第1講 推土機概述,SD42-3型履帶式推土機,一、定義 推土機前部為推土刀片（或稱“推土鏟”），通過駕駛員的操控，放下鏟刀，鏟刀切入土壤，依靠推土機前進時的動力，可以完成土壤的切削和推運作業(yè)。 推土機是一種自行式的、適于短距離推土運土的工程機械。由于它的結構簡單、操縱機動靈活、能適應多種作業(yè)以及生產(chǎn)率高等特點，在基礎建設中得到非常廣泛地應用。是一種用途最廣的工程機械。,二、推土機的用途 推土機在建筑、公路、鐵路、機場、港口、采礦、農(nóng)業(yè)、水利、林業(yè)和國防建設等土石方工程中被廣泛應用。推土機可進行如下作業(yè)： 鏟土、運土：如圖1-2所示。一般在100米運距內(nèi)鏟運土壤等松散物料。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：平整施工場地及農(nóng)田等。 松土：通過松土器預松硬土、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，為鏟運機助鏟、給裝載機喂土等作業(yè)，以及作為各種拖式機械或其他機械的牽引車等。,圖1-2 推土機在推土作業(yè) 圖1-3 推土機在平整場地,圖1-4 推土機在松土 圖1-5推土機在清除樹根,推土機的用途雖然十分廣泛，但受到其鏟刀容量的限制，推運土壤的距離不宜太長，所以推土機是一種短運距的土石方施工機械。運距太長，在運土過程中土壤容易從鏟刀兩側流失，導致其生產(chǎn)效率降低；運距過短，換向、換檔操作頻繁，在其工作循環(huán)中這些無效作業(yè)時間所占比例增大，同樣會降低其生產(chǎn)效率。 通常中小型推土機的運距應控制在30100米范圍內(nèi)；大型推土機的運距不超過150米，推土機的經(jīng)濟運距為5080米。所謂“經(jīng)濟運距”是指推土機的生產(chǎn)效率達到最高時的運距。,三、推土機主要組成,推土機主要由發(fā)動機、底盤、工作裝置及液壓系統(tǒng)和電器系統(tǒng)等組成 。 推土機的工作裝置包括懸掛在整機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。現(xiàn)代推土機的工作裝置均采用液壓傳動。電器系統(tǒng)包括發(fā)動機的電啟動部分、全機的照明系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和發(fā)電機、空調(diào)等。除此而外，推土機還有燃油箱、液壓油箱、駕駛室等附屬設備。,履帶式推土機主要組成,四、分類 （1）按行走裝置不同分為： 履帶式推土機和輪胎式推土機,（2）按傳動方式分 這里的傳動特指履帶式推土機從發(fā)動機到驅動輪的傳動。 機械傳動：傳動可靠，傳動效率高，結構簡單，維修方便；但操作繁重，不能適應外阻力的變化，作業(yè)效率低，牽引性能不如其它傳動方式，目前國內(nèi)僅小型推土機采用。 液力機械傳動：液力傳動元件是液力變矩器，這種傳動方式能根據(jù)外阻力的變化自動調(diào)整行駛速度和牽引力，大大提高了推土機的牽引性能，從而提高其生產(chǎn)效率，操縱方便，并且能防止發(fā)動機過載。但是制造成本高，維修困難。目前中型以上的推土機均采用這種傳動方式。 靜液壓傳動 ：整機重量減輕，結構緊湊，并且大大方便了推土機的整體布置。；能原地轉向，轉向性能好。但存在傳動效率不高、價格較貴等不利因素。目前，受液壓元件限制，靜液壓傳動在大功率推土機上無法應用。國內(nèi)三一重工的TQ230型、TQ160型推土機屬于靜液壓傳動推土機 。,（3）按功率等級分 推土機按其裝備的柴油機功率大小，可分為： 微型：功率在30kw以下。適用于極狹小的施工場地或者零星土方施工、場地平整。 輕型：功率在3075kw之間，適用于零星土方作業(yè)。 中型：功率在75225kw之間，中型推土機應用范圍最廣。 大型：功率在225745kw之間，適用于堅硬土質(zhì)或深度凍土的大型土方工程。 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。國內(nèi)目前還沒有特大型推土機產(chǎn)品。,小松575A型超大型推土機，當今世界上最大的推土機，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）和回轉式兩種。,（5）按施工場地和用途分 通用型，濕地型，高原型，環(huán)衛(wèi)型，電廠型，推耙機，吊管機，軍用推土機。 其他還有深水型推土機、爆破推土機、低噪聲推土機等推土機變型產(chǎn)品。除通用型外，其他推土機是適應特殊用途而生產(chǎn)的推土機，統(tǒng)稱為專用型推土機。,五、主要性能參數(shù),1、推土機的外形尺寸 推土機的外形尺寸包括整機長、寬、高，國產(chǎn)推土機用毫米表示，進口推土機用英寸表示 。,山推220馬力系列推土機的各項參數(shù),表1-1 山推220馬力推土機整機尺寸（單位：毫米）,2、推土機主要性能參數(shù) 推土機的主要性能參數(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馬力推土機主要性能參數(shù)見表1-3所示。,表1-2 山推220馬力推土機主要性能參數(shù),六、推土機的銘牌型號,TY220E型推土機是目前鐵路、高速公路建設中廣泛使用的主力機型，代號含義如下： T推土機； Y液壓操縱； 220主參數(shù)，220馬力； E結構改進代號。,產(chǎn)品代碼（Pruduct code）：D表示推土機（Bulldozer或Dozer的縮寫）。 尺寸代碼（Size code）：1或2個數(shù)字表示機器大小。 驅動方式代碼（Drive system code）：用一個數(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；6-全液壓傳動；7-兩種傳動方式 (液壓換檔&液力傳動)。,輔助型號代碼（Auxiliary model code）：用一個字母表示，其中：A-推土機；P-濕地推土機；E-長履帶推土機；S-履帶式裝載機；Q-濕地用履帶式裝載機；F-農(nóng)用拖拉機；C-管道敷設機；W-兩棲推土機。 特殊代碼（Special code）：用13個字母表示，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。 改進型號（Version）,七、推土機總體結構,1、發(fā)動機,由于推土機工作條件很差，承受的負荷很重，還經(jīng)常突變，遭受沖擊振動，因此采用的動力均為功率范圍廣、飛輪輸出扭矩大、運轉的經(jīng)濟性和燃油的安全性好的柴油機。 柴油機的主要性能參數(shù)包括：額定功率（kw或馬力）、額定轉速（rpm）、最大輸出扭矩（Nm）、活塞排量（L）、最低耗油量（g/kWh）等。 發(fā)動機廠家：以上海柴油機股份有限公司、濰柴動力股份有限公司和重慶康明斯發(fā)動機有限公司柴油機產(chǎn)品為主 。,2、履帶推土機傳動系,傳遞動力 中斷動力 減速增扭 變速變向 過載保護,（1）傳動系的功用:,傳動系是指完成動力傳遞任務的一系列裝置或總成的統(tǒng)稱。,履帶式推土機的傳動系有機械傳動、液力機械傳動、全液壓傳動和電傳動四種類型。,國外推土機對傳動系的采用趨勢：,小型推土機采用液壓傳動方式 中型推土機采用液壓傳動或液力機械傳動方式 大型和特大型推土機采用液力機械傳動方式,（2）傳動系類型,（3）機械傳動系,機械傳動系是一種有級變速系統(tǒng)，由主離合器、萬向節(jié)（聯(lián)軸器）、變速器、中央傳動、轉向離合器和制動器、最終傳動組成 。,T220型推土機機械傳動系結構原理圖,在機械傳動系統(tǒng)中，主離合器的功用是換檔時切斷發(fā)動機動力，并對傳動系起過載保護作用；變速器通過變換排檔使機械前進倒退行駛并獲取合適的行駛速度；中央傳動是一對圓錐齒輪，用來改變傳動軸的旋轉方向，并將動力傳給兩側履帶；轉向離合器和制動器用來實現(xiàn)推土機轉向、控制轉向半徑大小和減速停車；最終傳動用來進一步減速增扭，以保證推土機有合適的行駛速度和牽引力。,機械傳動系傳動路線,（4）液力機械式傳動系,液力機械傳動系是一種無級變速系統(tǒng)，由液力變矩器、聯(lián)軸節(jié)、動力換檔變速器、中央傳動、轉向離合器和制動器、最終傳動組成。,TY220型推土機液力機械傳動系結構原理圖,液力機械傳動系與機械傳動系的區(qū)別是： 以液力變矩器代替主離合器，以動力換檔變速箱代替機械式變速箱，其它總成的結構原理與機械傳動系完全相同。 液力變矩器利用液體動能傳遞動力，其輸出的扭矩能自動與負荷相適應，并具有無級調(diào)速的作用，同時，液力傳動還具有緩和沖擊、過載保護的功能。動力換檔變速器與機械傳動系中的變速器換檔方式不同，前者采用液壓換檔（稱動力換檔），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，勞動強度大，駕駛員容易疲勞。,根據(jù)圖1-26畫出推土機液力機械傳動系的動力傳遞路線。,（5）全液壓傳動系,全液壓傳動是指推土機的工作裝置（鏟刀和松土器）和行走裝置（驅動輪）全部采用液壓傳動。全液壓傳動系特指由發(fā)動機到驅動輪的動力傳動系統(tǒng)，由雙向變量泵、雙向變量液壓馬達、最終傳動等組成，通常采用雙泵雙回路閉式液壓系統(tǒng)。,全液壓傳動系的結構原理是柴油機驅動液壓泵產(chǎn)生高壓油，由壓力油通過油管輸送驅動液壓馬達旋轉，再由液壓馬達通過減速機構或者直接帶動驅動輪轉動。 改變液壓馬達的供油量，就能改變它的轉速，進而改變推土機的行駛速度；改變供油方向，就能使馬達反轉，從而使推土機倒退。,推土機全液壓傳動系傳動路線,（6）傳動系統(tǒng)簡圖,上述傳動系均用結構簡圖來表示，結構簡圖很直觀，但是繪制起來很麻煩，因此，傳動系一般用傳動簡圖來表示。 所謂傳動簡圖就是用規(guī)定的簡單線條或圖形代表傳動系各總成，用以表示機械的動力傳遞路線或運動情況。,傳動簡圖的作用：,便于概括了解傳動系的類型和組成； 便于分析動力傳遞路線； 便于分析傳動系及各總成的工作原理； 便于診斷傳動系的故障； 設計中便于進行傳動比的分配和計算載荷的確定，以便于下一步的零件設計。,總結推土機各總成的簡圖表示方法，并試畫出TY220型推土機的傳動簡圖。,3、行走機構,行走機構使推土機產(chǎn)生驅動力使其行駛，同時承受著機械的全部重量。行走機構分為輪式和履帶式。 （1）履帶行走機構 履帶行走機構有兩種類型，其一是傳統(tǒng)的低位驅動輪型式，前文所述的履帶式推土機均是這種型式；其二是高位驅動輪型式。 低位驅動輪型式的行走機構主要由“四輪一帶”組成，即行走機構的主要部件由臺車架、懸架和驅動輪、引導輪、支重輪、托鏈輪及履帶等組成。,宣化SD8高驅動推土機,高位驅動鏈輪行走機構的優(yōu)點：,高位驅動鏈輪行走機構的驅動鏈輪位置較高，不承受行走和作業(yè)時所產(chǎn)生的外部沖擊和振動載荷，也減輕了泥沙對驅動鏈輪的磨損和侵蝕作用，能延長機械的使用壽命，降低維修費用。 另一優(yōu)點是履帶架和履帶接地部分相對于機體的位置布置自由度較大，后部接地位置不受驅動鏈輪位置的影響，設計推土機時可按需要進行調(diào)整，使整機重心在履帶接地長度上的位置更為合理。,（2）輪式行走機構,輪式推土機是以裝載機底盤為基礎開發(fā)的一種具有很強工況適應性的施工機械，與履帶式推土機相比，其主要特點是行駛速度快、作業(yè)循環(huán)時間短、轉移場地迅速、機動性好；但是其牽引力小、附著性能遠不如履帶式推土機。 輪式推土機一般用于經(jīng)常變換工地和良好土壤作業(yè)，如公路搶險等，也常作為平板車的牽引機械。,4、工作裝置,推土機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。 推土機作業(yè)對象是中等堅實度的土質(zhì)，僅用推土鏟即可完成鏟掘和推運任務，因此推土鏟被公認為推土機的傳統(tǒng)工作裝置。推土鏟的類型有直傾鏟、回轉鏟、推煤鏟、環(huán)衛(wèi)鏟、組合鏟等 。,松土器是大中型推土機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 。,絞盤裝在推土機的后部，用來拖拽圓木、鋪管、牽引作業(yè)和簡單的起重作業(yè)。動力從推土機的功率輸出軸引出。絞盤一般由卷筒、齒輪減速機構、制動器和離合器等組成，用單個手柄操縱，卷筒可正反向旋轉。按動力傳遞方式，分為機械絞盤和液壓絞盤 。,推土機其他機構或系統(tǒng)包括：液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、操縱機構、司機座與駕駛室、護板等，將在本書后面的章節(jié)中進行介紹。,二、推土機行業(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技術。 1、代表推土機最高水平的三大國際企業(yè)： 美國卡特皮勒（Caterpillar Inc.）是世界上最大的履帶式推土機制造企業(yè)，其產(chǎn)品覆蓋了從小到大9個系列，D3D11，最大的D11RCD，飛輪功率達到634kw?？ㄌ仄だ展就仆翙C的主要部件和結構件均為自制 ； 日本小松（Komatsu）公司列第二位，1947年開始引進生產(chǎn)D50型推土機，現(xiàn)在其推土機產(chǎn)品共有13個系列，功率范圍從29.5858kW，最小的推土機為D21A，柴油機飛輪功率29.5kW，最大的推土機D575A-3SD型，柴油機飛輪功率達到858kW，也是當今世界上最大的推土機。 德國的利勃海爾（Liebherr）是一家獨具特色的推土機制造企業(yè)，其推土機全部采用全液壓傳動。,2、國內(nèi)推土機行業(yè)現(xiàn)狀,比較大的企業(yè)一直穩(wěn)定在7家左右。他們分別是：山推工程機械股份有限公司、河北宣化工程機械股份有限公司、上海彭浦機器廠有限公司、天津建筑機械廠、陜西新黃工機械有限公司、一拖工程機械有限公司、三一重工股份公司等。 山推工程機械股份有限公司1980年引進日本小松D85A-18推土機制造技術，經(jīng)過幾十年發(fā)展，現(xiàn)在 規(guī)模僅次于卡特皮勒和小松，排名世界第三位，是國內(nèi)最大的推土機制造廠。 宣化工程機械股份有限公司引進卡特皮勒公司D6D制造技術，主導產(chǎn)品T140-1和SD6D推土機是國內(nèi)工程機械名牌產(chǎn)品。采用國際最新技術，所開發(fā)研制的SD7（220馬力）和SD8（330馬力）高驅動推土機填補了國內(nèi)空白。 彭浦機器廠 1986年，從卡特皮勒公司引進D6D履帶式推土機的設計制造技術，成為國內(nèi)大功率推土機制造基地。,