挖掘機(jī)，又稱挖掘機(jī)械（excavating machinery），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的土方機(jī)械。挖掘機(jī)最重要的三個(gè)參數(shù)是操作重量（質(zhì)量）、發(fā)動(dòng)機(jī)功率和鏟斗斗容，其中操作重量還決定了挖掘機(jī)的級(jí)別以及挖掘力的上限。挖掘機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的許多行業(yè)被廣泛采用，如工業(yè)與民用建筑、交通、管道、水利電力、農(nóng)田改造、礦山采擁以及現(xiàn)代化軍事等工程行業(yè)的機(jī)械施工中。
現(xiàn)代挖掘機(jī)最早追溯到15世紀(jì)末在意大利出現(xiàn)的淤泥挖掘船。到了1833年在美國費(fèi)城的鐵路工程師威廉·奧蒂斯（William Otis）設(shè)計(jì)和制造了第一臺(tái)以蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)、安裝在鐵路平車上的吊臂式單斗挖掘機(jī)。1880年，出現(xiàn)了第一批以拖拉機(jī)為底盤的半回轉(zhuǎn)式蒸汽鏟。1910年，美國出現(xiàn)了第一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單斗挖掘機(jī)，并開始應(yīng)用履帶行走裝置。1912年，出現(xiàn)了汽油機(jī)和煤油機(jī)驅(qū)動(dòng)的全回轉(zhuǎn)式單斗挖掘機(jī)。1916年，出現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單斗挖掘機(jī)。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，第一臺(tái)全液壓反鏟挖掘機(jī)由位于法國的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)80年代，出現(xiàn)了輔助電控系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)，也就是現(xiàn)代的液壓挖掘機(jī)。2022年10月，據(jù)中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)顯示，中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)26家挖掘機(jī)制造企業(yè)統(tǒng)計(jì)，2022年9月銷售各類挖掘機(jī)21187臺(tái)，同比增長5.49%，其中國內(nèi)10520臺(tái)，同比下降24.5%；出口10667臺(tái)，同比增長73.3%。
挖掘機(jī)有很多種，主要分為單斗挖掘機(jī)和多功能挖掘機(jī)，單斗挖掘機(jī)分為電動(dòng)機(jī)械式挖掘機(jī)、履帶式液壓挖掘機(jī)、汽車式挖掘機(jī)、步履式挖掘機(jī)。多功能挖掘機(jī)分為挖掘裝載機(jī)、水陸兩用挖掘機(jī)、隧道挖掘機(jī)、船用挖掘機(jī)、抓鋼機(jī)、汽車拆解機(jī)、高邊坡挖掘機(jī)。
挖掘機(jī)主要組成部分包括工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走裝置、操縱機(jī)構(gòu)和輔助設(shè)備等。此外，單斗挖掘機(jī)和斗輪挖掘機(jī)還有轉(zhuǎn)臺(tái)，多斗挖掘機(jī)有物料輸送裝置。動(dòng)力裝置，有電驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和復(fù)合驅(qū)動(dòng)3種形式。中小型機(jī)多用柴油機(jī)或柴油機(jī)-電動(dòng)機(jī)復(fù)合驅(qū)動(dòng)，大型機(jī)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。液壓傳動(dòng)系統(tǒng)通過液壓泵將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞給液壓馬達(dá)、液壓缸等執(zhí)行元件，推動(dòng)工作裝置動(dòng)作，從而完成各種作業(yè)。行走裝置，用來支承機(jī)器，使機(jī)器變換工作位置和轉(zhuǎn)移作業(yè)場地。工作裝置用于完成挖掘作業(yè)。為了適應(yīng)各種不同施工作業(yè)的需要，挖掘機(jī)可以配裝多種工作裝置，如挖掘、起重、裝載、平整、夾鉗、推土、沖擊錘、旋挖鉆等作業(yè)機(jī)具。
挖掘機(jī)未來的發(fā)展趨勢(shì)是更加的數(shù)字化，智能化。數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用將挖掘機(jī)設(shè)備的控制更精確，更易于實(shí)現(xiàn)智能化。信息化技術(shù)可以使設(shè)備得到更好的服務(wù)與保障，服務(wù)人員可以在任何地點(diǎn)實(shí)時(shí)地掌握設(shè)備的使用狀況、故障信息，大大提高了產(chǎn)品的服務(wù)效率，縮短了故障修復(fù)的周期。智能化挖掘機(jī)是在傳統(tǒng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上采用智能技術(shù)升級(jí)改造完成的，除具有傳統(tǒng)挖掘機(jī)的基本系統(tǒng)之外，還具有機(jī)器感知系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)自主智能化作業(yè)。
簡史
早期
現(xiàn)代挖掘機(jī)的源頭可以追溯到15世紀(jì)末期在意大利錫耶納（距佛羅倫薩南部約50km）出現(xiàn)的淤泥挖掘船。由于水上航運(yùn)一直是意大利非常重要的交通方式，這就需要經(jīng)常疏浚河道。
根據(jù)《達(dá)芬奇筆記》記載，這種挖掘船由兩艘小舟并列，側(cè)舷之間架設(shè)筒車似的轉(zhuǎn)輪，轉(zhuǎn)輪四角伸出的木桿端部安裝鏟斗，以人力驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)，讓鏟斗探人河底鏟挖淤泥，鏟斗容量一般為0.2~0.3m2。當(dāng)盛滿淤泥的鏟斗旋轉(zhuǎn)至頂端時(shí)，淤泥會(huì)通過滑板傾倒進(jìn)船艙中。這應(yīng)該是挖掘機(jī)的雛形。
1833-1835年間，美國費(fèi)城的鐵路工程師威廉·奧蒂斯（William Otis）設(shè)計(jì)和制造了第一臺(tái)以蒸汽機(jī)驅(qū)動(dòng)、安裝在鐵路平車上的吊臂式單斗挖掘機(jī)。它采用鐵木混合結(jié)構(gòu)，吊臂回轉(zhuǎn)依然靠人力用繩牽引，通過不斷延伸鐵軌實(shí)現(xiàn)帶狀開挖，因此被稱為為鐵路鏟（蒸汽鏟）。但由于奧蒂斯英年早逝，以及專利保護(hù)、人力成本低廉等因素，奧蒂斯式蒸汽鏟沒有得到推廣應(yīng)用。
迅速發(fā)展
直到1870年以后，美國大規(guī)模建設(shè)鐵路，蒸汽鏟的發(fā)展進(jìn)人黃金時(shí)代，性能得到不斷改進(jìn)，開始應(yīng)用于鐵路建設(shè)、開挖運(yùn)河、露天礦剝離等領(lǐng)域。1880年，出現(xiàn)了第一批以拖拉機(jī)為底盤的半回轉(zhuǎn)式蒸汽鏟。1910年，美國出現(xiàn)了第一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單斗挖掘機(jī)，并開始應(yīng)用履帶行走裝置。1912年，出現(xiàn)了汽油機(jī)和煤油機(jī)驅(qū)動(dòng)的全回轉(zhuǎn)式單斗挖掘機(jī)。1916年，出現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的單斗挖掘機(jī)。1924年，柴油機(jī)直接驅(qū)動(dòng)開始用于單斗挖掘機(jī)上。此后，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，輪胎式底盤開始逐步應(yīng)用于小型挖掘機(jī)上。20世紀(jì)30年代，出現(xiàn)了步行行走裝置。20世紀(jì)40年代，出現(xiàn)了在拖拉機(jī)上配裝液壓反鏟的懸掛式挖掘機(jī)。
液壓技術(shù)發(fā)展
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)采用了飛機(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。
隨著液壓技術(shù)的應(yīng)用，1951年，法國Poclain（波克蘭）公司推出世界第一臺(tái)全液壓挖掘機(jī)，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。波克蘭公司創(chuàng)始人—喬治·巴塔伊（Georges Bataille）生于1879年，1927年和工程師安東尼·萊杰合伙成立公司，主要業(yè)務(wù)為修理農(nóng)用機(jī)械，1930年公司改名為波克蘭制造公司。波克蘭從1948年開始制造小型輪式挖掘機(jī)，員工數(shù)量增至120人。
1951年10月.波克蘭研制成功第一臺(tái)正鏟液壓挖掘機(jī)。它采用道奇4×4改裝的輪式底盤，前部為汽車駕駛室，后部為液壓挖掘機(jī)。由控制臺(tái)、液壓臂、鏟斗等組成的上車體，圍繞底盤后軸上方的立柱旋轉(zhuǎn)，正方形鏟斗容積約1m3。
1953年，德國利勃海爾公司生產(chǎn)出了世界上第一臺(tái)全回轉(zhuǎn)液壓挖掘機(jī)，正鏟挖掘。
1961年，波克蘭公司了推出了TY45型輪式液壓挖掘機(jī)，采用前三輪式底盤，反鏟挖掘，總功率48hp，整機(jī)質(zhì)量10t。
初期試制的液壓挖掘機(jī)多采用飛機(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100%。逐步取代了機(jī)械式挖掘機(jī)。整機(jī)質(zhì)量普遍在50t以下，鏟斗容量在4m以下。
1969年，波克蘭公司推出了EC1000型履帶式正鏟挖掘機(jī)。
智能化發(fā)展
20世紀(jì)70年代起，液壓挖掘機(jī)廣泛采用高壓變量系統(tǒng)，向高速、高壓、高功率發(fā)展，產(chǎn)量占挖掘機(jī)總產(chǎn)量的90%以上。20世紀(jì)70年代，為了節(jié)省能源消耗和減少對(duì)環(huán)境污染，使挖掘機(jī)的操作輕便和安全作業(yè)，降低挖掘機(jī)噪音，改善駕駛員工作條件，逐步在挖掘機(jī)上應(yīng)用電子和自動(dòng)控制技術(shù)。
20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了輔助電控系統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)，也就是現(xiàn)代的液壓挖掘機(jī)。從第一臺(tái)挖掘機(jī)問世至今已有100多年的歷史。由蒸汽驅(qū)動(dòng)到電力驅(qū)動(dòng)和內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)挖掘機(jī)，到應(yīng)用機(jī)電液一體化技術(shù)的全液壓挖掘機(jī)，再到現(xiàn)代應(yīng)用智能技術(shù)、遠(yuǎn)程信息技術(shù)、低排放節(jié)能降耗技術(shù)、混合動(dòng)力技術(shù)、遠(yuǎn)程遙控技術(shù)、全電控等先進(jìn)技術(shù)的電控液壓挖掘機(jī)。
2022年10月，據(jù)中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)官網(wǎng)顯示，中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)26家挖掘機(jī)制造企業(yè)統(tǒng)計(jì)，2022年9月銷售各類挖掘機(jī)21187臺(tái)，同比增長5.49%，其中國內(nèi)10520臺(tái)，同比下降24.5%；出口10667臺(tái)，同比增長73.3%。
組成與原理
結(jié)構(gòu)介紹
挖掘機(jī)械由動(dòng)力裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、工作裝置和電控系統(tǒng)等組成。單斗挖掘機(jī)和多斗的斗輪挖掘機(jī)均有轉(zhuǎn)臺(tái)，多斗挖掘機(jī)還有物料運(yùn)輸裝置。
動(dòng)力裝置
有柴油機(jī)、電動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)電機(jī)組或外電源變流機(jī)組。柴油機(jī)和電動(dòng)機(jī)大多用于中、小型挖掘機(jī)械，用一臺(tái)原動(dòng)機(jī)集中驅(qū)動(dòng)，兩者可互換。柴油發(fā)電機(jī)組和外電源變流機(jī)組用于大、中型挖掘機(jī)械，用多臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別驅(qū)動(dòng)。挖掘機(jī)的動(dòng)力裝置一般使用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，由于工作環(huán)境惡劣，溫差大，外負(fù)荷及沖擊載荷大且變化頻繁，因此要求動(dòng)力裝置有較高的功率和轉(zhuǎn)矩儲(chǔ)備。柴油機(jī)具有功率大、壽命長、動(dòng)力特性好、熱效率高以及燃油經(jīng)濟(jì)性好等一系列優(yōu)點(diǎn)，隨著渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉(zhuǎn)換和顆粒捕集器等先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，柴油機(jī)的排放指標(biāo)不斷改善。基于以上優(yōu)點(diǎn)，柴油機(jī)成為工程機(jī)械的主要?jiǎng)恿碓础?/p>
傳動(dòng)裝置
液壓系統(tǒng)
液壓系統(tǒng)是將發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)提供的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為液壓能，為工作裝置及行走裝置提供動(dòng)力，并通過向工作裝置的油缸及行走裝置的行走馬達(dá)輸出不同順序的高低壓液壓油來控制工作裝置的運(yùn)動(dòng)及行走裝置的行走。它包括主泵、主控閥、先導(dǎo)控制系統(tǒng)、液壓油箱系統(tǒng)等。
挖掘機(jī)的液壓系統(tǒng)分為定量液壓系統(tǒng)和變量液壓系統(tǒng)。大多數(shù)工程機(jī)械制造公司（如CASE和JCB等）均采用定量液壓系統(tǒng)，而卡特彼勒公司（卡特彼勒）和VOLVO等少數(shù)公司則采用變量系統(tǒng)（即負(fù)荷敏感變量液壓系統(tǒng)）。所謂的變量系統(tǒng)就是可根據(jù)負(fù)載的大小調(diào)整泵排量的液壓系統(tǒng)，正是因?yàn)榭梢噪S時(shí)調(diào)整排量，從而降低了挖掘裝載機(jī)的油耗，進(jìn)而使液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量降低。
傳動(dòng)系統(tǒng)
挖掘裝載機(jī)的傳動(dòng)大多采用液力機(jī)械傳動(dòng)，變速箱有同步換擋變速箱和動(dòng)力換擋變速箱，擋位一般是前四后四，液力變矩器后帶有動(dòng)力換向裝置，可在行進(jìn)過程中改變行駛方向，裝載時(shí)提高了作業(yè)效率。
在驅(qū)動(dòng)方面，挖掘裝載機(jī)一般有兩種驅(qū)動(dòng)方式——兩輪驅(qū)動(dòng)和四輪驅(qū)動(dòng)。通過切換電磁閥可以實(shí)現(xiàn)上述兩種驅(qū)動(dòng)方式的自由切換。“兩頭忙”在普通路面上行駛時(shí)采用的是兩輪驅(qū)動(dòng)，而在越野和裝載作業(yè)時(shí)為了提高作業(yè)時(shí)的牽引力通常采用四輪驅(qū)動(dòng)。
回轉(zhuǎn)裝置
回轉(zhuǎn)平臺(tái)的主要承載部分是由鋼板焊接成的抗扭和抗彎剛度很大的箱形框架結(jié)構(gòu)主梁，動(dòng)臂及其液壓缸就支撐在主梁的凸耳上，普通的大型挖掘機(jī)的動(dòng)臂支撐多用雙凸耳，如小型挖掘機(jī)則多用單凸耳。主梁下有襯板和支撐環(huán)與回轉(zhuǎn)支撐連接，左、右側(cè)焊有小框架作為附加承載部分，轉(zhuǎn)臺(tái)支撐處應(yīng)有足夠的剛度，以保證回轉(zhuǎn)支撐正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
步展式挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)有別于普通挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)、回轉(zhuǎn)平臺(tái)作為步展式挖掘機(jī)上車的重要基礎(chǔ)部件，主要由平臺(tái)、回轉(zhuǎn)支承和回轉(zhuǎn)減速器組成。回轉(zhuǎn)平臺(tái)通過回轉(zhuǎn)支承與步履式底盤相連，可相對(duì)于底盤作無限回轉(zhuǎn)，以保證挖掘機(jī)作業(yè)靈便。回轉(zhuǎn)平臺(tái)不僅承受著來自平臺(tái)上發(fā)動(dòng)機(jī)、液壓油箱、液壓閥組、電氣元件、回轉(zhuǎn)支承、回轉(zhuǎn)減速器、散熱器、燃油箱、駕駛室、橫梁的重力載荷，同時(shí)又承受著工作時(shí)來自工作裝置及底盤的動(dòng)力載荷。與普通挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)相比，步履式挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕、剛度大、強(qiáng)度高，并且安裝其上的元件布局合理、維護(hù)方便，同時(shí)又能安全可靠地承受較大的重力載荷及動(dòng)力載荷。
行走裝置
行走裝置是挖掘機(jī)的支撐部分，它承受機(jī)器的自重及工作裝置挖掘時(shí)的反力，同時(shí)能使挖掘機(jī)場內(nèi)移動(dòng)。
用來支承機(jī)器、使機(jī)器變換工作位置和轉(zhuǎn)移場地。多斗挖掘機(jī)中的鏈斗式挖掘機(jī)和環(huán)輪式挖掘機(jī)的鏟斗隨著行走機(jī)構(gòu)的連續(xù)行走而切削土壤。挖掘機(jī)的行走裝置包括履帶式、輪胎式、步行式、軌行式、浮游式及拖掛式等幾種。作業(yè)場地固定、要求接地比壓較低（一般在0.1兆帕左右）時(shí)用履帶式；作業(yè)場地多變時(shí)用輪胎式；因施工條件特殊而必須架設(shè)專用軌道時(shí)，用軌行式；挖掘水下泥土用浮游式；小型單斗挖掘機(jī)的行走機(jī)構(gòu)無動(dòng)力源時(shí)，用拖掛式；作業(yè)場固定、機(jī)器重量大又要求接地比壓在0.07兆帕以下時(shí)，用步行式。
工作裝置
挖掘機(jī)的工作裝置包括動(dòng)臂、斗桿、鏟斗、連桿、搖桿及油缸等。工作裝置是挖掘機(jī)直接作用于施工對(duì)象、完成施工作業(yè)的重要功能結(jié)構(gòu)部分，可以通過更換多種工作裝置極大地拓展挖掘機(jī)的應(yīng)用。
動(dòng)臂
動(dòng)臂是工作裝置中決定總的結(jié)構(gòu)形式和其他特征的主要構(gòu)件，挖掘機(jī)的動(dòng)大致可分為4種形式：整體單節(jié)動(dòng)臂、雙節(jié)可調(diào)動(dòng)臂，天鵝頸形動(dòng)臂和伸縮式動(dòng)臂。反鏟挖機(jī)整體單節(jié)動(dòng)臂有彎動(dòng)臂和直動(dòng)臂兩種，直動(dòng)臂結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、制造方便，主要用于懸掛式液壓挖掘機(jī)，但它不能使挖機(jī)獲得較大的挖掘深度，不適用于通用挖掘機(jī)：彎動(dòng)臂是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式，與同長度的直動(dòng)臂相比，可以使挖掘機(jī)有較大的挖掘深度，但降低了卸土高度，這正符合挖掘機(jī)反鏟作業(yè)的要求。
斗桿
按照結(jié)構(gòu)形式，斗桿主要分為兩類：整體式斗桿和組合式斗桿，大多數(shù)挖掘機(jī)都采用整體式斗桿，當(dāng)需要調(diào)節(jié)斗桿長度或杠桿比時(shí)采用更換斗桿的方法，或者在斗桿上設(shè)置2~4個(gè)可供調(diào)節(jié)時(shí)選擇的與動(dòng)臂踏部餃接的孔。整體式斗桿結(jié)構(gòu)簡單，但難以滿足不同作業(yè)尺寸的要求。
裝載原理
鏟斗用以鏟裝物料；動(dòng)臂和動(dòng)臂油缸的作用是提升鏟斗；轉(zhuǎn)斗油缸通過搖臂和連桿機(jī)構(gòu)使鏟斗轉(zhuǎn)動(dòng)，完成挖掘和卸料。根據(jù)連桿數(shù)目及鉸[jiǎo]接位置的不同，可以組成不同結(jié)構(gòu)形式的連桿機(jī)構(gòu)，不同的結(jié)構(gòu)形式和鉸接點(diǎn)布局對(duì)鏟斗的掘起力、鏟斗的傾翻角度、傾翻時(shí)的角速度以及工作裝置的運(yùn)動(dòng)特性的影響不同。正轉(zhuǎn)連桿結(jié)構(gòu)的工作裝置：當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸大腔進(jìn)油（伸長）時(shí)，鏟斗向外打開傾翻；當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸小腔進(jìn)油（收縮）時(shí)，鏟斗向內(nèi)掘起回收。反轉(zhuǎn)連桿結(jié)構(gòu)的工作裝置：當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸大腔進(jìn)油（伸長）時(shí)，鏟斗向內(nèi)回收掘起；當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸小腔進(jìn)油（收縮）時(shí)，鏟斗向外打開傾翻。相同缸徑、桿徑的轉(zhuǎn)斗油缸，反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)可獲得更大的掘起力。
挖掘原理
挖掘裝載機(jī)工作裝置的作業(yè)過程一般包括挖掘、回轉(zhuǎn)、卸料及返回。
挖掘，挖掘時(shí)，通過回轉(zhuǎn)支座的轉(zhuǎn)動(dòng)，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘地點(diǎn)，同時(shí)操作動(dòng)臂油缸，大腔進(jìn)油而伸長，使動(dòng)臂下降至鏟斗接觸挖掘面為止，然后操作斗桿油缸和鏟斗油缸，油缸大腔進(jìn)油而伸長，使鏟斗進(jìn)行挖掘和裝載工作。挖掘作業(yè)適應(yīng)于開挖Ⅰ~Ⅳ級(jí)土，Ⅴ級(jí)以上用液壓錘或需爆破手段。
回轉(zhuǎn)，鏟斗裝滿后，將斗桿油缸和鏟斗油缸停動(dòng)并操作動(dòng)臂油缸小腔進(jìn)油，使動(dòng)臂升離挖掘面，隨之轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)支座，使斗桿轉(zhuǎn)到卸載地點(diǎn)。
卸料，操作斗桿和鏟斗油缸回縮，使鏟斗反轉(zhuǎn)進(jìn)行卸料。
返回，卸完后，將工作裝置轉(zhuǎn)至挖掘地點(diǎn)進(jìn)行第二次循環(huán)挖掘工作。
基本分類
單斗挖掘機(jī)
電動(dòng)機(jī)械式挖掘機(jī)
電動(dòng)機(jī)械式挖掘機(jī)，即電鏟，又稱為繩鏟、鋼纜鏟，是利用齒輪、鏈條、鋼索滑輪組等傳動(dòng)件傳遞動(dòng)力的單斗挖掘機(jī)，其生產(chǎn)已有百年歷史，目前所生產(chǎn)的最大斗容已超過50m。
中小型機(jī)一般用柴油機(jī)或柴油機(jī)-電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，而大型機(jī)則用電動(dòng)機(jī)或機(jī)組驅(qū)動(dòng)，由外部輸人電能驅(qū)動(dòng)，是現(xiàn)代各種露天礦的主要采掘設(shè)備。
履帶式液壓挖掘機(jī)
履帶式液壓挖掘機(jī)主要由工作裝置、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、動(dòng)力裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走裝置和輔助設(shè)備等組成。
常用的全回轉(zhuǎn)式（轉(zhuǎn)角大于360°）挖掘機(jī)，其動(dòng)力裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要部分和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、輔助設(shè)備及駕駛室等都裝在可回轉(zhuǎn)的平臺(tái)上，通稱為上部轉(zhuǎn)臺(tái)，因而又把這類機(jī)械概括成由工作裝置、上部轉(zhuǎn)臺(tái)和行走裝置三大部分組成。工作裝置主要由鏟斗、斗桿、動(dòng)臂及鏟斗油缸、斗桿油缸和動(dòng)臂油缸等組成。
輪式液壓挖掘機(jī)
輪式液壓挖掘機(jī)是在履帶式液壓挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上將行走裝置更換為輪式行走裝置。輪式行走裝置與履帶式行走裝置相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性好，行駛速度快，隨著公路的大量興建和工農(nóng)業(yè)建設(shè)的需要，輪式液壓挖掘機(jī)將得到更快的發(fā)展。
輪式液壓挖掘機(jī)由一個(gè)柴油機(jī)或電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)兩個(gè)液壓主泵，產(chǎn)生高壓油輸送到多路閥，由先導(dǎo)控制閥操作經(jīng)多路閥送往有關(guān)液壓執(zhí)行元件（液壓缸或液壓馬達(dá)等），驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，一般工作裝置工作過程中往往需要兩個(gè)以上復(fù)合動(dòng)作以及動(dòng)臂、斗桿動(dòng)作的合力，以充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率并縮短作業(yè)循環(huán)時(shí)間。
汽車式挖掘機(jī)
汽車式挖掘機(jī)是在汽車的底盤上安裝液壓挖掘機(jī)的上部平臺(tái)、工作裝置和支腿等。
步履式挖掘機(jī)
步履式挖掘機(jī)是履帶式挖掘機(jī)功能的延伸和補(bǔ)充，雖然履帶式液壓挖掘機(jī)動(dòng)力強(qiáng)勁，使用范圍廣，市場占有率高，是應(yīng)用最廣泛的挖掘機(jī)，但是由于其結(jié)構(gòu)的限制，不能在崎嶇、陡銷、泥濘或高大障礙物等復(fù)雜地形上安全有效地作業(yè)，只能靠人工作業(yè)，于是便出現(xiàn)了步履式全地形挖掘機(jī)。
多用途挖掘機(jī)
挖掘裝載機(jī)
挖掘裝載機(jī)是由三臺(tái)建筑設(shè)備組成的單一裝置，俗稱“兩頭忙”，施工時(shí)，操作者只需轉(zhuǎn)動(dòng)一下座椅，就可以轉(zhuǎn)變工作端。
挖掘裝載機(jī)出現(xiàn)在所有工地上的主要原因是，各種工程都需要挖掘和搬運(yùn)泥土。例如，需要開挖溝渠以便排布管道和地下線纜，為建筑物奠基并建立排水系統(tǒng)。其他許多工具雖然也可以完成此類工作，但是挖掘裝載機(jī)可以大幅度提高效率，與大型的單功能設(shè)備（例如履帶式挖掘機(jī)）相比，挖掘裝載機(jī)的體型更緊湊，而且可以在各種建筑工地上移動(dòng)，甚至可以在公路上奔跑。雖然有些小型裝載機(jī)和挖掘機(jī)設(shè)備可能比挖掘裝載機(jī)小，但如果承包商既要展開挖掘作業(yè)，又要展開裝載作業(yè)，那么使用挖掘裝載機(jī)可以節(jié)省大量的時(shí)間和金錢。
水陸兩用挖掘機(jī)
水陸兩用挖掘機(jī)，又稱濕地挖掘機(jī)，是一種多用途特殊工程機(jī)械，適用于陸地、沼澤軟地面及淺水作業(yè)環(huán)境，被廣泛而高效地應(yīng)用于水利工程、城鄉(xiāng)建設(shè)中河道與湖泊的清淤、濕地沼澤與灘涂的資源開發(fā)和環(huán)境整治挖掘作業(yè)。
隧道挖掘機(jī)
隧道挖掘機(jī)是專用于隧道開挖的設(shè)備，通常分為兩種：一種用于爆破后出渣，一般采用緊湊型的正鏟形式，但應(yīng)用并不廣泛。另一種較為常見，可用于出渣后的清理，包括隧道斷面輪廓線的開挖等，一般采用反鏟形式。通常，此類機(jī)器是在普通挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上裝備一套特殊設(shè)計(jì)的緊湊型防砸工作裝置而成的。
船用挖掘機(jī)
船用挖掘機(jī)俗稱挖泥船，中國港口眾多、內(nèi)河航道長，對(duì)船用挖掘機(jī)的需求、特別是對(duì)大容量船用挖掘機(jī)的需求很大。
船用挖掘機(jī)一般是由履帶式液壓挖掘機(jī)改裝而成的，即將履帶式液壓挖掘機(jī)的下部行走機(jī)構(gòu)去掉，將其余部分直接裝在船上。
抓鋼機(jī)
抓鋼機(jī)，顧名思義就是指抓鋼料的機(jī)器，一般是由液壓挖掘機(jī)演變而成的。抓鋼機(jī)與普通挖掘機(jī)的最大區(qū)別在于前端工作裝置不同，也就是工作用途不同：普通挖掘機(jī)的大、小臂一般較短，前端是挖斗，主要作用是進(jìn)行挖掘、裝載作業(yè)：抓鋼機(jī)的大、小臂（俗稱抓料臂）一般較長，其前端是抓鋼器，也就是抓鉗器（也叫梅花式液壓抓斗、桔瓣抓斗），主要作用是進(jìn)行廢舊金屬、工業(yè)廢料、礫石、建筑垃圾、生活垃圾等各種物料的抓取、裝載作業(yè)，此外，抓鋼機(jī)的形狀構(gòu)造與普通挖掘機(jī)也不同：抓鋼機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)工作裝置是直動(dòng)臂彎斗桿，也可以設(shè)計(jì)成直動(dòng)臂直斗桿、彎動(dòng)臂彎斗桿，具體依客戶需求而定。
汽車拆解機(jī)
汽車拆解機(jī)是在履帶式液壓挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上，通過換裝抓斗、起重裝置和液壓剪等多種工作裝置改造而成的，主要用于報(bào)廢汽車的拆解作業(yè)。其中，底盤上加裝的夾緊臂裝置可用于固定汽車及其零部件。
高邊坡挖掘機(jī)
公路邊坡、堤壩等的坡度很陡，作業(yè)范圍狹小，土質(zhì)松軟，普通的挖掘機(jī)即使能艱難地爬上去也無法正常作業(yè)。于是在小型迷你挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上改造設(shè)計(jì)出了特種陡坡挖掘機(jī)，稱為高邊坡挖掘機(jī)。
技術(shù)參數(shù)
液壓挖掘機(jī)
主要產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
輪式液壓挖掘機(jī)
步履式挖掘機(jī)
電動(dòng)機(jī)械式挖掘機(jī)
挖掘裝載機(jī)
整機(jī)參數(shù)
整機(jī)外形尺寸和工作范圍
應(yīng)用領(lǐng)域
挖掘機(jī)是一種功能典型，用途較為廣泛的工程機(jī)械之一。是土石方工程中的主要施工機(jī)械設(shè)備之一，被譽(yù)為工程機(jī)械之王。工程中約有60%-75%的工程量是靠挖掘機(jī)來完成的，挖掘機(jī)在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的許多行業(yè)被廣泛采用，如工業(yè)與民用建筑、交通、管道、水利電力、農(nóng)田改造，礦山果翻以及現(xiàn)代化軍事等工程行業(yè)的機(jī)械化施工。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速持續(xù)發(fā)展，在各種工程建設(shè)域，挖面機(jī)以其快速、高效的施工作業(yè)越來越被人們所接受，其在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的作用越來越明顯。主要用于挖掘各種基坑、排水溝、管溝、電纜溝和拆除舊建筑物等，挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及經(jīng)過預(yù)松后的土壤和巖石。也可用于完成土方工程的堆放、填埋、采掘和裝卸等。
工業(yè)
在建筑工程中，單斗挖掘機(jī)可挖掘基坑、溝槽，清理和平整場地，是建筑工程土方施工中很重要的機(jī)械設(shè)備，在更換工作裝置和屬具后還可以進(jìn)行破碎、裝卸、起重、打樁等作業(yè)任務(wù)。單斗挖掘機(jī)廣泛應(yīng)用在房屋建筑施工、筑路工程、水電建設(shè)、和軍事工程以及露天礦場、露天倉庫和采料場中。多用途挖掘機(jī)是為了在某些特殊工況下，快速高效地完成某些特殊作業(yè)而開發(fā)出的挖掘機(jī)械。雖然比通用型挖掘機(jī)的使用范圍更受限，但在特殊工況下，它能完成通用型挖掘機(jī)無法完成的工作，或比通用型挖掘機(jī)的工作效率高很多。
農(nóng)業(yè)
在林業(yè)、水利、牧業(yè)、漁業(yè)以及農(nóng)村基本建設(shè)等各個(gè)方面都大有用武之地。特別是開挖水渠、養(yǎng)魚池塘、灘涂圍墾工程和河道清淤等工程更是挖掘大顯身手的機(jī)會(huì)。挖掘機(jī)不但可以進(jìn)行挖裝、整地、起重等作業(yè)，而且還可一機(jī)多用。卸下鏟斗換上破碎機(jī)，可進(jìn)行破碎作業(yè)；按上抓爪，就成為一臺(tái)抓裝機(jī)，用來裝卸木材；按上推土鏟，可進(jìn)行場地整平。挖掘機(jī)具有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，可以解決一些人力和其它農(nóng)機(jī)具難以解決的問題。特別是澇洼地開發(fā)，池塘、渠道清淤等工程這些人力和其它機(jī)械難以完成的作業(yè)項(xiàng)目，更是挖掘機(jī)的“強(qiáng)項(xiàng)”，而且作業(yè)效率高，成本低。一臺(tái)挖掘機(jī)的日工作量相當(dāng)于幾百人的日工作量；作業(yè)成本卻僅為人工作業(yè)成本的1/10左右，具有相當(dāng)好的經(jīng)濟(jì)效益。
發(fā)展趨勢(shì)
技術(shù)研發(fā)
新能源及混合動(dòng)力挖掘機(jī)研發(fā)：分別采用純電動(dòng)驅(qū)動(dòng)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)搭載、混合動(dòng)力液壓挖掘機(jī)（油電混合、油液混合）等方式，探索新能源在挖掘機(jī)械上的應(yīng)用及節(jié)能減排效果，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、低排放。
正流量極限功率復(fù)合挖掘機(jī)技術(shù)：采用電控正流量極限功率控制，自主開發(fā)TSO控制算法和集成主控制器，作業(yè)效率提升10%，實(shí)現(xiàn)行業(yè)最高作業(yè)水準(zhǔn)；整機(jī)油耗下降達(dá)10%，實(shí)現(xiàn)行業(yè)最高水準(zhǔn)的節(jié)能，。
挖掘機(jī)全生命周期性技術(shù)研究：以摩擦副研究為著手點(diǎn)，對(duì)產(chǎn)品壽命和全生命期內(nèi)性能衰變進(jìn)行判斷預(yù)測，運(yùn)用新的焊接工藝及新型材料，實(shí)現(xiàn)工作裝置輕量化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。通過CAE分析等手段，進(jìn)行試驗(yàn)解析及動(dòng)態(tài)疲勞分析技術(shù)研究，形成挖掘機(jī)全生命周期壽命評(píng)價(jià)方法。
有效解決了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)控制方法、功率匹配、發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用最大化等方面的核心技術(shù)問題，并在挖掘機(jī)全生命周期性技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了研究探索，突破了挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件壽命提升的技術(shù)瓶頸，保證了挖掘機(jī)高效、節(jié)能、可靠性大幅提升。
數(shù)字化
數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用將挖掘機(jī)設(shè)備的控制更精確，更易于實(shí)現(xiàn)智能化。信息化技術(shù)可以使設(shè)備得到更好的服務(wù)與保障，服務(wù)人員可以在任何地點(diǎn)實(shí)時(shí)地掌握設(shè)備的使用狀況、故障信息，大大提高了產(chǎn)品的服務(wù)效率，縮短了故障修復(fù)的周期。遠(yuǎn)程監(jiān)控，軌述規(guī)劃、視覺導(dǎo)航、環(huán)境識(shí)別，自主作業(yè)等智能化技術(shù)的應(yīng)用將是步履式挖掘機(jī)發(fā)展的終極目標(biāo)，它將使步履式挖掘機(jī)的操作更輕松，更靈活，更精確，操作人員可以在遠(yuǎn)離作業(yè)地點(diǎn)的情況下，對(duì)設(shè)備作業(yè)進(jìn)行遠(yuǎn)距離監(jiān)控指揮，完成各種作業(yè)任務(wù)。
智能化
智能化挖掘機(jī)是在傳統(tǒng)挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上采用智能技術(shù)升級(jí)改造完成的，除具有傳統(tǒng)挖掘機(jī)的基本系統(tǒng)之外，還具有機(jī)器感知系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、故障診斷系統(tǒng)與智能控制系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)自主智能化作業(yè)。
智能化挖掘機(jī)是利用人工智能技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)和信息物理網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)挖掘機(jī)的升級(jí)改造，集智能自主作業(yè)、智能感知、遠(yuǎn)程遙控、智能診斷等功能為一體。
智能化挖掘機(jī)得到了快速發(fā)展，首先得益于多傳感器融合和存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步，該技術(shù)可以收集和存儲(chǔ)大量離線和在線樣本數(shù)據(jù)，為精確測量挖掘機(jī)姿態(tài)、提升環(huán)境感知和故障診斷能力提供了基礎(chǔ)。其次，在于人工智能（Artificial intelligence，AI）技術(shù)的不斷創(chuàng)新和日益成熟。人工智能是一種計(jì)算機(jī)程序，可以不斷學(xué)習(xí)新知識(shí)以優(yōu)化性能，并使機(jī)器以人類思維方式思考。當(dāng)前，機(jī)器學(xué)習(xí)（Machine learning，ML）是人工智能的一個(gè)熱門領(lǐng)域，該技術(shù)已在圖像識(shí)別、語音識(shí)別和其它模式識(shí)別領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。AI技術(shù)與自動(dòng)控制結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生更有效的智能軌跡控制算法；挖掘機(jī)日積月累的運(yùn)行狀態(tài)信息形成海量數(shù)據(jù)，將AI技術(shù)應(yīng)用到環(huán)境感知和大數(shù)據(jù)下的故障診斷，也將極大提升挖掘機(jī)的智能化水平。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范
中國標(biāo)準(zhǔn)
挖掘機(jī)現(xiàn)行的中國標(biāo)準(zhǔn)主要有環(huán)境管理、機(jī)械安全、駕駛室環(huán)境等，環(huán)境管理標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)排氣煙度及測定方法、工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)、聲學(xué)機(jī)器和設(shè)備噪聲發(fā)射值的標(biāo)示和驗(yàn)證等等；機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了機(jī)械電氣安全、機(jī)械電氣設(shè)備通用技術(shù)條件，機(jī)械安全指示、標(biāo)志和操作，關(guān)于視覺、聽覺和觸覺信號(hào)的要求等等；駕駛室環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了采暖、換氣和空調(diào)(HVAC) 的試驗(yàn)方法和性能，風(fēng)窗玻璃除霜系統(tǒng)的試驗(yàn)方法，太陽光熱效應(yīng)的測定等等。
國際標(biāo)準(zhǔn)
挖掘機(jī)現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)主要有土方機(jī)械、噪聲、空調(diào)降溫試驗(yàn)等等，土方機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了司機(jī)視野要求、機(jī)械結(jié)構(gòu)內(nèi)部電壓電磁兼容、基本尺寸、路面機(jī)械附件輪胎固定螺母等等，噪聲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了工作地點(diǎn)及其他檢測點(diǎn)發(fā)射聲壓級(jí)測量、機(jī)械噪音源聲壓音率級(jí)別測定等等，空調(diào)降溫試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了空氣過濾裝置、增壓器測試、供暖通風(fēng)空氣調(diào)節(jié)、玻璃除霜系統(tǒng)、太陽采暖測試等等。
參考資料 >
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