挖掘機(jī) ,又稱挖掘機(jī)械,又稱挖土機(jī),是用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料,并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場(chǎng)的土方機(jī)械。
挖掘機(jī)挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經(jīng)過(guò)預(yù)松后的土壤和巖石。從近幾年工程機(jī)械的發(fā)展來(lái)看,挖掘機(jī)的發(fā)展相對(duì)較快,挖掘機(jī)已經(jīng)成為工程建設(shè)中主要的工程機(jī)械之一。 挖掘機(jī)重要的三個(gè)參數(shù):操作重量(質(zhì)量),發(fā)動(dòng)機(jī)功率和鏟斗斗容。
初挖掘機(jī)是手動(dòng)的,從發(fā)明到2013年已經(jīng)有一百三十多年了,期間經(jīng)歷了由蒸汽驅(qū)動(dòng)斗回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)到電力驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)、應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全自動(dòng)液壓挖掘機(jī)的逐步發(fā)展過(guò)程。臺(tái)液壓挖掘機(jī)由法國(guó)波克蘭工廠發(fā)明成功。由于液壓技術(shù)的應(yīng)用,20世紀(jì)40年代有了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟地懸掛式挖掘機(jī)。1951 年,臺(tái)全液壓反鏟挖掘機(jī)由位于法國(guó)的 Poclain( 波克蘭 ) 工廠推出,從而在挖掘機(jī)的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域開創(chuàng)了全新空間,20世紀(jì)50年代初期和中期相繼研制出拖式全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)和履帶式全液壓挖掘機(jī)。初期試制的液壓挖掘機(jī)是采用飛機(jī)和機(jī)床的液壓技術(shù),缺少適用于挖掘機(jī)各種工況的液壓元件,制造質(zhì)量不夠穩(wěn)定,配套件也不齊全。從20世紀(jì)60年代起,液壓挖掘機(jī)進(jìn)入推廣和蓬勃發(fā)展階段,各國(guó)挖掘機(jī)制造廠和品種增加很快,產(chǎn)量猛增。1968-1970年間,液壓挖掘機(jī)產(chǎn)量已占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的83%,已接近。
中國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)起步較晚,從1954年撫順挖掘機(jī)廠生產(chǎn)臺(tái)斗容量為1m³的機(jī)械式單斗挖掘機(jī)至今,大體上經(jīng)歷了測(cè)繪仿制、自主研制開發(fā)和發(fā)展提高等三個(gè)階段。
新中國(guó)成立初期,以測(cè)繪仿制前蘇聯(lián)20世紀(jì)30~40年代的W501.W502.W1001.W1002等型機(jī)械式單斗挖掘機(jī)為主,開始了中國(guó)的挖掘機(jī)生產(chǎn)歷史。由于當(dāng)時(shí)國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,先后建立起十多家挖掘機(jī)生產(chǎn)廠。1967年開始,中國(guó)自主研制液壓挖掘機(jī)。早期開發(fā)成功的產(chǎn)品主要有上海建筑機(jī)械廠的WYl00型、貴陽(yáng)礦山機(jī)器廠的W4-60型、合肥礦山機(jī)器廠的WY60型挖掘機(jī)等。隨后又出現(xiàn)了長(zhǎng)江挖掘機(jī)廠的WYl60型和杭州重型機(jī)械廠的WY250型挖掘機(jī)等。它們?yōu)橹袊?guó)液壓挖掘機(jī)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(zhǎng)使用壽命。美、英、日等國(guó)家推廣采用有限壽命設(shè)計(jì)理論,以替代傳統(tǒng)的無(wú)限壽命設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)、電子計(jì)算機(jī)控制的電液伺服疲勞試驗(yàn)技術(shù)、疲勞強(qiáng)度分析方法等先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于液壓挖掘機(jī)的強(qiáng)度研究方面,促進(jìn)了產(chǎn)品的優(yōu)質(zhì)率和競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)提出了考核動(dòng)強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析方法,并創(chuàng)立了預(yù)測(cè)產(chǎn)品失效和更新的理論。日本制定l了液壓挖掘機(jī)構(gòu)件的強(qiáng)度評(píng)定程序,研制了可靠性信息處理系統(tǒng)。在上述基礎(chǔ)理論的指導(dǎo)下,借助于大量試驗(yàn),縮短了新產(chǎn)品的研究周期,加速了液壓挖掘機(jī)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(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率達(dá)到85%~95%,使用壽命超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)。