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工程机械之特种挖掘机

发布时间:2020-09-09 13:37

  随着人们对特殊作业工况挖掘机需求的不断增大,特种作业挖掘机的品种越来越多,市场保有量也逐年增大。本文根据挖掘机属具的作业特点,对特种挖掘机进行了分类,并对特种挖掘机的分类要点进行了简要介绍。

  水陆两用挖掘机以普通挖掘机上车平台为基础,配备了中空浮箱式底盘,从而使其具有在沼泽、滩涂等松软地面上行走、停驻、作业的能力。此类设备仍以铲斗挖掘物料为主,在河道清淤、湖泊滩涂作业方面适应能力很强。

  普通挖掘机设计通过更换加长的动臂、斗杆,即成为加长臂型挖掘机。加长臂型挖掘机能实现较大范围的作业,广泛用于河道疏浚、湖泊清洁、水库维护等特殊工况,同时也可用大坡面的修缮工作。加长臂挖掘机用于水下挖掘时,为保证较好的视野,通常在斗杆上配置水下摄像头,以便驾驶员随时掌握铲斗和物料状态。

  水陆两用挖掘机与加长臂通过相互结合,形成优势互补,能够更好地完成滩涂和水下挖掘工作,是大型滩涂作业和维护的必备机械。

  给挖掘机配备抓取类机具,使其具有抓物、抓料等功能,可实现挖掘机功能、用途多样化。此类挖掘机抓斗具有多种动作,为此往往需要在原有液压系统的基础上新增若干路供油和操纵装置。物料抓取类挖掘机的属具主要有4类,分别是抓管器、抓木钳、梅花抓斗和贝壳斗。

  管道施工不仅要求设备能够抓取管道,还要求其能够灵活控制管道的姿态。通常,抓管器采用液压马达驱动,可实现360°回转,配合挖掘机动臂、斗杆、四连杆机构、上车回转等多个动作,可实现管道5个自由度的精确定位。此类挖掘机广泛应用于石油天然气、石化、冶金、港口疏浚等行业的管线铺设以及管道制品转运等。全回转液压抓管器结构如下图所示。

  抓木钳又称抓木夹、夹木器,由一组互相交错的叉形钳组成,主要作用为抓取木材或秸秆类物料。通常抓木钳具有俯仰、回转和开合3个动作,可通过调整姿态准确抓取木材或其他物料。抓木钳结构简单,能够替代大量人工搬运和装车,使用方便灵活,极大地提高了作业的效率。

  梅花抓斗是一种广泛应用于钢铁厂、冶炼厂、港口、码头和废钢转运等行业的特种属具,如下图所示。配装在挖掘机上的梅花抓斗采用液压缸驱动,最常见的斗瓣数为4~6片。在工作时抓斗一般只有开合动作,因此可以采用原挖掘机铲斗缸的油路驱动。将挖掘机改为抓料机对挖掘机的改动较小,便于实现。为了使驾驶员获取很好的视野,确保作业的安全和效率,一般将其驾驶室设计为增高型。

  贝壳斗由于其外形和动作类似贝壳而得名,在斗形闭合时料斗可形成封闭的腔体。贝壳斗主要包含主机架、左斗、右斗和驱动液压缸。贝壳斗类似于梅花抓斗,一般也只有开合动作。贝壳斗容量大但挖掘力小,为此主要用于轻质松散物料的装卸和搬运,如用于港口、码头、煤场的装沙、装煤等。

  挖掘机通过安装不同属具,不仅可以实现土石方等物料的搬运,还可以用于各种物料破碎、破裂、剪切等。物料破裂类挖掘机的属具主要有3类,分别是破碎锤、液压剪和裂土器。

  破碎锤又称液压破碎器,是挖掘机应用相当广泛的一种特殊机具,主要用于建筑、道路拆除工程以及矿山石料破碎工作。现在已经有很大一部分挖掘机,在出厂时都标配了液压破碎管路。

  普通挖掘机的铲斗挖掘土方、碎石等相对松软物料时,可轻松穿透基料从而实现挖掘,但当基料被长时间压实或为整块岩石,其则不能正常挖掘。遇到此种状况,一般通过破碎等方法先碎裂表面后再进行挖掘。这种设备不仅作业效率高,而且噪声很小(远小于破碎锤)。某特型挖掘机裂土施工如下图所示。

  液压剪具有和抓管机类似的结构,同样具有回转和开合2个动作。其工作原理如下:液压缸输出巨大的推力,通过机构放大后,在钳口处形成极大的剪切力,以剪断普通的钢材、水泥等材料。液压剪主要用于废旧金属剪切、汽车拆解、建筑物拆解等。

  在挖掘机上配装上振动夯实器即可使其成为物料夯实类挖掘机。振动夯实器通过输出周期性的冲击力来实现特定的功能。振动夯实器可完成平面、斜面及其他复杂基础面的夯实作业,将其与挖掘机配套使用,既可用于桥台背、涵侧、边角转折处、路肩堤坝的夯实,也可用于各种建筑沟槽、地基管道等城市辅助设施的夯实。

  对挖掘机进行适应性改进,并给其配装采伐类属具,即可实现采伐功能。现代化的采伐类挖掘机(伐木机)作为一种林业联合作业设备,不仅能伐木,同时还能打枝去皮、生产原条和原木。

  在林场内,大尺寸木材常使用推土机或拖拉机、集材类挖掘机进行拖拽。对挖掘机进行适应性改进,给其加装集材类属具,便可将改装为集材类挖掘机。目前,国内主要挖掘机厂家如徐工、柳工、三一等都相应开发了此类产品。在陡坡、深沟等机器无法抵达的位置完成集材,需通过挖掘机搭截绞盘机完成。

  液压挖掘机搭载液压开带机,可用于清理灌木丛和低矮乔木等。除此之外,此类设备还可用于森林防火阻隔带开设、林区道路的日常维护,以及河流应急阻隔带、应急防火通道的开辟等。

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