平地機(jī)在土方施工中的應(yīng)用

工程機(jī)械

施工第五章平地機(jī)01:27/2一、概述

平地機(jī)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(jī)械。公路施工中，可利用平地機(jī)進(jìn)行路基基底處理，完成草皮或表層剝離；從路線兩側(cè)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(jī)可以用于整修和養(yǎng)護(hù)土路，清除路面積雪。（一）工作特點(diǎn)及作用01:27/3分類1．按車輪數(shù)、驅(qū)動(dòng)輪對(duì)數(shù)和轉(zhuǎn)向輪對(duì)數(shù)可分為以下幾種

1）四輪平地機(jī)有：2×1×1型，前輪轉(zhuǎn)向，后輪驅(qū)動(dòng)2×2×2型，全輪轉(zhuǎn)向，全輪驅(qū)動(dòng)01:27/4分類2）六輪平地機(jī)有：3×2×1型，前輪轉(zhuǎn)向，中后輪驅(qū)動(dòng)3×3×1型，前輪轉(zhuǎn)向，全輪驅(qū)動(dòng)3×3×3型，全輪轉(zhuǎn)向，全輪驅(qū)動(dòng)01:27/501:27/6目前生產(chǎn)的平地機(jī)大都采用鉸接式機(jī)架，它的優(yōu)點(diǎn)是：

(1)轉(zhuǎn)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(diào)頭，在彎道多的路面上尤為適宜。

(2)采用鉸接式機(jī)架可以擴(kuò)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(shí)，可將前輪置于斜坡上，而后輪和機(jī)身可在乎坦的地面上行進(jìn)，提高了機(jī)械的穩(wěn)定性，使作業(yè)比較安全。01:27/7分類鉸接機(jī)架轉(zhuǎn)向01:27/8分類4、按刮刀長(zhǎng)度和發(fā)動(dòng)機(jī)功率分：輕、中、重型類型拖式平地機(jī)自行式平地機(jī)刮刀長(zhǎng)度（m）刮刀長(zhǎng)度（m）發(fā)動(dòng)機(jī)功率（kW）機(jī)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(guó)是最早生產(chǎn)平地機(jī)的國(guó)家，美國(guó)平地機(jī)的產(chǎn)量居世界首位。美國(guó)卡特皮勒、德萊賽、約翰·迪爾等公司生產(chǎn)的平地機(jī)制造技術(shù)先進(jìn)，其技術(shù)性能具有世界先進(jìn)水平。日本小松制作所和三菱重工是世界著名的平地機(jī)生產(chǎn)企業(yè)，其電子技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)先世界水平。在世界范圍內(nèi)，各國(guó)正在加速現(xiàn)代化的進(jìn)程，土方工程規(guī)模日益擴(kuò)大，平地機(jī)有向大型化方向發(fā)展的趨勢(shì)。加拿大Champion公司生產(chǎn)的功率為522kW的100t超重型平地機(jī)，是當(dāng)前世界上最大的平地機(jī)。與此同時(shí)，為滿足狹窄場(chǎng)地施工作業(yè)的需要，一些國(guó)家也注重發(fā)展輕型平地機(jī)。最小的平地機(jī)是日本生產(chǎn)的MGD743輕型平地機(jī)，功率只有26kW。01:27/10四、平地機(jī)總體構(gòu)造

平地機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架、行走裝置、工作裝置和操縱系統(tǒng)組成。很多公司生產(chǎn)的平地機(jī)上裝有工程機(jī)械專用柴油機(jī)，以適應(yīng)施工中的惡劣工況：在高負(fù)荷低轉(zhuǎn)速下可以較大幅度地提高輸出扭矩。01:27/11平地機(jī)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(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、駕駛室和工作裝置等。機(jī)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(jī)架設(shè)有左右鉸接轉(zhuǎn)向油缸，用以改變或固定前后機(jī)架的相對(duì)位置。01:27/121、平地機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)平地機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)一般由主離合器或液力變矩器、變速箱、后橋傳動(dòng)、平衡箱串聯(lián)傳動(dòng)裝置等組成。01:27/13變矩器采用單級(jí)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(dòng)機(jī)飛輪直接相連，渦輪軸為定軸式動(dòng)力換檔變速箱的輸入軸。采用定軸式動(dòng)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(shí)現(xiàn)動(dòng)力換檔。變速泵除向換檔離合器提供壓力油外，同時(shí)向液力變矩器供油，然后經(jīng)冷卻器冷卻，再供給變速箱的壓力潤(rùn)滑系統(tǒng)。01:27/1401:27/153、平地機(jī)的后橋及平衡箱1-連接盤；2-主動(dòng)錐齒輪軸；5-主動(dòng)錐齒輪座；8-齒輪箱體；9-軸承蓋；12-從動(dòng)錐齒輪；13-直齒輪；14-從動(dòng)直齒輪；15-輪轂；16-殼體；17-托架；18-導(dǎo)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(dòng)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(diǎn)為了提高行駛、牽引性能和作業(yè)性能，一般六輪平地機(jī)部采用在后橋的每一側(cè)由兩個(gè)車輪前后布置的結(jié)構(gòu)形式，但只用一個(gè)后橋。作用：1）平衡箱串聯(lián)傳動(dòng)就是將后橋半軸傳出的動(dòng)力，經(jīng)串聯(lián)傳動(dòng)分別傳給中、后車輪。

2）由于平衡箱結(jié)構(gòu)有較好的擺動(dòng)性，因面保證了每個(gè)中、后輪同時(shí)著地，有效地保證了平地機(jī)的附著牽引性能。

3）平衡箱可大大提高平地機(jī)利刀作業(yè)平整性。01:27/18當(dāng)左右兩中輪同時(shí)被高度為H的障礙物抬起時(shí)，后橋的中心升起高度為H/2，而位于機(jī)身中部的刮刀的高度變化為H/4；01:27/19當(dāng)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(jī)轉(zhuǎn)向時(shí)，左右車輪可通過轉(zhuǎn)向油缸推動(dòng)左右轉(zhuǎn)向節(jié)偏轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)平地機(jī)轉(zhuǎn)向，此時(shí)將前輪向轉(zhuǎn)向內(nèi)側(cè)傾斜，可進(jìn)一步減小平地機(jī)的轉(zhuǎn)彎半徑；01:27/24平地機(jī)在橫坡上作業(yè)時(shí)，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(jī)的作業(yè)穩(wěn)定性。01:27/25五、平地機(jī)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(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)。2)支承在牽引架上的回轉(zhuǎn)圈在回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下繞牽引架轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)刮刀回轉(zhuǎn)。01:27/273)刮刀背面有上下兩條支撐在兩側(cè)角位器滑槽上的滑軌，可在刮刀側(cè)移油缸的推動(dòng)下側(cè)向滑動(dòng)。4)角位器與回轉(zhuǎn)圈耳板下端鉸接，上端用螺母固定住。松開螺母時(shí)，角位器可以擺動(dòng)，從而帶動(dòng)刮刀改變切削角。01:27/28刮刀如下六種動(dòng)作

1)刮刀的傾斜或升降：由左右升降油缸完成。2)刮刀回轉(zhuǎn)：回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)回轉(zhuǎn)圈，回轉(zhuǎn)圈再帶動(dòng)耳板，耳板通過滑軌帶動(dòng)刮刀回轉(zhuǎn)。3)刮刀側(cè)移：刮刀側(cè)移油缸活塞桿通過滑軌帶動(dòng)刮刀側(cè)移。01:27/294)刮刀移出機(jī)身：由牽引架引出油缸、刮刀側(cè)移油缸及回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置同時(shí)動(dòng)作實(shí)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(diào)節(jié)油缸共同完成。01:27/3001:27/313、牽引架牽引架用來安裝轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤上裝有刮刀，使之懸掛在平地機(jī)弓形架鼻梁上能作上下升降，以便它隨機(jī)械的前進(jìn)進(jìn)行刮土作業(yè)。轉(zhuǎn)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(jìn)行刮土刀水平方向的回轉(zhuǎn)，以調(diào)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(jī)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(zhuǎn)盤驅(qū)動(dòng)小齒輪。01:27/33T型牽引架01:27/344、回轉(zhuǎn)圈及支承裝置回轉(zhuǎn)圈由齒圈、耳板、拉桿等焊接而成。耳板應(yīng)強(qiáng)度足夠以免破壞。回轉(zhuǎn)圈屬于不經(jīng)常傳動(dòng)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(zhuǎn)圈在牽引架的滑道上回轉(zhuǎn)，滑道與回轉(zhuǎn)圈之間為間隙配合且便于調(diào)節(jié)，并且因回轉(zhuǎn)支承裝置的滑動(dòng)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(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置安裝在牽引架中部的鏟刀回轉(zhuǎn)液壓馬達(dá)，可通過蝸輪減速裝置驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)盤，使安裝其上的鏟刀相對(duì)牽引架做360°回轉(zhuǎn)，用以改變鏟刀在水平面內(nèi)的傾斜角度，實(shí)現(xiàn)平地機(jī)側(cè)移卸土填堤，或回填溝渠。

01:27/396、刮刀：各種平地機(jī)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(zhǎng)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(duì)稱，刀口磨鈍或磨損后可上下?lián)Q邊或左右對(duì)換使用。為提高刮刀抗扭抗彎剛度和強(qiáng)度，在刀身的背面焊有加固橫條，在某些平地機(jī)上，此加固橫條就是上下兩條供刮刀側(cè)伸時(shí)使用的滑軌。01:27/40刮刀切削角的調(diào)節(jié)平地機(jī)刮土作業(yè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)土壤性質(zhì)和切削阻力大小適時(shí)調(diào)整刮刀切削角。1）由人工調(diào)整多應(yīng)用在中小型平地機(jī)上，調(diào)整后應(yīng)將緊固螺母鎖緊。01:27/412）通過油缸調(diào)整油缸體鉸接在回轉(zhuǎn)圈兩側(cè)，活塞桿頭部與角位器鉸接，當(dāng)松開緊固螺母后，操縱油缸伸縮，即可使角位器帶動(dòng)刮刀繞下鉸點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，使切削角改變，調(diào)好后人工將緊固螺母鎖緊。01:27/42切削角調(diào)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(jiān)硬土壤。2、分類1）耙土器－負(fù)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(fù)荷較大，采用后置布置方式，布置在平地機(jī)尾部，安裝位置離驅(qū)動(dòng)輪近，車架剛度大，允許進(jìn)行重負(fù)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(zhǎng)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。01:27/46雙連桿式的近似于平行四邊形機(jī)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是松土齒在不同的切土深度角基本不變，故對(duì)松土有利。且雙連桿同時(shí)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(zhuǎn)角α置為0度，即刮刀軸線垂直于行駛方向，此時(shí)切削寬度最大，適用于不平整度較小的場(chǎng)