工程機(jī)械講義

27三月2024工程機(jī)械》講義第一篇土石方施工機(jī)械第一章推土機(jī)2西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系推土機(jī)外形圖3西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系第一節(jié)概述一、用途：是一種多用途的自行式施工機(jī)械。它能鏟挖并移運(yùn)土壤、砂石。路基基底的處理橫向填筑高度不大于1m的路堤移挖作填傍山取土側(cè)移修筑半堤半塹的路基松散骨料的堆集耙松土壤鏟運(yùn)機(jī)助鏟4西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系。經(jīng)濟(jì)運(yùn)距：50－80m中小型推土機(jī)的運(yùn)距30—100m大型堆土機(jī)的運(yùn)距一般不應(yīng)超過(guò)150m5西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系二、分類l按發(fā)動(dòng)機(jī)的功率(1)小型推土機(jī)：功率在37kW以下；(2)中型推土機(jī)：功率在37～250kW；(3)大型推土機(jī)：功率在250kw以上。2．按行走方式分為履帶式推土機(jī)和輪胎式推土機(jī)兩種6西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系輪胎式推土機(jī)外形圖7西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系(1)履帶式推土機(jī)：其附著性能好、牽引力大，接地比壓小，爬坡能力強(qiáng)、能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境(2)輪胎式推土機(jī)：其行駛速度快、機(jī)動(dòng)性好，作業(yè)循環(huán)時(shí)間短，轉(zhuǎn)移場(chǎng)地方便迅速且不損壞路面，特別適合城市建設(shè)和道路維修工程中使用3．按用途分1)普通型推土機(jī)2)專用型推土機(jī)有浮體推土機(jī)、水陸兩用推土機(jī)、深水推土機(jī)、濕地推土機(jī)、爆破推土機(jī)、低噪聲推土機(jī)、軍用高速推土機(jī)等8西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系4．按推土板安裝形式分固定式鏟刀推土機(jī)：也稱直鏟式推土機(jī)回轉(zhuǎn)式推土機(jī)：這種推土機(jī)的推土板在水平面內(nèi)能回轉(zhuǎn)一定角度5．按鏟刀操縱方式分鋼索式：鏟刀升降由鋼索操縱，動(dòng)作迅速可靠，鏟刀靠自重人土液壓式：鏟刀在液壓缸作用下動(dòng)作。鏟刀一般有固定、上升、下降、浮動(dòng)四個(gè)動(dòng)作狀態(tài)9西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系6．按傳動(dòng)方式分（1）機(jī)械式傳動(dòng)推土機(jī)：（2）液力機(jī)械推土機(jī)：采用液力變矩器與動(dòng)力換擋變速箱組合的傳動(dòng)裝置（3）全液壓傳動(dòng)：由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)力直接傳遞到行走機(jī)構(gòu)。(4)電傳動(dòng)：由柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)行走裝置。10西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系三、廠家概況美國(guó)卡特彼勒(Caterpillar)公司是世界上最大的工程機(jī)械生產(chǎn)企業(yè)，日本小松制作所(KOMATSU)我國(guó)的推土機(jī)專業(yè)制造廠家有山東推土機(jī)總廠、黃河工程機(jī)械廠、宣化工程機(jī)械廠、上海彭浦機(jī)器廠、鄭州工程機(jī)械廠、青海工程機(jī)械廠等十多家。11西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系四：發(fā)展概況擴(kuò)大電子技術(shù)的應(yīng)用和提高推土機(jī)作業(yè)性能、可靠性、操縱舒適性、維修保養(yǎng)性能以及在環(huán)境保護(hù)方面的一些新技術(shù)12西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系第二節(jié)推土機(jī)構(gòu)造一、總體構(gòu)造：由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、行走裝置、工作裝置和操縱控制系統(tǒng)等部分組成。1．傳動(dòng)系統(tǒng)：作用是將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳給履帶或車輪，使推土機(jī)具有足夠的牽引力和合適的工作速度。履帶式推土機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)多采用機(jī)械傳動(dòng)和液力機(jī)械傳動(dòng)；輪胎式推土機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)多為液力機(jī)械傳動(dòng)。13西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系2．行走系統(tǒng)與機(jī)架行走系統(tǒng)是支承體，并使推土機(jī)運(yùn)行。輪式推土機(jī)車橋與機(jī)架一般采用剛性連接(剛性懸架)履帶式推土機(jī)的行走系統(tǒng)包括機(jī)架、懸架裝置和行走裝置三部分。機(jī)架是全機(jī)的骨架用來(lái)安裝所有總成和部件。行走裝置用來(lái)支承機(jī)體，并將發(fā)動(dòng)機(jī)傳遞給驅(qū)動(dòng)輪的扭矩轉(zhuǎn)變成推土機(jī)所需的驅(qū)動(dòng)力。機(jī)架與行走裝置通過(guò)懸架裝置連接起來(lái)。行走裝置由驅(qū)動(dòng)輪、支重輪、托輪、引導(dǎo)輪、履帶、張緊裝置六部分組成（五輪一帶）14西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系五輪一帶圖15西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系第三節(jié)推土機(jī)工作裝置一、推土工作裝置推土工作裝置由鏟刀和推架兩大部分組成。推土機(jī)處于運(yùn)輸工況時(shí)，推土裝置被提升油缸提起。推土機(jī)進(jìn)人作業(yè)工況時(shí)，則降下推土裝置，將鏟刀置于地面，向前可以推土，后退可以平地。推土機(jī)牽引或拖掛其它機(jī)具作業(yè)時(shí)，可將推土工作裝置拆除。履帶式推土機(jī)的鏟刀有固定式和回轉(zhuǎn)式兩種安裝型式16西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系1、直鏟推土機(jī)的推土裝置下圖為D155A3型推土機(jī)直鏟式推土裝置。1—刀角；2—切削刃；3—鏟刀；4中央拉桿；5傾斜油缸；6—頂推梁；7—框銷；8—拉桿17西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系2．斜鏟推土機(jī)的推土裝置斜鏟推土機(jī)裝有回轉(zhuǎn)式鏟刀推土裝置，其構(gòu)造如下圖：18西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系1—推土板；2—斜撐桿；3—頂推門架支承；4—推桿球狀鉸銷；5—推土板推桿；6—頂推門架19西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系回轉(zhuǎn)式鏟刀回轉(zhuǎn)式鏟刀可根據(jù)施工作業(yè)的需要調(diào)整鏟刀在水平和垂直平面內(nèi)的傾斜角度。鏟刀水平斜置后，可在直線行駛狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)單側(cè)排土，回填溝渠，提高作業(yè)效率；鏟刀側(cè)傾后，可在橫坡上進(jìn)行推鏟作業(yè)，或平整坡面，也可用鏟尖開挖小溝。20西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系頂推門架前端應(yīng)采用球鉸連接，鏟刀與推桿、鏟刀與斜撐桿之間，也應(yīng)采用球鉸或萬(wàn)向聯(lián)軸器連接。當(dāng)兩側(cè)的螺旋推桿分別鉸裝在頂推門架的中間耳座上時(shí)，鏟刀呈正鏟狀態(tài)；當(dāng)一側(cè)推桿鉸裝在頂推門架的后耳座上，而另一側(cè)推桿鉸裝在頂推門架的前耳座上時(shí)，鏟刀則呈斜鏟狀態(tài)；當(dāng)一側(cè)斜撐桿伸長(zhǎng)，而另一側(cè)斜撐桿縮短時(shí)，即可改變鏟刀在垂直平面內(nèi)的側(cè)傾角，鏟刀則呈側(cè)鏟狀態(tài)。同時(shí)，調(diào)節(jié)兩側(cè)斜撐桿的長(zhǎng)度(左、右斜撐桿的長(zhǎng)度應(yīng)相等)，還可改變鏟刀的切削角。頂推門架鉸接在履帶式基礎(chǔ)車臺(tái)車架的球狀支承上，鏟刀可繞其鉸接支承升降。21西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系3．推土板的結(jié)構(gòu)與型式推土板主要由曲面板和可卸式刀片組成。推土板斷面的結(jié)構(gòu)有開式、半開式、閉式三種型式。小型推土機(jī)采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的開式推土板；中型推土機(jī)大多采用半開式的推土板；大型推土機(jī)作業(yè)條件惡劣，為保證足夠強(qiáng)度和剛度，采用閉式推土板。閉式推土板為封閉的箱形結(jié)構(gòu)，其背面和端面均用鋼板焊接而成，用以加強(qiáng)推土板的剛度。22西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系推土板斷面結(jié)構(gòu)型式a)開式；b)半開式；c)閉式23西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系推土板的橫向結(jié)構(gòu)外形可分為直線形和u形兩種:鏟土、運(yùn)土和回填的距離較短，可采用直線形推土板。直線形推土板屬窄型推土板，寬高比較小，比切力大(即切削刃單位寬度上的頂推力大)，但鏟刀前的積土容易從兩側(cè)流失，切土和推運(yùn)距離過(guò)長(zhǎng)會(huì)降低推土機(jī)的生產(chǎn)率。運(yùn)距稍長(zhǎng)的推土作業(yè)宜采用U形推土板。有效地減少了土?；蛭锪系膫?cè)漏現(xiàn)象，提高了鏟刀的充盈程度，因而可以提高推土機(jī)的作業(yè)效率。通常采用拋物線或漸開線曲面作為推土板的積土面。此類積土表面物料貫入性好，可提高物料的積聚能力和鏟刀的容量，降低能量的損耗。因拋物線曲面與圓弧曲面的形狀及其積土特性十分相近，且圓弧曲面的制造工藝性好，容易加工，故現(xiàn)代推土板多采用圓弧曲面。24西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系4．氣流潤(rùn)滑式鏟刀推土裝置25西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系二、松土工作裝置松土器的結(jié)構(gòu)可分為鉸鏈?zhǔn)?、平行四邊形式、可調(diào)整平行四邊形式和徑向可調(diào)式四種基本型式?，F(xiàn)代松土機(jī)多采用平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)、可調(diào)式平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)和徑向可調(diào)式連桿機(jī)構(gòu)，其典型結(jié)構(gòu)見左圖

26西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系D155A3型推土機(jī)上安裝的松土器

松土器懸掛在推土機(jī)后部的支撐架上。松土齒用銷軸固定在橫梁松土齒架的齒套內(nèi)，松土齒桿上設(shè)有多個(gè)銷孔，改變齒桿銷孔的固定位置，即可改變松土齒桿的工作長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)松土器的深度。27西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系松土齒的構(gòu)造松土齒由齒桿、護(hù)套板、齒尖鑲塊及固定銷組成(左圖)。齒桿1是主要的受力件，承受著巨大的切削載荷。

松土齒用銷軸固定在橫梁松土齒架的齒套內(nèi)，松土齒桿上設(shè)有多個(gè)銷孔，改變齒桿銷孔的固定位置，即可改變松土齒桿的工作長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)松土器的深度。28西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系松土齒的構(gòu)造直形齒桿在松裂致密分層的土壤時(shí)，具有良好的剝離表層的能力，同時(shí)具有鑿裂塊狀和板狀巖層的效能

彎形齒桿提高了齒桿的抗彎阻力，裂土阻力較小，適合松裂非均質(zhì)性的土壤

松土齒護(hù)板用以保護(hù)齒桿，防止齒桿劇裂磨損，延長(zhǎng)齒桿的使用壽命。松土齒的齒尖鑲塊和護(hù)套板是直接松土、裂土的零件，工作條件惡劣，容易磨損，使用壽命短，需經(jīng)常更換。齒尖鑲塊和護(hù)套板應(yīng)采用高耐磨性材料，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡可能拆裝方便，連接可靠

齒桿形狀有直形和彎形兩種基本結(jié)構(gòu)(左圖)，其中彎形齒桿又有曲齒和折齒之分。

29西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系第四節(jié)

推土機(jī)操縱與控制系統(tǒng)

推土機(jī)的操縱機(jī)構(gòu)包括發(fā)動(dòng)機(jī)操縱機(jī)構(gòu)、基礎(chǔ)車操縱機(jī)構(gòu)和工作裝置操縱機(jī)構(gòu)三部分基礎(chǔ)車操縱機(jī)構(gòu)是控制推土機(jī)行駛的，它包括控制前進(jìn)、倒退、變速、左／右轉(zhuǎn)彎和停駛。工作裝置操縱機(jī)構(gòu)是控制推土鏟刀或松土器動(dòng)作的，它包括鏟刀的升、降、固定和浮動(dòng)，也包括松土器的升、降和固定，還包括鏟刀切削角度和平面安裝角的調(diào)整操縱。

30西南交通大學(xué)峨眉校區(qū)機(jī)械工程系典型工作裝置液壓控制系統(tǒng)

推廣機(jī)普遍采用開式液壓回路?，F(xiàn)以上海·TY320(小松D155A—lA)型履帶式推土機(jī)為例，對(duì)其典型的工作裝置液壓系統(tǒng)進(jìn)行分析。如左圖所示，該液壓系統(tǒng)由推土板升降、推土板傾斜、