什么是挖掘机
一、挖掘机的定义及基本结构
定义
挖掘机是一种重型工程机械，用于挖掘、装载和卸载等土方作业。它主要通过液压系统驱动动臂、铲斗等工作装置，使其能够在各种复杂地形和工况下高效完成挖掘任务。例如，它可用于在建筑项目中挖掘地基以及在采矿作业中提取矿石。
基本结构
底盘系统：是挖掘机的基础部分，用于支撑整个机体并提供行走功能。它包括履带（或轮胎）和行驶电机等部件。履带式底盘系统可以适应相当崎岖的地形，提供良好的稳定性和牵引力。它们广泛应用于矿山和大型建筑工地。轮胎式底盘更适合在相对平坦的道路上行驶，机动性较高，常用于城市建设等场地条件较好的作业环境。
机身：机身包括驾驶室和发动机舱。驾驶室是操作员操纵挖掘机的空间。它通常配备各种操作杆、仪表板和座椅，为操作者提供舒适、方便的操作环境。发动机舱内装有发动机，是挖掘机的动力源，为整机的运转提供动力。动力通过传动系统传输到各个工作部件。
工作装置：主要由动臂、斗杆、铲斗组成。动臂连接机身和斗杆，其作用是控制挖掘深度和挖掘高度的范围。斗杆连接动臂和铲斗，可调节铲斗的挖掘角度和伸出距离。铲斗是直接执行挖掘和装载作业的部件。其形状和尺寸根据不同的操作要求而变化。例如，有挖掘软土的通用铲斗和挖掘岩石的重型铲斗。
液压系统：是挖掘机的关键系统。它通过液压油的压力传递动力，控制各种工作装置的运动。液压系统包括液压泵、液压缸、液压阀等部件。液压泵将发动机的机械能转换成液压油的压力能。液压缸将液压油的压力能转变为机械能，驱动工作装置运动。液压阀用于控制液压油的流向和压力，从而实现对工作装置运动的精确控制。
二.挖掘机工作原理
动力传输
发动机产生的动力首先通过传动系统（如皮带、链条或传动轴）传输到液压泵。液压泵将发动机的旋转动力转换成液压油的高压流。在压力下，液压油通过一系列液压管路输送到各种液压缸和液压马达。
对于工作装置来说，当液压油进入液压缸时，推动活塞运动，从而带动动臂、斗杆、铲斗等部件进行相应的运动。例如，当液压油进入动臂液压缸内活塞的一侧时，活塞在液压油的压力下向外伸出，使动臂上升。当液压油从活塞一侧排出并进入另一侧时，活塞缩回，动臂下降。
行走方面，液压油输送到行走电机，驱动履带（或轮胎）旋转，实现挖掘机的前进、后退、回转等运动。
挖掘运动的控制
操作人员通过驾驶室内的操作杆控制液压阀的开闭程度和方向。不同的操作杆控制不同工作装置的动作。例如，一个杠杆控制动臂的提升和下降，另一个杠杆控制臂的伸出和缩回，另一个杠杆控制铲斗的打开和关闭。
当操作人员操作动臂操纵杆将其向上提升时，相应的液压阀打开，使液压油按特定方向流入动臂液压缸，推动动臂上升。当操纵杆向下操作时，液压阀改变液压油的流动方向，使动臂下降。同样，斗杆和铲斗的运动也通过操作相应的杠杆和改变液压阀的状态来控制，从而实现精确的挖掘运动。
三．挖掘机的分类
按步行方式分类
履带式挖掘机：其特点是在履带上行走，稳定性好，牵引力强。它们可以在松软、泥泞、崎岖的地形上作业，广泛应用于矿山、大型建筑工地、水利工程等场所。由于履带与地面接触面积大，接地压力小，在承载重物时不易下沉。但履带式挖掘机的行走速度较慢，履带的维护成本较高。
轮胎式挖掘机：依靠轮胎行走，机动性和行驶速度较高，适合在城市道路、高速公路等相对平坦的道路上行驶，能够在不同作业场地之间快速转移。但轮胎式挖掘机的稳定性比较差。特别是在承载重物或在松软地面上作业时，很容易下沉或翻倒。而且它们对地面的压力比较大，在一些特殊地形（如泥泞地区）的通过性不如履带式挖掘机。
按工作装置分类
前铲挖掘机：前铲挖掘机的铲斗运动方向为向前、向上进行挖掘。它们主要用于挖掘停止面以上的土方和材料。它们的挖掘力较大，适合挖掘较坚硬的土壤和矿石。它们常用于大型露天矿山、大型建筑基础挖掘等工作场景。前铲式挖掘机工作效率较高，但挖掘范围较小，主要在机体前方挖掘。
反铲挖掘机：反铲挖掘机的铲斗运动方向为向后、向下进行挖掘。它们是最常见的挖掘机类型。他们可以在停止面以下挖掘土方，例如挖掘沟渠和地下室。反铲挖掘机挖掘动作灵活，可以在相对狭窄的空间内作业。而且它们的挖掘范围也比较广。除了在机身正面外，它们还可以在侧面进行一定的挖掘作业。
拉铲挖掘机：拉铲挖掘机的铲斗由电缆控制。主要用于挖掘大面积较松软的土方，如挖掘河沙、大型土方堆料场等。它们的挖掘半径相对较大，但挖掘力相对较小。而且，它们的工作精度不如前铲和反铲挖掘机。
抓斗挖掘机：抓斗挖掘机的工作装置是抓斗，主要用于抓取块状、颗粒状物料，如矿石、木材、垃圾等。它们具有精确的抓取动作，可以适应不同形状和性质的各种材料。它们常用于港口装卸、垃圾处理等作业。
四．挖掘机的应用领域
建筑工程领域
在建筑工程的基础施工阶段，挖掘机用于挖掘建筑物的地基。他们可以快速清除地面的表土和障碍物，并挖至设计要求的深度，为后续的基础浇筑等工作做好准备。例如，在高层建筑的建设中，挖掘机可以在短时间内挖出又大又深的基坑。
在建筑材料的装卸方面，挖掘机可以将建筑材料（如沙子、碎石、砖块等）从运输车辆上卸载到指定的堆放地点或装载到搅拌机等加工设备中。其高效的装载能力可以大大提高建筑材料的周转效率。
此外，挖掘机还用于场地平整，将凹凸不平的土地平整成适合施工的平面，为建筑物的布局和施工创造良好的条件。
采矿领域
挖掘机是矿山开采的主要设备之一。在露天矿中，挖掘机用于挖掘矿石，从矿床中提取矿石。根据矿石的硬度和开采规模，选择合适类型的挖掘机。例如，前铲挖掘机用于挖掘硬度较高的矿石，反铲挖掘机用于挖掘边缘区域的矿石或清理矿坑。
同时，挖掘机也用于矿石的装载作业，将开采出来的矿石装载到运输车辆（如矿车）上，以便将矿石运输到选矿厂或其他加工地点。其强大的装载能力可以满足大规模采矿的需要。
水利工程领域
在水利工程建设中，如修建水库、大坝、河道整治工程等，挖掘机发挥着重要作用。它们可用于挖掘河道、筑坝基础、挖掘水库库容等。例如，在河道疏浚作业中，挖掘机可以清除河道中的淤泥、杂物，加宽和加深河道，提高河道的防洪通航能力。
对于一些大型水利枢纽工程，挖掘机还参与混凝土等建筑材料的装卸和施工辅助工作，保证工程的顺利进行。
交通工程领域
在高速公路建设中，挖掘机用于挖掘高速公路的路基，清除路基范围内的杂草、树木和岩石等障碍物。在铁路建设中，还利用挖掘机挖掘道床基础，为钢轨铺设创造条件。
此外，在交通工程的后期维护中，挖掘机还可以用于清理道路塌方、修复路基，保证交通线路的安全、畅通。
农林领域
在农业中，挖掘机可用于挖掘灌溉渠道、池塘等水利设施，为农作物提供灌溉水源。也可用于土地复垦，将荒地或未利用的土地开发成适合耕种的农田。
林业利用挖掘机清除林地树桩、树根，为造林创造良好的立地条件。还可用于修建森林防火带，防止森林火灾蔓延。
