【工程机械】特种挖掘机你见过几种？

 

特种挖掘机分类

1.物料挖掘类

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（1）水陆两用挖掘机

水陆两用挖掘机以普通挖掘机上车平台为基础，配备了中空浮箱式底盘，从而使其具有在沼泽、滩涂等松软地面上行走、停驻、作业的能力。此类设备仍以铲斗挖掘物料为主，在河道清淤、湖泊滩涂作业方面适应能力很强。

 

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（2）加长臂型挖掘机

普通挖掘机通过更换加长的动臂、斗杆，即成为加长臂型挖掘机。加长臂型挖掘机能实现较大范围的作业，广泛用于河道疏浚、湖泊清洁、水库维护等特殊工况，同时也可用大坡面的修缮工作。加长臂挖掘机用于水下挖掘时，为保证较好的视野，通常在斗杆上配置水下摄像头，以便驾驶员随时掌握铲斗和物料状态。

 

 

水陆两用挖掘机与加长臂通过相互结合，形成优势互补，能够更好地完成滩涂和水下挖掘工作，是大型滩涂作业和维护的必备机械。

2.物料抓取类

给挖掘机配备抓取类机具，使其具有抓物、抓料等功能，可实现挖掘机功能、用途多样化。此类挖掘机抓斗具有多种动作，为此往往需要在原有液压系统的基础上新增若干路供油和操纵装置。物料抓取类挖掘机的属具主要有4类，分别是抓管器、抓木钳、梅花抓斗和贝壳斗。

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（1）抓管器

管道施工不仅要求设备能够抓取管道，还要求其能够灵活控制管道的姿态。通常，抓管器采用液压马达驱动，可实现360°回转，配合挖掘机动臂、斗杆、四连杆机构、上车回转等多个动作，可实现管道5个自由度的精确定位。此类挖掘机广泛应用于石油天然气、石化、冶金、港口疏浚等行业的管线铺设以及管道制品转运等。

 

 

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（2）抓木钳

抓木钳又称抓木夹、夹木器，由一组互相交错的叉形钳组成，主要作用为抓取木材或秸秆类物料。通常抓木钳具有俯仰、回转和开合3个动作，可通过调整姿态准确抓取木材或其他物料。抓木钳结构简单，能够替代大量人工搬运和装车，使用方便灵活，极大地提高了作业的效率。

 

 

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（3）梅花抓斗

梅花抓斗是一种广泛应用于钢铁厂、冶炼厂、港口、码头和废钢转运等行业的特种属具。配装在挖掘机上的梅花抓斗采用液压缸驱动，最常见的斗瓣数为4~6片。在工作时抓斗一般只有开合动作，因此可以采用原挖掘机铲斗缸的油路驱动。将挖掘机改为抓料机对挖掘机的改动较小，便于实现。为了使驾驶员获取很好的视野，确保作业的安全和效率，一般将其驾驶室设计为增高型。

 

 

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（4）贝壳斗

贝壳斗由于其外形和动作类似贝壳而得名，在斗形闭合时料斗可形成封闭的腔体。贝壳斗主要包含主机架、左斗、右斗和驱动液压缸。贝壳斗类似于梅花抓斗，一般也只有开合动作。贝壳斗容量大但挖掘力小，为此主要用于轻质松散物料的装卸和搬运，如用于港口、码头、煤场的装沙、装煤等。

 

 

3.物料破裂与剪切类

挖掘机通过安装不同属具，不仅可以实现土石方等物料的搬运，还可以用于各种物料破碎、破裂、剪切等。物料破裂类挖掘机的属具主要有3类，分别是破碎锤、液压剪和裂土器。

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（1）破碎锤

破碎锤又称液压破碎器，是挖掘机应用相当广泛的一种特殊机具，主要用于建筑、道路拆除工程以及矿山石料破碎工作。现在已经有很大一部分挖掘机，在出厂时都标配了液压破碎管路。

 

 

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（2）裂土器

普通挖掘机的铲斗挖掘土方、碎石等相对松软物料时，可轻松穿透基料从而实现挖掘，但当基料被长时间压实或为整块岩石，其则不能正常挖掘。遇到此种状况，一般通过破碎等方法先碎裂表面后再进行挖掘。

对普通挖掘机的动臂、斗杆等结构件进行强化、改进，将其挖掘力提高至原来的2倍左右，再给其配装单齿裂土器，该设备便能高效的破裂表面坚硬的物料。在特殊作业工况，这种设备不仅作业效率高，而且噪声很小（远小于破碎锤）。

 

 

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（3）液压剪

液压剪具有和抓管机类似的结构，同样具有回转和开合2个动作。其工作原理如下：液压缸输出巨大的推力，通过机构放大后，在钳口处形成极大的剪切力，以剪断普通的钢材、水泥等材料。液压剪主要用于废旧金属剪切、汽车拆解、建筑物拆解等。将其安装在多节超长臂的挖掘机上用以拆除高楼，便可产生另一类特种挖掘机——拆楼机。

 

 

3.物料夯实类

在挖掘机上配装上振动夯实器即可使其成为物料夯实类挖掘机。振动夯实器通过输出周期性的冲击力来实现特定的功能。振动夯实器可完成平面、斜面及其他复杂基础面的夯实作业，将其与挖掘机配套使用，既可用于桥台背、涵侧、边角转折处、路肩堤坝的夯实，也可用于各种建筑沟槽、地基管道等城市辅助设施的夯实。

 

4.木料采伐集材类

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（1）采伐类

对挖掘机进行适应性改进，并给其配装采伐类属具，即可实现采伐功能。现代化的采伐类挖掘机（伐木机）作为一种林业联合作业设备，不仅能伐木，同时还能打枝去皮、生产原条和原木。

 

 

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（2）集材类

在林场内，大尺寸木材常使用推土机或拖拉机、集材类挖掘机进行拖拽。对挖掘机进行适应性改进，给其加装集材类属具，便可将改装为集材类挖掘机。如图7所示。目前，国内主要挖掘机厂家如徐工、柳工、三一等都相应开发了此类产品。在陡坡、深沟等机器无法抵达的位置完成集材，需通过挖掘机搭截绞盘机完成。目前，已经实现这种功能的产品有小松PC200-8M0型挖掘机与卡特320D型挖掘机等。

 

5.物料清理类

液压挖掘机搭载液压开带机，可用于清理灌木丛和低矮乔木等。除此之外，此类设备还可用于森林防火阻隔带开设、林区道路的日常维护，以及河流应急阻隔带、应急防火通道的开辟等。

设计要点

考量一款特种挖掘机是否适应特种作业需求，主要从2个方面来考证，一是能否有效完成要求的特种作业任务，二是挖掘机在特种作业工况下能否保证长期、可靠地工作。为了简单起见，仅以集材挖掘机为例进行分析。

林业集材挖掘机需具有以下4种功能：一是木材拖拽功能。实现这种功能较为简单，保持木材一端在地面上，将木材另一端捆系并挂于机器较高位置实施拖拽即可。二是拖拽木材行走功能。实现拖拽木材行走功能，关键在于确保底盘系统具有足够的牵引力，以克服整机和木材产生的阻力。三是装卸被拖木材功能，即能将捆系好的木材与机身连接和断开。四是卸后木材堆整功能，即将送到集中点后的木材堆整好。

综合分析以上功能，需在底盘上增加拉木架，并在拉木架较高位置设置悬挂点。为确保挖掘机能够实现拖拽木材，设计人员需对挖掘机的行走牵引力进行必要核算。实现装卸被拖木材功能与卸后木材堆整功能，必须重新设计铲斗。通过配装在挖掘机上的异型铲斗，操作人员能够对单根木材位置进行多维度调整，从而将其摆放在合适的位置。

 

 

林业工况的地形崎岖且山石多，为此需对挖掘机下车架和四轮一带进行加强，并采取一定的保护措施，如采用全护轨器、加强导向座、改进托链轮支撑进等。林业用挖掘机的工作装置活动范围较大，为了防止其外露的管路与树枝、树干发生刮碰，需对相应管路应进行必要的防护。采伐场地作业的挖掘机随时面对树木倒下的威胁，出于安全考虑，不仅要对挖掘机的油箱、驾驶室等部位采取必要的防护措施，还在驾驶室给操作人员留有逃生窗口。

 

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