要求的提高 2. 容量向两极发展 机电一体化技术的应用

3. 满足多样化作业环境及一机多用型式 4. 提高作业质量和加工精度

5. 改善操纵性能，减轻司机劳动强度 6. 充分利用发动机功率，提高作业效率 7. 降低燃油消耗量，进行节能控制 8. 提高安全性，防止事故发生 9. 机械运行状态监控和自动报警 10. 机械故障的自动诊断 11. 机器人功能的发展

第二章 推土机

第一节 概 述

一、用途

开挖路堑、构筑路堤、回填基坑、铲除障碍、清除积雪、平整场地等，也可完成短距离松散物料的铲运和堆集作业。

二、分类和表示方法

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推土机可按功率等级、行走装置、推土铲安装形式、传动方式、用途等进行分类。 推土机分类

1．按发动机功率等级

按推土机装备的发动机功率等级不同，可分为五类。 2．按行走装置

按推土机的行走装置不同，可分为履带式推土机和轮胎式推土机两种。 3．按推土铲安装形式 1)固定式 2)回转式 4．按传动方式

l)机械式传动 2)液力机械传动 3)液压传动。 4)电传动。 5．按用途

1)标准型推土机 2)专用型推土饥:有湿地型推土机，高原型推土机,环卫型推土机．森林伐木型推土机、电厂型推土机．军用高速推土机、推耙机．吊管机等。

三、推土机作业过程

铲土作业———运土作业———卸土作业

卸土作业完成后，推土机倒退或掉头快速行驶至铲土地点重新开始铲土作业,推土机经过铲土、运土和卸土作业及空驶回程四个过程完成一个工作循环，故推土机属于循环作业式的土方工程机械。

第二节 推土机的总体构造

不论是履带式推土机还是轮胎式推土机，都由发动机、传动系统、行走系统、工作装置和操纵控制系统等几部分组成。

一、传动系统 传动系统的作用是将发动机的动力减速增矩后传给行走装置，使推土机具有足够的牵引力和合适的工作速度，常用的传动方式有机械传动、液力机械传动和静液压传动三种。

1．机械式传动系统

机械传动系由主离合器、联轴器、变速器、中央传动装置、转向离合器和制动器、终传动机构组成。

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2．液力机械式传动系统

液力机械传动系由液力变矩器、动力换挡变速器、中央传动装置、转向离合器和制动器、终传动机构组成。

液力变矩器

以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，是液力传动的型式之一。图为液力变

矩器，它有一个密闭工作腔，液体在腔内循环流动，其中泵轮、涡轮和导轮分别与输入轴、输出轴和壳体相联。动力机(内燃机、电动机等)带动输入轴旋转时，液体从离心式泵轮流出，顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮，周而复始地循环流动。泵轮将输入轴的机械能传递给液体。高速液体推动涡轮旋转，将能量传给输出轴。液力

变矩器靠液体与叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。液力变矩器不同于液

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力耦合器的主要特征是它具有固定的导轮。导轮对液体的导流作用使液力变矩器的输出扭矩可高于或低于输入扭矩，因而称为变矩器。输出扭矩与输入扭矩的比值称变矩系数，输出转速为零时的零速变矩系数通常约2～6。变矩系数随输出转速的上升而下降。液力变矩器的输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间没有刚性联接。液力变矩器的特点是：能消除冲击和振动,过载保护性能和起动性能好;输出轴的转速可大于或小于输入轴的转速，两轴的转速差随传递扭矩的大小而不同;有良好的自动变速性能,载荷增大时输出转速自动下降,反之自动上升;保证动力机有稳定的工作区，载荷的瞬态变化基本不会反映到动力机上。液力变矩器在额定工况附近效率较高，最高效率为85%～92%

液力变矩器的从动部分(涡轮及其输出轴)能够根据推土机负荷的变化，在较大范围

内自动改变其输出转速和转矩，从而使推土机在较宽的范围内自动调节工作速度和牵引力，因此变速器的挡位数少，可减少传动系统的冲击负荷，避免推土机超载熄火。

液力传动有很好的自适应能力，但传动效率比机械传动低。 3．液压式传动系统

推土机液压传动系统由双向变量液压泵．变量液压马达、终传动机构组成，通常采用双泵双回路闭式液压系统，图1—15所示为静液压式传动系统原理图。

4．转向和制动系

采用机械传动和液力机械传动的推土机，通常采用转向离合器加转向制动器来实现转向与制动。

采用液压传动方式的推土机，无需转向器和行车制动器，只要控制每一侧液压马达的输出转速或旋转方向，就可实现转向和原地转向。当操纵阀在中位时，液压节流即可实现行车制动。 二、行走系统

行走系统是直接实现机械行驶和将发动机动力转化成机械牵引力的系统，包括机架(车架)、悬架和行走装置三部分。

机架是整车的骨架，用来安装所有总成和部件；行走装置用来支承机体，把发动机传到驱动轮上的转矩和旋转运动转变为推土机工作与行驶所需的驱动力和前后运

动。机架与行走装置通过悬架连接起来。

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履带式推土机行走装置由驱动链轮、支重轮、托轮、引导轮(张紧轮)、履带(统称为“四轮一带”)、台车架(履带架或行走架)、张紧装置等组成，如图l—18所示。 三、推土机工作装置

推土机工作装置包括推土装置和松土器。 （一）推土装置

推土机的推土装置为推土铲，是推土机的主要工作装置，由推土板(铲刀)和推架两部分组成，安装在推土机的前端，有固定式和回转式两种安装形式。

固定式铲刀：其铲刀正对前进方向安装，称为直铲或正铲，多用于中，小型推土机。 回转式铲刀：可在水平面内回转一定的角度安装，以实现斜铲作业。一般最大回转角为25°；还可使铲刀在垂直平面内倾斜一个角度以实现侧铲作业，侧倾角一般为0°-9°，如图1-19所示。回转式铲刀以0°回转角安装时，同样可实现直铲作业，因此，回转式铲刀的作业适应范围更广，大、中型推土机多安装回转式铲刀。

通常，向前推挖土石方、平整场地或堆积松散物料时，广泛采用直铲作业； 傍山铲土或单侧弃土，常采用斜铲作业；

在斜坡上铲削硬上或挖边沟，采用侧铲作业。

2.回转式推土装置

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3.推土板的结构形式

外形结构参数：宽度、高度、曲率半径； 外形结构：直线形、U形 推土板常采用圆弧曲面

4.气流润滑式铲刀推土装置

高压气流在铲刀表面与土壤之间从下向上形成“气垫”。这层“气垫”在铲刀和土壤之间起隔离和润滑作用，降低推土板的切削阻力．提高了推土机的生产率和经济性能。 (二)松土装置

松土装置简称松土器或裂土器，悬挂在推土机后部的支撑架上，是推土机的主要附属工作装置。

用途：用于硬土、粘土、页岩、粘结砾石的预松作业，也可替代传统的爆破施工方法，用以凿裂层理发达的岩石，开挖露天矿山，提高施工的安全性，降低生产成本。

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四、推土机操纵控制系统 1．工作装置液压操纵系统

现代工程机械广泛采用液压系统来操纵工作装置。液压系统回路有开式和闭式之分。由动力元件、执行元件、控制元件和辅助装置及管道组成。图1—28所示为TY320型履带式推土机开式液压操纵系统。 2．推土板自动找平系统

第三节 推土机的新结构新技术

一、推土机的新结构 1．行走机构

推土机作业环境恶劣，且越来越向大型化发展，若继续采用原有结构，会使底盘零部件产生巨大应力。为尽量减少地面冲击振动载荷对履带行走机构的不良影响，卡特彼勒公司设计了与传统结构完全不同的高架驱动链轮的三角形履带行走系统。宣化工程机械集团有限公司引进生产的SD7、SD8属于此种结构，图1—31、图1—32所示分别为SD7推土机外形

和行走系统简图。

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该行走系统由行走架、支重轮、引导轮总成、叉头总成、履带张紧装置、履带总成等部件组成。叉头处导向套还设有防尘密封，防止机油外渗和外界泥水侵入。 结构特点：

1)驱动链轮高置，脱离了行走架，

避免了行走和作业时地面直接传到驱动链轮和通过驱动链轮传递到传动系统的冲击和振动载荷，减少了链轮和履带销的磨损，大大提高了传动系统的寿命，减少了传动系统的设计重量。

2）行走架与机架釆用枢轴式铰接形式

取代传统的八字梁结构，提高下行走架与机架的连接刚度，同时履带后部接地位置不受链轮位置影响，使得整机重心在履带接地长度上可调节，满足不同机具对整机重心的使用要求。

3）传动部件实现了模块化装配，

特别是终传动、转向制动、变速器等均可在任何时候方便地拆装，维修时间短(为普通型推土机的1／3)。

4)大型推土机行走机构采用弹性悬架，

适宜于崎岖路面的作业，卡特彼勒和小松都有自己独特的弹性悬架机构。

2．主要部件模块化

推土机经常在偏远地区进行施工，现场的维修设施比较差，修理困难。因此将机器主要部件采取模块化设计，使它们尽量成为一个整体(即模块)，拆装方便，可独立安装调试。

图l—34所示为卡特彼勒的模块化推土机，变速器作为标准单元结构可插于后桥箱的后部，易于拆卸；全套的传动装置和锥齿轮组件也可作为整体件抽出，只需抽出驱动轴，拆下螺栓和操纵连杆，不必移动履带。

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3．主机架

卡特彼勒DllRCD的主机架，其设计可很好地吸收高强度冲击和扭转载荷，保证有足够的强度。机架纵梁采用全箱形断面没计，确保纵梁平行排列。 4．新型驾驶室 新型全密封六面体驾驶室

二、推土机智能化

具有自我感知、自主决策、自动控制的功能。 1．GPS全球定位系统

确定和控制作业时机械的位置和移动路径，即导航；确定和控制作业装置的位置和姿态，即自动找平控制。

2．动力传动系统控制

动力传动系统控制包括发动机控制、换挡操纵控制、转向控制，可根据推土机行驶速度与负载状态自动换挡，并使发动机转速与运行工况相匹配，达到节能目的，且操作方便，提高了生产率。

3．推土作业自动找平

目前应用在推上机上的自动找平控制方式有两种：GPS找平控制和激光找平控制。 4．计算机控制状态监测和故障诊断

卡特被勒推土机上的状态监测和故障诊断系统，也称为关键信息管理系统(Vital Information Management System，VIMS)。监控系统具有能同时监控发动机燃油液面高度、冷却液温度、变矩器油温和液压油温等，还具有故障诊断能力，并可向驾驶员提供三级报警。 5．网络化与机群控制

通过GPS和无线通信技术CDMA、CPRS、GSM等使机载电子控制系统与地面基站实现网络化，并通过基站控制，统一管理工程机械机群作业。

液力变矩器的从动部分(涡轮及其输出轴)能够根据推土机负荷的变化，在较大范围

内自动改变其输出转速和转矩，从而使推土机在较宽的范围内自动调节工作速度和牵引力，因此变速器的挡位数少，可减少传动系统的冲击负荷，避免推土机超载熄火。

液力传动有很好的自适应能力，但传动效率比机械传动低。

第三章 装载机

第一节 概 述 一、用途及分类

装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、建筑、水电、港口等工程的土石方工程施工机械，它的作业对象主要是各种土壤、砂石料、灰料及其他筑路用散状物料等，主要完成铲、装、卸、运等作业，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘作业，如果换装不同工作装置，还可以扩大其使用范围，完成推土、起重、装卸其他物料的工作。

小型 中型 大型 特大型

机械传动 液力机械传动 液压传动 电传动

按行走系结构划分： 轮式 履带式

按照装载方式划分： 前卸式 回转式 后卸式

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二、装载机的主要技术参数

起力、卸载高度、卸载距离、铲斗的收斗角和卸载角等。 三、装载机发展概况

装载机自20世纪20年代问世以来，一直处于不断发展之中。传动系从机械式传动到液力机械传动、全液压传动和电传动。目前广泛采用液力机械传动。20世纪40年代开始出现全轮驱动的装载机，60年代中开始出现铰接式转向装载机，这些结构形式现已为大、中型装载机普遍采用。

近年来，装载机的发展趋势：

1. 产品形成系列，规格向两头延伸 2. 技术不断创新，产品性能日趋完善 3. 向机电液一体化、电子化方向发展 4. 装载机的轮胎化

第二节 装载机底盘构造

一、装载机的总体构造

装载机以柴油发动机或电动机为动力装置，行走装置为轮胎或履带，由工作装置来完成土石方工程的铲挖、装载、卸载及运输作业。

1. 轮胎式装载机是由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、

液压系统和工作装置等组成。

2. 履带式装载机是以专用底盘或工业拖拉机为基础车，装上工作装置并配装适当的操

纵系统而构成的。

二、传动系统

轮胎式装载机传动系统其动力传递路线（液力机械式）：

发动机--液力变矩器--变速器--传动轴--前、后驱动桥--轮边减速器--车轮 履带式装载机传动系统与履带式推土机相同。 三、转向系统

转向系统能够使装载机根据作业要求改变行驶方向或保持直线方向行驶。轮胎式装载机常用的转向方式为全液压铰接车架转向，该系统主要由转向液压泵、过滤器、全液压转向器、分流阀、转向液压缸等组成。

转向液压缸的活塞杆端与后车架相连，另一端与前车架相连接，两个转向液压缸进出油管路采用交叉连接，即一个转向液压缸的无杆腔与另一个转向液压缸的有杆腔相连，转向时使前后车架相对转动，实现铰接式装载机的左右转向。 四、制动系统

行车制动用于经常性的一般行驶中的车速控制， 驻车制动仅供机械长时间制动使用。

第三节 装载机工作装置及液压系统

一、工作装置

装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来实现的。轮胎式装载机的工作装置广泛采用反转六连杆和正转八连杆机构(正转和反转取决于摇杆转向与铲斗转向是否一致)。

六连杆机构结构简单，但连杆传动比较小，常用在中小型装载机上；八连杆机构结

构较复杂。但连杆传动比较大，较适用在大中型装载机上。

正转机构在工作时杆件运动干涉小，动臂可做成直线形，加工简单。反转机构为了

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避免杆件的运动干涉，动臂常做成“Z”形．并且，多采用转斗液压杆布置在框架中的结构形式。

国产轮胎式装载机的工作装置一般采用反转Z形六连杆机构。 履带式装载机工作装置多采用正转八连杆转斗机构

装载机作业时，工作装置应能保证铲斗的举升平移和自动放平性能。 当转斗液压缸闭锁、动臂液压缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平

动，角度变化不超过15°，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任意位置，铲斗绕动臂的铰点转动进行卸料时，铲斗卸载角不小于45°，保证铲斗物料的卸净性；卸料后动臂下降时，又能使铲斗自动放平。

1．铲斗

装载机的铲斗主要由斗底、后斗墅、侧板、斗齿、上下支承板、主刀板和侧刀板等成

2.动臂

动臂用来安装和支承铲斗，并通过举升液压缸实现铲斗升降。

动臂的结构按其纵向中心形状可分为曲线形和直线形两种。曲线形动臂常用于反转

式连杆机构，其形状容易布置，也容易实现机构优化。直线形动臂的结构和形状简单，容易制造，生产成本低，受力状况好，通常用于正转式连杆机构。 动臂的断面有单板、双板和箱形三种结构形式。 3. 限位机构

在铲装、卸料作业时，对铲斗的前后倾角度有一定要求，并对其位置进行限制。铲

斗前、后倾限位常采用限位块限位方式。

二、工作装置液压系统

CAT966D型装载机工作装置为反转六连杆机构，其液压控制系统由工作液压泵、分

配阀、安全阀、动臂液压缸、转斗液压缸和油箱、油管等组成。

采用先导式液压控制，由工作装置主油路系统和先导油路系统组成，主油路多路换

向阀由先导油路系统控制。

三、工作装置的液压减振系统

轮胎式装载机广泛采用刚性悬架，保证工作装置的作业稳定性。

但作业和运载过程中，垂直振动和纵向角振动，导致铲斗内物料散落，降低生产率。 现代轮式装载机采用工作装置液压减振系统。

采用液压减振系统的轮胎式装载机，若其行驶速度在40km／h范围内，振动加速度

的峰值可降低70％；中小型轮胎式装载机在运输工况下，最大振幅为±25mm，一般不会超过15mm，驾驶员很难察觉出来，减振十分有效。

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第四章 挖掘机械

一、挖掘机械的用途

用途：挖掘机械在建筑、筑路、水利、电力、 采矿、石油等工程以及天然气管道铺设和现代军事工程中，被广泛地使用；

作业特点:分为周期性作业式和连续性作业式 两种，前者为单斗挖掘机，后者为多斗挖掘机。

一、挖掘机械的用途

在筑路工程中用来开挖堑壕和开挖基础 ；

在水利工程中用来开挖沟渠、运河和疏浚河道；

在釆石场、露天采矿等工程中用于剥离和矿石的挖掘等，此外还可对碎石、煤等松散物料进行装载作业；

更换工作装置后还可进行起重、浇筑、安装、打桩、夯土和拔桩等工作。

由于单斗挖掘机应用普遍，它可以挖掘Ⅵ级以下的土层和爆破后的岩石。所以本章主要介绍单斗挖掘机 。

定义：通过铲斗挖掘、装载土壤或石块，并旋转至一定的卸料位置卸载，是一种集挖掘、装载、卸料于一体的高效施工机械。 二、单斗挖掘机的分类 1、按动力装置分类 （1）有电驱动式 （2）内燃机驱动式 2、按传动装置分类 （1）机械传动式 （2）液压传动式 3、按行走装置分类 （1）履带式 （2）轮胎式

4、按工作装置在水平面可回转的范围分类 （1）全回转式(360°) （2）非全回转式(＜270°) 5、按工作装置的操纵方式分类 （1）机械式 （2）液压式

1.机械挖掘机工作装置的主要形式 (1)正铲

正铲挖掘机是挖掘机的主要形式之一 (2)反铲

反铲挖掘机是正铲挖掘机的一种换用装置 (3)拉铲

拉铲挖掘机是铲斗作挠性连接的最常用的一种形式。 (4)抓斗

抓斗挖掘机也是铲斗作挠性连接的常用形式。 (5)装有吊钩的挖掘机—起重机

吊钩是挖掘机通常的一种换用装置，用来进行装卸，安装等工作。

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(6)装有其他工作装置的挖掘机

除了上述几种形式外，在某些场合，还有刨铲、刮铲、桩锤、夯板等作业装置。 2.液压挖掘机工作装置的主要形式

(1)反铲 反铲是中小型液压挖掘机的主要工作装置。 (2)正铲 正铲挖掘机主要用于挖掘停机面以上的工作面。

(3)抓斗 液压抓斗根据作业对象不同，其结构形状也不相同。

(4)起重吊钩 通用液压挖掘机只要在斗杆端部把铲斗换成吊钩，就可以成为液压起重机。 (5)其他工作装置 液压挖掘机还可以配用其他装置完成不同的作业。

三、液压挖掘机的主要技术参数

主要参数有：斗容量、机重、额定功率、最大挖掘半径、最大挖掘深度、最大卸载

高度、最小回转半径、回转速度和液压系统的工作压力等、其中主要参数有标准斗容量、机重和额定功率三个

标准斗容量 直接反映了挖掘机的挖掘能力

机重 反映了机械本身的级别和实际工作能力 额定功率 反映了挖掘机的动力性能。 A—最大挖掘深度

B —最大挖掘高度 C—最大卸载高度 D—最大挖掘半径

四、液压挖掘机的发展概况 我国的三个发展阶段：

自主开发阶段(1967—1979年)；

技术的引进、消化、吸收与提高阶段(1980—1994年)； 国外液压挖掘机生产企业全面进入我国市场，独资与合资企业迅速发展的阶段(1994

年至今)。

两个发展方向：

采用机电液一体化技术 向大型化和超大型化发展。

第二节 机械式单斗挖掘机构造

三大组成部分

工作装置 包括铲斗、动臂及提升用的主铰车和变幅铰车；

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转台 包括动力装置、传动装置和操纵装置； 行走装置 包括车座、行走履带及其传动装置。 单斗挖掘机的机械传动图

动力由发动机1→主离合器2与链式减速器3→换向机构水平轴48。然后分成两条传动路线： 第一条:由圆柱齿轮4、5、11将动力传递至主卷扬轴12，驱动主卷筒回转，控制铲斗的动作

另一条:由换向机构经垂直轴41、一个两挡变速器43，通过圆柱齿轮28、26分别将动力传递给回转立轴29和行走立铀30。 机械式单斗挖掘机的不足

1.挖掘力不足 2.动作不平稳 3.机构不够紧凑 4.操纵较沉重更换工作装置麻烦 第三节 单斗液压挖掘机构造

总体组成：

发动机 机架传动系统 行走装置 工作装置 回转装置 操纵控制系统 驾驶室

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一、工作装置 1、反铲工作装置 组成

动臂、斗杆、铲斗、连杆、摇杆、动臂液压缸、斗杆液压缸、铲斗液压缸 反铲液压挖掘机 运动仿真

反铲——中小型液压挖掘机

主要用于停机面以下作业，也可以挖停机面以上的土方工程 挖掘切削力大

液压挖掘机的动臂可分为组合式和整体式两种：组合式动臂由上、下两节或多节组

成，工作尺寸和挖掘力可调

铲斗结构的形状和大小与作业对象有很大关系，在同一台挖掘机上可以配装不同形式的铲斗，常用的反铲斗的斗齿结构普遍采用橡胶卡销式和螺栓连接方式。 2、正铲工作装置

正铲挖掘机主要用于挖掘停机面以上的工作面，也可以挖掘停机面以下工作面的土

壤。

正铲的卸土方式有两种：前卸式和底卸式。用反铲改成的正铲斗只能用前卸式卸土。

底卸式铲斗靠液压缸打开斗底卸土，以增加卸土高度，减少土对运输车辆的冲击。

正铲工作装置组成

动臂 动臂液压缸 斗杆 斗杆液压缸 铲斗 斗底液压缸 3、抓斗工作装置主要结构形式

梅花式抓斗 双颚式抓斗

液压抓斗根据作业对象不同，其结构形状也不相同。用于土方作业的抓斗，一般为双颚式。 由于液压抓斗的抓取力比钢丝绳式抓斗大得多，故其生产率高，作业质量好。

但其挖掘深度受动臂和斗杆限制，因此挖掘深度较小，为了增大挖掘深度，可在斗杆端部和抓斗之间加几节加长杆。 4、液压锤 主要功能

进行打桩

开挖冻土和岩层 破坏路面表层 捣实土壤 二、回转装置 组成

回转支承装置(起支承作用)

工作装置铰接在平台的前瑞、回转平台通过回 转支承与行走装置相连

回转驱动装置(驱动转台回转)

回转驱动装置使平台相对于行走装置作回转运 动，并带动工作装置绕其回转中心转动。 回转支承装置的主要结构形式

滚动轴承式回转支承

沈阳建筑大学建筑(工程)机械概论要点

转柱式回转支承

内齿圈固定在行走架上，外圈与回转平台固联；回转驱动装置与回转平台固联，一

般由回转液压马达、行星减速器和回转驱动小齿轮等组成。通过驱动小齿轮与内齿圈的啮合传动，回转驱动装置在自转的同时绕内齿圈作公转运动，从而带动平台360°转动。

三、行走装置

作用:承载整机重量和工作载荷并完成行走任务。

一般有履带式和轮胎式两种，常用的是履带式行走底盘。 1．履带行走装置的构造

行走架 中心回转接头 行走驱动装置 驱动轮 引导轮 履带张紧装置

行走架的组成

x形底架 履带架 回转支承底座

行走驱动机构由双向液压马达经一级齿轮减速，带动驱动链轮。 2．轮胎式行走装置的构造

轮胎式液压行走装置的动力通过变速箱由传动轴输出给前、后驱动桥，或经轮边减速器驱动车轮。

挖掘机工作时，换向阀1把两个液压缸的工作腔与油箱的通路切断，此时液压缸将

前桥的平衡悬架锁住，减少了摆动，提高了作业稳定性

行走时，换向阀1左移，使两个悬架液压缸的工作腔相通，并与油箱接通，前桥便

能适应路面的高低坡度，上下摆动使轮胎与地面保持足够的附着力。

四、液压控制系统

WY100型全液压挖掘机采用双泵双回路定量液压系统，从系统原理图可以看出，径向柱塞泵18出来的高压油分成两个回路，分别进入两组四路集装阀I、Ⅱ，形成两个独立的回路。

进入第一组四路集装阀的高压油，可以分别驱动回转液压马达16、铲斗液压缸3、辅助液压缸及右行走液压马达26。由执行元件返回到四路集装阀的油进入合流阀13。 进入第二组四路组合阀的高压油，可以分别控制动臂液压缸4、斗杆液压缸2、左行走液压马达10及推土液压缸7。油液由执行元件返回到回路集装阀，并进入限速阀5中。

第四节 挖掘机电子控制系统简介

目前挖掘机电子（微机)控制系统的主要功能 ：

电子监控，故障自动报警及故障自动排除 节能降耗，提高了生产效率 ； 简化了操作，降低了劳动强度 ； 实现了对柴油机的自动控制；

提高了作业的自动化或半自动化程度 ； 电子控制系统的特点

能在-40—80℃的环境温度下可靠、稳定地工作；

抗老化，具有较长的使用寿命；

密封性能好，能防止水分和污物的侵入，有较好的耐冲击和抗振动性能；

有较强的抗干扰能力，系统能在各种干扰下可靠地工作； 液压挖掘机的特点

（l）液压挖掘机的优点：

沈阳建筑大学建筑(工程)机械概论要点

①挖掘力及牵引力大，传动平稳，传动比大，作业效率高。 ②各元件可以相对独立布置，合理布局，易于改进变型。

③液压传动有防止过载的能力，使用安全可行，操纵简便灵活。 （2）液压挖掘机的缺点：

①液压元件加工精度要求高，装配要求严格，制造较为困难。使用中维修保养要求

技术较高，难度较大。

②液压油受温度影响较大，总效率较低，有时有噪音和振动。

第五章 水泥混凝土搅拌设备

概述

水泥混凝土搅拌设备是将一定配合比的水泥、砂石集料和水等拌制成匀质混凝土的机械，大致可分为水泥混凝土搅拌机和水泥混凝土搅拌站(楼)两大类。

第一节 水泥混凝土搅拌机

一、类型和特点

按工作过程可分为连续式和周期式两类，按工作原理可分为自落式和强制式。 1)连续式搅拌机

作业过程无论装料、搅拌和卸料都是连续进行的，生产率高。但混凝土的配合比和拌和质量难以控制。多用于混凝土需要量大的市政、路桥和水利工程中。 2)周期式搅拌机

加料、搅拌、出料按周期循环作业。一批料拌好卸出后再进行下批的装料和搅拌，易于控制配比和保证拌和质量，建筑工程中应用最普遍。 3)自落式搅拌机

搅拌机工作机构为筒体，沿内壁圆周安装着若干搅拌叶片，工作时，筒体绕其自身轴线(水平或倾斜)回转，搅拌物料由固定在搅拌筒内的叶片带至高处，靠自重下落。叶片对物料进行分割、提升、撒落和冲击，使配合料的相互位置不断重新分布而得到拌和。

4)强制式搅拌机。

搅拌物料由旋转的搅拌叶片强制搅拌。工作时，转动的搅拌轴带动叶片对筒内物料进行剪切挤压和翻转推移等强制搅拌，使物料在剧烈的相对运动中得到均匀的拌和。 搅拌轴垂直设置的搅拌机称为立轴式搅拌机，按搅拌轴及搅拌叶片的结构形式又可分为涡桨式和行星式两种类型；搅拌轴水平设置的搅拌机称为卧轴式搅拌机，按照搅拌轴的数量又可分为单卧轴式和双卧轴式。 另外还可以

按照结构分：鼓筒形、双锥形、梨形、盘形、槽形等； 按出料方式分：倾翻式、反转式等

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