工程機械之特種挖掘機
隨著人們對特殊作業(yè)工況挖掘機需求的不斷增大,特種作業(yè)挖掘機的品種越來越多,市場保有量也逐年增大。本文根據(jù)挖掘機屬具的作業(yè)特點,對特種挖掘機進(jìn)行了分類,并對特種挖掘機的分類要點進(jìn)行了簡要介紹。
物料挖掘類
(1)水陸兩用挖掘機
水陸兩用挖掘機以普通挖掘機上車平臺為基礎(chǔ),配備了中空浮箱式底盤,從而使其具有在沼澤、灘涂等松軟地面上行走、停駐、作業(yè)的能力。此類設(shè)備仍以鏟斗挖掘物料為主,在河道清淤、湖泊灘涂作業(yè)方面適應(yīng)能力很強。
(2)加長臂型挖掘機
普通挖掘機設(shè)計通過更換加長的動臂、斗桿,即成為加長臂型挖掘機。加長臂型挖掘機能實現(xiàn)較大范圍的作業(yè),廣泛用于河道疏浚、湖泊清潔、水庫維護(hù)等特殊工況,同時也可用大坡面的修繕工作。加長臂挖掘機用于水下挖掘時,為保證較好的視野,通常在斗桿上配置水下攝像頭,以便駕駛員隨時掌握鏟斗和物料狀態(tài)。
水陸兩用挖掘機與加長臂通過相互結(jié)合,形成優(yōu)勢互補,能夠更好地完成灘涂和水下挖掘工作,是大型灘涂作業(yè)和維護(hù)的必備機械。
物料抓取類
給挖掘機配備抓取類機具,使其具有抓物、抓料等功能,可實現(xiàn)挖掘機功能、用途多樣化。此類挖掘機抓斗具有多種動作,為此往往需要在原有液壓系統(tǒng)的基礎(chǔ)上新增若干路供油和操縱裝置。物料抓取類挖掘機的屬具主要有4類,分別是抓管器、抓木鉗、梅花抓斗和貝殼斗。
(1)抓管器
管道施工不僅要求設(shè)備能夠抓取管道,還要求其能夠靈活控制管道的姿態(tài)。通常,抓管器采用液壓馬達(dá)驅(qū)動,可實現(xiàn)360°回轉(zhuǎn),配合挖掘機動臂、斗桿、四連桿機構(gòu)、上車回轉(zhuǎn)等多個動作,可實現(xiàn)管道5個自由度的精確定位。此類挖掘機廣泛應(yīng)用于石油天然氣、石化、冶金、港口疏浚等行業(yè)的管線鋪設(shè)以及管道制品轉(zhuǎn)運等。全回轉(zhuǎn)液壓抓管器結(jié)構(gòu)如下圖所示。
(2)抓木鉗
抓木鉗又稱抓木夾、夾木器,由一組互相交錯的叉形鉗組成,主要作用為抓取木材或秸稈類物料。通常抓木鉗具有俯仰、回轉(zhuǎn)和開合3個動作,可通過調(diào)整姿態(tài)準(zhǔn)確抓取木材或其他物料。抓木鉗結(jié)構(gòu)簡單,能夠替代大量人工搬運和裝車,使用方便靈活,極大地提高了作業(yè)的效率。
(3)梅花抓斗
梅花抓斗是一種廣泛應(yīng)用于鋼鐵廠、冶煉廠、港口、碼頭和廢鋼轉(zhuǎn)運等行業(yè)的特種屬具,如下圖所示。配裝在挖掘機上的梅花抓斗采用液壓缸驅(qū)動,最常見的斗瓣數(shù)為4~6片。在工作時抓斗一般只有開合動作,因此可以采用原挖掘機鏟斗缸的油路驅(qū)動。將挖掘機改為抓料機對挖掘機的改動較小,便于實現(xiàn)。為了使駕駛員獲取很好的視野,確保作業(yè)的安全和效率,一般將其駕駛室設(shè)計為增高型。
(4)貝殼斗
貝殼斗由于其外形和動作類似貝殼而得名,在斗形閉合時料斗可形成封閉的腔體。貝殼斗主要包含主機架、左斗、右斗和驅(qū)動液壓缸。貝殼斗類似于梅花抓斗,一般也只有開合動作。貝殼斗容量大但挖掘力小,為此主要用于輕質(zhì)松散物料的裝卸和搬運,如用于港口、碼頭、煤場的裝沙、裝煤等。
物料破裂與剪切類
挖掘機通過安裝不同屬具,不僅可以實現(xiàn)土石方等物料的搬運,還可以用于各種物料破碎、破裂、剪切等。物料破裂類挖掘機的屬具主要有3類,分別是破碎錘、液壓剪和裂土器。
(1)破碎錘
破碎錘又稱液壓破碎器,是挖掘機應(yīng)用相當(dāng)廣泛的一種特殊機具,主要用于建筑、道路拆除工程以及礦山石料破碎工作。現(xiàn)在已經(jīng)有很大一部分挖掘機,在出廠時都標(biāo)配了液壓破碎管路。
(2)裂土器
普通挖掘機的鏟斗挖掘土方、碎石等相對松軟物料時,可輕松穿透基料從而實現(xiàn)挖掘,但當(dāng)基料被長時間壓實或為整塊巖石,其則不能正常挖掘。遇到此種狀況,一般通過破碎等方法先碎裂表面后再進(jìn)行挖掘。這種設(shè)備不僅作業(yè)效率高,而且噪聲很小(遠(yuǎn)小于破碎錘)。某特型挖掘機裂土施工如下圖所示。
(3)液壓剪
液壓剪具有和抓管機類似的結(jié)構(gòu),同樣具有回轉(zhuǎn)和開合2個動作。其工作原理如下:液壓缸輸出巨大的推力,通過機構(gòu)放大后,在鉗口處形成極大的剪切力,以剪斷普通的鋼材、水泥等材料。液壓剪主要用于廢舊金屬剪切、汽車拆解、建筑物拆解等。
物料夯實類
在挖掘機上配裝上振動夯實器即可使其成為物料夯實類挖掘機。振動夯實器通過輸出周期性的沖擊力來實現(xiàn)特定的功能。振動夯實器可完成平面、斜面及其他復(fù)雜基礎(chǔ)面的夯實作業(yè),將其與挖掘機配套使用,既可用于橋臺背、涵側(cè)、邊角轉(zhuǎn)折處、路肩堤壩的夯實,也可用于各種建筑溝槽、地基管道等城市輔助設(shè)施的夯實。
木料采伐集材類
(1)采伐類
對挖掘機進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn),并給其配裝采伐類屬具,即可實現(xiàn)采伐功能?,F(xiàn)代化的采伐類挖掘機(伐木機)作為一種林業(yè)聯(lián)合作業(yè)設(shè)備,不僅能伐木,同時還能打枝去皮、生產(chǎn)原條和原木。
(2)集材類
在林場內(nèi),大尺寸木材常使用推土機或拖拉機、集材類挖掘機進(jìn)行拖拽。對挖掘機進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn),給其加裝集材類屬具,便可將改裝為集材類挖掘機。目前,國內(nèi)主要挖掘機廠家如徐工、柳工、三一等都相應(yīng)開發(fā)了此類產(chǎn)品。在陡坡、深溝等機器無法抵達(dá)的位置完成集材,需通過挖掘機搭截絞盤機完成。
6.物料清理類
液壓挖掘機搭載液壓開帶機,可用于清理灌木叢和低矮喬木等。除此之外,此類設(shè)備還可用于森林防火阻隔帶開設(shè)、林區(qū)道路的日常維護(hù),以及河流應(yīng)急阻隔帶、應(yīng)急防火通道的開辟等。
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