挖掘機 ,又稱挖掘機械,又稱挖土機,是用鏟斗挖掘高于或低于承機面的物料,并裝入運輸車輛或卸至堆料場的土方機械。
挖掘機挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經過預松后的土壤和巖石。從近幾年工程機械的發(fā)展來看,挖掘機的發(fā)展相對較快,挖掘機已經成為工程建設中主要的工程機械之一。 挖掘機重要的三個參數(shù):操作重量(質量),發(fā)動機功率和鏟斗斗容。
初挖掘機是手動的,從發(fā)明到2013年已經有一百三十多年了,期間經歷了由蒸汽驅動斗回轉挖掘機到電力驅動和內燃機驅動回轉挖掘機、應用機電液一體化技術的全自動液壓挖掘機的逐步發(fā)展過程。臺液壓挖掘機由法國波克蘭工廠發(fā)明成功。由于液壓技術的應用,20世紀40年代有了在拖拉機上配裝液壓反鏟地懸掛式挖掘機。1951 年,臺全液壓反鏟挖掘機由位于法國的 Poclain( 波克蘭 ) 工廠推出,從而在挖掘機的技術發(fā)展領域開創(chuàng)了全新空間,20世紀50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉液壓挖掘機和履帶式全液壓挖掘機。初期試制的液壓挖掘機是采用飛機和機床的液壓技術,缺少適用于挖掘機各種工況的液壓元件,制造質量不夠穩(wěn)定,配套件也不齊全。從20世紀60年代起,液壓挖掘機進入推廣和蓬勃發(fā)展階段,各國挖掘機制造廠和品種增加很快,產量猛增。1968-1970年間,液壓挖掘機產量已占挖掘機總產量的83%,已接近。
中國的挖掘機生產起步較晚,從1954年撫順挖掘機廠生產臺斗容量為1m³的機械式單斗挖掘機至今,大體上經歷了測繪仿制、自主研制開發(fā)和發(fā)展提高等三個階段。
新中國成立初期,以測繪仿制前蘇聯(lián)20世紀30~40年代的W501.W502.W1001.W1002等型機械式單斗挖掘機為主,開始了中國的挖掘機生產歷史。由于當時國家經濟建設的需要,先后建立起十多家挖掘機生產廠。1967年開始,中國自主研制液壓挖掘機。早期開發(fā)成功的產品主要有上海建筑機械廠的WYl00型、貴陽礦山機器廠的W4-60型、合肥礦山機器廠的WY60型挖掘機等。隨后又出現(xiàn)了長江挖掘機廠的WYl60型和杭州重型機械廠的WY250型挖掘機等。它們?yōu)橹袊簤和诰驒C行業(yè)的形成和發(fā)展邁出了極其重要的一步。
提高可靠性,延長使用壽命。美、英、日等國家推廣采用有限壽命設計理論,以替代傳統(tǒng)的無限壽命設計理論和方法,并將疲勞損傷累積理論、斷裂力學、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、疲勞強度分析方法等先進技術應用于液壓挖掘機的強度研究方面,促進了產品的優(yōu)質率和競爭力。美國提出了考核動強度的動態(tài)設計分析方法,并創(chuàng)立了預測產品失效和更新的理論。日本制定l了液壓挖掘機構件的強度評定程序,研制了可靠性信息處理系統(tǒng)。在上述基礎理論的指導下,借助于大量試驗,縮短了新產品的研究周期,加速了液壓挖掘機更新?lián)Q代的進程,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1萬小時。