反铲挖掘机（Backhoe 掘土机）是一种由动臂和斗杆驱动铲斗向下并朝向机身挖掘的一种多用途土石方施工机械。主要进行土石方挖掘、装载、土地平整、吊装等作业，在道路施工、桥梁建设、城市建设及水利施工中得到了广泛应用。挖掘机也兼有推土机、装载机、起重机的功能，能代替这些机械工作。
反铲挖掘机由反铲装置、发动机、液压系统和行走机构等组成，由液压马达和液压缸驱动。根据其特点不同可分为电动挖机、内燃机挖机、机械式挖机、液压式挖机、履带式挖机、轮胎式挖机等。
1947年，第一台液压反铲挖掘机由英国的杰西博公司研发成功。20世纪60年代，中国开始自主研发挖掘机，挖掘机行业在中国稳步发展。
工作时，反铲挖掘机由发动机驱动液压泵，将压力油输送到多路阀中，再操纵多路阀，将压力油送往直线与旋转运动的元件，以完成挖掘、回转、卸载、返回等动作。
随着传统型和通用型产品样机减少，一些有特殊构造、有特色的挖掘机产品和多功能的产品逐渐受到用户的青睐，反铲挖掘机向多功能化，便利化发展。
发展简史
1837年，世界第一台挖掘机在美国诞生——以蒸汽作为动力的动力铲。
1900年，第一台以柴油机作为动力的挖掘机问世。
1910年，美国出现了第一台电动机驱动的蒸汽铲，并开始应用履带行走装置。
1947年，第一台液压反铲挖掘机由英国的杰西博公司首先研发成功。
20世纪40年代末，几家美国公司也同时推出了类似的产品，其中包括堪萨斯州托皮卡市的亨利公司（Henry Company）和密歇根州洛伊尔欧克的谢尔曼产品公司（Sherman Products，Inc.,）。液压反铲挖掘机所使用的方法被称为“液压驱动功率输出轴”，它的英文首字母缩写HOPTO也在20世纪40年代末，成了液压反铲挖掘业第3家新兴企业的名称。这些被安装在工业用或农用牵引车的背面的机器被称为反铲挖掘机（buckhoes）。
1954年，第一台全液压挖掘机在德国出现。新兴企业德国德马格公司，推出了一种可以在基座上完整旋转360度的履带式反铲挖掘机样机。
20世纪60年代，中国开始自主研发挖掘机，与日本几乎同时起步。然而，到2000年，美国的卡特彼勒公司以及日本的日立、小松等外资品牌却已经占领中国挖掘机市场90%以上的份额。
1985年，第一台全电脑控制的液压挖掘机在日本出现。
1987年，当时世界最大的日立EX3500型正铲超大型挖掘机（斗容量18.8m³,工作重量330t）在日本开发成功，此时世界其他公司也相继开发出超大型液压挖掘机。
1990年以后，超大型液压挖掘机的斗容量不断增加，达到了50m³以上；机重不断加大，达800t以上，逐渐形成超大型矿山型与土方型液压挖掘机系列。
1992年，太重集团与德国曼内斯曼德马克公司合作生产的H121液压挖掘机，是中国研发的第一个超过100吨的超大型液压挖掘机，工作重量115.5吨，功率477kW，填补了中国在该领域的空白。
1997年，世界上最大的液压挖掘机——美国特雷克斯O\u0026KRH400挖掘机被制造而出， 油箱容量为16000L，发动机输出功率达3280kW，正铲能容纳85吨的矿物，是当时唯一的1000吨级液压挖掘机。
2008年1月26日，中国最大的矿用挖掘机WK55挖掘机在山西太重集团下线。机身高22米，相当于７层楼高，总重量达到1400吨，斗容量56立方米，年产量可达1200万立方米。 适用3000万吨级的大型露天矿、铁矿、有色金属矿的剥离和采装作业。
2011 年，三一重工挖掘机在中国市场占有率达到 12.3%，成为中国行业第一。
基本构造
反铲挖掘机的基本构造包括反铲装置、发动机、液压系统、行走机构、回转机构、动力传动系统、电气控制系统等，其中反铲装置是反铲挖掘机的核心机构。
反铲装置
反铲装置主要由动臂、动臂液压缸及其活塞杆、斗杆、斗杆液压缸及其活塞杆、铲斗、铲斗液压缸及其活塞杆、连杆和摇杆组成，是反铲挖掘机的核心结构。反铲装置的动臂3和斗杆5是采用钢板焊接而成的壳式结构，这种结构比较轻巧， 同时有着较好的强度和刚度。其构造特点是各部件之间的联系全部采用接，利用动臂液压缸和斗杆液压缸的伸缩，使动臂和斗杆绕铰接点转动，实现挖掘过程中的各种动作。
反铲工作装置的挖掘力一般要比正铲挖掘要小，因此，小型挖掘机一般配备的是反铲工作装置。它主要适用于管槽、基坑、河沟泥泞土壤的挖掘，它的工作轨迹由各油缸提供的主运动及各杆件相互协调配合工作决定。液压挖掘机的挖掘方式主要有以下四种方式，使工作装置具备沟侧、沟端、沟坡、超深沟、直线及曲线、保持一定角度挖掘等的作业能力，从而让挖掘机能在有限空间里最大限度的发挥它的挖掘能力。
发动机
发动机是将热能转化为机械能的一种机械装置，它利用燃料在气缸内燃烧所产生的热能使气体膨胀以推动曲柄连杆机构运动。其产生的动力经过传动系统传给行驶系、制动系、转向系及工作装置，使机械可以实施行驶、制动、转向及各种动作。液压反铲挖掘机通常采用涡轮增压柴油发动机，通过减震装置固定在机架上。
液压系统
液压系统以液体作为工作介质，在密封的回路里，用液体的压力能进行能量的传递。由液压泵、调节阀、液压缸、液压马达、管道、油箱等组成。液压反铲挖掘机的液压系统的类型很多，按主液压泵的数量、功率调节方式和回路的数量可分为单泵或双泵单路定量系统、双泵双路定量系统、多泵多路定量系统、双泵双路分功率调节变量系统、双泵双路全功率调节变量系统等；按液流循环方式可分为开式系统、闭式系统。
动力传动系统
单斗液压反铲挖掘机的动力传动系统是将柴油机输出动力通过液压系统传递给工作装置、回转装置和行走机构等。由柴油发动机、液压泵、分配阀、中央回转接头、动臂油缸、斗杆油缸、回转电机、行走马达等组成。
回转装置
回转机构由回转驱动装置和回转支撑组成。是用来使回转平台旋转的装置，对挖掘机的生产率有着较大的影响。
行走机构
反铲挖掘机行走机构由行走马达驱动，经内燃发动机驱动液压泵，将压力油输送到多路阀中，操纵多路阀将压力油送往直线运动与旋转运动的元件，以完成行走动作。履带式行走装置主要由行走架（包括：X形底架、履带架和回转支承底座）、驱动轮，引导轮、支重轮、托带轮、履带、终传动及张紧装置等部件组成。
电气控制系统
电气控制系统是指在没有人直接参与的情况下，利用外加的设备或装置（控制装置或控制器），使机器、设备或生产过程（统称被控对象）的某个工作状态或参数（即被控量）自动地按照预定的规律运行的一种系统。包括监控盘、发动机控制系统、泵控制系统、电气操纵机构、空调调节装置、节能控制、故障诊断报警系统、各类传感器、电磁阀等。
辅助装置
辅助装置由驾驶室、液压油箱、柴油箱及蓄电池等部件组成，在挖掘机运作过程中起辅助作用。
工作原理
反铲挖掘机的执行机构包括行走机构、上车机构、动臂、斗杆和铲斗等，分别由左行走液压马达、右行走液压马达、回转液压马达、动臂液压缸、斗杆液压缸和铲斗液压缸驱动。由发动机驱动两个液压泵，并将压力油输送到两组多路阀中，操纵多路阀，将压力油送往直线与旋转运动的元件，以完成挖掘、回转、卸载、返回等动作。其工作循环主要包括：挖掘，满斗提升及回转，卸载和返回。
挖掘
一般以斗杆液压缸动作为主，用铲斗液压缸调整数控刀具角度，配合挖掘。必要时（如铲平基坑底面或修整斜坡等有特殊要求的挖掘动作），铲斗、斗杆、动臂三个液压缸须根据作业要求复合动作，以保证铲斗按特定轨迹运动。
满斗提升及回转
挖掘结束时，铲斗液压缸推出，动臂液压缸顶起，满斗提升。同时，回转液压马达转动，驱动回转工作台向卸载位置旋转。
卸载
当转台回转到卸载位置时，回转停止。通过动臂液压缸和铲斗液压缸配合动作调整铲斗卸载位置。然后，铲斗液压缸内缩，铲斗向上翻转卸载。
返回
卸载结束后，转台反转，配以动臂液压缸、斗杆液压缸及铲斗液压缸的复合动作，将空斗返回到新的挖掘位置，开始下一个工作循环。
基本分类
挖掘机按工作装置可分为：正铲、反铲、拉铲、抓铲等；按行走方式可分为：履带式、轮胎式、步履式挖掘机；按操作系统可分为机械式和液压式挖掘机等；按驱动方式可分为电动和内燃机两种。不同种类的挖掘机各有其特点，适用于不同的工作场合和用途。以下就反铲挖掘机的分类进行归纳整理，供参考。
按行走方式分类
履带式
履带式挖掘机由动力装置、工作装置、回转机构、操纵机构、传动机构、行走机构等部分组成，由柴油机提供动力，以液压传动。粗粗的动臂连接着斗杆和铲斗即构成了履带式挖掘机的工作装置，动力装置——柴油机和操纵机构——驾驶室构成了它的主体部分，平履带板及动轮组合而成的履带是它的行走机构。履带式挖掘机适合在大块平地或者坡度不大的地面上进行作业，无法在崎岖的地形中开展工作。
轮胎式
指由轮胎结构驱动行驶的挖掘机，可独立施工，速度更快。有效提高施工效率并降低成本。
步履式
步履式挖掘机是一种全地形多功能的挖掘机械，它在履带式挖掘机已经具有的部分之外，多出了四个支撑脚，它的支撑脚可以自带行走轮。四个支撑脚用四台液压缸单独操作，支撑脚的长度和支撑位置都可以在纵向、横向和垂直三个方向调节，可以产生多达56种动作变形。使挖掘机的适用性和稳定性大大提高，可以在崎岖不平或狭小的作业面上展开工作。
按操作系统分类
按照操纵系统不同，反铲挖掘机可分为机械操纵式反铲挖掘机和液压操纵式反铲挖掘机。液压操纵式反铲挖掘机操作灵活，铲斗与动臂既可单独分别工作，又可配合共同工作，在工程中应用比较广泛。
机械式
通常情况下，把由电力驱动，传动机构采用机械传动的挖掘机定义为机械式挖掘机，简称掘土机。电铲的推压方式一般采用齿轮齿条或钢丝绳推压，铲斗的提升则采用钢丝绳提升。其整机质量重、挖掘力大、平衡性及稳定性好，能适用于各种矿物岩层的剥离及装载，在坚硬、致密的矿岩从事剥离、装载作业效率更明显。
液压式
传动机构采用液压传动的挖掘机称为液压挖掘机，液压挖掘机采用液压缸实现挖掘和举升，其结构紧凑、质量轻、接地比压小、灵活度高，适用于修筑道路、清理河渠等工程。液压挖掘机靠液压缸作业，是一种多功能机械，被广泛应用于交通运输，矿山采掘等机械施工中，保质保量，在提高劳动生产率方面作用显著
按驱动方式分类
电动式
以电力作为驱动能源的反铲挖掘机。有利于节能减排，降低工作成本。主要应用在高原缺氧与地下矿井地区，以及其他一些易燃易爆的场所。
内燃机式
依靠内燃机驱动，将燃料燃烧的热能或化学能转变为机械能供挖掘机运动，优点是可持续工作，应用场合广泛，工作效率高。
性能指标
反铲挖掘机的性能指标主要包括整机质量、标准斗容量、发动机功率、斗齿最大挖掘力、最大挖掘高度行走机构内阻力、接地比压和转弯阻力、行走速度、回转速度、最大挖掘半径、最大挖掘深度、最大卸载高度、最小回转半径、尾部回转半径等。这些参数指标可以体现出挖掘机的工作性能和技术经济指标。以下就一些主要指标展开论述，供参考。
整机质量
整机质量是指整机处于工作状态下的质量，是衡量挖掘机性能和工作效率的一项重要指标。
标准斗容量
按铲斗内壁尺寸计算的平裝斗容量和堆积部分的体积之和。平裝斗容量和堆积部分的分界面称为标定面，标定面可能是平面，也可能是曲面。按铲斗容量的不同，可分为小型（铲斗容量小于3立方米）、中型（铲斗容量3～15m³）、大型（铲斗容量15～30m³）和特大型（铲斗容量大小30m³）4种。
发动机功率
指发动机的额定功率（12h 工作），即在给定转速和标准状况下，除本身及全部附件（包括风扇，散热器，空气滤芯，消声器，发电机等）消耗以外的净功率，计量单位为kW（千瓦）。
斗齿最大挖掘力
最大挖掘力指按照系统压力或主泵额定压力工作时铲斗油缸或斗杆油缸所能发挥的斗齿最大切向力。斗齿挖掘力随数控刀具轨迹的变化较复杂，一般只测量工作装置处于能发挥最大挖掘力位置时的挖掘力。
最大挖掘高度
指工作装置处于最大举升高度时，铲斗齿尖到停机面的距离。计量单位为m（米）。
行走机构内阻力
挖掘机的行走装置通常经减速机、传动机构，将行走马达的扭矩传递给驱动轮，再由驱动轮带动履带行走。所谓行走机构内阻力，是指整个行走机构（包括自重）总的机械阻力。
接地比压
指履带式挖掘机整机质量与履带接地面积之比，或轮胎式挖掘机的轮荷与其接地面积之比。计量单位为MPa（兆帕）。
转弯阻力
挖掘机在转弯时，受到一定的转弯阻力。转弯阻力的大小，不但与机器的结构（如重量、重心位置、履带板结构等）有关，也与地面条件有关。在实际操作中，应该根据实际需要合理选择行驶路线、车速和转弯半径，以充分利用机器的性能，降低转弯阻力的影响。
应用
反铲挖掘机的应用领域非常广泛，可用于道路施工、能源施工、基础建设等领域的机械化施工。也可适用于挖掘Ⅰ～Ⅲ级土壤和爆破物的挖掘装载。
1.在道路施工中，反铲挖掘机可以挖掘工作面以下的土壤和松散的砾石，对路面进行修筑、清理和铺设。同时，反铲挖掘机还能在道路施工中起到排水排污的作用。
2.在能源施工中，反铲挖掘机主要用来采掘经过爆破后的矿岩产品以及土石方的挖掘，同时也可以进行对矿石的深层次开采，清理等作业。
3.在基础建设中，反铲挖掘机可应用于地基挖掘、沟渠铣掘、建筑物拆除等方面。
常见施工方式
反铲挖掘机的挖土特点是“后退向下、强制切土”。开挖方式可以分为：沟端开挖，沟侧开挖，沟角开挖，多层接力开挖。
沟端开挖
沟端开挖是指挖掘机在基槽一端挖土，后退挖土，向沟一：弃土或装汽车运走。其优点是挖土方便，挖的深度和宽度较大。
沟侧开挖
沟侧开挖是指挖土机在沟槽一侧挖土，因为挖掘机的移动方向与挖土方向相垂直，沿沟边开挖，所以稳定性较差，可将土弃于距沟较远的地方。
沟角开挖
使挖掘机机身稳定挖除比较坚硬的土角，且能按要求做出坡度调整。 对于开挖宽度较小，土质较硬的沟槽开挖效果极好。
多层接力开挖
当进行高路堑开挖时，为了提高施工效率，可采用多层接力开挖法。这种方法是采用两台或两台以上挖掘机在不同作业高度进行同时作业，底层挖掘机将土壤传递到上层，由上层挖掘机将土壤装入自卸汽车，以提高作业效率。其中上部采用大型挖掘机进行作业，可以提高装料速度。采用这种方法进行施工，多层挖掘机配合作业，可实现较大深度的基坑开挖，一般两层开挖可以达到10 m，三层开挖可达到15m，可一次开挖到设计标高，避免自卸汽车在坑底进行作业，从而有效减少车辆运输时间，提高施工效率。不需要在坑内专门为运输车辆修建运输道路，可用于土质较好，开挖深度在10m以上的大型基坑开挖。
发展趋势
多功能化
反铲挖掘机向多功能化，便利化发展。当反铲挖掘机配置不同的作业装置时，可以用来吊、夹、推、刮、松、挖、 装、铣削、拆除、清除和压实等作业，且大都采用快换装置，驾驶员在驾驶室内就可以完成作业装置的更换，工作装置中动臂、斗杆结构变化多样，扩展了主机的使用功能。随着传统型和通用型产品样机减少，一些有特殊构造的、有特色的产品和多功能的产品备受用户的青睐，这些多用途作业装置大大扩展了液压挖掘机的功用，提高了产品的施工适用性。同时也体现了各厂家市场差异化的产品发展战略和各自的技术水平。所以，研究专业性的挖掘机设计理论、方法甚至是专用软件，以便缩短设计周期、提高产品性能和可靠性，是反铲挖掘机的发展趋势。
智能化
反铲挖掘机行业将向着智能化方向发展，产品通过智能化手段，帮助用户提高施工效率、降低油耗、提升设备残值率，并为环境保护保驾护航。
可靠性
反铲挖掘机产品可靠性水平依赖于配套件的可靠性水平，是通过提高零件、部件、总成、系统的可靠性来实现的，著名的挖掘机生产厂家挖掘机智能化数字技术已达到比较高的程度。中国挖掘机企业利用现代微电子技术、传感器技术、GPS及gis技术、网络技术及智能失效诊断技术，不断提高挖掘机的使用效率和可靠性。
标准规范
安全标准
命名标准
国产液压挖掘机以WY系列为主，通常用W表示挖掘机、Y表示液压，其后面的数字代表机重或铲斗容量。L表示轮胎式、D表示电动式。
品牌与制造商
注意事项
安全操作
1.挖掘机斜坡行驶时离地面 20－30cm，在斜坡上停放时，应把工作装置放置地面。在斜坡上工作时，应用土堆一平台用以保持机器水平。在松软地面上工作时，需注意塌方风险。
2.回转工作时应注意周围环境是否安全。
3.避免接近高压电缆。
4.在雪地上作业时应防止滑移。
启动
1.挖掘机启动时要将挖掘机表面的泥土清理干净，检查有无松动的固件，检查防冻液液位及机油油位是否正常，关注机油油质以及正常燃油的防冻水平是否正常。
2.寒冷天气时，应预热后再启动发动机。
存放
1.冬季存放期间，每个月应启动发动机一次，将发动机的冷却液排放干净。同时，为防止汽车电瓶馈电，应将电瓶拆下放到温暖的地方进行存放。
2.每月应运转一次空调系统，同时，检查挖掘机电气控制开关是否正常。
保养
日常保养应注意检查、清洗或更换空气滤芯；消洗冷却系统内部；检查和拧紧履带板螺栓；检查和调节履带反张紧度；检查进气加热器；更换斗齿；调节铲斗间隙；更换破碎器滤清器等。
参考资料
反铲挖掘机.术语在线.2023-10-24