挖掘机的结构及工作原理是怎样的？
挖掘机主要由发动机、传动系统、行驶系统、制动系统、工作装置、液压系统、电气系统等组成，如图2-11所示。
图2-11 挖掘机的结构
（1）发动机
发动机一般为四冲程、水冷（或风冷）、多缸、直喷式柴油机发动机。少数挖掘机采用电控柴油机。
（2）传动系统
传动泵有机械传动式、半液压传动式和全液压传动式3种，其中机械传动式和半液压传动式应用较广。
（3）行驶系统
液压挖掘机行驶系统是整个机器的支撑部分，承受机器的全部质量和工作装置的反力，同时能使挖掘机作短距离行驶。按结构不同，行驶系统可分为履带式和轮胎式两类。
①履带式行驶系统。由履带、支重轮、托链轮、驱动轮、导向轮、张紧装置、行走架、油马达、减速机等组成。
液压挖掘机的行驶系统采用液压驱动。驱动装置主要包括液压马达、减速机和驱动轮，每条履带有各自的液压马达和减速机。由于两个液压马达可独立操作，因此机器的左右履带可以同步前进或后退，也可以通过一条履带制动来实现转弯，还可以通过两条履带朝相反方向驱动来实现原地转向，其操作十分简单、方便、灵活。
②轮胎式行驶系统。通常由车架、转向前桥、后桥、行车机构及支腿等组成。
后桥通过螺栓与机架刚性固定连接。前桥通过悬挂平衡装置与机架铰接连接。悬挂平衡装置的作用是当挖掘机行驶时，利用支承板的摆动和两悬挂油缸的浮动，保证4个车轮充分着地，减轻机体不平均承载、摆跳、道路冲击及机架扭曲，提高挖掘机的越野性能；当挖掘机作业时，将两悬挂油缸闭锁，保证挖掘作业时整机的稳定性。
（4）转向系统
轮胎式挖掘机，其转向系统通常采用全液压、偏转前轮式转向系统，主要由油箱（与工作装置液压系统共用）、转向油泵、转向器、滤油器、流量控制阀、转向油缸、油管和转向盘等组成。
履带式挖掘机，其转向系统比较简单，通过切断驱动链轮动力来实现。其转向装置为湿式、多片弹簧压紧、液压分离、手动液压操作方式转向离合器。
（5）制动系统
脚制动装置的制动器为凸轮张开蹄式制动器。制动传动器机构采用气压式，主要由空气压缩机、气体控制阀、脚制动阀、储气筒、双向逆止阀、快速放气阀、手操纵气开关、制动汽缸及气压表等组成。
手制动装置的制动器为凸轮张开蹄式制动器，传动机构为机械式。制动底板通过螺钉固定在上传动箱盖上；制动鼓用螺栓固定在接盘上，接盘则通过花键和上传动箱的从动轴连接。
当挖掘机作业时，必须解除手制动，否则，将损坏手制动器或回转液压马达。
（6）工作装置
工作装置是液压挖掘机的主要组成部分之一。由于工作性质的不同，工作装置的种类很多，常用的有反铲、正铲、装载和起重等装置，而且一种装置也可以有很多形式。
（7）液压系统
液压挖掘机的主要运动有整机行走、转台回转、动臂升降、斗杆收放、铲斗转动等，根据以上工作要求，把各液压元件用管路有机地连接起来的组合体叫作液压挖掘机的液压系统。液压系统的功能是把发动机的机械能以油液为介质，利用油泵转变为液压能，传送给油缸、油马达等，然后转变为机械能，再传给各种执行机械，实现各种运动。液压挖掘机的液压系统常用的有定量系统、分功率变量系统和总功率变量系统。我国规定，单斗液压挖掘机重8t以下的，采用定量系统；机重32t以上的，采用变量系统；机重8～32t的，定量和变量系统均可用。
全功率变量系统是目前液压挖掘机普遍采用的液压系统，通常选用恒功率变量双泵。液压泵的型号不同，采用的恒功率调节机构也不相同。
液压系统主要由油路系统、先导控制油路系统和控制系统构成。
（8）电气系统
液压挖掘机的电气系统包括启动线路、发电线路、照明、仪表以及由传感器和压力开关、电磁阀组成的控制电路，另外还有附属电路（如空调、收音机等）。启动电机按所配套的主机不同，分12V、24V两种，启动功率分3kW、3.7kW、4.8kW等。
发电线路主要包括交流发电机、电压调节器、充电指示灯及启动开关等。
为了保证安全、高效、节能及正常地工作，根据需要，挖掘机的电气系统都安装了各种信号装置，如机油温度报警、充电指示灯、机油压力报警、转向信号灯等，以警告操作者。为了使操作者随时掌握机器的运转情况，驾驶室中安装了各种仪表，如机油压力表、机油温度表、液压油温度表、水温表。现代进口挖掘机都采用了先进的电控装置，这种设备便于维修人员在挖掘机出现故障时能及时、准确地判断故障位置，及时修复。
大型挖掘机的行走和旋转是怎么工作的？？
其实液压传动很简单：挖机上的柴油机带动液压泵旋转，从而使液压油形成一定压力。这有压力的油一部分到先导系统（也就是用户的操控手柄、脚踏之类），剩下的大部分供给主液压系统（主控阀、油缸、液压马达等）。比如我要向右回转：我把 左手先导PPC阀向右掰，回转先导油路导通，先导油到达主控阀，推动控制回转的阀块的阀杆向预定位置移动，阀杆移动后主液压的油到达回转马达 从而推动马达旋转（回转马达与行走马达都配有行星减速，只是减速比 不同而已），回转马达是安装在回转平台上的，马达的主动齿轮连接着行走架上的回转支撑（回转支撑就是个特大的轴承 安装在底盘上） 由于行走架是接触地面的，在反作用下平台就可以360度回转了（挖机用先导系统来操控就像电路里小电流控制大电流一样，挖机主液压一般有25到38 兆帕，那么大的压力如果人手直接推动将会很费力并且很危险）。 …………（由于整个液压系统是建立在平台上的，挖机需要一个中心接头来将油输送到行走架里给行走马达）
挖掘机的旋转马达的工作原理
除了马达可以变速之外，对马达的控制主要由马达控制阀完成，下面结合结构原理图（见图2）分析其工作原理。假设A口进油，马达旋转，马达控制阀动作如下：
（1）打开单向阀，液压油进入马达右腔。
（2）液压油通过节流孔进入平衡阀，并使其左移，接通制动器油路，使制动器松开，这个动作还接通了马达B口的回油油路。
（3）液压油通过安全阀的中间节流孔进入缓冲活塞腔，将缓冲活塞推到左侧。如果此时系统压力超过此安全阀的设定压力（10.2MPa），安全阀将在瞬间打开，起到缓冲作用。（4）如果马达超速（例如下坡时），泵来不及供油，则使A口压力降低，平衡阀在弹簧力作用下向右移动，关小马达的回油通道，从而限制马达的转速。 如果压力进一步升高，B腔压力作用在右安全阀上，它限制了马达的最高压力（41.2MPa），此压力就是最大制动压力。
两个安全阀并联，当马达刚开始停止转动时，B腔的压力作用在左安全阀的a口（整个圆面积上），阀杆左移，将油泄到b口（注意b口与马达控制回路的A口相通）。当缓冲活塞移到最右端后，c口压力上升，由于阀杆的直径差，在弹簧力和压差作用下阀杆右移，左安全阀关闭。此时的压力叫做一级压力。这个过程很短暂，目的是消除B口的脉冲压力，防止A口吸空。左安全阀完全关闭后，马达B口的压力作用在右安全阀的b口（大直径减去小直径的环形面积），将油泄到a口（注意a口与马达的A口相通），这个压力叫做二级压力，也就是最大制动压力。
由此可以看出，尽管两个安全阀完全一样，但由于油压的作用面积不同，因此阀的开启压力也不同，组合使用后的时间—压力变化曲线见图5，这样的结构布置非常巧妙。
挖掘机的行走马达怎样实现自动减速的?
行走马达和回转马达的减速机与马达本体及阀控部分都做成了一体的总成，并作为总成件安装到挖掘机上的。
安装时，先对好回转马达总成法兰盘和行走马达总成法兰盘在车架上和驱动轮上的记号，穿上法兰螺栓后按照规定拧紧力矩拧紧即可。最后，再安装对应马达总成的液压管路，回转马达上是5根管路、行走马达上是4根管路。管路连接时确保接头处密封圈的完好性。均安装完成后，先使用轻载试车以检查是否有异常振动和管路泄漏，最后逐步加载直至溢流以保证总成的安装良好。
挖掘机理论
挖掘机的基本构造及工作原理：
一、单斗液压挖掘机的总体结构
单斗液压挖掘机的总体结构包括动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动系统、行走机构和辅助设备等。
常用的全回转式液压挖掘机的动力装置、传动系统的主要部分、回转机构、辅助设备和驾驶室等都安装在可回转的平台上，通常称为上部转台。因此又可将单斗液压挖掘机概括成工作装置、上部转台和行走机构等三部分。
挖掘机是通过柴油机把柴油的化学能转化为机械能，由液压柱塞泵把机械能转换成液压能，通过液压系统把液压能分配到各执行元件（液压油缸、回转马达+减速机、行走马达+减速机），由各执行元件再把液压能转化为机械能，实现工作装置的运动、回转平台的回转运动、整机的行走运动。
二、挖掘机动力系统
1、挖掘机动力传输路线如下
1）行走动力传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——中央回转接头——行走马达（液压能转化为机械能）——减速箱——驱动轮——轨链履带——实现行走
2）回转运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——回转马达（液压能转化为机械能）——减速箱——回转支承——实现回转
3）动臂运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——动臂油缸（液压能转化为机械能）——实现动臂运动
4）斗杆运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——斗杆油缸（液压能转化为机械能）——实现斗杆运动
5）铲斗运动传输路线：柴油机——联轴节——液压泵（机械能转化为液压能）——分配阀——铲斗油缸（液压能转化为机械能）——实现铲斗运动
2、 动力装置
单斗液压挖掘机的动力装置，多采用直立多缸式、水冷、一小时功率标定的柴油机。
3、 传动系统
单斗液压挖掘机传动系统将柴油机的输出动力传递给工作装置、回转装置和行走机构等。单斗液压挖掘机用液压传动系统的类型很多，习惯上按主泵的数量、功率的调节方式和回路的数量来分类。有单泵或双泵单回路定量系统、双泵双回路定量系统、多泵多回路定量系统、双泵双回路分功率调节变量系统、双泵双回路全功率调节变量系统、多泵多回路定量或变量混合系统等六种。按油液循环方式分为开式系统和闭式系统。按供油方式分为串联系统和并联系统。
凡主泵输出的流量是定值的液压系统为定量液压系统；反之，主泵的流量可以通过调节系统进行改变的则称为变量系统。在定量系统中各执行元件在无溢流情况下是按油泵供给的固定流量工作，油泵的功率按固定流量和最大工作压力确定；在变量系统中，最常见的是双泵双回路恒功率变量系统，有分功率变量与全功率变量之分。分功率变量调节系统是在系统的每个回路上分别装一台恒功率变量泵和恒功率调节器，发动机的功率平均分配给各油泵；全功率调节系统是有一个恒功率调节器同时控制着系统中的所有油泵的流量变化，从而达到同步变量。
开式系统中执行元件的回油直接流回油箱，其特点是系统简单、散热效果好。但油箱容量大，低压油路与空气接触机会多，空气易渗入管路造成振动。单斗液压挖掘机的作业主要是油缸工作，而油缸大、小有腔的差异较大、工作频繁、发热量大，因此绝大多数单斗液压挖掘机采用开式系统；闭式回路中的执行元件的回油路是不直接回油箱的，其特点式结构紧凑，油箱容积小，进回油路中有一定的压力，空气不易进入管路，运转比较平稳，避免了换向时的冲击。但系统较复杂，散热条件差‘单斗液压挖掘机的回转装置等局部系统中，又采用闭式回路的液压系统的。为补充因液压马达正反转的油液漏损，在闭式系统中往往还设有补油泵。
4、回转机构
回转机构使工作装置及上部转台向左或向右回转，以便进行挖掘和卸料。单斗液压挖掘机的回转装置必须能把转台支撑在机架上，不能倾斜并使回转轻便灵活。为此单斗液压挖掘机都设有回转支撑装置和回转传动装置，它们被称为回转装置。
全回转液压挖掘机回转装置的传动形式有直接传动和间接传动两种。
1）直接传动。在低速大扭矩液压马达的输出轴上安装驱动小齿轮，与会转齿轮啮合。
2）间接传动。由高速液压马达经齿轮减速器带动回转齿圈的间接传动结构形式。他结构紧凑，具有较大的传动比，且齿轮的受力情况较好。轴向柱塞液压马达与同类型的液压油泵结构基本相同，许多零件可以通用，便于制造及维修，从而降低了成本。但必须设制动器，以便吸收较大的回转惯性力矩，缩短挖掘机作业循环时间，提高生产效率。
5、 行走机构
行走机构支撑挖掘机的整机质量并完成行走任务，多采用履带式和轮胎式。
6、履带行走机构
单斗液压挖掘机的履带式行走机构的基本结构与其他履带式机构大致相同，但他多采用两个液压马达各自驱动一个履带。与回转装置的传动相似可用高速小扭矩马达或低速大扭矩马达。两个液压马达同方向旋转式挖掘机将直线行驶；若只向一个液压马达供油，并将另一个液压马达制动，挖掘机将绕制动一侧的履带转向，若是左右两个液压马达反向旋转，挖掘即将进行原地转向。
行走机构的各零部件都安装在整体式实行走架上。液压泵输入的压力油竟多路换向阀和中央回转接头进入行走液压马达，该马达将液压能转变为输出扭矩后，通过齿轮减速器传给驱动轮，最终卷绕履带以实现挖掘机的行走。
单斗液压挖掘机大都采用组合式结构履带和平板型履带——没有明显履刺，虽附着性能差，但坚固耐用，对路面破坏性小适用于坚硬岩石地面作业，或经常转场的作业。也有采用三履刺型履带，接地面积较大履刺切入土壤深度较浅，适宜于挖掘机采石作业。实行标准化后规定挖掘机采用质量轻、强度高、结构简单、价格较低的轧制履带板。专用于沼泽地的三角形履带板可降低接地比压，提高挖掘机在松土地面上的通过能力。
单斗液压挖掘机的驱动轮均采用整体铸件，能与履带正确啮合、传动平稳。挖掘机行
走时驱动轮应位于后部，式履带的张紧段较短，减少履带的摩擦磨损和功率损耗。
每条履带都设有张紧装置，以调整履带的张紧度减少振动噪声摩擦磨损和功率损失。目前单斗液压挖掘机都采用液压张紧结构。其液压缸置与缓冲弹簧内部减小了结构尺寸。
7、轮胎式行走机构
轮胎式挖掘机的行走机构由机械传动和液压传动两种。其中的液压传动的轮胎式挖掘机的行走机构主要由车架、前桥、后桥、传动轴和液压马达等组成。
行走液压马达安装在固定与机架的变速箱上，动力经变速箱、传动轴传给前后驱动桥，有的挖掘机经轮边减速器驱动车轮。采用液压马达的高速传动方式使用可靠，省掉了机械传动中的上下传动箱垂直动轴，结构简单布置方便。
挖掘机的工作装置：
液压挖掘机工作装置的种类繁多（可达100余种），目前工程建设中，目前工程建设中应用最多的是反铲和破碎器。
1 、 反铲结构
铰接式反铲式单斗液压挖掘机最常用的结构形式，动臂、斗杆和铲斗等主要部件彼此铰接，在液压缸的作用下各部件绕铰接点摆动，完成挖掘提升和卸土等动作。
1.1动臂
动臂是反铲的主要部件，其结构由整体式和组合式两种。
1.1.1整体式动臂
整体式动臂的优点是结构简单，质量轻而刚度大。其缺点是更换的工作装置少，通用性较差，多用于长期作业条件相似的挖掘机上。整体式动臂又可分为直动臂和弯曲动臂两种。其中的直动臂结构简单质量轻制造方便，主要用于悬挂式挖掘机，但它不能式挖掘机获得较大的挖掘深度不适用于通用挖掘机；弯动臂是目前是目前应用最广泛的结构形式，与同厂都得直动臂相比可以使挖掘机有较大的挖掘深度，但降低了卸土高度，这正符合挖掘机反铲作业的要求。
1.1.2组合式动臂
组合式动臂有辅助连杆（或液压缸）或螺栓连接而成。上下动臂之间的夹角可用辅助连杆或液压缸来调节，虽然结构操作复杂化但在挖掘机作业中可随时大幅度调整上下动臂者间的夹角，从而提高挖掘机的作业性能，尤其是用反铲或抓斗挖掘窄而深得基坑时，容易得到较大距离的垂直挖掘轨迹，提高挖掘质量和生产率。组合式动臂的优点是，可以根据作业条件随意调整挖掘机的作业尺寸和挖掘能力，且调整时间短。此外他的互换工作装置多，可以满足各种作业的需要，装车运输方便。其缺点是质量大，制造成本高，用于中小型挖掘机上。
1.2.1 基本要求
1）铲斗的纵向剖面应适应挖掘过程各种物料的在斗中运动规律有利于物料的流动，使装土阻力最小，有利于将铲斗充满。
2）装设斗齿，以增大铲斗对挖掘物料的线压比，斗持及斗形参数具有较小单位切削阻力，便于切入及破碎土壤。斗齿应耐磨、易更换。
3）为式装载铲斗的物料不易掉出，斗款与直径之比应大于4∶1.
4）物料易于卸净，缩短卸载时间，并提高铲斗的容积效率。
1.2.2结构反铲用的铲斗形状尺寸与其作业对象有很大关系。为了满足各种挖掘机作业的需要，在同一台挖掘机上可以配置多种形式的铲斗，图2－3、图2－4分别为反用铲斗的基本形式和常用形式铲斗的斗齿采用装配式，其形式有橡胶卡销式和螺连接式。
铲斗与液压缸连接的结构形式有四连杆机构和六连杆机构。其中四连杆机构连接方式是铲斗直接交接与液压缸，使铲斗转角较小，工作力矩变化较大；六连杆机构的特点是，在液压缸活塞行程相同的条件下，铲斗可以后的较大的转角，并改善机构的传 动特性。
行走马达（回转马达）、行走（回转）减速机构是如何安装在挖掘机上的？
您好，这些减速机构都是行星减速原理。
1、简而化之，它们有三类部件构成：太阳轮、行星轮和行星架和齿圈。
2、如何安装上去的：
A、减速机构的上部连接的是马达，马达的输出轴就是减速机构的输入轴（太阳轮）。
B、减速机构的下部连接的分别是主机架和回转大齿圈，其中的静止部分连接的就是减速机齿圈和主机架，运动部分连接的就是减速机输出轴和回转大齿圈。
3、工作原理：
A、太阳轮驱动行星轮和行星架。
B、行星轮在减速机齿圈上围绕太阳轮做行星运动，同时降低转速和输出一根输出轴。
C、减速机输出轴与回转大齿圈咬合，推动挖掘机回转起来。
附图是详细的分解图。
附件是完整的，供您参考。
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