El desarrollo de las excavadoras en la historia del desarrollo de maquinaria.

Al principio, la excavadora era manual y han pasado más de 130 años desde su invención hasta 2013. Durante el período, ha experimentado el proceso de desarrollo gradual de la excavadora hidráulica automática, desde la excavadora rotativa de cangilones impulsada por vapor hasta la excavadora rotativa impulsada por motor eléctrico y de combustión interna, y la excavadora hidráulica automática que aplica tecnología de integración hidráulica electromecánica. La primera excavadora hidráulica fue inventada con éxito por la fábrica Birkland en Francia. Debido a la aplicación de la tecnología hidráulica, en la década de 1940, existían retroexcavadoras hidráulicas colgantes montadas en tractores. En 1951, la fábrica de Poclain (Bokland) en Francia lanzó la primera retroexcavadora totalmente hidráulica, creando así un nuevo espacio en el campo del desarrollo de la tecnología de las excavadoras. A principios y mediados de la década de 1950, se desarrollaron sucesivamente la excavadora hidráulica rotativa remolcada y la excavadora hidráulica completa sobre orugas. La producción de prueba inicial de la excavadora hidráulica es la tecnología hidráulica de aviones y máquinas herramienta, la falta de componentes hidráulicos adecuados para diversas condiciones de trabajo de la excavadora, la calidad de fabricación no es estable y los accesorios no están completos. Desde la década de 1960, las excavadoras hidráulicas han entrado en una etapa de promoción y desarrollo vigoroso, los fabricantes y variedades de excavadoras en varios países han aumentado rápidamente y la producción se ha disparado. De 1968 a 1970, la producción de excavadoras hidráulicas representó el 83% de la producción total de excavadoras, cerca del 100% [2].

La primera generación de excavadoras: la aparición del motor eléctrico y el motor de combustión interna, por lo que la excavadora tiene dispositivos eléctricos avanzados y apropiados, por lo que ha nacido una variedad de productos de excavadora. En 1899 apareció la primera excavadora eléctrica. Después de la Primera Guerra Mundial, los motores diésel también se utilizaron en las excavadoras, y la excavadora mecánica impulsada por motores diésel (o motor eléctrico) fue la primera generación de excavadoras.

La segunda generación de excavadoras: con el uso extensivo de tecnología hidráulica, la excavadora tiene un dispositivo de transmisión más científico y aplicable, la transmisión hidráulica en lugar de la transmisión mecánica es un gran salto en la tecnología de excavadoras. En 1950 nació la primera excavadora hidráulica. La presión hidráulica de transmisión mecánica es la segunda generación de excavadoras.

La tercera generación de excavadoras: tecnología electrónica, especialmente tecnología informática, para que la excavadora tenga un sistema de control automático, pero también haga que la excavadora tenga un alto rendimiento, automatización y desarrollo de dirección inteligente. La mecatrónica surgió alrededor de 1965, y la tecnología mecatrónica para las excavadoras hidráulicas producidas en serie se utilizó alrededor de 1985, cuando el objetivo principal era ahorrar energía. La excavadora electrónica es el símbolo de la tercera generación de excavadoras.

Los fabricantes de la industria de excavadoras se pueden dividir a grandes rasgos en cuatro categorías. Más del 70% de las excavadoras nacionales están ocupadas por marcas extranjeras, y las marcas nacionales siguen siendo principalmente excavaciones pequeñas y medianas, pero la proporción de excavadoras nacionales está aumentando gradualmente, con un aumento interanual del 3,6% en 2012.

Desde finales del siglo XX, la producción internacional de excavadoras se ha desarrollado hacia la miniaturización, la multifunción, la especialización y la automatización a gran escala.

1. Desarrollar excavadoras multivariedad, multifuncionales, de alta calidad y alta eficiencia. Para satisfacer las necesidades de la construcción municipal y de tierras agrícolas, se utilizan microexcavadoras con una capacidad de cucharón inferior a 0,25 m.³ Se han desarrollado en el extranjero y la capacidad mínima del cucharón es de solo 0,01 m.³. Además, la mayor parte de las excavadoras pequeñas utilizan máquinas equipadas con diversos dispositivos de trabajo. —— Además de la pala, la pala también está equipada con elevación, agarre, cucharón plano, cucharón de carga, dientes de rastrillo, cono roto, torsión, perforación, ventosa electromagnética, vibrador, tabla de empuje, pala de impacto, horquilla, marco aéreo, placa de bisagra. y pala, etc., para satisfacer las necesidades de diversas construcciones. Al mismo tiempo, el desarrollo del uso especial de excavadoras especiales, como excavadoras anfibias y especiales submarinas de baja presión específica y bajo ruido.

2. Rápido desarrollo de la excavadora totalmente hidráulica, mejora continua e innovación del modo de control, de modo que la excavadora pase de la simple operación de palanca al control hidráulico, control de presión, control servo hidráulico y control eléctrico, control remoto por radio y control de programa integrado por computadora electrónica. En áreas peligrosas u operaciones submarinas, la combinación de un receptor de control electrónico por computadora y guía láser, para realizar la automatización completa de la operación de la excavadora. Todo esto, la presión hidráulica total de la excavadora sentó las bases y creó una buena premisa.

3. Dar importancia a la adopción de nuevas tecnologías, nuevos procesos y nuevas estructuras, y acelerar la velocidad de desarrollo de la estandarización, serialización y generalización. Por ejemplo, la excavadora producida por Atlas está equipada con un nuevo dispositivo de regulación de velocidad del motor para adaptarse a la velocidad de operación, y la nueva excavadora hidráulica LC-5800 de la serie C está instalada con un sistema hidráulico de control automático, que puede ajustar automáticamente el caudal y evitar el desperdicio de potencia motriz. También se instala el CAPS (Sistema de energía asistido por computadora), que mejora la potencia operativa de la excavadora y permite aprovechar al máximo la función del sistema hidráulico; Cinco nuevos modelos de excavadoras producidas por Sumitomo Japón están equipados con un sistema de control de potencia asistido por computadora conectado al circuito hidráulico, utilizando el sistema de selección de modo de control fino, reduce el consumo de combustible, potencia del motor y energía hidráulica, y extiende el servicio. vida de las piezas; El sistema de regulación de la bomba de aceite de la excavadora producida por Ogakai (O & K) tiene características de confluencia, hace que la bomba de aceite tenga la máxima eficiencia de trabajo; Utilizando el sistema de control inteligente de la nueva excavadora hidráulica tipo 904.905.907.909, incluso los conductores sin experiencia pueden realizar operaciones complejas; Liebherr, Alemania, desarrolló ECO (Operaciones de control electrónico). El rendimiento operativo de la excavadora se puede ajustar de acuerdo con los requisitos de operación. Se ha logrado el efecto de alta eficiencia y bajo consumo de combustible; En la nueva excavadora con sistema B, el uso del último motor diésel tipo 3114T, sistema de presión de detección de carga de torsión, selector de modo de potencia, etc., mejora aún más la eficiencia operativa y la estabilidad de la excavadora. La empresa de maquinaria de construcción Doosan en la excavadora DH 280 adoptó EPOS —— El sistema electrónico de optimización de potencia, de acuerdo con el cambio de carga del motor, ajusta automáticamente la potencia absorbida por la bomba hidráulica, hace que la velocidad del motor siempre se mantenga cerca de la velocidad nominal, es decir, el motor siempre con funcionamiento a plena potencia, ambos aprovechan al máximo la Potencia del motor, mejora la eficiencia de la excavadora y evita que el motor se sobrecargue.

4. Actualice la teoría del diseño para mejorar la confiabilidad y extender la vida útil. Estados Unidos, Gran Bretaña, Japón y otros países utilizan la teoría del diseño de vida limitada para reemplazar la teoría y el método tradicional de diseño de vida infinita y la teoría de acumulación de daños por fatiga, mecánica de fracturas, método de elementos finitos, diseño de optimización, control por computadora de la tecnología de prueba de fatiga servo electrohidráulica. , el método de análisis de resistencia a la fatiga y otras tecnologías avanzadas aplicadas a la resistencia de la investigación de excavadoras hidráulicas, promueven la eficiencia y competitividad del producto de alta calidad. Estados Unidos propuso el método de análisis de diseño dinámico para evaluar la resistencia dinámica y estableció la teoría de predecir fallas y actualizaciones de productos. Japón ha desarrollado el procedimiento de evaluación de la resistencia de los componentes de las excavadoras hidráulicas y el sistema de procesamiento de información de confiabilidad. Bajo la guía de la teoría básica anterior, con la ayuda de una gran cantidad de pruebas, se acorta el ciclo de investigación de nuevos productos, se acelera el proceso de actualización de la excavadora hidráulica y se mejora su confiabilidad y durabilidad. Por ejemplo, la tasa de operación de la excavadora hidráulica alcanza el 85%~95% y la vida útil es de más de 10,000 horas.

5. Reforzar la protección laboral de los conductores y mejorar sus condiciones laborales. La excavadora hidráulica adopta una cabina con estructura de protección contra caídas y estructura de protección contra vuelcos, asiento flexible inajustable y reduce la interferencia de ruido con medidas de aislamiento acústico.

6. Mejorar aún más el sistema hidráulico. El sistema hidráulico de las excavadoras hidráulicas medianas y pequeñas tiene una tendencia obvia hacia el sistema variable. Debido al sistema variable en el proceso de la bomba de aceite, la presión se reduce al aumentar el flujo, de modo que la potencia de la bomba hidráulica permanece constante, es decir, la excavadora hidráulica equipada con la bomba variable a menudo puede aprovechar al máximo la Potencia máxima de la bomba de aceite. Cuando aumenta la resistencia externa, se reduce el caudal (velocidad reducida) y la fuerza de excavación se multiplica; Utilice un sistema hidráulico de tres circuitos. Producir tres movimientos de trabajo independientes. Para lograr la potencia coincidente con el mecanismo giratorio. La tercera bomba está conectada a los demás movimientos de trabajo para convertirse en el segundo movimiento rápido independiente del circuito abierto. Además, la tecnología hidráulica se utiliza ampliamente en las excavadoras, lo que crea las condiciones para la aplicación y promoción de la tecnología electrónica y la tecnología de control automático en las excavadoras.

7. Ampliar rápidamente la aplicación de tecnología electrónica y de automatización en excavadoras. En la década de 1970, para ahorrar consumo de energía y reducir la contaminación ambiental, hacer que la operación de la excavadora sea liviana y segura, reducir el ruido de la excavadora y mejorar las condiciones de trabajo de los conductores, se aplicó gradualmente en la excavación tecnología de control electrónico y automático. Con la mejora de la eficiencia del trabajo de la excavadora, el ahorro de energía y la protección del medio ambiente, la operación liviana, la seguridad y la comodidad, confiabilidad y durabilidad y otros aspectos de los requisitos de rendimiento, se ha promovido la aplicación de la integración líquida mecánica y eléctrica en la excavadora, y hacer su Varios rendimientos tienen un salto cualitativo. En la década de 1980, la tecnología microelectrónica como núcleo de alta y nueva tecnología, especialmente la aplicación de microcomputadoras, microprocesadores, sensores e instrumentos de detección en excavadoras, promovió la tecnología de control electrónico en la aplicación y promoción de excavadoras, y se ha convertido en un símbolo importante de la modernización de las excavadoras. , a saber, minería avanzada con sistema de control automático de ralentí y aceleración del motor, sistema de optimización de energía, sistema de control del modo de trabajo, sistema de monitoreo y otros sistemas de control electrónico.

8. Preste más atención a la protección del medio ambiente, CAT, Komatsu y otros fabricantes han lanzado excavadoras para cumplir con los requisitos de las tres emisiones.