平地機在土方施工中的應用

工程機械

施工第五章平地機01:27/2一、概述

平地機是一種以刮刀為主，并配置有其他多種可更換的作業(yè)裝置，以完成土地平整和整形作業(yè)的公路施工機械。公路施工中，可利用平地機進行路基基底處理，完成草皮或表層剝離；從路線兩側取土，填筑高度小于1m的路堤；整修路堤的斷面；旁刷邊坡；開挖路槽和邊溝；在路基上拌和、攤鋪路面基層材料。平地機可以用于整修和養(yǎng)護土路，清除路面積雪。（一）工作特點及作用01:27/3分類1．按車輪數(shù)、驅動輪對數(shù)和轉向輪對數(shù)可分為以下幾種

1）四輪平地機有：2×1×1型，前輪轉向，后輪驅動2×2×2型，全輪轉向，全輪驅動01:27/4分類2）六輪平地機有：3×2×1型，前輪轉向，中后輪驅動3×3×1型，前輪轉向，全輪驅動3×3×3型，全輪轉向，全輪驅動01:27/501:27/6目前生產的平地機大都采用鉸接式機架，它的優(yōu)點是：

(1)轉彎半徑小，一般比整體式的小40％左右，可以容易地通過狹窄地段，能快速調頭，在彎道多的路面上尤為適宜。

(2)采用鉸接式機架可以擴大作業(yè)范圍，在直角拐彎的角落處，刮刀刮不到的地方極少。

(3)在斜坡上作業(yè)時，可將前輪置于斜坡上，而后輪和機身可在乎坦的地面上行進，提高了機械的穩(wěn)定性，使作業(yè)比較安全。01:27/7分類鉸接機架轉向01:27/8分類4、按刮刀長度和發(fā)動機功率分：輕、中、重型類型拖式平地機自行式平地機刮刀長度（m）刮刀長度（m）發(fā)動機功率（kW）機重（kg）輕型1800-2000300044-665000-9000中型2000-30003000-370066-1109000-14000重型3000-42003700-4200110-22014000-1900001:27/9三、發(fā)展概況

美國是最早生產平地機的國家，美國平地機的產量居世界首位。美國卡特皮勒、德萊賽、約翰·迪爾等公司生產的平地機制造技術先進，其技術性能具有世界先進水平。日本小松制作所和三菱重工是世界著名的平地機生產企業(yè)，其電子技術應用領先世界水平。在世界范圍內，各國正在加速現(xiàn)代化的進程，土方工程規(guī)模日益擴大，平地機有向大型化方向發(fā)展的趨勢。加拿大Champion公司生產的功率為522kW的100t超重型平地機，是當前世界上最大的平地機。與此同時，為滿足狹窄場地施工作業(yè)的需要，一些國家也注重發(fā)展輕型平地機。最小的平地機是日本生產的MGD743輕型平地機，功率只有26kW。01:27/10四、平地機總體構造

平地機主要由發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、機架、行走裝置、工作裝置和操縱系統(tǒng)組成。很多公司生產的平地機上裝有工程機械專用柴油機，以適應施工中的惡劣工況：在高負荷低轉速下可以較大幅度地提高輸出扭矩。01:27/11平地機的整體式車架為支持在前橋與后橋上的弓形梁架。其上裝有發(fā)動機、傳動裝置、駕駛室和工作裝置等。機架中間的弓背處裝有油缸支架，上面安裝刮刀升降油缸和牽引架引起油缸。鉸接機架設有左右鉸接轉向油缸，用以改變或固定前后機架的相對位置。01:27/121、平地機傳動系統(tǒng)平地機傳動系統(tǒng)一般由主離合器或液力變矩器、變速箱、后橋傳動、平衡箱串聯(lián)傳動裝置等組成。01:27/13變矩器采用單級向心式液力變矩器，具有一定的正透性。變矩器泵輪通過彈性連接盤（非金屬材料）與發(fā)動機飛輪直接相連，渦輪軸為定軸式動力換檔變速箱的輸入軸。采用定軸式動力換檔變速箱，由變速油泵向液壓換擋離合器提供壓力油，以實現(xiàn)動力換檔。變速泵除向換檔離合器提供壓力油外，同時向液力變矩器供油，然后經冷卻器冷卻，再供給變速箱的壓力潤滑系統(tǒng)。01:27/1401:27/153、平地機的后橋及平衡箱1-連接盤；2-主動錐齒輪軸；5-主動錐齒輪座；8-齒輪箱體；9-軸承蓋；12-從動錐齒輪；13-直齒輪；14-從動直齒輪；15-輪轂；16-殼體；17-托架；18-導板；19、28-墊片；20-鏈輪；21-車輪軸；22-平衡箱體；23-軸承座；24-鏈條；25-主動鏈輪；26-半軸；27-端蓋；28-墊片；29-鋼套；30-軸承；32-壓板01:27/1601:27/17后橋平衡箱特點為了提高行駛、牽引性能和作業(yè)性能，一般六輪平地機部采用在后橋的每一側由兩個車輪前后布置的結構形式，但只用一個后橋。作用：1）平衡箱串聯(lián)傳動就是將后橋半軸傳出的動力，經串聯(lián)傳動分別傳給中、后車輪。

2）由于平衡箱結構有較好的擺動性，因面保證了每個中、后輪同時著地，有效地保證了平地機的附著牽引性能。

3）平衡箱可大大提高平地機利刀作業(yè)平整性。01:27/18當左右兩中輪同時被高度為H的障礙物抬起時，后橋的中心升起高度為H/2，而位于機身中部的刮刀的高度變化為H/4；01:27/19當左中輪被高度為H的障礙物抬起，后橋的左端升高H/2，后橋中部升高值為H/4，刮刀的左端升高值3H/8，右端升高值僅為H/8。01:27/201）、組成4、前橋裝置01:27/214、前橋裝置1）、組成01:27/221）、組成01:27/23平地機轉向時，左右車輪可通過轉向油缸推動左右轉向節(jié)偏轉，實現(xiàn)平地機轉向，此時將前輪向轉向內側傾斜，可進一步減小平地機的轉彎半徑；01:27/24平地機在橫坡上作業(yè)時，傾斜前輪使其處于垂直狀態(tài)，有利于提高前輪的附著力和平地機的作業(yè)穩(wěn)定性。01:27/25五、平地機工作裝置

松土裝置耙土裝置刮土裝置推土裝置01:27/26（一）刮土工作裝置

1、組成1)牽引架前端為球形鉸，與車架前端鉸接，因而牽引架可繞球鉸在任意方向轉動和擺動。2)支承在牽引架上的回轉圈在回轉驅動裝置的驅動下繞牽引架轉動，從而帶動刮刀回轉。01:27/273)刮刀背面有上下兩條支撐在兩側角位器滑槽上的滑軌，可在刮刀側移油缸的推動下側向滑動。4)角位器與回轉圈耳板下端鉸接，上端用螺母固定住。松開螺母時，角位器可以擺動，從而帶動刮刀改變切削角。01:27/28刮刀如下六種動作

1)刮刀的傾斜或升降：由左右升降油缸完成。2)刮刀回轉：回轉驅動裝置帶動回轉圈，回轉圈再帶動耳板，耳板通過滑軌帶動刮刀回轉。3)刮刀側移：刮刀側移油缸活塞桿通過滑軌帶動刮刀側移。01:27/294)刮刀移出機身：由牽引架引出油缸、刮刀側移油缸及回轉驅動裝置同時動作實現(xiàn)。5)刮刀切削角的改變：由角位器及角位器緊固螺母、切削角調節(jié)油缸共同完成。01:27/3001:27/313、牽引架牽引架用來安裝轉盤，轉盤上裝有刮刀，使之懸掛在平地機弓形架鼻梁上能作上下升降，以便它隨機械的前進進行刮土作業(yè)。轉盤是用來直接安裝刮刀，并將它懸掛在牽引架下面，使之能進行刮土刀水平方向的回轉，以調整刮土角。01:27/32分為A型和T型兩種。前者為箱形截面三角形鋼架。A型牽引架前端球鉸與弓形前機架前端鉸接，后端橫梁兩端球頭與刮刀提升油缸活塞桿鉸接。牽引架前端和后端下部焊有底板，前底板中部伸出部分可安裝轉盤驅動小齒輪。01:27/33T型牽引架01:27/344、回轉圈及支承裝置回轉圈由齒圈、耳板、拉桿等焊接而成。耳板應強度足夠以免破壞。回轉圈屬于不經常傳動件，所以齒圈制造及配合面的配合精度可不高，并且暴露在外。01:27/35回轉圈在牽引架的滑道上回轉，滑道與回轉圈之間為間隙配合且便于調節(jié)，并且因回轉支承裝置的滑動性能和耐磨性能都較好，不需要更換支承墊塊。01:27/3601:27/3701:27/385、回轉驅動裝置安裝在牽引架中部的鏟刀回轉液壓馬達，可通過蝸輪減速裝置驅動轉盤，使安裝其上的鏟刀相對牽引架做360°回轉，用以改變鏟刀在水平面內的傾斜角度，實現(xiàn)平地機側移卸土填堤，或回填溝渠。

01:27/396、刮刀：各種平地機的鏟刀都基本相似，它包括刀身和切削刃兩部分。刀身切削刃刀身為一塊鋼板制成的長方形曲面弧形板，其下緣和兩端用螺栓裝有切削刀片。刀片由耐磨抗沖擊高合金鋼制成。其切削刃是上下對稱，刀口磨鈍或磨損后可上下?lián)Q邊或左右對換使用。為提高刮刀抗扭抗彎剛度和強度，在刀身的背面焊有加固橫條，在某些平地機上，此加固橫條就是上下兩條供刮刀側伸時使用的滑軌。01:27/40刮刀切削角的調節(jié)平地機刮土作業(yè)時，應根據(jù)土壤性質和切削阻力大小適時調整刮刀切削角。1）由人工調整多應用在中小型平地機上，調整后應將緊固螺母鎖緊。01:27/412）通過油缸調整油缸體鉸接在回轉圈兩側，活塞桿頭部與角位器鉸接，當松開緊固螺母后，操縱油缸伸縮，即可使角位器帶動刮刀繞下鉸點轉動，使切削角改變，調好后人工將緊固螺母鎖緊。01:27/42切削角調整油缸01:27/43（二）松土工作裝置1、作用用于疏松不能用刮刀直接切削的堅硬土壤。2、分類1）耙土器－負荷比較小，一般采用前置布置方式，即布置在刮刀和前輪之間。2）松土器－負荷較大，采用后置布置方式，布置在平地機尾部，安裝位置離驅動輪近，車架剛度大，允許進行重負荷松土作業(yè)。01:27/443、耙土裝置1）組成01:27/45分雙連桿式和單連桿式兩種。單連桿式松土器由于其連桿長度有限，松土齒在不同的入土深度下的松土角變化較大，但結構簡單。01:27/46雙連桿式的近似于平行四邊形機構，其優(yōu)點是松土齒在不同的切土深度角基本不變，故對松土有利。且雙連桿同時承載，改善了松土器架的受力狀態(tài)。01:27/47六、基本作業(yè)方式

1、刮土直移：將刮刀水平回轉角α置為0度，即刮刀軸線垂直于行駛方向，此時切削寬度最大，適用于不平整度較小的場