《機械裝備導(dǎo)論》課件第7章

第7章工程建筑機械7.1工程建筑機械總論7.2典型工程機械——挖掘機的構(gòu)造7.3其他工程建筑機械7.1工程建筑機械總論現(xiàn)代化建筑工程的施工，要求廣泛采用各種類型建筑機械。施工機械化水平直接影響到工程質(zhì)量和施工速度，對克服公害、擴大施工范圍、降低工程成本和減輕勞動強度也有重要作用。7.1.1建筑機械及其分類建筑機械是指建筑施工所用的各種機械，我國生產(chǎn)和使用的建筑機械產(chǎn)品主要有以下九種類型。

(1)鏟土運輸機械。這類機械包括松土機、除根機、推土機、鏟運機、平地機、翻斗車、運輸卡車及平板拖車等。

(2)挖掘裝載機械。這類機械包括機械式、液壓式的單斗與多斗的挖掘機、隧道掘進機、挖溝機和挖掘裝載機械等。

(3)工程起重機械。這類產(chǎn)品主要有起重卷揚機，施工升降機，纜索式起重機，桅桿式起重機，自行回轉(zhuǎn)式起重機械中的汽車式起重機，輪胎式起重機，履帶式起重機，以及輪行式、履帶式的塔式起重機等。

(4)樁工機構(gòu)。這類機械包括有預(yù)制樁打樁機械中的柴油打樁錘、振動打拔樁錘、液壓樁錘和現(xiàn)澆樁成孔機械中的沖擊成孔機械、沖抓成孔機械和螺旋鉆孔機械等。

(5)壓實機械。這類機械包括靜力式碾壓機械、沖擊式夯實機械和振動式壓路機等。

(6)鋼筋加工機械。這類機械包括鋼筋強化機械(鋼筋冷拉機械、鋼筋冷技機械)、鋼筋調(diào)直剪切機械、鋼筋切斷機械、鋼筋彎曲機械、鋼筋鐓頭機械和鋼筋焊接機械等。

(7)混凝土施工機械。這類機械包括混凝土原材料的計量設(shè)備、混凝土攪拌機械、混凝土攪拌樓(站)、混凝土攪拌運輸車、混凝土輸送泵及澆筑泵車、混凝土振搗機械以及混凝土成型機械等。

(8)裝修機械。這類機械包括灰漿制備與噴涂機械、地面裝修機械、裝修升降平臺以及各種手持的氣動、電動機具等。

(9)路面工程與石方工程機械。路面工程機械包括路床鋪筑機械、瀝青混凝土攤鋪機械、壓路機、路面破碎機械以及路面修整機械(具)等。石方工程機械包括鑿巖機械、空氣壓縮機、風(fēng)鎬、風(fēng)鉆和風(fēng)錘等。7.1.2建筑機械的發(fā)展概況

建筑機械從問世到大量使用，大約已有100多年的歷史。19世紀(jì)末，英、法、美、德等國家首先創(chuàng)造出了蒸汽壓路機、挖掘機和混凝土攪拌機，到20世紀(jì)初，電動機和內(nèi)燃機已廣泛地應(yīng)用于建筑機械的動力裝置。

20世紀(jì)50年代以后，隨著建筑、市政工程、交通、水電等各項建筑事業(yè)的發(fā)展與需要，建筑機械得到了迅速的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代的數(shù)量隨之增多，20世紀(jì)60年代液壓技術(shù)、電子技術(shù)以及各種先進的機械傳動機構(gòu)也在建筑機械上得到了廣泛的應(yīng)用。

20世紀(jì)70年代末，我國實行改革開放以來，建筑機械無論是科研、生產(chǎn)，還是推廣、應(yīng)用，其發(fā)展速度都是很快的，主要表現(xiàn)在：建筑機械成批生產(chǎn)的系列產(chǎn)品達數(shù)百件，技術(shù)性能上有些重要產(chǎn)品已接近世界先進水平，如挖掘機系列斗容量為0.2～15m3；輪式起重機的起重量為5～100?t，壓路機已從原來的6～8?t發(fā)展到15～18?t等。到20世紀(jì)80年代末，我國的建筑機械生產(chǎn)不僅滿足了國內(nèi)各建筑施工部門從事機械化生產(chǎn)的需要，而且還有相當(dāng)?shù)钠贩N和數(shù)量的建筑機械出口。7.1.3建筑機械的構(gòu)造組成及功用

建筑機械的總體構(gòu)造可分為五大部分，即動力裝置(原動機)、傳動機構(gòu)、工作機構(gòu)、行走機構(gòu)和操縱系統(tǒng)。

(1)動力裝置。它是建筑機械的主要部分，是機械在作業(yè)時各種力和速度的來源，可以說，不論什么樣的建筑機械，如果沒有良好的動力裝置，就不可能有良好的技術(shù)性能。建筑機械中常用的動力裝置有電動機(直流電動機、交流電動機)、內(nèi)燃機(汽油機、柴油機)和空氣壓縮機。

(2)傳動機構(gòu)。它是將動力裝置的動力傳遞給工作機構(gòu)的中間裝置。這種裝置是由各種傳動件組合而成的，典型的傳動零件有帶條、鏈條、齒輪、齒條、凸輪、曲柄連桿及液壓、液力傳動元件等。從傳動裝置整體上看，還包括支承和連接上述零件所組成的傳動裝置的軸、軸承、螺紋及鍵等。

(3)工作機構(gòu)。建筑機械的工作機構(gòu)是直接用來作功的，其形式、構(gòu)造取決于它本身的設(shè)計性能和用途，如推土機的工作機構(gòu)為推土刀；挖掘機的工作機構(gòu)為挖土斗；鋼筋調(diào)直剪切機的工作機構(gòu)為調(diào)直滾筒等。

(4)行走機構(gòu)。建筑機械的行走機構(gòu)有軌行式、輪胎式和履帶式三種，其作用不僅要支承整個機械，而且要拖動機械進行作業(yè)和轉(zhuǎn)移作業(yè)地點，還包括機械的進、出廠。

(5)操縱機構(gòu)。操縱機構(gòu)是保證機械完成作功的必備機構(gòu)，國產(chǎn)建筑機械操縱機構(gòu)的形式主要有電控式、機械—杠桿式和液壓操縱式。7.2典型工程機械——挖掘機的構(gòu)造挖掘機是用挖土斗來挖掘土壤的，是土方工程中一種主要的施工機械。據(jù)統(tǒng)計，建筑工程中的土方工程50%～55%的作業(yè)任務(wù)要由挖掘機來完成。挖掘機可以單獨進行建筑物基坑的開挖，也可用它來替代裝載機將土壤卸到運輸卡車上。挖掘機用來開挖基坑時生產(chǎn)效率很高，一臺斗容量為1?m3的單斗挖掘機臺班生產(chǎn)率可相當(dāng)于300～400名工人的日工作量，因而它在建筑工程施工中得到了廣泛的應(yīng)用。7.2.1挖掘機的分類、特點及應(yīng)用

挖掘機按其作業(yè)特點不同分為周期作業(yè)式和連續(xù)作業(yè)式兩大類。周期作業(yè)式為單斗挖掘機，具有多種可換作業(yè)裝置，是建筑施工機械化的主要機械；連續(xù)作業(yè)式為多斗挖掘機，是隧道開挖工程、露天煤礦采掘時所用的機械,建筑工程中極少應(yīng)用。

按工作裝置的傳動方式不同，可將挖掘機分成機械式(繩輪式)和液壓式兩大類。機械式挖掘機是早期的挖掘機產(chǎn)品，作業(yè)中多采用正鏟，換裝后還常作履帶式起重機使用，有時還用其代替裝載機裝運棄土；液壓式挖掘機是進入20世紀(jì)70年代挖掘機的產(chǎn)品，其工作裝置全部由雙作用式油缸來操縱，構(gòu)造簡單，操縱方便，且挖掘力大，是建筑物基礎(chǔ)、帶狀溝槽開挖工程的主要機械。

按行走機構(gòu)的不同，挖掘機還分為覆帶式和輪胎式兩大類。履帶式挖掘機因其與地面附著面積大，壓強小，作業(yè)時又不需加支腿，所以可在相對潮濕的作業(yè)面上作業(yè)而不致發(fā)生陷車。輪胎式挖掘機底盤的行駛速度較高，機動性好，調(diào)動比較靈活，但一般斗容量都較小，故在應(yīng)用上相對于覆帶式挖掘機較少。7.2.2單斗挖掘機的構(gòu)造

單斗挖掘機是用于開挖和裝載土石方的主要機械之一，其特點是挖掘力大，其外形如圖7-1所示。單斗挖掘機可以將挖出的土就近卸土或?qū)ε鋫湟欢〝?shù)量的自卸汽車進行遠距離卸土。單斗挖掘機在建筑工程中使用較多的另一個原因是它的工作裝置更換后還可以作為起重、打樁等其他用途，擴大了使用范圍。單斗挖掘機以傳動方式區(qū)分，有機械式與液壓式兩大類。在中小型單斗挖掘機中機械式的已逐漸被淘汰，主要發(fā)展液壓式的。圖7-1機械式單斗挖掘機

1．機械式單斗挖掘機

機械式單斗挖掘機采用機械傳動，鋼繩吊掛、牽引，是土方工程施工中的主要機械設(shè)備。從國內(nèi)外發(fā)展情況來看，中小型單斗挖掘機一般都采用液壓傳動，大型和巨型單斗挖掘機仍沿用機械傳動。有些裝置是機械式單斗挖掘機所獨有的，具有特殊功能(如拉鏟，其挖掘半徑與挖掘深度之大都是液壓傳動所不能比擬的)。

現(xiàn)代機械式挖掘機(或稱機械鏟、動力鏟、電鏟等)多采用履帶行走，很少用輪胎行走。斗容量10?m3以下的機械式挖掘機均采用雙履帶行走，更大的則采用多履帶行走，大型拉鏟則采用步行式。動力裝置有柴油機與電動機兩種形式。

2．液壓單斗挖掘機

液壓單斗挖掘機系通過油泵、油馬達、油缸、控制閥等液壓元件把液體的壓力能變?yōu)闄C械能，完成各種作業(yè)動作。通常所指的液壓挖掘機都是指液壓單斗挖掘機。

液壓挖掘機的主要優(yōu)點是：挖掘力大、牽引力大、機械重量輕、傳動平穩(wěn)、作業(yè)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、技術(shù)性能好、使用可靠(有防止過載的能力)、操縱簡便、更換工作裝置容易。

1)基本類型

現(xiàn)代液壓挖掘機可從以下幾個方面來區(qū)分：

根據(jù)主要機構(gòu)是否全部采用液壓傳動，可分為全液壓與半液壓兩類。挖掘、回轉(zhuǎn)、行走等幾個主要機構(gòu)的動作均為液壓傳動，則稱為全液壓傳動。履帶式挖掘機一般均為全液壓傳動。

根據(jù)行走方式的不同，可以區(qū)分為履帶式、輪胎式、汽車式或?qū)Ｓ玫妆P式等。履帶式液壓挖掘機具有通過性好、接地比壓小、對土壤有足夠的附著力、作業(yè)時不需設(shè)支腿等優(yōu)點，因而應(yīng)用廣泛；輪胎式挖掘機具有行走速度塊、機動性好、可在多種路面通行等優(yōu)點，一般均為四支點，也有三支點的。根據(jù)工作裝置在水平面內(nèi)可回轉(zhuǎn)的范圍，可分為全回轉(zhuǎn)(能自轉(zhuǎn)360°)和非全回轉(zhuǎn)(能自轉(zhuǎn)180°或270°等)。

根據(jù)工作裝置連接方式的不同，可分為鉸接式與伸縮臂式。

2)工作原理

各類液壓挖掘機的工作運動基本相同(圖7-2)。動作1和2的執(zhí)行元件為液壓馬達，而動作3～5的執(zhí)行元件則是油缸。1—動臂升降；2—斗桿伸縮；3—鏟斗轉(zhuǎn)動；4—回轉(zhuǎn)；5—行走；6—動臂；7—斗桿；8—鏟斗圖7-2液壓挖掘機的主要工作運動

液壓挖掘機按工作對象不同可分為反鏟、正鏟、拉鏟、抓鏟開挖和起重(實為履帶式起重機)等形式。正鏟是挖掘機常用的一種作業(yè)裝置(參見圖7-3)，其特點是裝車輕便靈活，回轉(zhuǎn)速度快、移動方便；停機坪以上的土方工程或土方量比較集中的工程正鏟開挖效率高；正鏟可用來挖掘集中的土堆或松散堆集的礦石、碎石、砂、煤等；大于正鏟最小回轉(zhuǎn)半徑的地面以下的基坑、管溝和路塹等土方工程的開挖等。圖7-3單斗挖掘機可換作業(yè)裝置示意圖(a)正鏟；(b)反鏟；(c)刨鏟；(d)刮板；(e)拉鏟；(f)抓斗；(g)、(h)、(i)起重機、打樁機、拔根機反鏟與正鏟的主要區(qū)別是動臂在作業(yè)時與斗桿聯(lián)動(一起升降)；大多數(shù)液壓式挖掘機正鏟和反鏟作業(yè)裝置可以通用，即可將正鏟斗和斗桿翻面安裝，使斗底朝上即可。反鏟主要用來開挖停機平面以下的土壤，如深度小于6?m的小截面建筑物基槽、帶狀溝槽，挖下的土壤可直接甩在基坑、溝槽的兩側(cè)。在相同斗容量的情況下，反鏟的挖掘力和挖掘效率稍低于正鏟開挖。圖7-4所示為挖掘機的拉鏟作業(yè)裝置。作業(yè)開始，拉鏟斗由提升鋼絲繩2倒懸在起重臂5的頂端(Ⅰ)，拉緊和松放牽引鋼絲繩3共1～2次，使拉鏟斗在空中擺動幾下(視情況也可不必拉擺)，然后，趁鏟斗外擺之勢，同時放松提升鋼絲繩和牽引鋼絲繩，使鏟斗順勢向外拋擲在作業(yè)面上(Ⅱ～Ⅲ)，拉鏟斗切入土中一定深度，此時收拉牽引鋼絲繩3，拉鏟斗開始鏟裝土壤，鏟斗裝滿后用提升鋼絲繩提鏟斗至一定高度，上車連同拉鏟斗回轉(zhuǎn)卸土，至此，完成一個工作循環(huán)。圖7-4拉鏟的挖掘過程抓斗作業(yè)裝置如圖7-3(f)所示。抓斗作業(yè)裝置多用于機械式，其工作裝置主要由動臂、抓土斗及繩—輪系統(tǒng)等組成。這種裝置主要用于水下開挖或開挖土質(zhì)比較松軟、施工平面比較狹窄的單獨柱基類的基礎(chǔ)、溝槽等土方工程，也可以作停機平面以上的散粒材料的裝卸，在建筑工程中這種作業(yè)裝置應(yīng)用不多。圖7-5所示為反鏟式單斗液壓挖掘機，它主要由工作裝置1、回轉(zhuǎn)平臺2、回轉(zhuǎn)支承3和行走裝置4等組成。工作裝置包括動臂3(圖7-6)、斗桿2、鏟斗1和驅(qū)動它們的動臂液壓缸6、斗桿液壓缸5及鏟斗液壓缸4。這些部件鉸接成為一組連桿機構(gòu)，當(dāng)操縱動臂液壓缸6伸縮后，可使動臂3帶動整個工作裝置上下運動，因此，它可使鏟斗挖滿后提起卸載。斗桿液壓缸5伸縮后可推動斗桿2轉(zhuǎn)動，使鏟斗進行挖掘，或反向轉(zhuǎn)動斗桿時可進行卸土。操縱鏟斗液壓缸4后可通過連桿直接推動鏟斗1轉(zhuǎn)動，進行挖掘或卸土。必須指出，由于這樣的連桿機構(gòu)存在三個自由度，因此任何一個或兩個液壓缸工作時，其余液壓缸必須鎖住，才能得到有規(guī)律的運動。例如鏟斗液壓缸推出，進行轉(zhuǎn)斗挖掘時，則斗桿液壓缸及動臂液壓缸在受到反力作用下不能有伸長或縮短運動，即要能“鎖住”。同理，其他液壓缸工作時也一樣。圖7-5單斗液壓挖掘機三種液壓缸的伸縮長度不等可使鏟斗在不同的深度和半徑處進行挖掘，這些液壓缸的伸縮不等可組合成許多鏟斗齒尖的位置。許許多多位置可形成一個最大的斗齒尖活動范圍，即如圖7-5中所示的包絡(luò)圖。圖中可顯示出由于工作裝置各部分尺寸所決定的鏟斗齒所能達到的最大挖掘深度H、最大挖掘半徑R、最大挖掘高度h及最大卸載高度h1。這些尺寸就是挖掘機的工作尺寸?；剞D(zhuǎn)平臺可帶動工作裝置繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，使土壤卸到車輛上?；剞D(zhuǎn)平臺是通過回轉(zhuǎn)支承裝置9(圖7-6)支承在行走裝置10上的，可使平臺相對底盤自由轉(zhuǎn)動。在回轉(zhuǎn)平臺上裝有回轉(zhuǎn)機構(gòu)，它由液壓馬達7經(jīng)齒輪箱減速后驅(qū)動小齒輪8，使它相對于嚙合的大齒輪既自轉(zhuǎn)又公轉(zhuǎn)，于是便帶動整個平臺旋轉(zhuǎn)。圖7-6單斗液壓挖掘機構(gòu)造示意圖1—鏟斗；2—斗桿；3—動臂；4—鏟斗液壓缸；5—斗桿液壓缸；6—動臂液壓缸；7—回轉(zhuǎn)液壓馬達；8—回轉(zhuǎn)小齒輪；9—回轉(zhuǎn)支承裝置；10—行走裝置行走裝置使整個機械移動位置。行走裝置可分為履帶式和輪胎式兩大類。

履帶式行走裝置(圖7-7)是由承受上部重量的行走架1通過支重輪2及履帶3將載荷傳至地面的。履帶呈封閉環(huán)狀繞過驅(qū)動輪5和導(dǎo)向輪6，履帶的上分支有一個托鏈輪4支持，以減少撓度。圖7-7履帶式行走裝置1—行走架；2—支重輪；3—履帶；4—托鏈輪；5—驅(qū)動輪；6—導(dǎo)向輪；7—張緊裝置；8—液壓馬達；9—減速箱履帶行走裝置的傳動是由液壓馬達8經(jīng)減速箱9傳動驅(qū)動輪5使整個行走裝置運行。當(dāng)履帶因鉸接的銷軸處磨損而伸長時，可由張緊裝置7調(diào)整其松緊度。

履帶式行走裝置的特點是牽引力大接地比壓小，因此越野性能好，爬坡能力大。每條履帶有一個液壓馬達獨立驅(qū)動。因此，當(dāng)操縱兩條履帶同方向運行時即可前進或后退。當(dāng)一條履帶制動，另一條履帶前進時，即可繞這條制動的履帶轉(zhuǎn)彎；當(dāng)兩條履帶運動方向相反時，即可繞整機中心原地旋轉(zhuǎn)(圖7-8)。故轉(zhuǎn)彎半徑小，機動靈活。但是這種行走裝置運行速度較低，通常在0.5～6?km/h的范圍內(nèi)。轉(zhuǎn)移工地時用平板拖車搬運。在單斗挖掘機中，這種行走裝置用得很多。圖7-8履帶式行走裝置的轉(zhuǎn)彎

(a)原地轉(zhuǎn)彎；(b)繞一條履帶轉(zhuǎn)彎輪胎式的行走裝置有多種形式，一種為輪式拖拉機底盤，還有一種為標(biāo)準(zhǔn)汽車底盤，在這兩種底盤上裝置的單斗液壓挖掘機的斗容量較??；若斗容量稍大、工作性能要求較高的輪式挖掘機，則需用專用的輪胎底盤。

在行走裝置中，輪胎式和履帶式相比，最大的優(yōu)點是機動性好，運行速度快(通常達20?km/h)，如用牽引車拖運作長距離運輸時，速度可達60?km/h。它的缺點是輪胎接地比壓大，爬坡能力小。挖掘時為使機身穩(wěn)定需用專門的支腿支撐。故輪胎式行走裝置基本上僅用在斗容量1?m3以下的挖掘機中。單斗液壓挖掘機由于采用了液壓傳動，因而使挖掘機具有很多優(yōu)點。圖7-9為斗容量1m3的單斗液壓挖掘機液壓系統(tǒng)圖。該機發(fā)動機功率為110?kW，機重25?t，采用雙泵雙回路串聯(lián)系統(tǒng)。從圖中可看出，發(fā)動機驅(qū)動雙聯(lián)泵1，油泵輸出的壓力油分兩路分別進入閥組2和4，每個閥組構(gòu)成一串聯(lián)系統(tǒng)。閥組2的回路分別可驅(qū)動鏟斗液壓缸14、輔助液壓缸12、回轉(zhuǎn)馬達10及行走馬達7。閥組4的回路分別可驅(qū)動斗桿液壓缸13、動臂液壓缸11、行走馬達8及推土板液壓缸6。在閥組2內(nèi)還裝有一合流閥，操縱此閥后可使閥組2內(nèi)的油流向閥組4形成合流供油，以提高斗桿或動臂的運動速度。閥組4內(nèi)還裝有行走限速閥5，以防機械在斜坡上行駛時超速發(fā)生危險。此外，在許多工作液壓缸上還裝有單向節(jié)流回路以防沖擊，例如動臂上升時，壓力油經(jīng)單向閥進入液壓缸11的大腔。當(dāng)動臂下降時，壓力油進入液壓缸小腔，回油從液壓缸大腔排出，經(jīng)節(jié)流小孔返回油箱，這樣就控制了動臂的下降速度，不致在自重作用下速度太快而發(fā)生危險。

系統(tǒng)的回油經(jīng)過背壓閥15、散熱器16和濾油器17返回油箱。圖7-9WY100型單斗液壓挖掘機液壓系統(tǒng)圖7.3其他工程建筑機械7.3.1推土機推土機是一種淺挖和短距離運土的土方機械。它廣泛使用在基坑的開挖工作、管道工程等的回填土工作以及對建筑工地的清除現(xiàn)場、平整場地等作業(yè)。在修堤、筑壩等大規(guī)模土方施工中它又可協(xié)助其他施工機械工作，如頂推鏟運機協(xié)助鏟土等。在礦場和砂石場推土機可協(xié)助集料作業(yè)。因此，推土機在土建、交通、水利、采礦和國防等各部門中使用很廣泛。推土機是在拖拉機的前方裝置一種推土工作裝置而構(gòu)成的。推土機的類型很多，按照行走裝置的不同有履帶式推土機和輪胎式推土機之分。履帶式的推土機牽引力大，對各種地面適應(yīng)性強，因此通過性能好，但行走速度慢。輪胎式推土機牽引力比履帶式的小，但行走速度比較高，在作業(yè)過程中可縮短空載回程的時間，提高生產(chǎn)率。

推土機按照操縱裝置的不同有鋼絲繩式和液壓式兩種，目前鋼絲繩操縱的已趨于淘汰，國內(nèi)外生產(chǎn)的都是液壓式的。推土機的傳動方式有三種：

(1)機械傳動。這種傳動方式結(jié)構(gòu)簡單，傳動效率較高且可靠，但牽引性能不如其他幾種好。

(2)液力機械傳動。這種傳動是發(fā)動機通過液力變矩器和自動換擋變速箱后傳至驅(qū)動橋的，它能隨著推土阻力的變化自動調(diào)整牽引力和速度，改善牽引性能，提高生產(chǎn)率。阻力過大發(fā)動機也不會滅火，能防止過載，操縱簡單，輕便。但在傳動效率方面比機械式的低。

(3)全液壓傳動。這種傳動方式由液壓馬達驅(qū)動主動輪，取消了主離合器、變速箱等部件，使結(jié)構(gòu)緊湊，重量減輕。推土機的作業(yè)過程是在行走中進行的。此時刀架有三種不同的位置，圖7-10(a)表示鏟刀放下插入土中進行鏟土；(b)為鏟刀貼在地面將刀架前的土推移，為運土狀態(tài)。一般運距在100?m以內(nèi)，否則土?xí)虻都軆啥肆魇Ф唤?jīng)濟；(c)為將鏟刀提起，使土在鏟刀下卸掉。然后推土機退還原處進行下一次鏟土。圖7-10推土機的作業(yè)狀態(tài)(a)鏟土；(b)運土；(c)卸土刀架的構(gòu)造如圖7-11所示，刀架下部為可更換的刀片。上部呈圓弧形，以便切下的土屑自動流向前方，刀架后部有兩個推臂4與斜撐2鉸接。推臂通過鉸3與拖拉機的履帶架鉸接。整個刀架的上下運動由兩個油缸6操縱。圖7-11推土刀架構(gòu)造圖7-12為回轉(zhuǎn)式推土工作裝置。這種工作裝置的特點是鏟刀較寬，鏟刀中央通過球鉸與頂推架相連，頂推架兩邊各有三個耳座，由于斜撐固定在不同位置的耳座中，可使鏟刀呈圖中虛線的傾斜位置?；剞D(zhuǎn)角通常在20°～25°之間，這樣可使推土機在直線行走時將土壤向側(cè)方推卸。圖7-12T-20型回轉(zhuǎn)式推土機工作裝置此外，在某些施工中如修邊坡時，可將鏟刀在垂直面內(nèi)與地面傾斜一個角度δ。在中小型推土機上用螺旋斜撐來調(diào)整，大型推土機則用專門的液壓缸來調(diào)整。

目前，有些推土機在后部還附帶有多個齒耙組成的松土器(圖7-13)。這種松土器由專門的液壓缸操縱，使之提升或放下。在遇到堅硬的土質(zhì)時可先用松土器耙松再推土則效果較好。圖7-13帶有松土器的推土機1—齒耙；2—液壓缸；3—液壓油管；4—后支架推土機的液壓操縱系統(tǒng)如圖7-14所示。液壓泵1由發(fā)動機驅(qū)動，將油從油箱吸出變?yōu)楦邏河退屯倏v閥，油液首先經(jīng)四位六通閥3控制鏟刀升降動作。圖中D為鏟刀浮動位置，在該位置鏟刀升降液壓缸的上、下腔與回油路、液壓泵均連通。鏟刀在自重作用下支于地面，并隨地形高低而上下浮動，因此可以隨地形進行推土。三位六通閥4、5分別操縱松土器的升降動作和調(diào)節(jié)鏟刀的側(cè)面傾斜角度。

安全閥2可限制油泵的最高壓力，當(dāng)超過壓力時安全閥打開，高壓油返回油箱，起保護作用。圖7-14推土機液壓操縱系統(tǒng)雙作用安全閥6、7是由過載閥和單向閥組成，裝在松土器液壓缸的油路中。在松土?xí)r三位六通閥4放在中位，使液壓缸兩端呈封閉狀。若松土過程中耙齒遇到障礙物迫使耙齒向上抬時，活塞桿受壓，液壓缸大腔油壓升高，當(dāng)超過雙作用安全閥7的調(diào)定壓力時即呈溢流，溢出油液通過單向閥a給液壓缸小腔進行補油，這樣就起到安全作用。反之，若耙齒在遇到障礙時被迫向下，此時液壓缸活塞桿被拉出，則液壓缸小腔壓力劇增，當(dāng)超過一定壓力時，壓力油通過雙作用安全閥6溢流，并經(jīng)單向閥9給液壓缸大腔補油。這樣就避免了在松土作業(yè)中由于意外的過載而損壞機件。單向閥9是用于在鏟刀下降時由于自重作用，使得下降速度加快形成大腔吸空，此時可由單向閥9進行補油。

單向閥11是用來保護濾油器10的，如由于污物使濾油器阻塞，回油管路中壓力增加，此時油液可通過單向閥返回油箱。液壓操縱的推土機切土力強，平地作業(yè)性能好，操縱輕便，因此這種操縱機構(gòu)得到廣泛采用。7.3.2起重機

1．起重機械在工程中的應(yīng)用

起重機械主要用做垂直運輸?shù)脑O(shè)備，有行走機構(gòu)的還可兼做短距離的水平運輸。它是一種循環(huán)作業(yè)的機械，在建筑施工中，特別是在高層建筑、大型廠房日益增多的情況下，用起重機完成垂直運輸與結(jié)構(gòu)吊裝是必不可少的設(shè)備。另外，對于減輕工人的繁重體力勞動，降低施工成本，提高生產(chǎn)效率，縮短施工周期，實現(xiàn)施工機械化等都起著十分重要的作用。

2．工程起重機的類型

隨著建設(shè)的需要，近年來我國工業(yè)、民用及國防建筑安裝事業(yè)發(fā)展很快，各建筑安裝工地越來越多地使用了多種類型的工程起重機。為了能夠方便地了解各種工程起重機的主要特性及其使用場所，根據(jù)其結(jié)構(gòu)、用途和特點分類如下：

3．起重機主要性能參數(shù)、工作類型及工作機構(gòu)

1)起重機主要性能參數(shù)

(1)起重量(Q)。起重量是指起重機正常工作時所允許吊起的重量，單位為t。起重機的起重量參數(shù)通常是以額定起重量(即起重機所允許吊起的最大重量)表示的。起重量一般不包括起重鉤、吊環(huán)之類吊具的重量，但包括抓斗、電磁吸盤的重量。對于塔式起重機，起重量則包括吊具的重量。能改變幅度的起重機，其起重量是隨著幅度的改變而變化的，這時起重機的最大額定起重量是指起重機在最小工作幅度下所允許吊起的最大起重量。對于自行式起重機，當(dāng)支腿跨距較大時，重物在支腿內(nèi)側(cè)。它只是標(biāo)志起重機名義上的起重能力，對于實際使用意義不大。

起重量大的起重機通常有兩套起升機構(gòu)，一套為主起升機構(gòu)(即主鉤)，另一套為副起升機構(gòu)(即副鉤)，主鉤起重量通常為副鉤起重量的3～5倍，主、副鉤起重量以分?jǐn)?shù)表示。例如15/3，表示主鉤起重量為15?t，副鉤起重量為3?t。

(2)跨距(L)、幅度(R)和有效值(A)。門式、纜索式起重機大車運行軌道面中心線之間的距離稱為跨距，單位為m?？缇嗍潜硎具@類起重機橫向工作范圍的一個指標(biāo)。

起重機回轉(zhuǎn)中心軸線至起重鉤中心線的水平距離稱為幅度，單位為m。它與起重臂的長度和仰角有關(guān)。對于幅度可變的起重機，其幅度常以幅度變動范圍的最大值來表示。由于起重機的幅度是表示起重機在不移位時的工作范圍，因此幅度也是衡量起重機起重能力的一個重要參數(shù)。

自行式起重機在起重臂側(cè)置的情況下，起吊最大額定起重量時起重鉤中心垂線到側(cè)向傾翻邊緣的水平距離稱為有效幅度，單位為m。有效幅度是反映起重機實際工作能力的一個參數(shù)。

(3)起重力矩(M)。起重量和相應(yīng)于該起重量的工作幅度的乘積為起重力矩，即M=QR，單位為t·m。它是綜合起重量與幅度兩個因素的參數(shù)，所以用起重力矩這個參數(shù)就能比較全面和確切地反映起重機的起重能力。對于塔式起重機，其起重能力(主參數(shù))是以起重力矩的t·m值來表示的。

(4)起升高度(H)。最高位置時的起重鉤中心到地面或軌道面(對于軌道塔式起重機)之間的垂直距離稱為起升高度，單位為m。用于吊裝工程的起重機，其額定起升高度是一個重要的性能參數(shù)。

(5)工作速度(v)。起重機的工作速度主要包括起升、變幅、回轉(zhuǎn)和行走等四個速度。對于伸縮臂式起重機還包括起重臂伸縮速度和支腿收放速度。

起升速度是指起重鉤或取物裝置的上升速度，單位為m/min；變幅速度是指起重鉤或取物裝置從最大幅度移到最小幅度時的平均線速度，單位為m/min；回轉(zhuǎn)速度是指起重機轉(zhuǎn)臺每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，單位為r/min；行走速度是指整個起重機的移動速度，單位為m/min；對于自行式起重機因行走距離長，則以km/h為單位。

2)起重機的主要工作機構(gòu)

(1)起升機構(gòu)。起升機構(gòu)用來實現(xiàn)物品的升降運動，它是起重機中最主要和最基本的機構(gòu)。

目前常用的起升機構(gòu)大致都是由動力裝置、聯(lián)軸器、制動器、減速器、卷筒、離合器、鋼絲繩滑輪組和起重鉤等組成的。

按照傳動方式，起升機構(gòu)有機械集中傳動、電力獨立傳動和液壓傳動三種主要形式。

機械集中傳動的起升機構(gòu)(如圖7-15(a)所示)，其動力是由發(fā)動機經(jīng)傳動裝置傳給起升機構(gòu)起升卷筒的，與此同時發(fā)動機也將動力傳給回轉(zhuǎn)、變幅、行走等機構(gòu)。為了保證各機構(gòu)能獨立運動，各個機構(gòu)均設(shè)有離合器，故整機傳動系統(tǒng)比較復(fù)雜，操作麻煩。電力獨立傳動的起升機構(gòu)(如圖7-15(b)所示)，該機構(gòu)是由直流電動機或交流電動機通過減速器帶動起升卷筒。直流電動機傳動的機械特性適合起升機構(gòu)的工作要求，調(diào)速性能好，但直流電源獲得較為困難，需要專門設(shè)備。在大中型自行式起重機上通常采用內(nèi)燃機—直流發(fā)電機組；交流電動機傳動由于能直接自市政電網(wǎng)取得電流，因而結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、維修方便?，F(xiàn)在各種塔式起重機普遍用交流電動機驅(qū)動。

液壓傳動的起升機構(gòu)(如圖7-15(c)所示)，該機構(gòu)是由高速液壓馬達通過減速器或低速液壓馬達直接帶動起升卷筒，重量輕、體積小，因此廣泛用于汽車起重機的起升機構(gòu)中。圖7-15起升機構(gòu)(a)機械傳動；(b)電力傳動；(c)液壓傳動

(2)回轉(zhuǎn)機構(gòu)。回轉(zhuǎn)機構(gòu)用來使被提升的物品圍繞起重機的回轉(zhuǎn)中心沿圓弧作水平運動以擴大起升機構(gòu)的工作范圍，這種回轉(zhuǎn)運動是通過回轉(zhuǎn)機構(gòu)和回轉(zhuǎn)支承來實現(xiàn)的，前者用來驅(qū)動轉(zhuǎn)臺(架)旋轉(zhuǎn)，后者用來充當(dāng)轉(zhuǎn)動部分的支座。

①回轉(zhuǎn)支承。回轉(zhuǎn)支承是支承起重機回轉(zhuǎn)部分的一種裝置，它起著“軸承”的作用?；剞D(zhuǎn)支承按結(jié)構(gòu)特點可分為立柱式和轉(zhuǎn)盤式兩大類。

·立柱式回轉(zhuǎn)支承——立柱式回轉(zhuǎn)支承主要用在非全回轉(zhuǎn)的簡單起重機中(圖7-16)。

·?轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承——轉(zhuǎn)盤式回轉(zhuǎn)支承主要用在舊型設(shè)備中(圖7-17)，近代新型的起重機都已改用滾動軸承式。圖7-16立柱式回轉(zhuǎn)支承結(jié)構(gòu)簡圖圖7-17支承滾輪式回轉(zhuǎn)支承簡圖1—轉(zhuǎn)臺；2—滾輪；3—中心軸；4—環(huán)形滾道；5—反滾輪支承滾輪式回轉(zhuǎn)支承主要由轉(zhuǎn)臺、滾輪、中心軸、環(huán)形滾道和反滾輪等組成。轉(zhuǎn)臺1以中心軸3為中心通過銷軸支持在滾輪2上，滾輪沿著裝在固定部分上的環(huán)形滾道4滾動，以實現(xiàn)起重機回轉(zhuǎn)部分之回轉(zhuǎn)。為防止轉(zhuǎn)臺傾翻專門設(shè)置有反滾輪5，以策安全。

滾動軸承式回轉(zhuǎn)支承，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于一個大滾動軸承。它由旋轉(zhuǎn)座圈、滾動體、固定座圈、密封圈與調(diào)整墊片等組成。其中一座圈上帶有外齒圈或內(nèi)齒圈，起重機的回轉(zhuǎn)部分固定在旋轉(zhuǎn)座圈上，而固定座圈則與起重機的機架固接。其動作原理是通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的小齒輪與座圈上的齒圈相嚙合，從而實現(xiàn)相對運動，如圖7-18所示。圖7-18回