挖掘機施工技術

第五節(jié)挖掘機施工技術本次課的教學目標論述挖掘機的主要總成與作業(yè)范圍；描述反鏟挖掘機的基本作業(yè)。課程內容:一、概述1．挖掘機的主要用途2．挖掘機的組成3．挖掘機的分類4．各種挖掘機的特點二、反鏟挖掘機的基本作業(yè)

1．溝端開挖2．溝側開挖一、概述挖掘機械是進行土石方開挖的一種主要施工機械，是工程機械中的主要機種。各種類型及功能的挖掘機械，在國民經(jīng)濟建設中起著非常重要的作用。據(jù)統(tǒng)計，工程施工中約有60%以上的土石方量是靠挖掘機來完成的1.挖掘機的主要用途在各類工程施工中，挖掘機主要用于完成下列工作：開挖建筑物或廠房基礎；挖掘土砂石料；表層剝離；采石場、隧道內和堆料場中的裝載作業(yè)；開挖溝渠、運河和疏通水道；更換工作裝置后可進行澆筑、起重、安裝、打樁、夯實等作業(yè)。廣泛用于建筑、筑路、水利、電力、采礦、石油、及天然氣管道鋪設和國防工程中。一機多用2．挖掘機的組成單斗挖掘機主要由工作裝置、動力裝置、傳動操縱機構、回轉機構、行走裝置和輔助設備等組成。1-柴油機；2-機棚；3-油泵；4-液控多路閥；5-液壓油箱；6-回轉減速器；7-液壓馬達；8-回轉接頭；9-駕駛室；10-動臂；11-動臂油缸；12-操縱臺；13-斗桿；14-斗桿油缸；15-鏟斗；16-鏟斗油缸；17-邊齒；18-斗齒；19-平衡重；20-轉臺；21-走行減速器液壓馬達；22-支重輪；23-拖鏈輪；24-履帶板Ⅰ-工作裝置；Ⅱ-上部轉臺；Ⅲ-行走裝置鏟斗3．挖掘機的分類按動力裝置：內燃機驅動式、電動機驅動式和復合驅動式；按傳動系統(tǒng)：機械傳動、半液壓傳動、全液壓傳動三種；按行走裝置：履帶式、輪胎式和懸掛式；按回轉臺回轉角度：全回轉式（360o）和非全回轉式（<270o）；按操縱機構：機械—鋼索式、機械—氣壓式、機械—液壓式、全液壓式和電力式；按工作裝置：正鏟、反鏟、拉鏟和抓斗等多種型式。在公路工程中主要采用全液壓反鏟挖掘機

a)正鏟b)反鏟c)刨鏟d)刮鏟e)拉鏟f)抓斗g)吊鉤h)樁錘i)夯板4.各種挖掘機的特點（1）反鏟（2）正鏟（3）拉鏟（4）抓斗反鏟反鏟挖掘機反鏟主要用來挖掘停機平面以下的土壤，如開挖基坑、路塹、溝渠和水下挖掘。這種作業(yè)裝置不受地下水位高低的限制，對于Ⅰ～Ⅲ級土壤的開挖深度，一般不大于4m，挖下的土壤可直接甩在作業(yè)面的兩側，也可以配備自卸汽車運土。由于開挖部位對挖土斗的挖掘阻力和挖土斗挖運土壤的堆尖容量不同，在相同的條件下，反鏟作業(yè)裝置的挖掘力和挖掘效率都要稍低于正鏟開挖。鋼索操縱正鏟挖掘機正鏟挖掘機施工作業(yè)圖片開啟斗底卸料正鏟挖掘機正鏟挖掘機常用挖掘停機平面以上的土方工程或土方量比較集中的工程。一般適合挖掘含水量不大于27％的I～Ⅳ類土壤，挖掘高度（掌子面）在1．5m以上，又能修出1:5～1:7上下坡道，供車輛通行；挖掘集中的土堆和松散料堆；大于正鏟最小回轉半徑的地面以下的橋基、管溝和路塹工程等（液壓）；配合運輸車輛進行填筑路堤或回填土方工程。拉鏟-索鏟拉鏟挖掘機拉鏟作業(yè)裝置由桁架式動臂、繩輪系統(tǒng)和拉鏟斗三部分組成。拉鏟作業(yè)裝置動臂較長（>10m），開挖半徑比反鏟大，但不如反鏟作業(yè)靈活，要求操作技術高。用于Ⅰ～Ⅲ

級土壤的基坑、帶狀溝槽等地面以下的挖土工程，不論其土壤含水量大小，即使在水下，也可以進行拉鏟開挖。用于填筑路堤等回填土工程時，可以直接將回填土甩在旁邊，簡化了運輸設備的運輸。抓斗挖掘機抓斗挖掘機機械傳動的抓斗挖掘機主要由動臂、繩輪系統(tǒng)和抓土斗等組成。由于抓斗的生產(chǎn)效率低，所以在應用上也就受到限制，它主要用于開挖土質較為松軟的、截面尺寸小而深度深的橋基、柱基類工程；也可以作停機平面以上的散粒材料的裝卸。輪胎挖掘機挖掘裝載機挖掘推土機斗輪挖掘機斗輪挖掘機斗輪挖掘機KRUPP288克虜伯[德國]斗輪挖掘機斗輪上配有22個鏟斗，每個容積為15m3，日挖掘量達24萬m3，12條履帶采用前8后4的布置斗輪挖掘機二、反鏟挖掘機的基本作業(yè)1．溝端開挖2．溝側開挖1.溝端開挖開挖時，反鏟挖掘機沿著溝端逐漸倒退，向后開挖。自卸汽車停在溝側，動臂只要回轉40°～45°即可卸料。如果所挖溝寬為反鏟挖掘機最大挖掘半徑的二倍時（即反鏟挖掘機每停置一處，在180°的回轉范圍挖掘），自卸汽車只能停在反鏟挖掘機側面，動臂作90°回轉才能卸料。若所挖溝寬超過最大挖掘半徑的二倍時，可分段開挖，反鏟挖掘機倒退挖到盡頭后，在該端轉換位置反向開挖毗鄰一段。此法每段的挖掘寬度不宜過大，以自卸汽車能在溝側行駛為原則，以減少每一工作循環(huán)的時間，提高機械的作業(yè)效率。反鏟挖掘機溝端開挖a）溝端開挖b）溝端分段開挖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ為掘進道2.溝側開挖反鏟挖掘機在溝側開挖，汽車在溝端受料，動臂作小于90°回轉卸料。此法每次挖掘寬度（溝寬）只能在其挖掘半徑范圍以內，缺點是所挖溝的邊坡較大。2．反鏟挖掘機的施工作業(yè)反鏟挖掘機在公路工程中常用來開挖路塹和填筑路堤，一般均需與自卸汽車配合。在路基土石方施工時，首先應根據(jù)現(xiàn)場的施工條件（如地形、取送土位置、土壤等級、石料的塊度）、土石方量、施工進度等要求，選擇適宜的反鏟挖掘機的類型（斗形、斗容量），然后根據(jù)選定的反鏟挖掘機性能（動臂和斗柄長度、挖掘半徑、挖掘深度）設計施工方案。1）開挖路塹在開挖路塹時，應嚴格按照路塹縱、橫斷面圖去土，不超挖或欠挖。為了正確地做出路塹開挖的施工方案，首先應根據(jù)選定反鏟挖掘機的性能按比例設計好挖掘機的工作斷面圖，然后用它在同一比例的路塹斷面圖上套繪出各種布置方案的工作斷面圖，從中確定最佳施工方案。該最佳施工方案應使掘進道數(shù)、運輸?shù)缆返霓D移次數(shù)和所留土角最少；每一掘進道工作斷面（掌子面）的最大深度不應超出該類土壤和該型挖掘機所容許的深度；掘進道應具有較大的緩坡以利于自卸汽車的運輸和雨季的排水。反鏟挖掘機的工作斷面圖上應標明各掘進道（開挖層次），樁號，自卸汽車的位置以及工作斷面的曲線輪廓等。并且在路塹縱斷面圖的若干個里程樁號處也應有工作斷面圖，以精確定出挖掘的位置，工作道路和計算挖掘土方量。挖掘機的工作斷面圖分析圖中，Ⅰ掘進道，反鏟挖掘機沿路塹頂面縱向倒退溝端開挖，自卸汽車位于溝側受料、運行；Ⅱ掘進道，反鏟挖掘機沿路塹頂面縱向（反向）倒退溝端開挖，自卸汽車位于溝側或Ⅰ掘進道頂面邊側受料、運行；Ⅲ掘進道，反鏟挖掘機沿Ⅰ掘進道頂面縱向倒退溝端開挖，自卸汽車位于Ⅱ掘進道頂面邊側受料、運行；以此類推，直至整段路塹全部開挖完畢為止。在開挖將至設計深度時，工程技術人員要不時地復核路塹標高，避免超挖或欠挖，并在路塹的底面兩側設置邊溝和緩坡，以利于路塹的排水。最后由平地機按規(guī)定的坡度修刷邊坡。2）填筑路堤為了加快施工進度，節(jié)約施工成本，反鏟挖掘機開挖路塹一般結合填筑路堤一起進行，即利用反鏟挖掘機開挖出的土石方來填筑路堤（簡稱移挖作填）。若路塹開挖出的土石方不利于填筑路堤（例如：腐質土和含水量較大的粘性土等）或不足于路堤填筑所需的土石方量時，則利用反鏟挖掘機由取土場取土填筑路堤。即在選定的取土場開辟有利的地形，以經(jīng)濟合理的施工方法，由反鏟挖掘機挖出所需求的土壤，自卸汽車運土，結合其它土石方工程機械（推土機、平地機、壓實機械等）一起填筑路堤。但是，反鏟挖掘機與自卸汽車及其它土石方工程機械配合施工，必須預先設計好施工方案。反鏟挖掘機配合自卸汽車填筑路堤的施工布置圖施工布置分析圖中反鏟挖掘機在取土場按四個掘進道掘進取土，并在自卸汽車裝載后按土壤性質及好壞，分兩路運送。不適用的卸往棄土場，適用的填筑路堤。自卸汽車卸土時應卸在邊坡樁界內，分層鋪墊，每層厚度30～60cm。卸完后應立即用推土機整平初壓，壓路機進一步碾壓，以達到所需的密實度。流水作業(yè)為了提高施工質量，加快施工進度，反鏟挖掘機與自卸汽車及其它土石方工程機械配合施工，常組織流水作業(yè)。設計流水作業(yè)時，應根據(jù)工程總量、路段長度、流水方向和速度以及施工期限等合理組織，流水作業(yè)是以反鏟挖掘機為主導機械，首先要根據(jù)工程總量和施工期限確定反鏟挖掘機的生產(chǎn)率和數(shù)量，然后根據(jù)反鏟挖掘機的生產(chǎn)率來估算其它配合機械（自卸汽車、推土機、平地機、壓路機）的生產(chǎn)率和數(shù)量。配合作業(yè)機械的生產(chǎn)率要稍有儲備，以充分發(fā)揮出反鏟挖掘機的生產(chǎn)能力。1-自卸汽車2-壓路機3-推土機4-反鏟挖掘機5-運土進出道6-路塹反鏟挖掘機開挖路塹配合自卸車運土填筑路堤流水作業(yè)平面圖流水作業(yè)分析圖中流水作業(yè)長度一般為1000～2000m，反鏟挖掘機4以三個掘進道開挖路塹，自卸汽車1以環(huán)形運行路線運土，推土機3將自卸汽車卸下的土方整平初壓，壓路機2按照要求的技術規(guī)范進行碾壓。在填筑過程中，工程技術人員要不時地復核標高、平整度和壓實度，以滿足路堤填筑技術規(guī)范的要求。

重點回顧1.反鏟挖掘機溝端開挖2.反鏟挖掘機溝側開挖3.反鏟挖掘機的施工作業(yè)第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理第二節(jié)活塞式空壓機的結構和自動控制第三節(jié)活塞式空壓機的管理復習思考題單擊此處輸入你的副標題，文字是您思想的提煉，為了最終演示發(fā)布的良好效果，請盡量言簡意賅的闡述觀點。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor壓縮空氣在船舶上的應用：

1.主機的啟動、換向；

2.輔機的啟動；

3.為氣動裝置提供氣源；

4.為氣動工具提供氣源；

5.吹洗零部件和濾器。

排氣量:單位時間內所排送的相當?shù)谝患壩鼩鉅顟B(tài)的空氣體積。單位：m3/s、m3/min、m3/h第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor空壓機分類：按排氣壓力分：低壓0.2～1.0MPa；中壓1～10MPa；高壓10～100MPa。按排氣量分：微型<1m3/min；小型1～10m3/min；中型10～100m3/min；大型>100m3/min。第六章活塞式空氣壓縮機

piston-aircompressor第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理容積式壓縮機按結構分為兩大類：往復式與旋轉式兩級活塞式壓縮機單級活塞壓縮機活塞式壓縮機膜片式壓縮機旋轉葉片式壓縮機最長的使用壽命-

----低轉速（1460RPM），動件少（軸承與滑片），潤滑油在機件間形成保護膜，防止磨損及泄漏，使空壓機能夠安靜有效運作；平時有按規(guī)定做例行保養(yǎng)的JAGUAR滑片式空壓機，至今使用十萬小時以上，依然完好如初，按十萬小時相當于每日以十小時運作計算，可長達33年之久。因此，將滑片式空壓機比喻為一部終身機器實不為過。滑(葉)片式空壓機可以365天連續(xù)運轉并保證60000小時以上安全運轉的空氣壓縮機1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。4.被壓縮的空氣壓力升高達到額定的壓力后由排氣端排出進入油氣分離器內。1.進氣2.開始壓縮3.壓縮中4.排氣1.凸凹轉子及機殼間成為壓縮空間，當轉子開始轉動時，空氣由機體進氣端進入。2.轉子轉動使被吸入的空氣轉至機殼與轉子間氣密范圍，同時停止進氣。3.轉子不斷轉動，氣密范圍變小，空氣被壓縮。螺桿式氣體壓縮機是世界上最先進、緊湊型、堅實、運行平穩(wěn)，噪音低，是值得信賴的氣體壓縮機。螺桿式壓縮機氣路系統(tǒng)：

A

進氣過濾器

B

空氣進氣閥

C

壓縮機主機

D

單向閥

E

空氣/油分離器

F

最小壓力閥

G

后冷卻器

H

帶自動疏水器的水分離器油路系統(tǒng)：

J

油箱

K

恒溫旁通閥

L

油冷卻器

M

油過濾器

N

回油閥

O

斷油閥冷凍系統(tǒng)：

P

冷凍壓縮機

Q

冷凝器

R

熱交換器

S

旁通系統(tǒng)

T

空氣出口過濾器螺桿式壓縮機渦旋式壓縮機

渦旋式壓縮機是20世紀90年代末期開發(fā)并問世的高科技壓縮機，由于結構簡單、零件少、效率高、可靠性好，尤其是其低噪聲、長壽命等諸方面大大優(yōu)于其它型式的壓縮機，已經(jīng)得到壓縮機行業(yè)的關注和公認。被譽為“環(huán)保型壓縮機”。由于渦旋式壓縮機的獨特設計，使其成為當今世界最節(jié)能壓縮機。渦旋式壓縮機主要運動件渦卷付，只有磨合沒有磨損，因而壽命更長，被譽為免維修壓縮機。

由于渦旋式壓縮機運行平穩(wěn)、振動小、工作環(huán)境安靜，又被譽為“超靜壓縮機”。

渦旋式壓縮機零部件少，只有四個運動部件,壓縮機工作腔由相運動渦卷付形成多個相互封閉的鐮形工作腔，當動渦卷作平動運動時，使鐮形工作腔由大變小而達到壓縮和排出壓縮空氣的目的。活塞式空氣壓縮機的外形第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）工作循環(huán)：4—1—2—34—1吸氣過程

1—2壓縮過程

2—3排氣過程第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理一、理論工作循環(huán)（單級壓縮）

壓縮分類：絕熱壓縮：1—2耗功最大等溫壓縮：1—2''耗功最小多變壓縮：1—2'耗功居中功＝P×V（PV圖上的面積）加強對氣缸的冷卻，省功、對氣缸潤滑有益。二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）1.不存在假設條件2.與理論循環(huán)不同的原因：1）余隙容積Vc的影響Vc不利的影響—殘存的氣體在活塞回行時，發(fā)生膨脹，使實際吸氣行程（容積）減小。Vc有利的好處—

（1）形成氣墊，利于活塞回行；（2）避免“液擊”（空氣結露）；（3）避免活塞、連桿熱膨脹，松動發(fā)生相撞。第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理表征Vc的參數(shù)—相對容積C、容積系數(shù)λv合適的C：低壓0.07-0.12

中壓0.09-0.14

高壓0.11-0.16

λv＝0.65—0.901）余隙容積Vc的影響C越大或壓力比越高，則λv越小。保證Vc正常的措施：余隙高度見表6-1壓鉛法—保證要求的氣缸墊厚度2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理2）進排氣閥及流道阻力的影響吸氣過程壓力損失使排氣量減少程度，用壓力系數(shù)λp表示：保證措施：合適的氣閥升程及彈簧彈力、管路圓滑暢通、濾器干凈。λp

（0.90-0.98）2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3）吸氣預熱的影響由于壓縮過程中機件吸熱，所以在吸氣過程中，機件放熱使吸入的氣體溫度升高，使吸氣的比容減小，造成吸氣量下降。預熱損失用溫度系數(shù)λt來衡量（0.90-0.95）。保證措施：加強對氣缸、氣缸蓋的冷卻，防止水垢和油污的形成。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理4）漏泄的影響內漏：排氣閥（回漏）；外漏：吸氣閥、活塞環(huán)、氣缸墊。漏泄損失用氣密系數(shù)λl來衡量（0.90-0.98）。保證措施：氣閥的嚴密閉合，氣缸與活塞、氣缸與缸蓋等部件的嚴密配合。5）氣體流動慣性的影響當吸氣管中的氣流慣性方向與活塞吸氣行程相反時，造成氣缸壓力較低，氣體比容增大，吸氣量下降。保證措施：合理的設計進氣管長度，不得隨意增減進氣管的長度，保證濾器的清潔。2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理上述五條原因使實際與理論循環(huán)不同。4）漏泄的影響5）氣體流動慣性的影響1）余隙容積Vc的影響2）進排氣閥及流道阻力的影響3）吸氣預熱的影響2.與理論循環(huán)不同的原因：二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理3.排氣量和輸氣系數(shù)理論排氣量Vt----單位時間內活塞所掃過的氣缸容積。實際排氣量Q：Q=Vt

λ輸氣系數(shù)λ

：λ＝λtλv

λ

pλl漏泄的影響余隙容積Vc的影響進排氣閥及流道阻力的影響吸氣預熱的影響二、實際工作循環(huán)（單級壓縮）第一節(jié)活塞式空壓機的工作原理指示功率pi

：按示功圖計