第四章-鏟運(yùn)機(jī)

鏟運(yùn)機(jī)第一節(jié)鏟運(yùn)機(jī)的用途及適用范圍第二節(jié)鏟運(yùn)機(jī)的分類第三節(jié)結(jié)構(gòu)和工作原理第四節(jié)鏟運(yùn)機(jī)的工作裝置第五節(jié)鏟運(yùn)機(jī)操縱與控制系統(tǒng)第一節(jié)鏟運(yùn)機(jī)的用途鏟運(yùn)機(jī)是一種利用裝在前后輪軸之間的鏟運(yùn)斗，在行進(jìn)中進(jìn)行鏟裝、運(yùn)輸和鋪卸等作業(yè)的機(jī)械。中距離(100～2000m)大規(guī)模土方轉(zhuǎn)移工程。能綜合地完成鏟土、裝土、運(yùn)土和卸鋪四個(gè)工序控制土層厚度、進(jìn)行平土作業(yè)和對(duì)卸土進(jìn)行局部碾壓等鏟運(yùn)機(jī)可以挖鏟包括Ⅳ類土在內(nèi)的土壤。為了提高鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)效率，應(yīng)從Ⅲ類、Ⅳ類土起，將土壤預(yù)松。為了較快地裝滿鏟斗，需用推土機(jī)助鏟來增加牽引力。鏟運(yùn)機(jī)可用以從兩側(cè)取土坑取土建筑路堤、開挖路塹并將土壤運(yùn)送到路堤、建筑堤壩、開溝、完成剝離工程、土壤改良工程和灌溉工程，以及壓實(shí)鋪到路堤上的土壤.特別適合于大量土方和大面積基坑填挖的工程，但不適合于土壤中含有石塊、雜物的場(chǎng)合以及深度挖掘的作業(yè)。鏟運(yùn)機(jī)的適用范圍

其中經(jīng)濟(jì)適用運(yùn)距和作業(yè)阻力是選擇鏟運(yùn)機(jī)的主要依據(jù)。

鏟運(yùn)機(jī)的適用范圍主要取決于運(yùn)距、機(jī)種、道路狀況和運(yùn)輸材料的性質(zhì)等

鏟運(yùn)機(jī)適宜于在含水量較小的砂粘土上作業(yè)，而在干燥的粉土、砂加卵石與含水量過大的濕粘土上作業(yè)時(shí)，生產(chǎn)率則大為下降。

第二節(jié)鏟運(yùn)機(jī)的分類鏟運(yùn)機(jī)一般按以下特點(diǎn)來分類：1．按鏟斗容量(1)小容量5m3以下；(2)中等容量5～15m3；(3)大容量>15m3。2．按行走方式(1)拖式：本身沒有行走動(dòng)力，需借助牽引車牽引來進(jìn)行作業(yè)。又分為：①單軸：鏟運(yùn)機(jī)自重和斗中土的重量部分通過牽引裝置傳至牽引車；②雙軸：牽引車不承受鏟運(yùn)機(jī)自重和斗中土的重量。第二節(jié)鏟運(yùn)機(jī)的分類(2)自行式：本身具有行走動(dòng)力；1)按發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)可分為：?jiǎn)伟l(fā)動(dòng)機(jī)；雙發(fā)動(dòng)機(jī)。2)按軸數(shù)可分為：二軸式——以專用單軸牽引車為動(dòng)力；三軸式——以專用雙軸牽引車為動(dòng)力。3．按行走裝置形式(1)輪式鏟運(yùn)機(jī)；(2)履帶式鏟運(yùn)機(jī)；4．按鏟斗操縱方式(1)鋼絲繩式；(2)液壓式；5．按卸土方式分(1)自由卸土式(圖a)利用鏟斗傾翻(有向前、向后兩種形式)，斗內(nèi)土靠本身自重卸出。

(2)半強(qiáng)制卸土式(圖b))利用連在一起的鏟斗底板與后壁共同向前翻轉(zhuǎn)，以強(qiáng)制方式卸去一部分土，同時(shí)利用土本身重量將其余部分土卸出。

(3)強(qiáng)制卸土式(圖c)鏟斗的后壁為一塊可沿導(dǎo)軌移動(dòng)的推板，靠此推板

(卸土板)自后向前推進(jìn)，將鏟斗中的土壤強(qiáng)制推出。

6．按裝載方式分分為升運(yùn)式(鏈板裝載式)與普通式(也稱開頭裝載式)兩種。(1)升運(yùn)式在鏟斗鏟刀上方裝有鏈板裝載機(jī)構(gòu)，由它把鏟刀切削起的土升運(yùn)到鏟斗內(nèi)(2)普通式靠牽引機(jī)的牽引力和助鏟機(jī)的推力，使用鏟斗的鏟刀將土壤鏟切起，并在行進(jìn)中將鏟切起的土屑擠人鏟斗內(nèi)來裝載土。鏟運(yùn)機(jī)外形圖CTY8拖式鏟運(yùn)機(jī)鋼絲繩操縱式鋼絲繩操縱式鏟運(yùn)機(jī)是通過滑輪繩組操縱，依靠鏟斗自重切土。所以切土深度較淺，對(duì)硬土鏟切較慢；因而延長(zhǎng)了裝載路程，影響了鏟運(yùn)生產(chǎn)效率；同時(shí)斗門不易關(guān)嚴(yán)導(dǎo)致沿途漏土，鋼繩也易磨損，故這種鏟運(yùn)機(jī)已趨于淘汰。液壓操縱式液壓操縱式鏟運(yùn)機(jī)采用液壓系統(tǒng)操縱鏟斗的升降、斗門的開關(guān)及卸土動(dòng)作。其優(yōu)點(diǎn)是操作靈活方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，動(dòng)作平穩(wěn)，并能使鏟刀強(qiáng)制切土。卸土方式自由式卸土鏟運(yùn)機(jī)利用整體鏟斗前翻轉(zhuǎn)動(dòng)，使斗底傾角大于所卸土壤自然休止角和土壤與斗底、斗壁的摩擦角，土壤在自重作用下自由卸出。這種卸土方式適用于卸干燥、松散的土壤，消耗功率最小，僅用于小型鏟運(yùn)機(jī)。半強(qiáng)制式卸土鏟運(yùn)機(jī)鏟斗側(cè)壁固定，卸土?xí)r，后壁與斗底一起傾翻，將土壤強(qiáng)制向前推移、上升，當(dāng)上升到一定傾角時(shí)，借助于土壤自重而倒出。這種卸土方式適應(yīng)性較強(qiáng)，可使兩側(cè)壁上的粘土清除干凈，但消耗功率也較大。強(qiáng)制式卸上鏟運(yùn)機(jī)鏟斗的后壁為一塊可沿水平導(dǎo)軌移動(dòng)的推板，后壁在動(dòng)力作用下向前移動(dòng)，鏟斗中的土壤被強(qiáng)制推出鏟斗。這種卸土方式卸土干凈，適用粘土、濕土的鏟運(yùn)。其卸土消耗功率大。傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖推土機(jī)作助鏟機(jī)推挽作業(yè)法第三節(jié)

自行式鏟運(yùn)機(jī)構(gòu)造自行式鏟運(yùn)機(jī)一般由單軸牽引車和鏟運(yùn)斗組成;如圖所示.

輪胎式雙發(fā)動(dòng)機(jī)鏟運(yùn)機(jī)一般由單軸牽引車和單軸鏟運(yùn)機(jī)兩部分組成,如圖所示.一、自行式鏟運(yùn)機(jī)的總體構(gòu)造單軸牽引車是自行式鏟運(yùn)機(jī)的動(dòng)力部分，由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系、轉(zhuǎn)向系、制動(dòng)系、懸掛裝置、車架等組成。鏟運(yùn)斗是自行式鏟運(yùn)機(jī)的工作裝置，主要由轉(zhuǎn)向樞架、轅架、前斗門、鏟斗體、尾架及卸土裝置等組成。

二、傳動(dòng)方式現(xiàn)代自行式鏟運(yùn)機(jī)由機(jī)械傳動(dòng)向液力機(jī)械式和全液壓傳動(dòng)方向發(fā)展。在液力機(jī)械式傳動(dòng)中，廣泛采用變矩器、動(dòng)力換擋變速裝置、最終行星齒輪傳動(dòng)等元

件。在鏟運(yùn)機(jī)使用過程中，采用液力變矩器能更好地適應(yīng)外界載荷急劇變化的需要，可自動(dòng)有載換擋和無級(jí)變速，從而改變輸出軸的速度和牽引力，使機(jī)械工作平穩(wěn)，可靠地防止發(fā)動(dòng)機(jī)熄火及傳動(dòng)系過載，從而提高了鏟運(yùn)機(jī)的動(dòng)力性能和作業(yè)性能。因而，目前大多數(shù)自行式鏟運(yùn)機(jī)采用液力機(jī)械傳動(dòng)

單軸牽引自行式鏟運(yùn)機(jī)傳動(dòng)圖雙軸牽引的鏟運(yùn)機(jī)傳動(dòng)布置如圖CL7型鏟運(yùn)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)2．WSl6S--2型自行式鏟運(yùn)機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)

1—發(fā)動(dòng)機(jī)；2—?jiǎng)恿敵鱿洌?、6—傳動(dòng)軸；4—液力變矩器；5—?jiǎng)恿Q擋變速箱；7—停車制動(dòng)器；8—中央傳動(dòng)；9—輪邊減速器；10—制動(dòng)器；11—輪胎；12—油泵；13—傳動(dòng)箱三、自行式鏟運(yùn)機(jī)的轉(zhuǎn)向裝置及轉(zhuǎn)向操縱現(xiàn)代輪胎式自行鏟運(yùn)機(jī)大多采用鉸接式雙作用雙油缸動(dòng)力轉(zhuǎn)向。有帶換向閥非隨動(dòng)式和四桿機(jī)構(gòu)隨動(dòng)式兩類，隨動(dòng)式又有機(jī)械反饋和液壓反饋之分。雙作用雙油缸裝在牽引車轉(zhuǎn)向樞架和轅架曲梁上的牽引座之間，油缸與活塞桿分別與轉(zhuǎn)向樞架和牽引座鉸接。當(dāng)一液壓缸活塞桿伸出，另一液壓缸活塞桿收進(jìn)時(shí)，可使自行式鏟運(yùn)機(jī)向活塞桿收進(jìn)的一側(cè)轉(zhuǎn)向。1．CL7型鏟運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

CL7型鏟運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)l—油箱；2—濾油器；3—油泵；4—溢流閥；5—流量控制閥；6控制油路；7—分配閥；日—分配閥組；9、10、12、13、15、16、18-外管路；1l—雙作用安全閥；14—轉(zhuǎn)向油缸；17—換向閥；19—單向閥；20—轉(zhuǎn)向器；21—換向曲臂2．WSl6S--2型鏟運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)1—轉(zhuǎn)向器；2—隨動(dòng)杠桿系；3—轉(zhuǎn)向控制閥組；4—鏟運(yùn)機(jī)；5—油缸六連桿機(jī)構(gòu)；6—牽引車一轉(zhuǎn)向器左轉(zhuǎn)引起的桿系運(yùn)動(dòng)方向…一隨動(dòng)桿系反饋運(yùn)動(dòng)方向(左轉(zhuǎn))WSl6S—2型鏟運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)桿系1—轉(zhuǎn)向樞架；2—連桿；3—杠桿；4—牽引車與鏟之間的垂直鉸銷；5—轅架；6—左轉(zhuǎn)向油缸3．627B型鏟運(yùn)機(jī)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

1—方向盤；2—扇形齒輪連桿；3—輸出隨動(dòng)油缸；4—輸入隨動(dòng)油缸；5—轉(zhuǎn)向油缸；6—轉(zhuǎn)向閥；7—轉(zhuǎn)向油泵；8—液壓油箱；9—轉(zhuǎn)向閥連桿；10—補(bǔ)油減壓閥；ll—轉(zhuǎn)向垂臂；12—齒條螺母；13—轉(zhuǎn)向螺桿；14—扇形齒輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總結(jié)綜合以上三種轉(zhuǎn)向型式可以看出：CL7型鏟運(yùn)機(jī)采用的帶換向閥非隨動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)由于沒有隨動(dòng)作用，操縱比較困難；而WSl6S-2型鏟運(yùn)機(jī)采用的機(jī)械式反饋四桿機(jī)構(gòu)隨動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)雖操作性能好，但其鉸點(diǎn)及桿系多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；627B型鏟運(yùn)機(jī)采川的液壓式反饋機(jī)構(gòu)隨動(dòng)式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，操作性能好，比機(jī)械式反饋更有應(yīng)用價(jià)值。四、自行式鏟運(yùn)機(jī)的懸掛系統(tǒng)自行式鏟運(yùn)機(jī)在鏟裝作業(yè)過程中需要采用剛性懸架的底盤使鏟運(yùn)機(jī)工作穩(wěn)定，鏟裝土壤效率較高，但在運(yùn)輸和回駛過程中，還采用剛性懸掛，就會(huì)影響到運(yùn)行速度的提高，且機(jī)械的振動(dòng)較大，顯然這樣會(huì)極大地影響到鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)率，降低其使用壽命。自行式鏟運(yùn)機(jī)在作業(yè)時(shí)要求底盤為剛性懸架，高速行駛時(shí)要求底盤為彈性懸架這一矛盾的解決途徑:一種是日本小松公司和美國(guó)通用汽車公司生產(chǎn)的鏟運(yùn)機(jī)上采用的彈性懸架;另一種是美國(guó)卡特匹勒公司生產(chǎn)的鏟運(yùn)機(jī)上采用的彈性轉(zhuǎn)向樞架。

兩種不同結(jié)構(gòu)形式的彈性懸架1—前橋；2—懸臂；3—隨動(dòng)桿；4—水平閥；5—儲(chǔ)能器；6—牽引車機(jī)架；7—懸架油缸；8—轉(zhuǎn)向樞架；9—轅架曲梁；10—減振油缸1．油氣彈性懸架

1—油泵；2—單向節(jié)流閥；3—懸掛油缸；4—分沉閥；5—液壓水準(zhǔn)閥；6—蓄能器；7—車架；8—前橋；9—儲(chǔ)氣罐；10—電磁閥；11—懸掛操縱閥；12—控制箱；13—隨動(dòng)桿；14—?dú)飧祝?5—懸臂；16—速放閥；17—梭閥；18—彈簧襯套鏈節(jié)；19—搖臂；20—水平控制閥

2．彈性轉(zhuǎn)向樞架

1—后轉(zhuǎn)向樞架；2—轅架；3—蓄能器；4—氮?dú)猓?—浮動(dòng)活塞；6—油液；7—水平控制閥組；8—液壓系統(tǒng)來油；9—節(jié)流孔；10—前轉(zhuǎn)向樞架；11—水平鉸；12—緩沖油缸627B型鏟運(yùn)機(jī)的連接緩沖裝置的結(jié)構(gòu)外形

l—上連桿；2—緩沖油缸；3—水平控制閥組(包括20、21兩部分)；4—蓄能器；5—牽引車架；6—板彈簧；7—下連桿；8—鏟運(yùn)機(jī)樞架；9—后轉(zhuǎn)向樞架627B型鏟運(yùn)機(jī)的連接緩沖裝置的液壓系統(tǒng)圖

10—前轉(zhuǎn)向樞架；1l—油箱；12—油泵；13—主溢流閥；14—單向閥；15—放油閥；16—先導(dǎo)閥；17—油缸單向閥；18—溢流閥；19—選擇閥(在司機(jī)室)；20—先導(dǎo)閥組；21—定位組合閥；22—定位閥；23—鎖定單向閥；24—先導(dǎo)閥；25—節(jié)流孔口第四節(jié)

自行式鏟運(yùn)機(jī)工作裝置

輪胎自行式鏟運(yùn)機(jī)工作裝置是鏟運(yùn)車，主要由轉(zhuǎn)向樞架、轅架、前斗門、鏟斗體等組成。轉(zhuǎn)向樞架和牽引機(jī)的連接示意圖a)縱向單鉸連接；b)四桿機(jī)構(gòu)連接一、轉(zhuǎn)向樞架

圖1-2—22轉(zhuǎn)向樞架

1—下立軸；2—轅架牽引座；3—框架體；4—緊定螺栓；5—牽引車的牽引粱；6—水平軸二、轅架

圖CL7型鏟運(yùn)機(jī)轅架1—牽引座；2—曲梁；3—提斗液壓缸支座；4—橫粱；5—臂桿；6—鏟斗球銷連接座三、前斗門

1—斗門液壓缸支座；2—斗門球銷連接座；3、10—加強(qiáng)槽鋼；4—前壁；5、8—加強(qiáng)板；6—扁鋼；7—前罩板；9—側(cè)板；11—斗門臂圖CL7型鏟運(yùn)機(jī)的前斗門圖CL7型鏟運(yùn)機(jī)的鏟斗體1—提斗液壓缸支座；2—鏟斗橫梁；3—側(cè)梁；4—內(nèi)側(cè)軌道；5—斗門臂球銷鉸座；6—斗門液壓缸支座；7—轅架臂桿球形支座；8—斗門側(cè)壁；9—斗底；10—刀架板；11—前刀片；12—側(cè)刀片圖CL7型鏟運(yùn)機(jī)的尾架1—卸土板；2—?jiǎng)偧埽?—導(dǎo)向架；4—頂推板；5—限位滾輪；6—液壓缸后支座；7—液壓缸前推座；8—左、右推桿；9—下滾輪；10—上推桿；1l—推板；12—上滾輪圖CL7型鏟運(yùn)機(jī)斗門及斗門杠桿1—斗門；2—拉桿；3—斗門臂；4—搖臂圖CL7鏟運(yùn)機(jī)鏟斗1—鏟齒；2—鏟刀片；3—前斗底板；4—側(cè)刀片；5—鏟斗升降油缸連接吊耳；6—側(cè)板；7—斗底門撞塊；8—斗門升降油缸連接軸座；9—轅架連接球軸；10—斗門升降臂連接軸座；11—斗門扒土油缸連接軸座；12—后橫粱；13—后斗底板圖

斗底門1—活動(dòng)板；2·懸掛輪系；3—底板；4—推拉桿CL7的斗底門是一活動(dòng)部件，如圖1—2-29所示，它由四個(gè)懸掛輪系掛在鏟斗兩側(cè)的槽子內(nèi)。輪軸是偏心的，可以調(diào)整與鏟斗底板的間隙。

圖

推拉杠桿1-斗底門鉸接孔；2—后斗門鉸接孔；3—油缸活塞桿鉸接銷；4—油缸缸體鉸接銷圖

卸土工作原理1—活動(dòng)板；2—斗底門；3—后斗門；4—卸土油缸斗底門2與杠桿a—e連接，后斗門3與杠桿a—d連接。a、b、c、d、e為鉸接點(diǎn)。四、其它型式鏟運(yùn)機(jī)工作裝置1．履帶自行式鏟運(yùn)機(jī)工作裝置2.鏈板裝載自行式鏟運(yùn)機(jī)工