3水利部长春机械研究所刘国民金绍江孙德春吉林大学机械学院黄海东k在土方工程中的很多作业场合，希望挖掘机有尽可能大的挖掘半径和挖掘深度是很然的事，特，是进行河道开挖疏浚，沿海滩涂筑堤这种要求尤为突出然而，目前绝大多数挖掘机包括被广泛应用于清游疏浚的单斗液压清淤机其挖掘半径大都不超过10，出现这种局面的真正原因并不是市场不需要，而娃按照常规的结构型式去研制超长臂的挖掘机得不偿失，即使有个别的挖掘半径大于却是以牺牲斗容量代价。这类挖掘机且不论其工效，仅就外观而论不能给人以美的享受，铲斗与其它各部件相比明显失调，好比个很大个子的人长了个很小的头。为了解决这个问英国，3公司于十世纪十年代末推出了，盗谐け弁诰蚧，孟盗型诰蚧，苋肓诵碌乃枷氍值得称赞。
现有挖掘机稳性存在的不足首先分析常规挖掘机的整机稳性。任何挖掘机工作时由于动臂斗杆及铲斗油缸的仲缩都不同程度变化过大必然会导致整机失稳。
我们再换个角度，从工作装置的内力分析入手，分析挖掘半径增大后的变化。挖掘机的工作装置总体看是由斗杆动臂斗杆油缸和动臂油缸等组成的杆系结构。当挖掘阻力与斗齿相互作用时，杆系结构内部产生弯扭剪等内力，这些内力中剪力和扭矩与挖掘半径无多大关系，弯矩则不然，它与挖掘半径成正比，从材料力学知，控制受弯构件强度的主要是弯曲正应力，而正应力与弯矩成正比例关系，因此挖掘半径越大，若截面模量不变正应力必然增大。为了保证构件的强度必须加大截面模量，随之工作装置整体重量增加，结果导致对整机稳性带来不利影响。
常规挖掘机的弊端在于固定在上车平台尾部的配重没有动态调整稳定的作用，系列挖掘机的发明者充分认识到这点，他们所做工作的可贵之处在于用个可移动的配重取代原来的固定配重，本意是使配重在斗杆油缸的作用下与斗杆作相向运动，用来抵消因斗杆运动对整机稳性的影响。其次，采用斗杆油缸和卷扬马达协调动作借助两单面约束的钢丝绳取代传统的双面约束的斗杆油缸，这在很大程度上改善了斗杆和动臂的受力状态。虽然系列长臂挖掘机具有不可否认的进步意义，但仔细推敲会发现仍有需要改进的地方，主要有两点其，斗杆油缸伸缩时，斗杆绕其与动臂相连接的铰点转动，而配重则沿动臂上平面作直线运动，它们的质心位置相对动臂个用圆函数描述，个用直线函数描述，者的运动对整机稳定的影响不可能互相弥合其，虽然钢丝绳的使用改善了工作装置的受力状态，特别是斗杆，但对动臂来说由于卷扬的布置以及配重的运动形式决定了动臂受力的改善不如斗杆显著。
自平衡节能挖掘机专利号2982，1491.8就是在对常规挖掘机和0系列挖掘机的分析础上的产自平衡节能挖掘机简介为了解释节能的含义，先就普通挖掘机个作业循环由挖掘位置挖掘玲升回转，卸物料叫到挖掘位置能量消耗进行分析可知，动力用于挖掘以及将物料送到卸载位置所做的功为有用功，而将整1丁作装置举升到卸料位置所做功为无用功，这部分功当工作装置回到挖掘位置时不能回收，而是转化为液压。系统的热，然后经冷却系统将热散掉，这显然是种浪费，而且随着作业半径的增大越发突出，对此应该引起重视。
自平衡节能挖掘机较好的解决了这个问，自平衡节能挖掘机其结构形式较其它现有挖掘机最显著的区别在于其配茁有两部分组成，部分固定于动臂尾部，另部分为相对动臂摆动的活动配重。当斗杆油缸仲缩时，斗杆和活动配重绕各自铰轴相对动臂作相辅相成的撰动，经恰当设置可获得重要结论1作装置的货心位置既不随动臂油缸也不随斗杆油缸的伸缩而变化，从而节省了工作装置反复升降过程中消耗的可观能量，另外，用斗杆油缸和卷扬马达协调动作取代传统的斗杆油缸，其结果可极大地改善作业装置的受力状备，为减轻设备的结构重量创造了极其有利的条件，与机重相当的其它挖掘机相比自平衡节能挖掘机具有这好的稳性和更大的作业半径。
自平衡节能机理和开发的关键技术4.1节能机理节能依据如下事实设平面内有两质点质量叫和质量吨分别环绕平面内两定点和认作晷周运动，从，和，2分别引向量在尤和瓦，若=22则当向量0和2又以等角速度分别绕，1和，2转动时，质系的质心位置不变证明取0，为原点，建立直角坐标系，17，则问的几何描述2.
从和的式中可以看出它们都不是转角0的函数，也就是说只要和以相同的角逮度转动，则叫和，12组成的质点系的质心位置不动，这就是自平衡节能挖掘机节能的重要的理论依据。
4.2关键技术关键技术有两点是斗杆油缸与卷扬马达协调动作的控制实现，另点是对这样种新型机构必须编制出完整的内力分析程序，不仅定性而且定量地确定整个装置各部分工作中出现最不利荷载时的安全程度，这是合理设计的前提。下面对斗杆油缸与卷扬马达协调动作的控制实现进行比较详细的说明。
马达工作马达拉紧钢丝绳斗杆油缸浮动3马达排除的液压油进入斗杆小腔，斗杆油缸大腔的液压油流回油箱这可能出现两种情况，种是马达排出的油不能满足斗杆油缸运动需要，另种情况是马达排出的油超过斗杆油缸运动所需对于这两种情况均要求马达出油口与斗杆油缸小腔和油箱连通，在第种情况下油缸小腔丛油箱吸取部分液压油，第种情况马达排出的多余液压油直接流回油箱。
斗杆油缸工作斗杆油缸大腔进油，使斗杆油缸伸长，马达浮动。斗杆油缸小腔排出的油去供应马达转动所需。也有两种情况种是油缸排出的油供过于求，另种是供不应求。对于前者，要求油缸小腔排出的多余液压油流回油箱；对于后者，要求马达能从油箱吸取部分油。
马达和斗杆油缸都不工作马达和斗杆油缸都没有压力油输入，但是斗杆和活动配重的运动必须受到限制。以配重块为例，从配重转动铰点引铅垂线作为参照，有两种情况要考虑，种是配重质心位于参照线前方，杆的运动靠马达制动常闭式限制，而配重则需斗杆油缸大腔提供支持力；另种情况是配重质心位于参照线后方，这时配重首先受到其与斗杆联系的钢丝绳2作用，如果这个作用力对配重转动铰点的矩并不正好等于配重对铰点产生的矩则差额部分分必须由斗杆油缸支付，既要么大腔提供支持持力，要么小腔提供支持力，而不论那种情况发生都需要在相应的油口处加平衡阀来解决。综上所述，马达与斗杆油缸的协调动作由以下的油路既可实现3.
关于第点关键技术，需要对这种新型机构编制完善的内力分析程序，这部分的工作量较大，专业性很强，在此不便详细讲述，编制程序的基本思路可参考文献1应用前景自平衡节能挖掘机由于其独特的平衡方式，加之合理的布局，不仅极大减轻构件的结构屯量，而且可以将工作装置的质心调整到回转中心附近，因此工作装置反复升降几乎不需动力额外做功，只是工作装置与配重相对动臂固定的和摆动的间重力势能相互转化。
自平衡节能挖掘机特别适合制成挖掘半径在15，12，1等长臂型，用于开挖清淤河道。这种工作装置可安装在通用挖掘机底盘上，也可安装在浮箱履带底盘。用于沿海滩涂取泥筑堤。
自平衡节能挖掘机具有其它机型无可比拟的优越性，可造价并不比普通相3吨位的挖掘机高很多。
刘国民黄海东拉挖式挖掘机内力分析工程机械1995.8刘国民黄海东自平衡节能型挖掘机工程机械21
