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國外挖掘機目前水平及發(fā)展動(dòng)向

  工業(yè)發(fā)達國家的挖掘機生產(chǎn)較早,法國、德國、美國、俄羅斯、日本是斗容量3.5-40m³單斗液壓挖掘機的主要生產(chǎn)國,從20世紀80年代開(kāi)始生產(chǎn)特大型挖掘機。例如,美國馬利昂公司生產(chǎn)的斗容量50-150m³剝離用挖掘機,斗容量132m³的步行式拉鏟挖掘機;B-E(布比賽路斯-伊利)公司生產(chǎn)的斗容量168.2m³的步行式拉鏟挖掘機,斗容量107m³的剝離用挖掘機等,是世界上目前最大的挖掘機。 

  從20世紀后期開(kāi)始,國際上挖掘機的生產(chǎn)向大型化、微型化、多功能化、專(zhuān)用化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。 

  1)開(kāi)發(fā)多品種、多功能、高質(zhì)量及高效率的挖掘機。為滿(mǎn)足市政建設和農田建設的需要,國外發(fā)展了斗容量在0.25m³以下的微型挖掘機,最小的斗容量?jì)H在0.01m³。另外,數量最的的中、小型挖掘機趨向于一機多能,配備了多種工作裝置——除正鏟、反鏟外,還配備了起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、麻花鉆、電磁吸盤(pán)、振搗器、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤(pán)及拉鏟等,以滿(mǎn)足各種施工的需要。與此同時(shí),發(fā)展專(zhuān)門(mén)用途的特種挖掘機,如低比壓、低嗓聲、水下專(zhuān)用和水陸兩用挖掘機等。 

  2)迅速發(fā)展全液壓挖掘機,不斷改進(jìn)和革新控制方式,使挖掘機由簡(jiǎn)單的杠桿操縱發(fā)展到液壓操縱、氣壓操縱、液壓伺服操縱和電氣控制、無(wú)線(xiàn)電遙控、電子計算機綜合程序控制。在危險地區或水下作業(yè)采用無(wú)線(xiàn)電操縱,利用電子計算機控制接收器和激光導向相結合,實(shí)現了挖掘機作業(yè)操縱的完全自動(dòng)化。所有這一切,挖掘機的全液壓化為其奠定了基礎和創(chuàng )造了良好的前提。 

  3)重視采用新技術(shù)、新工藝、新結構,加快標準化、系列化、通用化發(fā)展速度。例如,德國阿特拉斯公司生產(chǎn)的挖掘機裝有新型的發(fā)動(dòng)機轉速調節裝置,使挖掘機按最適合其作業(yè)要求的速度來(lái)工作;美國林肯貝爾特公司新C系列LS-5800型液壓挖掘機安裝了全自動(dòng)控制液壓系統,可自動(dòng)調節流量,避免了驅動(dòng)功率的浪費。還安裝了CAPS(計算機輔助功率系統),提高挖掘機的作業(yè)功率,更好地發(fā)揮液壓系統的功能;日本住友公司生產(chǎn)的FJ系列五種新型號挖掘機配有與液壓回路連接的計算機輔助功率控制系統,利用精控模式選擇系統,減少燃油、發(fā)動(dòng)機功率和液壓功率的消耗,并處長(cháng)了零部件的使用壽命;德國奧加凱(O&K)公司生產(chǎn)的挖掘機的油泵調節系統具有合流特性,使油泵具有最大的工作效率;日本神鋼公司在新型的904、905、907、909型液壓挖掘機上采用智能型控制系統,即使無(wú)經(jīng)驗的駕駛員也能進(jìn)行復雜的作業(yè)操作;德國利勃海爾公司開(kāi)發(fā)了ECO(電子控制作業(yè))的操縱裝置,可根據作業(yè)要求調節挖掘機的作業(yè)性能,取得了高效率、低油耗的效果;美國卡特匹勒公司在新型B系統挖掘機上采用最新的3114T型柴油機以及扭矩載荷傳感壓力系統、功率方式選擇器等,進(jìn)一步提高了挖掘機的作業(yè)效率和穩定性。韓國大宇公司在DH280型挖掘機上采用了EPOS---電子功率優(yōu)化系統,根據發(fā)動(dòng)機負荷的變化,自動(dòng)調節液壓泵所吸收的功率,使發(fā)動(dòng)機轉速始終保持在額定轉速附近,即發(fā)動(dòng)機始終以全功率運轉,這樣既充分利用了發(fā)動(dòng)機的功率、提高挖掘機的作業(yè)效率,又防止了發(fā)動(dòng)機因過(guò)載而熄火。 

  4)更新設計理論,提高可靠性,延長(cháng)使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設計理論,以替代傳統的無(wú)限壽命設計理論和方法,并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學(xué)、有限元法、優(yōu)化設計、電子計算機控制的電液伺服疲勞試驗技術(shù)、疲勞強度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應用于液壓挖掘機的強度研究方面,促進(jìn)了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)高效率和競爭力。美國提出了考核動(dòng)強度的動(dòng)態(tài)設計分析方法,并創(chuàng )立了預測產(chǎn)品失效和更新的的理論。日本制定了液壓挖掘機構件的強度評定程序,研制了可靠性住處處理系統。在上述基礎理論的指導下,借助于大量試驗,縮短了新產(chǎn)品的研究周期,加速了液壓挖掘機更新?lián)Q代的進(jìn)程,并提高其可靠性和耐久性。例如,液壓挖掘機的運轉率達到85%-95%,使用壽命超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)。 

  5)加強對駕駛員的勞動(dòng)保護,改善駕駛員的勞動(dòng)條件。液壓挖掘機采用帶有墜物保護結構和傾翻保護結構的駕駛室,安裝可調節的彈性座椅,用隔音措施降低噪聲干擾。 

  6)進(jìn)一步改進(jìn)液壓系統。中、小型液壓挖掘機的液壓系統有向變量系統轉變的明顯趨勢。因為變量系統在油泵工作過(guò)程中,壓力減小時(shí)和增大流量來(lái)襝,使液壓泵功率保持恒定,亦即裝有變量泵的液壓挖掘機可經(jīng)常性地充分利用油泵的最大功率。當外阻力增大時(shí)則減少流量(降低速度),使挖掘力成倍增長(cháng)率加;采用三回路液壓系統。產(chǎn)生三個(gè)互不成影響的獨立工作運動(dòng)。實(shí)現與回轉達機械的功率匹配。將第三泵在其他工作運動(dòng)上接通,成為開(kāi)式回路第二個(gè)獨立的快速成運動(dòng)。此外,液壓技術(shù)在挖掘機上普遍使用,為電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)在挖掘機的應用與推廣創(chuàng )造了條件。 

  7)迅速拓展電子化、自動(dòng)化技術(shù)在挖掘機上的應用。20世紀70年代,為了節省能源消耗和減少對環(huán)境的污染,使挖掘機的操作輕便和安全作業(yè),降低挖掘機口音,改善駕駛員工作條件,逐步在挖掘上應用電子和自動(dòng)控制技術(shù)。隨著(zhù)對挖掘機的工作效率、節能環(huán)保、操作輕便、安全舒適、可靠耐用等方面性能要求的提高,促使了機電一體化在挖掘機上的應用,并使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。20世紀80年代,以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù),特別是微機、微處理器、傳感器和檢測儀表在挖掘機上的應用,推動(dòng)了電子控制技術(shù)在挖掘機上應用和推廣,并已成為挖掘機現代化的重要標志,亦即目前先進(jìn)的挖掘機上設有發(fā)動(dòng)機自動(dòng)怠速及油門(mén)控制系統、功率優(yōu)化系統、工作模式控制系統、監控系統等電控系統。

發(fā)布日期:2008-3-28
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