挖掘机施工技术

第五节挖掘机施工技术本次课的教学目标论述挖掘机的主要总成与作业范围；描述反铲挖掘机的基本作业。课程内容:一、概述1．挖掘机的主要用途2．挖掘机的组成3．挖掘机的分类4．各种挖掘机的特点二、反铲挖掘机的基本作业

1．沟端开挖2．沟侧开挖一、概述挖掘机械是进行土石方开挖的一种主要施工机械，是工程机械中的主要机种。各种类型及功能的挖掘机械，在国民经济建设中起着非常重要的作用。据统计，工程施工中约有60%以上的土石方量是靠挖掘机来完成的1.挖掘机的主要用途在各类工程施工中，挖掘机主要用于完成下列工作：开挖建筑物或厂房基础；挖掘土砂石料；表层剥离；采石场、隧道内和堆料场中的装载作业；开挖沟渠、运河和疏通水道；更换工作装置后可进行浇筑、起重、安装、打桩、夯实等作业。广泛用于建筑、筑路、水利、电力、采矿、石油、及天然气管道铺设和国防工程中。一机多用2．挖掘机的组成单斗挖掘机主要由工作装置、动力装置、传动操纵机构、回转机构、行走装置和辅助设备等组成。1-柴油机；2-机棚；3-油泵；4-液控多路阀；5-液压油箱；6-回转减速器；7-液压马达；8-回转接头；9-驾驶室；10-动臂；11-动臂油缸；12-操纵台；13-斗杆；14-斗杆油缸；15-铲斗；16-铲斗油缸；17-边齿；18-斗齿；19-平衡重；20-转台；21-走行减速器液压马达；22-支重轮；23-拖链轮；24-履带板Ⅰ-工作装置；Ⅱ-上部转台；Ⅲ-行走装置铲斗3．挖掘机的分类按动力装置：内燃机驱动式、电动机驱动式和复合驱动式；按传动系统：机械传动、半液压传动、全液压传动三种；按行走装置：履带式、轮胎式和悬挂式；按回转台回转角度：全回转式（360º）和非全回转式（<270º）；按操纵机构：机械—钢索式、机械—气压式、机械—液压式、全液压式和电力式；按工作装置：正铲、反铲、拉铲和抓斗等多种型式。在公路工程中主要采用全液压反铲挖掘机

a)正铲b)反铲c)刨铲d)刮铲e)拉铲f)抓斗g)吊钩h)桩锤i)夯板4.各种挖掘机的特点（1）反铲（2）正铲（3）拉铲（4）抓斗反铲反铲挖掘机反铲主要用来挖掘停机平面以下的土壤，如开挖基坑、路堑、沟渠和水下挖掘。这种作业装置不受地下水位高低的限制，对于Ⅰ～Ⅲ级土壤的开挖深度，一般不大于4m，挖下的土壤可直接甩在作业面的两侧，也可以配备自卸汽车运土。由于开挖部位对挖土斗的挖掘阻力和挖土斗挖运土壤的堆尖容量不同，在相同的条件下，反铲作业装置的挖掘力和挖掘效率都要稍低于正铲开挖。钢索操纵正铲挖掘机正铲挖掘机施工作业图片开启斗底卸料正铲挖掘机正铲挖掘机常用挖掘停机平面以上的土方工程或土方量比较集中的工程。一般适合挖掘含水量不大于27％的I～Ⅳ类土壤，挖掘高度（掌子面）在1．5m以上，又能修出1:5～1:7上下坡道，供车辆通行；挖掘集中的土堆和松散料堆；大于正铲最小回转半径的地面以下的桥基、管沟和路堑工程等（液压）；配合运输车辆进行填筑路堤或回填土方工程。拉铲-索铲拉铲挖掘机拉铲作业装置由桁架式动臂、绳轮系统和拉铲斗三部分组成。拉铲作业装置动臂较长（>10m），开挖半径比反铲大，但不如反铲作业灵活，要求操作技术高。用于Ⅰ～Ⅲ

级土壤的基坑、带状沟槽等地面以下的挖土工程，不论其土壤含水量大小，即使在水下，也可以进行拉铲开挖。用于填筑路堤等回填土工程时，可以直接将回填土甩在旁边，简化了运输设备的运输。抓斗挖掘机抓斗挖掘机机械传动的抓斗挖掘机主要由动臂、绳轮系统和抓土斗等组成。由于抓斗的生产效率低，所以在应用上也就受到限制，它主要用于开挖土质较为松软的、截面尺寸小而深度深的桥基、柱基类工程；也可以作停机平面以上的散粒材料的装卸。轮胎挖掘机挖掘装载机挖掘推土机斗轮挖掘机斗轮挖掘机斗轮挖掘机KRUPP288克虏伯[德国]斗轮挖掘机斗轮上配有22个铲斗，每个容积为15m3，日挖掘量达24万m3，12条履带采用前8后4的布置斗轮挖掘机二、反铲挖掘机的基本作业1．沟端开挖2．沟侧开挖1.沟端开挖开挖时，反铲挖掘机沿着沟端逐渐倒退，向后开挖。自卸汽车停在沟侧，动臂只要回转40°～45°即可卸料。如果所挖沟宽为反铲挖掘机最大挖掘半径的二倍时（即反铲挖掘机每停置一处，在180°的回转范围挖掘），自卸汽车只能停在反铲挖掘机侧面，动臂作90°回转才能卸料。若所挖沟宽超过最大挖掘半径的二倍时，可分段开挖，反铲挖掘机倒退挖到尽头后，在该端转换位置反向开挖毗邻一段。此法每段的挖掘宽度不宜过大，以自卸汽车能在沟侧行驶为原则，以减少每一工作循环的时间，提高机械的作业效率。反铲挖掘机沟端开挖a）沟端开挖b）沟端分段开挖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ为掘进道2.沟侧开挖反铲挖掘机在沟侧开挖，汽车在沟端受料，动臂作小于90°回转卸料。此法每次挖掘宽度（沟宽）只能在其挖掘半径范围以内，缺点是所挖沟的边坡较大。2．反铲挖掘机的施工作业反铲挖掘机在公路工程中常用来开挖路堑和填筑路堤，一般均需与自卸汽车配合。在路基土石方施工时，首先应根据现场的施工条件（如地形、取送土位置、土壤等级、石料的块度）、土石方量、施工进度等要求，选择适宜的反铲挖掘机的类型（斗形、斗容量），然后根据选定的反铲挖掘机性能（动臂和斗柄长度、挖掘半径、挖掘深度）设计施工方案。1）开挖路堑在开挖路堑时，应严格按照路堑纵、横断面图去土，不超挖或欠挖。为了正确地做出路堑开挖的施工方案，首先应根据选定反铲挖掘机的性能按比例设计好挖掘机的工作断面图，然后用它在同一比例的路堑断面图上套绘出各种布置方案的工作断面图，从中确定最佳施工方案。该最佳施工方案应使掘进道数、运输道路的转移次数和所留土角最少；每一掘进道工作断面（掌子面）的最大深度不应超出该类土壤和该型挖掘机所容许的深度；掘进道应具有较大的缓坡以利于自卸汽车的运输和雨季的排水。反铲挖掘机的工作断面图上应标明各掘进道（开挖层次），桩号，自卸汽车的位置以及工作断面的曲线轮廓等。并且在路堑纵断面图的若干个里程桩号处也应有工作断面图，以精确定出挖掘的位置，工作道路和计算挖掘土方量。挖掘机的工作断面图分析图中，Ⅰ掘进道，反铲挖掘机沿路堑顶面纵向倒退沟端开挖，自卸汽车位于沟侧受料、运行；Ⅱ掘进道，反铲挖掘机沿路堑顶面纵向（反向）倒退沟端开挖，自卸汽车位于沟侧或Ⅰ掘进道顶面边侧受料、运行；Ⅲ掘进道，反铲挖掘机沿Ⅰ掘进道顶面纵向倒退沟端开挖，自卸汽车位于Ⅱ掘进道顶面边侧受料、运行；以此类推，直至整段路堑全部开挖完毕为止。在开挖将至设计深度时，工程技术人员要不时地复核路堑标高，避免超挖或欠挖，并在路堑的底面两侧设置边沟和缓坡，以利于路堑的排水。最后由平地机按规定的坡度修刷边坡。2）填筑路堤为了加快施工进度，节约施工成本，反铲挖掘机开挖路堑一般结合填筑路堤一起进行，即利用反铲挖掘机开挖出的土石方来填筑路堤（简称移挖作填）。若路堑开挖出的土石方不利于填筑路堤（例如：腐质土和含水量较大的粘性土等）或不足于路堤填筑所需的土石方量时，则利用反铲挖掘机由取土场取土填筑路堤。即在选定的取土场开辟有利的地形，以经济合理的施工方法，由反铲挖掘机挖出所需求的土壤，自卸汽车运土，结合其它土石方工程机械（推土机、平地机、压实机械等）一起填筑路堤。但是，反铲挖掘机与自卸汽车及其它土石方工程机械配合施工，必须预先设计好施工方案。反铲挖掘机配合自卸汽车填筑路堤的施工布置图施工布置分析图中反铲挖掘机在取土场按四个掘进道掘进取土，并在自卸汽车装载后按土壤性质及好坏，分两路运送。不适用的卸往弃土场，适用的填筑路堤。自卸汽车卸土时应卸在边坡桩界内，分层铺垫，每层厚度30～60cm。卸完后应立即用推土机整平初压，压路机进一步碾压，以达到所需的密实度。流水作业为了提高施工质量，加快施工进度，反铲挖掘机与自卸汽车及其它土石方工程机械配合施工，常组织流水作业。设计流水作业时，应根据工程总量、路段长度、流水方向和速度以及施工期限等合理组织，流水作业是以反铲挖掘机为主导机械，首先要根据工程总量和施工期限确定反铲挖掘机的生产率和数量，然后根据反铲挖掘机的生产率来估算其它配合机械（自卸汽车、推土机、平地机、压路机）的生产率和数量。配合作业机械的生产率要稍有储备，以充分发挥出反铲挖掘机的生产能力。1-自卸汽车2-压路机3-推土机4-反铲挖掘机5-运土进出道6-路堑反铲挖掘机开挖路堑配合自卸车运土填筑路堤流水作业平面图流水作业分析图中流水作业长度一般为1000～2000m，反铲挖掘机4以三个掘进道开挖路堑，自卸汽车1以环形运行路线运土，推土机3将自卸汽车卸下的土方整平初压，压路机2按照要求的技术规范进行碾压。在填筑过程中，工程技术人员要不时地复核标高、平整度和压实度，以满足路堤填筑技术规范的要求。

重点回顾1.反铲挖掘机沟端开挖2.反铲挖掘机沟侧开挖3.反铲挖掘机的施工作业第一节活塞式空压机的工作原理第二节活塞式空压机的结构和自动控制第三节活塞式空压机的管理复习思考题单击此处输入你的副标题，文字是您思想的提炼，为了最终演示发布的良好效果，请尽量言简意赅的阐述观点。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor压缩空气在船舶上的应用：

1.主机的启动、换向；

2.辅机的启动；

3.为气动装置提供气源；

4.为气动工具提供气源；

5.吹洗零部件和滤器。

排气量:单位时间内所排送的相当第一级吸气状态的空气体积。单位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor空压机分类：按排气压力分：低压0.2～1.0MPa；中压1～10MPa；高压10～100MPa。按排气量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空气压缩机

piston-aircompressor第一节活塞式空压机的工作原理容积式压缩机按结构分为两大类：往复式与旋转式两级活塞式压缩机单级活塞压缩机活塞式压缩机膜片式压缩机旋转叶片式压缩机最长的使用寿命-

----低转速（1460RPM），动件少（轴承与滑片），润滑油在机件间形成保护膜，防止磨损及泄漏，使空压机能够安静有效运作；平时有按规定做例行保养的JAGUAR滑片式空压机，至今使用十万小时以上，依然完好如初，按十万小时相当于每日以十小时运作计算，可长达33年之久。因此，将滑片式空压机比喻为一部终身机器实不为过。滑(叶)片式空压机可以365天连续运转并保证60000小时以上安全运转的空气压缩机1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。4.被压缩的空气压力升高达到额定的压力后由排气端排出进入油气分离器内。1.进气2.开始压缩3.压缩中4.排气1.凸凹转子及机壳间成为压缩空间，当转子开始转动时，空气由机体进气端进入。2.转子转动使被吸入的空气转至机壳与转子间气密范围，同时停止进气。3.转子不断转动，气密范围变小，空气被压缩。螺杆式气体压缩机是世界上最先进、紧凑型、坚实、运行平稳，噪音低，是值得信赖的气体压缩机。螺杆式压缩机气路系统：

A

进气过滤器

B

空气进气阀

C

压缩机主机

D

单向阀

E

空气/油分离器

F

最小压力阀

G

后冷却器

H

带自动疏水器的水分离器油路系统：

J

油箱

K

恒温旁通阀

L

油冷却器

M

油过滤器

N

回油阀

O

断油阀冷冻系统：

P

冷冻压缩机

Q

冷凝器

R

热交换器

S

旁通系统

T

空气出口过滤器螺杆式压缩机涡旋式压缩机

涡旋式压缩机是20世纪90年代末期开发并问世的高科技压缩机，由于结构简单、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪声、长寿命等诸方面大大优于其它型式的压缩机，已经得到压缩机行业的关注和公认。被誉为“环保型压缩机”。由于涡旋式压缩机的独特设计，使其成为当今世界最节能压缩机。涡旋式压缩机主要运动件涡卷付，只有磨合没有磨损，因而寿命更长，被誉为免维修压缩机。

由于涡旋式压缩机运行平稳、振动小、工作环境安静，又被誉为“超静压缩机”。

涡旋式压缩机零部件少，只有四个运动部件,压缩机工作腔由相运动涡卷付形成多个相互封闭的镰形工作腔，当动涡卷作平动运动时，使镰形工作腔由大变小而达到压缩和排出压缩空气的目的。活塞式空气压缩机的外形第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）工作循环：4—1—2—34—1吸气过程

1—2压缩过程

2—3排气过程第一节活塞式空压机的工作原理一、理论工作循环（单级压缩）

压缩分类：绝热压缩：1—2耗功最大等温压缩：1—2''耗功最小多变压缩：1—2'耗功居中功＝P×V（PV图上的面积）加强对气缸的冷却，省功、对气缸润滑有益。二、实际工作循环（单级压缩）1.不存在假设条件2.与理论循环不同的原因：1）余隙容积Vc的影响Vc不利的影响—残存的气体在活塞回行时，发生膨胀，使实际吸气行程（容积）减小。Vc有利的好处—

（1）形成气垫，利于活塞回行；（2）避免“液击”（空气结露）；（3）避免活塞、连杆热膨胀，松动发生相撞。第一节活塞式空压机的工作原理表征Vc的参数—相对容积C、容积系数λv合适的C：低压0.07-0.12

中压0.09-0.14

高压0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容积Vc的影响C越大或压力比越高，则λv越小。保证Vc正常的措施：余隙高度见表6-1压铅法—保证要求的气缸垫厚度2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理2）进排气阀及流道阻力的影响吸气过程压力损失使排气量减少程度，用压力系数λp表示：保证措施：合适的气阀升程及弹簧弹力、管路圆滑畅通、滤器干净。λp

（0.90-0.98）2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3）吸气预热的影响由于压缩过程中机件吸热，所以在吸气过程中，机件放热使吸入的气体温度升高，使吸气的比容减小，造成吸气量下降。预热损失用温度系数λt来衡量（0.90-0.95）。保证措施：加强对气缸、气缸盖的冷却，防止水垢和油污的形成。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理4）漏泄的影响内漏：排气阀（回漏）；外漏：吸气阀、活塞环、气缸垫。漏泄损失用气密系数λl来衡量（0.90-0.98）。保证措施：气阀的严密闭合，气缸与活塞、气缸与缸盖等部件的严密配合。5）气体流动惯性的影响当吸气管中的气流惯性方向与活塞吸气行程相反时，造成气缸压力较低，气体比容增大，吸气量下降。保证措施：合理的设计进气管长度，不得随意增减进气管的长度，保证滤器的清洁。2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理上述五条原因使实际与理论循环不同。4）漏泄的影响5）气体流动惯性的影响1）余隙容积Vc的影响2）进排气阀及流道阻力的影响3）吸气预热的影响2.与理论循环不同的原因：二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理3.排气量和输气系数理论排气量Vt----单位时间内活塞所扫过的气缸容积。实际排气量Q：Q=Vt

λ输气系数λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影响余隙容积Vc的影响进排气阀及流道阻力的影响吸气预热的影响二、实际工作循环（单级压缩）第一节活塞式空压机的工作原理指示功率pi

：按示功图计