反鏟挖掘機（Backhoe 掘土機）是一種由動臂和斗桿驅動鏟斗向下并朝向機身挖掘的一種多用途土石方施工機械。主要進行土石方挖掘、裝載、土地平整、吊裝等作業，在道路施工、橋梁建設、城市建設及水利施工中得到了廣泛應用。挖掘機也兼有推土機、裝載機、起重機的功能，能代替這些機械工作。
反鏟挖掘機由反鏟裝置、發動機、液壓系統和行走機構等組成，由液壓馬達和液壓缸驅動。根據其特點不同可分為電動挖機、內燃機挖機、機械式挖機、液壓式挖機、履帶式挖機、輪胎式挖機等。
1947年，第一臺液壓反鏟挖掘機由英國的杰西博公司研發成功。20世紀60年代，中國開始自主研發挖掘機，挖掘機行業在中國穩步發展。
工作時，反鏟挖掘機由發動機驅動液壓泵，將壓力油輸送到多路閥中，再操縱多路閥，將壓力油送往直線與旋轉運動的元件，以完成挖掘、回轉、卸載、返回等動作。
隨著傳統型和通用型產品樣機減少，一些有特殊構造、有特色的挖掘機產品和多功能的產品逐漸受到用戶的青睞，反鏟挖掘機向多功能化，便利化發展。
發展簡史
1837年，世界第一臺挖掘機在美國誕生——以蒸汽作為動力的動力鏟。
1900年，第一臺以柴油機作為動力的挖掘機問世。
1910年，美國出現了第一臺電動機驅動的蒸汽鏟，并開始應用履帶行走裝置。
1947年，第一臺液壓反鏟挖掘機由英國的杰西博公司首先研發成功。
20世紀40年代末，幾家美國公司也同時推出了類似的產品，其中包括堪薩斯州托皮卡市的亨利公司（Henry Company）和密歇根州洛伊爾歐克的謝爾曼產品公司（Sherman Products，Inc.,）。液壓反鏟挖掘機所使用的方法被稱為“液壓驅動功率輸出軸”，它的英文首字母縮寫HOPTO也在20世紀40年代末，成了液壓反鏟挖掘業第3家新興企業的名稱。這些被安裝在工業用或農用牽引車的背面的機器被稱為反鏟挖掘機（buckhoes）。
1954年，第一臺全液壓挖掘機在德國出現。新興企業德國德馬格公司，推出了一種可以在基座上完整旋轉360度的履帶式反鏟挖掘機樣機。
20世紀60年代，中國開始自主研發挖掘機，與日本幾乎同時起步。然而，到2000年，美國的卡特彼勒公司以及日本的日立、小松等外資品牌卻已經占領中國挖掘機市場90%以上的份額。
1985年，第一臺全電腦控制的液壓挖掘機在日本出現。
1987年，當時世界最大的日立EX3500型正鏟超大型挖掘機（斗容量18.8m3,工作重量330t）在日本開發成功，此時世界其他公司也相繼開發出超大型液壓挖掘機。
1990年以后，超大型液壓挖掘機的斗容量不斷增加，達到了50m3以上；機重不斷加大，達800t以上，逐漸形成超大型礦山型與土方型液壓挖掘機系列。
1992年，太重集團與德國曼內斯曼德馬克公司合作生產的H121液壓挖掘機，是中國研發的第一個超過100噸的超大型液壓挖掘機，工作重量115.5噸，功率477kW，填補了中國在該領域的空白。
1997年，世界上最大的液壓挖掘機——美國特雷克斯O&KRH400挖掘機被制造而出， 油箱容量為16000L，發動機輸出功率達3280kW，正鏟能容納85噸的礦物，是當時唯一的1000噸級液壓挖掘機。
2008年1月26日，中國最大的礦用挖掘機WK55挖掘機在山西太重集團下線。機身高22米，相當于７層樓高，總重量達到1400噸，斗容量56立方米，年產量可達1200萬立方米。 適用3000萬噸級的大型露天礦、鐵礦、有色金屬礦的剝離和采裝作業。
2011 年，三一重工挖掘機在中國市場占有率達到 12.3%，成為中國行業第一。
基本構造
反鏟挖掘機的基本構造包括反鏟裝置、發動機、液壓系統、行走機構、回轉機構、動力傳動系統、電氣控制系統等，其中反鏟裝置是反鏟挖掘機的核心機構。
反鏟裝置
反鏟裝置主要由動臂、動臂液壓缸及其活塞桿、斗桿、斗桿液壓缸及其活塞桿、鏟斗、鏟斗液壓缸及其活塞桿、連桿和搖桿組成，是反鏟挖掘機的核心結構。反鏟裝置的動臂3和斗桿5是采用鋼板焊接而成的殼式結構，這種結構比較輕巧， 同時有著較好的強度和剛度。其構造特點是各部件之間的聯系全部采用接，利用動臂液壓缸和斗桿液壓缸的伸縮，使動臂和斗桿繞鉸接點轉動，實現挖掘過程中的各種動作。
反鏟工作裝置的挖掘力一般要比正鏟挖掘要小，因此，小型挖掘機一般配備的是反鏟工作裝置。它主要適用于管槽、基坑、河溝泥濘土壤的挖掘，它的工作軌跡由各油缸提供的主運動及各桿件相互協調配合工作決定。液壓挖掘機的挖掘方式主要有以下四種方式，使工作裝置具備溝側、溝端、溝坡、超深溝、直線及曲線、保持一定角度挖掘等的作業能力，從而讓挖掘機能在有限空間里最大限度的發揮它的挖掘能力。
發動機
發動機是將熱能轉化為機械能的一種機械裝置，它利用燃料在氣缸內燃燒所產生的熱能使氣體膨脹以推動曲柄連桿機構運動。其產生的動力經過傳動系統傳給行駛系、制動系、轉向系及工作裝置，使機械可以實施行駛、制動、轉向及各種動作。液壓反鏟挖掘機通常采用渦輪增壓柴油發動機，通過減震裝置固定在機架上。
液壓系統
液壓系統以液體作為工作介質，在密封的回路里，用液體的壓力能進行能量的傳遞。由液壓泵、調節閥、液壓缸、液壓馬達、管道、油箱等組成。液壓反鏟挖掘機的液壓系統的類型很多，按主液壓泵的數量、功率調節方式和回路的數量可分為單泵或雙泵單路定量系統、雙泵雙路定量系統、多泵多路定量系統、雙泵雙路分功率調節變量系統、雙泵雙路全功率調節變量系統等；按液流循環方式可分為開式系統、閉式系統。
動力傳動系統
單斗液壓反鏟挖掘機的動力傳動系統是將柴油機輸出動力通過液壓系統傳遞給工作裝置、回轉裝置和行走機構等。由柴油發動機、液壓泵、分配閥、中央回轉接頭、動臂油缸、斗桿油缸、回轉電機、行走馬達等組成。
回轉裝置
回轉機構由回轉驅動裝置和回轉支撐組成。是用來使回轉平臺旋轉的裝置，對挖掘機的生產率有著較大的影響。
行走機構
反鏟挖掘機行走機構由行走馬達驅動，經內燃發動機驅動液壓泵，將壓力油輸送到多路閥中，操縱多路閥將壓力油送往直線運動與旋轉運動的元件，以完成行走動作。履帶式行走裝置主要由行走架（包括：X形底架、履帶架和回轉支承底座）、驅動輪，引導輪、支重輪、托帶輪、履帶、終傳動及張緊裝置等部件組成。
電氣控制系統
電氣控制系統是指在沒有人直接參與的情況下，利用外加的設備或裝置（控制裝置或控制器），使機器、設備或生產過程（統稱被控對象）的某個工作狀態或參數（即被控量）自動地按照預定的規律運行的一種系統。包括監控盤、發動機控制系統、泵控制系統、電氣操縱機構、空調調節裝置、節能控制、故障診斷報警系統、各類傳感器、電磁閥等。
輔助裝置
輔助裝置由駕駛室、液壓油箱、柴油箱及蓄電池等部件組成，在挖掘機運作過程中起輔助作用。
工作原理
反鏟挖掘機的執行機構包括行走機構、上車機構、動臂、斗桿和鏟斗等，分別由左行走液壓馬達、右行走液壓馬達、回轉液壓馬達、動臂液壓缸、斗桿液壓缸和鏟斗液壓缸驅動。由發動機驅動兩個液壓泵，并將壓力油輸送到兩組多路閥中，操縱多路閥，將壓力油送往直線與旋轉運動的元件，以完成挖掘、回轉、卸載、返回等動作。其工作循環主要包括：挖掘，滿斗提升及回轉，卸載和返回。
挖掘
一般以斗桿液壓缸動作為主，用鏟斗液壓缸調整數控刀具角度，配合挖掘。必要時（如鏟平基坑底面或修整斜坡等有特殊要求的挖掘動作），鏟斗、斗桿、動臂三個液壓缸須根據作業要求復合動作，以保證鏟斗按特定軌跡運動。
滿斗提升及回轉
挖掘結束時，鏟斗液壓缸推出，動臂液壓缸頂起，滿斗提升。同時，回轉液壓馬達轉動，驅動回轉工作臺向卸載位置旋轉。
卸載
當轉臺回轉到卸載位置時，回轉停止。通過動臂液壓缸和鏟斗液壓缸配合動作調整鏟斗卸載位置。然后，鏟斗液壓缸內縮，鏟斗向上翻轉卸載。
返回
卸載結束后，轉臺反轉，配以動臂液壓缸、斗桿液壓缸及鏟斗液壓缸的復合動作，將空斗返回到新的挖掘位置，開始下一個工作循環。
基本分類
挖掘機按工作裝置可分為：正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟等；按行走方式可分為：履帶式、輪胎式、步履式挖掘機；按操作系統可分為機械式和液壓式挖掘機等；按驅動方式可分為電動和內燃機兩種。不同種類的挖掘機各有其特點，適用于不同的工作場合和用途。以下就反鏟挖掘機的分類進行歸納整理，供參考。
按行走方式分類
履帶式
履帶式挖掘機由動力裝置、工作裝置、回轉機構、操縱機構、傳動機構、行走機構等部分組成，由柴油機提供動力，以液壓傳動。粗粗的動臂連接著斗桿和鏟斗即構成了履帶式挖掘機的工作裝置，動力裝置——柴油機和操縱機構——駕駛室構成了它的主體部分，平履帶板及動輪組合而成的履帶是它的行走機構。履帶式挖掘機適合在大塊平地或者坡度不大的地面上進行作業，無法在崎嶇的地形中開展工作。
輪胎式
指由輪胎結構驅動行駛的挖掘機，可獨立施工，速度更快。有效提高施工效率并降低成本。
步履式
步履式挖掘機是一種全地形多功能的挖掘機械，它在履帶式挖掘機已經具有的部分之外，多出了四個支撐腳，它的支撐腳可以自帶行走輪。四個支撐腳用四臺液壓缸單獨操作，支撐腳的長度和支撐位置都可以在縱向、橫向和垂直三個方向調節，可以產生多達56種動作變形。使挖掘機的適用性和穩定性大大提高，可以在崎嶇不平或狹小的作業面上展開工作。
按操作系統分類
按照操縱系統不同，反鏟挖掘機可分為機械操縱式反鏟挖掘機和液壓操縱式反鏟挖掘機。液壓操縱式反鏟挖掘機操作靈活，鏟斗與動臂既可單獨分別工作，又可配合共同工作，在工程中應用比較廣泛。
機械式
通常情況下，把由電力驅動，傳動機構采用機械傳動的挖掘機定義為機械式挖掘機，簡稱掘土機。電鏟的推壓方式一般采用齒輪齒條或鋼絲繩推壓，鏟斗的提升則采用鋼絲繩提升。其整機質量重、挖掘力大、平衡性及穩定性好，能適用于各種礦物巖層的剝離及裝載，在堅硬、致密的礦巖從事剝離、裝載作業效率更明顯。
液壓式
傳動機構采用液壓傳動的挖掘機稱為液壓挖掘機，液壓挖掘機采用液壓缸實現挖掘和舉升，其結構緊湊、質量輕、接地比壓小、靈活度高，適用于修筑道路、清理河渠等工程。液壓挖掘機靠液壓缸作業，是一種多功能機械，被廣泛應用于交通運輸，礦山采掘等機械施工中，保質保量，在提高勞動生產率方面作用顯著
按驅動方式分類
電動式
以電力作為驅動能源的反鏟挖掘機。有利于節能減排，降低工作成本。主要應用在高原缺氧與地下礦井地區，以及其他一些易燃易爆的場所。
內燃機式
依靠內燃機驅動，將燃料燃燒的熱能或化學能轉變為機械能供挖掘機運動，優點是可持續工作，應用場合廣泛，工作效率高。
性能指標
反鏟挖掘機的性能指標主要包括整機質量、標準斗容量、發動機功率、斗齒最大挖掘力、最大挖掘高度行走機構內阻力、接地比壓和轉彎阻力、行走速度、回轉速度、最大挖掘半徑、最大挖掘深度、最大卸載高度、最小回轉半徑、尾部回轉半徑等。這些參數指標可以體現出挖掘機的工作性能和技術經濟指標。以下就一些主要指標展開論述，供參考。
整機質量
整機質量是指整機處于工作狀態下的質量，是衡量挖掘機性能和工作效率的一項重要指標。
標準斗容量
按鏟斗內壁尺寸計算的平裝斗容量和堆積部分的體積之和。平裝斗容量和堆積部分的分界面稱為標定面，標定面可能是平面，也可能是曲面。按鏟斗容量的不同，可分為小型（鏟斗容量小于3立方米）、中型（鏟斗容量3～15m3）、大型（鏟斗容量15～30m3）和特大型（鏟斗容量大小30m3）4種。
發動機功率
指發動機的額定功率（12h 工作），即在給定轉速和標準狀況下，除本身及全部附件（包括風扇，散熱器，空氣濾芯，消聲器，發電機等）消耗以外的凈功率，計量單位為kW（千瓦）。
斗齒最大挖掘力
最大挖掘力指按照系統壓力或主泵額定壓力工作時鏟斗油缸或斗桿油缸所能發揮的斗齒最大切向力。斗齒挖掘力隨數控刀具軌跡的變化較復雜，一般只測量工作裝置處于能發揮最大挖掘力位置時的挖掘力。
最大挖掘高度
指工作裝置處于最大舉升高度時，鏟斗齒尖到停機面的距離。計量單位為m（米）。
行走機構內阻力
挖掘機的行走裝置通常經減速機、傳動機構，將行走馬達的扭矩傳遞給驅動輪，再由驅動輪帶動履帶行走。所謂行走機構內阻力，是指整個行走機構（包括自重）總的機械阻力。
接地比壓
指履帶式挖掘機整機質量與履帶接地面積之比，或輪胎式挖掘機的輪荷與其接地面積之比。計量單位為MPa（兆帕）。
轉彎阻力
挖掘機在轉彎時，受到一定的轉彎阻力。轉彎阻力的大小，不但與機器的結構（如重量、重心位置、履帶板結構等）有關，也與地面條件有關。在實際操作中，應該根據實際需要合理選擇行駛路線、車速和轉彎半徑，以充分利用機器的性能，降低轉彎阻力的影響。
應用
反鏟挖掘機的應用領域非常廣泛，可用于道路施工、能源施工、基礎建設等領域的機械化施工。也可適用于挖掘Ⅰ～Ⅲ級土壤和爆破物的挖掘裝載。
1.在道路施工中，反鏟挖掘機可以挖掘工作面以下的土壤和松散的礫石，對路面進行修筑、清理和鋪設。同時，反鏟挖掘機還能在道路施工中起到排水排污的作用。
2.在能源施工中，反鏟挖掘機主要用來采掘經過爆破后的礦巖產品以及土石方的挖掘，同時也可以進行對礦石的深層次開采，清理等作業。
3.在基礎建設中，反鏟挖掘機可應用于地基挖掘、溝渠銑掘、建筑物拆除等方面。
常見施工方式
反鏟挖掘機的挖土特點是“后退向下、強制切土”。開挖方式可以分為：溝端開挖，溝側開挖，溝角開挖，多層接力開挖。
溝端開挖
溝端開挖是指挖掘機在基槽一端挖土，后退挖土，向溝一：棄土或裝汽車運走。其優點是挖土方便，挖的深度和寬度較大。
溝側開挖
溝側開挖是指挖土機在溝槽一側挖土，因為挖掘機的移動方向與挖土方向相垂直，沿溝邊開挖，所以穩定性較差，可將土棄于距溝較遠的地方。
溝角開挖
使挖掘機機身穩定挖除比較堅硬的土角，且能按要求做出坡度調整。 對于開挖寬度較小，土質較硬的溝槽開挖效果極好。
多層接力開挖
當進行高路塹開挖時，為了提高施工效率，可采用多層接力開挖法。這種方法是采用兩臺或兩臺以上挖掘機在不同作業高度進行同時作業，底層挖掘機將土壤傳遞到上層，由上層挖掘機將土壤裝入自卸汽車，以提高作業效率。其中上部采用大型挖掘機進行作業，可以提高裝料速度。采用這種方法進行施工，多層挖掘機配合作業，可實現較大深度的基坑開挖，一般兩層開挖可以達到10 m，三層開挖可達到15m，可一次開挖到設計標高，避免自卸汽車在坑底進行作業，從而有效減少車輛運輸時間，提高施工效率。不需要在坑內專門為運輸車輛修建運輸道路，可用于土質較好，開挖深度在10m以上的大型基坑開挖。
發展趨勢
多功能化
反鏟挖掘機向多功能化，便利化發展。當反鏟挖掘機配置不同的作業裝置時，可以用來吊、夾、推、刮、松、挖、 裝、銑削、拆除、清除和壓實等作業，且大都采用快換裝置，駕駛員在駕駛室內就可以完成作業裝置的更換，工作裝置中動臂、斗桿結構變化多樣，擴展了主機的使用功能。隨著傳統型和通用型產品樣機減少，一些有特殊構造的、有特色的產品和多功能的產品備受用戶的青睞，這些多用途作業裝置大大擴展了液壓挖掘機的功用，提高了產品的施工適用性。同時也體現了各廠家市場差異化的產品發展戰略和各自的技術水平。所以，研究專業性的挖掘機設計理論、方法甚至是專用軟件，以便縮短設計周期、提高產品性能和可靠性，是反鏟挖掘機的發展趨勢。
智能化
反鏟挖掘機行業將向著智能化方向發展，產品通過智能化手段，幫助用戶提高施工效率、降低油耗、提升設備殘值率，并為環境保護保駕護航。
可靠性
反鏟挖掘機產品可靠性水平依賴于配套件的可靠性水平，是通過提高零件、部件、總成、系統的可靠性來實現的，著名的挖掘機生產廠家挖掘機智能化數字技術已達到比較高的程度。中國挖掘機企業利用現代微電子技術、傳感器技術、GPS及gis技術、網絡技術及智能失效診斷技術，不斷提高挖掘機的使用效率和可靠性。
標準規范
安全標準
命名標準
國產液壓挖掘機以WY系列為主，通常用W表示挖掘機、Y表示液壓，其后面的數字代表機重或鏟斗容量。L表示輪胎式、D表示電動式。
品牌與制造商
注意事項
安全操作
1.挖掘機斜坡行駛時離地面 20－30cm，在斜坡上停放時，應把工作裝置放置地面。在斜坡上工作時，應用土堆一平臺用以保持機器水平。在松軟地面上工作時，需注意塌方風險。
2.回轉工作時應注意周圍環境是否安全。
3.避免接近高壓電纜。
4.在雪地上作業時應防止滑移。
啟動
1.挖掘機啟動時要將挖掘機表面的泥土清理干凈，檢查有無松動的固件，檢查防凍液液位及機油油位是否正常，關注機油油質以及正常燃油的防凍水平是否正常。
2.寒冷天氣時，應預熱后再啟動發動機。
存放
1.冬季存放期間，每個月應啟動發動機一次，將發動機的冷卻液排放干凈。同時，為防止汽車電瓶饋電，應將電瓶拆下放到溫暖的地方進行存放。
2.每月應運轉一次空調系統，同時，檢查挖掘機電氣控制開關是否正常。
保養
日常保養應注意檢查、清洗或更換空氣濾芯；消洗冷卻系統內部；檢查和擰緊履帶板螺栓；檢查和調節履帶反張緊度；檢查進氣加熱器；更換斗齒；調節鏟斗間隙；更換破碎器濾清器等。
參考資料 >
反鏟挖掘機.術語在線.2023-10-24