初挖掘机是手动的,从发明到2013年已经有一百三十多年了,期间经历了由蒸汽驱动斗回转挖掘机到电力驱动和内燃机驱动回转挖掘机、应用机电液一体化技术的全自动液压挖掘机的逐步发展过程。台液压挖掘机由法国波克兰工厂发明成功。由于液压技术的应用,20世纪40年代有了在拖拉机上配装液压反铲地悬挂式挖掘机。1951 年,台全液压反铲挖掘机由位于法国的 Poclain( 波克兰 ) 工厂推出,从而在挖掘机的技术发展领域了全新空间,20世纪50年代初期和中期相继研制出拖式全回转液压挖掘机和履带式全液压挖掘机。
重视采用新技术、新工艺、新结构,加快标准化、系列化、通用化发展速度。例如,德国阿特拉斯公司生产的挖掘机装有新型的发动机转速调节装置,使挖掘机按适合其作业要求的速度来工作;美国林肯一贝尔特公司新C系列LS-5800型液压挖掘机安装了全自动控制液压系统,可自动调节流量,避免了驱动功率的浪费。还安装了CAPS(计算机辅助功率系统),提高挖掘机的作业功率,更好地发挥液压系统的功能;日本住友公司生产的FJ系列五种新型号挖掘机配有与液压回路连接的计算机辅助的功率控制系统,利用精控模式选择系统,减少燃油、发动机功率和液压功率的消耗,并延长了零部件的使用寿命。
德国奥加凯(O&K)公司生产的挖掘机的油泵调节系统具有合流特性,使油泵具有大的工作效率;日本神钢公司在新型的904.905.907.909型液压挖掘机上采用智能型控制系统,即使无经验的驾驶员也能进行复杂的作业操作;德国利勃海尔公司开发了ECO(电子控制作业)的操纵装置,可根据作业要求调节挖掘机的作业性能,取得了率、低油耗的效果;美国卡特匹勒公司在新型B系统挖掘机上采用新的3114T型柴油机以及扭矩载荷传感压力系统、功率方式选择器等,进一步提高了挖掘机的作业效率和稳定性。
更新设计理论,提高可靠性,延长使用寿命。美、英、日等国家推广采用有限寿命设计理论,以替代传统的无限寿命设计理论和方法,并将疲劳损伤累积理论、断裂力学、有限元法、优化设计、电子计算机控制的电液伺服疲劳试验技术、疲劳强度分析方法等技术应用于液压挖掘机的强度研究方面,促进了产品的率和竞争力。美国提出了考核动强度的动态设计分析方法,并创立了预测产品失效和更新的理论。
进一步改进液压系统。中、小型液压挖掘机的液压系统有向变量系统转变的明显趋势。因为变量系统在油泵工作过程中,压力减小时用增大流量来补偿,使液压泵功率保持恒定,亦即装有变量泵的液压挖掘机可经常性地充分利用油泵的大功率。当外阻力增大时则减少流量(降低速度),使挖掘力成倍增加;采用三回路液压系统。产生三个互不影响的立工作运动。实现与回转机构的功率匹配。将第三泵在其他工作运动上接通,成为开式回路第二个立的快速运动。此外,液压技术在挖掘机上普遍使用,为电子技术、自动控制技术在挖掘机的应用与推广创造了条件。
常见的挖掘机结构包括,动力装置,工作装置,回转机构,操纵机构,传动机构,行走机构和辅助设施等。传动机构通过液压泵将发动机的动力传递给液压马达、液压缸等执行元件,推动工作装置动作,从而完成各种作业。行走装置即底盘, 包括履带架和行走系统, 主要由履带架、行走马达+减速机及其管路、驱动轮、导向轮、托链轮、支重轮、履带、张紧缓冲装置组成,其功能为支承挖掘机的重量,并把驱动轮传递的动力转变为牵引力,实现整机的行走。