第1講-推土機(jī)概論

第1講推土機(jī)概述SD42-3型履帶式推土機(jī)

一、定義推土機(jī)前部為推土刀片（或稱“推土鏟”），通過駕駛員的操控，放下鏟刀，鏟刀切入土壤，依靠推土機(jī)前進(jìn)時(shí)的動(dòng)力，可以完成土壤的切削和推運(yùn)作業(yè)。推土機(jī)是一種自行式的、適于短距離推土運(yùn)土的工程機(jī)械。由于它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操縱機(jī)動(dòng)靈活、能適應(yīng)多種作業(yè)以及生產(chǎn)率高等特點(diǎn)，在基礎(chǔ)建設(shè)中得到非常廣泛地應(yīng)用。是一種用途最廣的工程機(jī)械。

二、推土機(jī)的用途推土機(jī)在建筑、公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)、港口、采礦、農(nóng)業(yè)、水利、林業(yè)和國(guó)防建設(shè)等土石方工程中被廣泛應(yīng)用。推土機(jī)可進(jìn)行如下作業(yè)：鏟土、運(yùn)土：如圖1-2所示。一般在100米運(yùn)距內(nèi)鏟運(yùn)土壤等松散物料。用來修筑路基、開挖路塹、堆集石渣。填土：回填壕塹、基坑，填埋垃圾。平地：平整施工場(chǎng)地及農(nóng)田等。松土：通過松土器預(yù)松硬土、凍土，破壞路面等。其他用途：用于開挖便道（打道），清除樹樁、積雪，為鏟運(yùn)機(jī)助鏟、給裝載機(jī)喂土等作業(yè)，以及作為各種拖式機(jī)械或其他機(jī)械的牽引車等。圖1-2推土機(jī)在推土作業(yè)圖1-3推土機(jī)在平整場(chǎng)地圖1-4推土機(jī)在松土圖1-5推土機(jī)在清除樹根推土機(jī)的用途雖然十分廣泛，但受到其鏟刀容量的限制，推運(yùn)土壤的距離不宜太長(zhǎng)，所以推土機(jī)是一種短運(yùn)距的土石方施工機(jī)械。運(yùn)距太長(zhǎng)，在運(yùn)土過程中土壤容易從鏟刀兩側(cè)流失，導(dǎo)致其生產(chǎn)效率降低；運(yùn)距過短，換向、換檔操作頻繁，在其工作循環(huán)中這些無效作業(yè)時(shí)間所占比例增大，同樣會(huì)降低其生產(chǎn)效率。通常中小型推土機(jī)的運(yùn)距應(yīng)控制在30～100米范圍內(nèi)；大型推土機(jī)的運(yùn)距不超過150米，推土機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)距為50～80米。所謂“經(jīng)濟(jì)運(yùn)距”是指推土機(jī)的生產(chǎn)效率達(dá)到最高時(shí)的運(yùn)距。三、推土機(jī)主要組成推土機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、工作裝置及液壓系統(tǒng)和電器系統(tǒng)等組成。推土機(jī)的工作裝置包括懸掛在整機(jī)前部的推土鏟和后部的松土器、絞盤等。其中推土鏟是主要工作裝置，用于推土作業(yè)；松土器、絞盤是輔助工作裝置，可以根據(jù)需要選用一種?，F(xiàn)代推土機(jī)的工作裝置均采用液壓傳動(dòng)。電器系統(tǒng)包括發(fā)動(dòng)機(jī)的電啟動(dòng)部分、全機(jī)的照明系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)、空調(diào)等。除此而外，推土機(jī)還有燃油箱、液壓油箱、駕駛室等附屬設(shè)備。履帶式推土機(jī)主要組成四、分類（1）按行走裝置不同分為：履帶式推土機(jī)和輪胎式推土機(jī)

（2）按傳動(dòng)方式分這里的傳動(dòng)特指履帶式推土機(jī)從發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪的傳動(dòng)。①機(jī)械傳動(dòng)：傳動(dòng)可靠，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便；但操作繁重，不能適應(yīng)外阻力的變化，作業(yè)效率低，牽引性能不如其它傳動(dòng)方式，目前國(guó)內(nèi)僅小型推土機(jī)采用。②液力機(jī)械傳動(dòng)：液力傳動(dòng)元件是液力變矩器，這種傳動(dòng)方式能根據(jù)外阻力的變化自動(dòng)調(diào)整行駛速度和牽引力，大大提高了推土機(jī)的牽引性能，從而提高其生產(chǎn)效率，操縱方便，并且能防止發(fā)動(dòng)機(jī)過載。但是制造成本高，維修困難。目前中型以上的推土機(jī)均采用這種傳動(dòng)方式。③靜液壓傳動(dòng)：整機(jī)重量減輕，結(jié)構(gòu)緊湊，并且大大方便了推土機(jī)的整體布置。；能原地轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向性能好。但存在傳動(dòng)效率不高、價(jià)格較貴等不利因素。目前，受液壓元件限制，靜液壓傳動(dòng)在大功率推土機(jī)上無法應(yīng)用。國(guó)內(nèi)三一重工的TQ230型、TQ160型推土機(jī)屬于靜液壓傳動(dòng)推土機(jī)。（3）按功率等級(jí)分推土機(jī)按其裝備的柴油機(jī)功率大小，可分為：①微型：功率在30kw以下。適用于極狹小的施工場(chǎng)地或者零星土方施工、場(chǎng)地平整。②輕型：功率在30～75kw之間，適用于零星土方作業(yè)。③中型：功率在75～225kw之間，中型推土機(jī)應(yīng)用范圍最廣。④大型：功率在225～745kw之間，適用于堅(jiān)硬土質(zhì)或深度凍土的大型土方工程。⑤特大型：功率在745kw以上，用于大型露天礦山或大型水電工程工地。國(guó)內(nèi)目前還沒有特大型推土機(jī)產(chǎn)品。小松575A型超大型推土機(jī)，當(dāng)今世界上最大的推土機(jī)，其功率為1150馬力，重143噸，推土鏟容量69立方米。（4）按鏟刀的裝置形式，可以分為固定式（直鏟式）和回轉(zhuǎn)式兩種。

（5）按施工場(chǎng)地和用途分①通用型，②濕地型，③高原型，④環(huán)衛(wèi)型，⑤電廠型，⑥推耙機(jī)，⑦吊管機(jī)，⑧軍用推土機(jī)。其他還有深水型推土機(jī)、爆破推土機(jī)、低噪聲推土機(jī)等推土機(jī)變型產(chǎn)品。除通用型外，其他推土機(jī)是適應(yīng)特殊用途而生產(chǎn)的推土機(jī)，統(tǒng)稱為專用型推土機(jī)。五、主要性能參數(shù)1、推土機(jī)的外形尺寸推土機(jī)的外形尺寸包括整機(jī)長(zhǎng)、寬、高，國(guó)產(chǎn)推土機(jī)用毫米表示，進(jìn)口推土機(jī)用英寸表示。山推220馬力系列推土機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)表1-1山推220馬力推土機(jī)整機(jī)尺寸（單位：毫米）T220、TY220T220A、TY220ATYS220全高（至排氣管頂端）H339533953395全長(zhǎng)L角鏟60606380直傾鏟575060706060接地長(zhǎng)度L2237030503480全寬W角鏟43654365直傾鏟372537253725履帶中心距W2200020002250最小離地間隙4354355102、推土機(jī)主要性能參數(shù)推土機(jī)的主要性能參數(shù)包括飛輪功率（kw）、工作質(zhì)量(kg)、各檔行駛速度(m/s)、燃油消耗率(g/h)、最大生產(chǎn)率(m3/h)、、最大爬坡能力(°)、最大牽引力(kg)等。山推220馬力推土機(jī)主要性能參數(shù)見表1-3所示。表1-2山推220馬力推土機(jī)主要性能參數(shù)T220\TY220T220A、TY220ATYS220推土機(jī)使用重量（kg）角鏟2343024330直傾鏟234502435025700平均接地比壓（kpa）7764.141推土板最大提升（mm）角鏟1290直傾鏟121015451330推土板最大切深（mm）角鏟535直傾鏟540490550最大傾斜量（mm）角鏟500直傾鏟735735500三齒松土器最大提升（mm）555555555三齒松土器最大切深（mm）666666666單齒松土器最大切深（mm）695695695最小回轉(zhuǎn)半徑（m）3.33.33.8最大爬坡能力（°）30°30°30°橫坡工作能力（°）20°20°20°六、推土機(jī)的銘牌型號(hào)

TY220E型推土機(jī)是目前鐵路、高速公路建設(shè)中廣泛使用的主力機(jī)型，代號(hào)含義如下：①T－推土機(jī)；②Y－液壓操縱；③220－主參數(shù)，220馬力；④E－結(jié)構(gòu)改進(jìn)代號(hào)。①產(chǎn)品代碼（Pruductcode）：D表示推土機(jī)（Bulldozer或Dozer的縮寫）。②尺寸代碼（Sizecode）：1或2個(gè)數(shù)字表示機(jī)器大小。③驅(qū)動(dòng)方式代碼（Drivesystemcode）：用一個(gè)數(shù)字表示，其中：0-直接聯(lián)接；1-液壓換檔；2,3,5,8,9-液力傳動(dòng)；6-全液壓傳動(dòng)；7-兩種傳動(dòng)方式(液壓換檔&液力傳動(dòng))。④輔助型號(hào)代碼（Auxiliarymodelcode）：用一個(gè)字母表示，其中：A-推土機(jī)；P-濕地推土機(jī)；E-長(zhǎng)履帶推土機(jī)；S-履帶式裝載機(jī)；Q-濕地用履帶式裝載機(jī)；F-農(nóng)用拖拉機(jī)；C-管道敷設(shè)機(jī)；W-兩棲推土機(jī)。⑤特殊代碼（Specialcode）：用1～3個(gè)字母表示，其中：L-濕地；LL-超濕地（用于特別松軟的地帶）；F-農(nóng)用規(guī)格；M-林業(yè)規(guī)格；R-無線控制；G-橡膠履帶；X-HSS/HMT。⑥改進(jìn)型號(hào)（Version）七、推土機(jī)總體結(jié)構(gòu)1、發(fā)動(dòng)機(jī)由于推土機(jī)工作條件很差，承受的負(fù)荷很重，還經(jīng)常突變，遭受沖擊振動(dòng)，因此采用的動(dòng)力均為功率范圍廣、飛輪輸出扭矩大、運(yùn)轉(zhuǎn)的經(jīng)濟(jì)性和燃油的安全性好的柴油機(jī)。柴油機(jī)的主要性能參數(shù)包括：額定功率（kw或馬力）、額定轉(zhuǎn)速（rpm）、最大輸出扭矩（N·m）、活塞排量（L）、最低耗油量（g/kW·h）等。發(fā)動(dòng)機(jī)廠家：以上海柴油機(jī)股份有限公司、濰柴動(dòng)力股份有限公司和重慶康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司柴油機(jī)產(chǎn)品為主。2、履帶推土機(jī)傳動(dòng)系傳遞動(dòng)力中斷動(dòng)力減速增扭變速變向過載保護(hù)（1）傳動(dòng)系的功用:傳動(dòng)系是指完成動(dòng)力傳遞任務(wù)的一系列裝置或總成的統(tǒng)稱。履帶式推土機(jī)的傳動(dòng)系有機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)、全液壓傳動(dòng)和電傳動(dòng)四種類型。國(guó)外推土機(jī)對(duì)傳動(dòng)系的采用趨勢(shì)：小型推土機(jī)——采用液壓傳動(dòng)方式中型推土機(jī)——采用液壓傳動(dòng)或液力機(jī)械傳動(dòng)方式大型和特大型推土機(jī)——采用液力機(jī)械傳動(dòng)方式（2）傳動(dòng)系類型（3）機(jī)械傳動(dòng)系機(jī)械傳動(dòng)系是一種有級(jí)變速系統(tǒng)，由主離合器、萬向節(jié)（聯(lián)軸器）、變速器、中央傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器和制動(dòng)器、最終傳動(dòng)組成。T220型推土機(jī)機(jī)械傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)原理圖

在機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中，主離合器的功用是換檔時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力，并對(duì)傳動(dòng)系起過載保護(hù)作用；變速器通過變換排檔使機(jī)械前進(jìn)倒退行駛并獲取合適的行駛速度；中央傳動(dòng)是一對(duì)圓錐齒輪，用來改變傳動(dòng)軸的旋轉(zhuǎn)方向，并將動(dòng)力傳給兩側(cè)履帶；轉(zhuǎn)向離合器和制動(dòng)器用來實(shí)現(xiàn)推土機(jī)轉(zhuǎn)向、控制轉(zhuǎn)向半徑大小和減速停車；最終傳動(dòng)用來進(jìn)一步減速增扭，以保證推土機(jī)有合適的行駛速度和牽引力。機(jī)械傳動(dòng)系傳動(dòng)路線（4）液力機(jī)械式傳動(dòng)系液力機(jī)械傳動(dòng)系是一種無級(jí)變速系統(tǒng)，由液力變矩器、聯(lián)軸節(jié)、動(dòng)力換檔變速器、中央傳動(dòng)、轉(zhuǎn)向離合器和制動(dòng)器、最終傳動(dòng)組成。TY220型推土機(jī)液力機(jī)械傳動(dòng)系結(jié)構(gòu)原理圖液力機(jī)械傳動(dòng)系與機(jī)械傳動(dòng)系的區(qū)別是：以液力變矩器代替主離合器，以動(dòng)力換檔變速箱代替機(jī)械式變速箱，其它總成的結(jié)構(gòu)原理與機(jī)械傳動(dòng)系完全相同。液力變矩器利用液體動(dòng)能傳遞動(dòng)力，其輸出的扭矩能自動(dòng)與負(fù)荷相適應(yīng)，并具有無級(jí)調(diào)速的作用，同時(shí)，液力傳動(dòng)還具有緩和沖擊、過載保護(hù)的功能。動(dòng)力換檔變速器與機(jī)械傳動(dòng)系中的變速器換檔方式不同，前者采用液壓換檔（稱動(dòng)力換檔），駕駛員只起操縱作用，因而操縱輕便；后者采用人力換檔，操縱頻繁，勞動(dòng)強(qiáng)度大，駕駛員容易疲勞。根據(jù)圖1-26畫出推土機(jī)液力機(jī)械傳動(dòng)系的動(dòng)力傳遞路線。（5）全液壓傳動(dòng)系全液壓傳動(dòng)是指推土機(jī)的工作裝置（鏟刀和松土器）和行走裝置（驅(qū)動(dòng)輪）全部采用液壓傳動(dòng)。全液壓傳動(dòng)系特指由發(fā)動(dòng)機(jī)到驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，由雙向變量泵、雙向變量液壓馬達(dá)、最終傳動(dòng)等組成，通常采用雙泵雙回路閉式液壓系統(tǒng)。全液壓傳動(dòng)系的結(jié)構(gòu)原理是柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵產(chǎn)生高壓油，由壓力油通過油管輸送驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，再由液壓馬達(dá)通過減速機(jī)構(gòu)或者直接帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。改變液壓馬達(dá)的供油量，就能改變它的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變推土機(jī)的行駛速度；改變供油方向，就能使馬達(dá)反轉(zhuǎn)，從而使推土機(jī)倒退。推土機(jī)全液壓傳動(dòng)系傳動(dòng)路線（6）傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖上述傳動(dòng)系均用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖來表示，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖很直觀，但是繪制起來很麻煩，因此，傳動(dòng)系一般用傳動(dòng)簡(jiǎn)圖來表示。所謂傳動(dòng)簡(jiǎn)圖就是用規(guī)定的簡(jiǎn)單線條或圖形代表傳動(dòng)系各總成，用以表示機(jī)械的動(dòng)力傳遞路線或運(yùn)動(dòng)情況。

傳動(dòng)簡(jiǎn)圖的作用：①便于概括了解傳動(dòng)系的類型和組成；②便于分析動(dòng)力傳遞路線；③便于分析傳動(dòng)系及各總成的工作原理；④便于診斷傳動(dòng)系的故障；⑤設(shè)計(jì)中便于進(jìn)行傳動(dòng)比的分配和計(jì)算載荷的確定，以便于下一步的零件設(shè)計(jì)?？偨Y(jié)推土機(jī)各總成的簡(jiǎn)圖表示方法，并試畫出TY220型推土機(jī)的傳動(dòng)簡(jiǎn)圖。

3、行走機(jī)構(gòu)行走機(jī)構(gòu)使推土機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力使其行駛，同時(shí)承受著機(jī)械的全部重量。行走機(jī)構(gòu)分為輪式和履帶式。（1）履帶行走機(jī)構(gòu)履帶行走機(jī)構(gòu)有兩種類型，其一是傳統(tǒng)的低位驅(qū)動(dòng)輪型式，前文所述的履帶式推土機(jī)均是這種型式；其二是高位驅(qū)動(dòng)輪型式。低位驅(qū)動(dòng)輪型式的行走機(jī)構(gòu)主要由“四輪一帶”組成，即行走機(jī)構(gòu)的主要部件由臺(tái)車架、懸架和驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、支重輪、托鏈輪及履帶等組成。宣化SD8高驅(qū)動(dòng)推土機(jī)

高位驅(qū)動(dòng)鏈輪行走機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：高位驅(qū)動(dòng)鏈輪行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)鏈輪位置較高，不承受行走和作業(yè)時(shí)所產(chǎn)生的外部沖擊和振動(dòng)載荷，也減輕了泥沙對(duì)驅(qū)動(dòng)鏈輪的磨損和侵蝕作用，能延長(zhǎng)機(jī)械的使用壽命，降低維修費(fèi)用。另一優(yōu)點(diǎn)是履帶架和履帶接地部分相對(duì)于機(jī)體的位置布置自由度較大，后部接地位置不受驅(qū)動(dòng)鏈輪位置的影響，設(shè)計(jì)推土機(jī)時(shí)可按需要進(jìn)行調(diào)整，使整機(jī)重心在履帶接地長(zhǎng)度上的位置更為合理。（2）輪式行走機(jī)構(gòu)輪式推土機(jī)是以裝載機(jī)底盤為基礎(chǔ)開發(fā)的一種具有很強(qiáng)工況適應(yīng)性的施工機(jī)械，與履帶式推土機(jī)相比，其主要特點(diǎn)是行駛速度快、作業(yè)循環(huán)時(shí)間短、轉(zhuǎn)移場(chǎng)地迅速、機(jī)動(dòng)性好；但是其牽引力小、附著性能遠(yuǎn)不如履帶式推土機(jī)。輪式推土機(jī)一般用于經(jīng)常變換工地和良好土壤作業(yè)，如公路搶險(xiǎn)等，也常作為平板車的牽引機(jī)械。4、工作裝置推土機(jī)的工作裝置包括推土鏟、松土器、絞盤和牽引鉤等，其中推土鏟是主要工作裝置，其余屬于輔助工作裝置，可按用戶的要求選裝一種。推土機(jī)作業(yè)對(duì)象是中等堅(jiān)實(shí)度的土質(zhì)，僅用推土鏟即可完成鏟掘和推運(yùn)任務(wù)，因此推土鏟被公認(rèn)為推土機(jī)的傳統(tǒng)工作裝置。推土鏟的類型有直傾鏟、回轉(zhuǎn)鏟、推煤鏟、環(huán)衛(wèi)鏟、組合鏟等。松土器是大中型推土機(jī)不可缺少的工作裝置，松土器按齒數(shù)分為單齒松土器和三齒松土器。絞盤裝在推土機(jī)的后部，用來拖拽圓木、鋪管、牽引作業(yè)和簡(jiǎn)單的起重作業(yè)。動(dòng)力從推土機(jī)的功率輸出軸引出。絞盤一般由卷筒、齒輪減速機(jī)構(gòu)、制動(dòng)器和離合器等組成，用單個(gè)手柄操縱，卷筒可正反向旋轉(zhuǎn)。按動(dòng)力傳遞方式，分為機(jī)械絞盤和液壓絞盤。推土機(jī)其他機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)包括：液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、操縱機(jī)構(gòu)、司機(jī)座與駕駛室、護(hù)板等，將在本書后面的章節(jié)中進(jìn)行介紹。二、推土機(jī)行業(yè)的發(fā)展推土鏟刀由人力提升發(fā)展為鋼絲繩提升，現(xiàn)在全部采用液壓傳動(dòng)技術(shù)。1、代表推土機(jī)最高水平的三大國(guó)際企業(yè)：美國(guó)卡特皮勒（CaterpillarInc.）是世界上最大的履帶式推土機(jī)制造企業(yè)，其產(chǎn)品覆蓋了從小到大9個(gè)系列，D3～D11，最