B-Sports第1讲 推土机概述 一、定义 推土机前部为推土刀片（或称“推土铲”），通过驾驶员的操控，放下铲刀必一运动，铲刀切入土壤，依靠推土机前进时的动力，可以完成土壤的切削和推运作业。 推土机是一种自行式的、适于短距离推土运土的工程机械。由于它的结构简单、操纵机动灵活、能适应多种作业以及生产率高等特点，在基础建设中得到非常广泛地应用。是一种用途最广的工程机械。 二、推土机的用途 推土机在建筑、公路、铁路、机场、港口、采矿、农业、水利、林业和国防建设等土石方工程中被广泛应用。推土机可进行如下作业： 铲土、运土：如图1-2所示。一般在100米运距内铲运土壤等松散物料。用来修筑路基、开挖路堑、堆集石渣。 填土：回填壕堑、基坑，填埋垃圾。 平地：平整施工场地及农田等。 松土：通过松土器预松硬土、冻土，破坏路面等。 其他用途：用于开挖便道（打道），清除树桩、积雪，为铲运机助铲、给装载机喂土等作业，以及作为各种拖式机械或其他机械的牵引车等。 推土机的用途虽然十分广泛，但受到其铲刀容量的限制，推运土壤的距离不宜太长，所以推土机是一种短运距的土石方施工机械。运距太长，在运土过程中土壤容易从铲刀两侧流失，导致其生产效率降低；运距过短，换向、换档操作频繁，在其工作循环中这些无效作业时间所占比例增大，同样会降低其生产效率。 通常中小型推土机的运距应控制在30～100米范围内；大型推土机的运距不超过150米，推土机的经济运距为50～80米。所谓“经济运距”是指推土机的生产效率达到最高时的运距。 三、推土机主要组成 推土机主要由发动机、底盘、工作装置及液压系统和电器系统等组成 。 推土机的工作装置包括悬挂在整机前部的推土铲和后部的松土器、绞盘等。其中推土铲是主要工作装置，用于推土作业；松土器、绞盘是辅助工作装置，可以根据需要选用一种。现代推土机的工作装置均采用液压传动。电器系统包括发动机的电启动部分、全机的照明系统、控制系统和发电机必一运动、空调等。除此而外，推土机还有燃油箱、液压油箱、驾驶室等附属设备。 四、分类 （1）按行走装置不同分为： 履带式推土机和轮胎式推土机 （3）按功率等级分 推土机按其装备的柴油机功率大小，可分为： ①微型：功率在30kw以下。适用于极狭小的施工场地或者零星土方施工、场地平整。 ②轻型：功率在30～75kw之间，适用于零星土方作业。 ③中型：功率在75～225kw之间，中型推土机应用范围最广。 ④大型：功率在225～745kw之间，适用于坚硬土质或深度冻土的大型土方工程。 ⑤特大型：功率在745kw以上，用于大型露天矿山或大型水电工程工地。国内目前还没有特大型推土机产品。 小松575A型超大型推土机，当今世界上最大的推土机，其功率为1150马力，重143吨，推土铲容量69立方米。 （4）按铲刀的装置形式，可以分为固定式（直铲式）和回转式两种。 （5）按施工场地和用途分 ①通用型，②湿地型，③高原型，④环卫型，⑤电厂型，⑥推耙机，⑦吊管机，⑧军用推土机。 其他还有深水型推土机、爆破推土机、低噪声推土机等推土机变型产品。除通用型外，其他推土机是适应特殊用途而生产的推土机，统称为专用型推土机。 五、主要性能参数 2、推土机主要性能参数 推土机的主要性能参数包括飞率（kw）、工作质量(kg)、各档行驶速度(m/s)、燃油消耗率(g/h)、最大生产率(m3/h)、、最大爬坡能力(°)、最大牵引力(kg)等。山推220马力推土机主要性能参数见表1-3所示。 六、推土机的铭牌型号 TY220E型推土机是目前铁路、高速公路建设中广泛使用的主力机型，代号含义如下： ①T－推土机； ②Y－液压操纵； ③220－主参数，220马力； ④E－结构改进代号。 ①产品代码（Pruduct code）：D表示推土机（Bulldozer或Dozer的缩写）。 ②尺寸代码（Size code）：1或2个数字表示机器大小。 ③驱动方式代码（Drive system code）：用一个数字表示，其中：0-直接联接；1-液压换档；2,3,5,8,9-液力传动；6-全液压传动；7-两种传动方式 (液压换档液力传动)。 ④辅助型号代码（Auxiliary model code）：用一个字母表示，其中：A-推土机；P-湿地推土机；E-长履带推土机；S-履带式装载机；Q-湿地用履带式装载机；F-农用拖拉机；C-管道敷设机；W-两栖推土机。 ⑤特殊代码（Special code）：用1～3个字母表示，其中：L-湿地；LL-超湿地（用于特别松软的地带）；F-农用规格；M-林业规格；R-无线控制；G-橡胶履带；X-HSS/HMT。 ⑥改进型号（Version） 七、推土机总体结构 1、发动机 由于推土机工作条件很差，承受的负荷很重，还经常突变，遭受冲击振动，因此采用的动力均为功率范围广、飞轮输出扭矩大、运转的经济性和燃油的安全性好的柴油机。 柴油机的主要性能参数包括：额定功率（kw或马力）、额定转速（rpm）、最大输出扭矩（N·m）、活塞排量（L）、最低耗油量（g/kW·h）等。 发动机厂家：以上海柴油机股份有限公司、潍柴动力股份有限公司和重庆康明斯发动机有限公司柴油机产品为主 。 2、履带推土机传动系 传递动力 中断动力 减速增扭 变速变向 过载保护 履带式推土机的传动系有机械传动、液力机械传动、全液压传动和电传动四种类型。 （3）机械传动系 机械传动系是一种有级变速系统，由主离合器、万向节（联轴器）、变速器、中央传动、转向离合器和制动器、最终传动组成 。 在机械传动系统中，主离合器的功用是换档时切断发动机动力，并对传动系起过载保护作用；变速器通过变换排档使机械前进倒退行驶并获取合适的行驶速度；中央传动是一对圆锥齿轮，用来改变传动轴的旋转方向，并将动力传给两侧履带；转向离合器和制动器用来实现推土机转向、控制转向半径大小和减速停车；最终传动用来进一步减速增扭，以保证推土机有合适的行驶速度和牵引力。 机械传动系传动路线）液力机械式传动系 液力机械传动系是一种无级变速系统，由液力变矩器、联轴节、动力换档变速器、中央传动、转向离合器和制动器、最终传动组成。 液力机械传动系与机械传动系的区别是： 以液力变矩器代替主离合器，以动力换档变速箱代替机械式变速箱，其它总成的结构原理与机械传动系完全相同。 液力变矩器利用液体动能传递动力，其输出的扭矩能自动与负荷相适应，并具有无级调速的作用，同时，液力传动还具有缓和冲击、过载保护的功能。动力换档变速器与机械传动系中的变速器换档方式不同，前者采用液压换档（称动力换档），驾驶员只起操纵作用，因而操纵轻便；后者采用人力换档，操纵频繁，劳动强度大，驾驶员容易疲劳。 （5）全液压传动系 全液压传动是指推土机的工作装置（铲刀和松土器）和行走装置（驱动轮）全部采用液压传动。全液压传动系特指由发动机到驱动轮的动力传动系统，由双向变量泵、双向变量液压马达、最终传动等组成，通常采用双泵双回路闭式液压系统。 全液压传动系的结构原理是柴油机驱动液压泵产生高压油，由压力油通过油管输送驱动液压马达旋转，再由液压马达通过减速机构或者直接带动驱动轮转动。 改变液压马达的供油量，就能改变它的转速，进而改变推土机的行驶速度；改变供油方向，就能使马达反转，从而使推土机倒退。 推土机全液压传动系传动路线）传动系统简图 上述传动系均用结构简图来表示，结构简图很直观，但是绘制起来很麻烦，因此，传动系一般用传动简图来表示。 所谓传动简图就是用规定的简单线条或图形代表传动系各总成，用以表示机械的动力传递路线或运动情况。 传动简图的作用： ①便于概括了解传动系的类型和组成； ②便于分析动力传递路线； ③便于分析传动系及各总成的工作原理； ④便于诊断传动系的故障； ⑤设计中便于进行传动比的分配和计算载荷的确定，以便于下一步的零件设计。 3、行走机构 行走机构使推土机产生驱动力使其行驶，同时承受着机械的全部重量。行走机构分为轮式和履带式。 （1）履带行走机构 履带行走机构有两种类型，其一是传统的低位驱动轮型式，前文所述的履带式推土机均是这种型式；其二是高位驱动轮型式。 低位驱动轮型式的行走机构主要由“四轮一带”组成，即行走机构的主要部件由台车架、悬架和驱动轮、引导轮、支重轮、托链轮及履带等组成。 高位驱动链轮行走机构的优点： 高位驱动链轮行走机构的驱动链轮位置较高，不承受行走和作业时所产生的外部冲击和振动载荷，也减轻了泥沙对驱动链轮的磨损和侵蚀作用，能延长机械的使用寿命，降低维修费用。 另一优点是履带架和履带接地部分相对于机体的位置布置自由度较大，后部接地位置不受驱动链轮位置的影响，设计推土机时可按需要进行调整，使整机重心在履带接地长度上的位置更为合理。 （2）轮式行走机构 轮式推土机是以装载机底盘为基础开发的一种具有很强工况适应性的施工机械，与履带式推土机相比，其主要特点是行驶速度快、作业循环时间短、转移场地迅速、机动性好；但是其牵引力小、附着性能远不如履带式推土机。 轮式推土机一般用于经常变换工地和良好土壤作业，如公路抢险等，也常作为平板车的牵引机械。 4、工作装置 推土机的工作装置包括推土铲、松土器、绞盘和牵引钩等，其中推土铲是主要工作装置，其余属于辅助工作装置，可按用户的要求选装一种。 推土机作业对象是中等坚实度的土质，仅用推土铲即可完成铲掘和推运任务，因此推土铲被公认为推土机的传统工作装置。推土铲的类型有直倾铲、回转铲、推煤铲、环卫铲、组合铲等 。 松土器是大中型推土机不可缺少的工作装置 ，松土器按齿数分为单齿松土器和三齿松土器 。 绞盘装在推土机的后部，用来拖拽圆木、铺管、牵引作业和简单的起重作业。动力从推土机的功率输出轴引出。绞盘一般由卷筒、齿轮减速机构、制动器和离合器等组成，用单个手柄操纵，卷筒可正反向旋转。按动力传递方式，分为机械绞盘和液压绞盘 。 推土机其他机构或系统包括：液压系统、电气系统、操纵机构、司机座与驾驶室、护板等，将在本书后面的章节中进行介绍。 二、推土机行业的发展 推土铲刀由人力提升发展为钢丝绳提升 ，现在全部采用液压传动技术。 1、代表推土机最高水平的三大国际企业： 美国卡特皮勒（Caterpillar Inc.）是世界上最大的履带式推土机制造企业，其产品覆盖了从小到大9个系列，D3～D11，最大的D11RCD，飞率达到634kw。卡特皮勒公司推土机的主要部件和结构件均为自制 ； 日本小松（Komatsu）公司列第二位，1947年开始引进生产D50型推土机，现在其推土机产品共有13个系列，功率范围从29.5～858kW必一运动，最小的推土机为D21A，柴油机飞率29.5kW，最大的推土机D575A-3SD型，柴油机飞率达到858kW，也是当今世界上最大的推土机。 德国的利勃海尔（Liebherr）是一家独具特色的推土机制造企业，其推土机全部采用全液压传动。 2、国内推土机行业现状 比较大的企业一直稳定在7家左右。他们分别是：山推工程机械股份有限公司、河北宣化工程机械股份有限公司、上海彭浦机器厂有限公司、天津建筑机械厂、陕西新黄工机械有限公司、一拖工程机械有限公司、三一重工股份公司等。 山推工程机械股份有限公司1980年引进日本小松D85A-18推土机制造技术，经过几十年发展，现在 规模仅次于卡特皮勒和小松，排名世界第三位，是国内最大的推土机制造厂。 宣化工程机械股份有限公司引进卡特皮勒公司D6D制造技术，主导产品T140-1和SD6D推土机是国内工程机械名牌产品。采用国际最新技术，所开发研制的SD7（220马力）和SD8（330马力）高驱动推土机填补了国内空白。 彭浦机器厂 1986年，从卡特皮勒公司引进D6D履带式推土机的设计制造技术，成为国内大功率推土机制造基地。 （1）传动系的功用: 传动系是指完成动力传递任务的一系列装置或总成的统称。 国外推土机对传动系的采用趋势： 小型推土机——采用液压传动方式 中型推土机——采用液压传动或液力机械传动方式 大型和特大型推土机——采用液力机械传动方式 （2）传动系类型 T220型推土机机械传动系结构原理图 TY220型推土机液力机械传动系结构原理图 根据图1-26画出推土机液力机械传动系的动力传递路线。 总结推土机各总成的简图表示方法，并试画出TY220型推土机的传动简图。 宣化SD8高驱动推土机 * * SD42-3型履带式推土机 图1-2 推土机在推土作业 图1-3 推土机在平整场地 图1-4 推土机在松土 图1-5推土机在清除树根 履带式推土机主要组成 （2）按传动方式分 这里的传动特指履带式推土机从发动机到驱动轮的传动。 ①机械传动：传动可靠，传动效率高，结构简单，维修方便；但操作繁重，不能适应外阻力的变化，作业效率低，牵引性能不如其它传动方式，目前国内仅小型推土机采用。 ②液力机械传动：液力传动元件是液力变矩器，这种传动方式能根据外阻力的变化自动调整行驶速度和牵引力，大大提高了推土机的牵引性能，从而提高其生产效率，操纵方便，并且能防止发动机过载。但是制造成本高，维修困难。目前中型以上的推土机均采用这种传动方式。 ③静液压传动 ：整机重量减轻，结构紧凑，并且大大方便了推土机的整体布置。；能原地转向，转向性能好。但存在传动效率不高、价格较贵等不利因素。目前，受液压元件限制，静液压传动在大功率推土机上无法应用。国内三一重工的TQ230型、TQ160型推土机属于静液压传动推土机 。 1、推土机的外形尺寸 推土机的外形尺寸包括整机长、宽、高，国产推土机用毫米表示，进口推土机用英寸表示 。 山推220马力系列推土机的各项参数 表1-1 山推220马力推土机整机尺寸（单位：毫米） 510 435 435 最小离地间隙 2250 2000 2000 履带中心距W2 3725 3725 3725 直倾铲 4365 4365 角铲 全宽W 3480 3050 2370 接地长度L2 6060 6070 5750 直倾铲 6380 6060 角铲 全长L 3395 3395 3395 全高（至排气管顶端）H TYS220 T220A、TY220A T220、TY220 表1-2 山推220马力推土机主要性能参数 20° 20° 20° 横坡工作能力（°） 30° 30° 30° 最大爬坡能力（°） 3.8 3.3 3.3 最小回转半径（m） 695 695 695 单齿松土器最大切深（mm） 666 666 666 三齿松土器最大切深（mm） 555 555 555 三齿松土器最大提升（mm） 500 735 735 直倾铲 500 角铲 最大倾斜量（mm） 550 490 540 直倾铲 535 角铲 推土板最大切深（mm） 1330 1545 1210 直倾铲 1290 角铲 推土板最大提升（mm） 41 64.1 77 平均接地比压（kpa） 25700 24350 23450 直倾铲 24330 23430 角铲 推土机使用重量（kg） TYS220 T220A、TY220A T220\TY220 *

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