现代施工工程机械--张洪--第三章 铲运机

第三章：铲运机
CTY8拖式铲运机
第三章：铲运机
自行式铲运机：本身具有行走动力；
1)按行走装置可分为履带式和轮胎式两种。履带式自行铲运 机又称铲运推土机，它的铲斗直接装在两条履带的中间，适用 于运距不长，场地狭窄和松软潮湿地带工作。 2) 按发动机数可分为：单发动机；双发动机。
3) 按轴数可分为：
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CL9型铲运机转 向液压系统
l—油箱；2—滤油器；
3—油泵；4—溢流阀；
5—流量控制阀；6控制油路； 7—分配阀；8—分配阀组；9、 10、12、13、15、16、18-外 管路； 1l—双作用安全阀；14—转向 油缸；
17—换向阀；19—单向阀； 20—转向器；21—换向曲臂
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液压操纵式
• 液压操纵式铲运机采用液压系统操纵铲斗的升降、 斗门的开关及卸土动作。 • 其优点是操作灵活方便，结构简单，动作平稳， 并能使铲刀强制切土。
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编号表示方法 我国定型生产的铲运机产品型号按类、组、型分类原则编
制，一般由类、组、型代号与主参数代号两部分组成，
C表示铲运机，L表示轮式，五L表示履带式，T表示拖式，数 字表示铲运机的几何斗容。 如铲斗几何斗容为9m³ 的液压拖式铲运机标记为ＣＴＹ９。 近 年来，我国引进了多种进口机型，很多都按照引进机型进行编
速器由前、后两部分组成，前部包括两个制动器和一个离合器，
后部包括三个制动器和一个离合器。当变速器在3挡到8挡工作 时，紧锁离合器自动锁紧；在1挡和倒挡工作时，闭锁离合器 解锁，动力经液力变矩器传递；在2挡时，即可在变距工况下 工作，也可在闭锁工况下工作。在2挡到8挡范围内，可由微型
计算机根据行驶速度、外负荷和路面情况控制变速器实现自动
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轮式自行式铲运机 升运式铲运机
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第三章：铲运机
第一节 概述
一、用途及适用范围
铲运机是一种利用装在前后轮轴之间的铲运斗，在行进中进行
铲装、运输和铺卸等作业的机械。 • 中距离(100～2000m)大规模土方转移工程。能综合地完成铲 土、 装土、运土和卸铺四个工序，并能控制土层厚度、进行 平土作业和对卸土进行局部碾压等。 • 铲运机广泛用于公路、铁路、港口及大规模的建筑施工等工程 中的土方作业。 • 铲运机适于I一ⅡI级土壤的铲运作业，在Ⅳ级土壤或冻土中进
是主要参数，使选择铲运机的主要依据。
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第二节 自行式铲运机构造
• 自行式铲运机一般由单轴牵引车和铲运斗组成; 如图所示.
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• 轮胎式双发动机铲运机一般由单轴牵引车和单轴铲运 机两部分组成,如图所示.
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一、自行式铲运机的总体构造
• 单轴牵引车是自行式铲运机的动力部分，由发动机、传动 系、转向系、制动系、悬挂装置、车架等组成。 • 铲运斗是自行式铲运机的工作装置，主要由转向枢架、辕 架、前斗门、铲斗体、尾架及卸土装置等组成。
距离，卸土板3前移，机械在慢行中卸土，并利用铲刀将卸
下的土壤推平，这是卸土作业； 卸土完成后，铲斗 升起，机械快速空驶回铲土处，准备下 一个作业循环，这是回驶过成。
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四、铲运机的主要技术性能参数 铲运机的主要技术性能参数有：铲斗的几何斗容（平装斗 容）、堆尖斗容、发动机的额定功率、铲刀宽度、铲土深度、 铺卸厚度、铲斗离地间隙、爬坡能力等，其中铲斗的斗容量
换挡。变速器各挡位相应接合的换挡离合器、制动表见表3-3
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三、自行式铲运机的转向装置及转向操纵 现代轮胎式自行铲运机大多采用铰接式双作用双油缸动力 转向。有带换向阀非随动式和四杆机构随动式两类，随动式又 有机械反馈和液压反馈之分。 双作用双油缸装在牵引车转向枢架和辕架曲梁上的牵引座
之间，油缸与活塞杆分别与转向枢架和牵引座铰接。当一液压
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链板装载式
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3．按卸土方式分 (1)自由卸土式(图a) 利用铲斗倾翻(有向前、向后两种形式)，斗 内土靠本身自重卸出。这种卸土方式适用于卸干燥、松散的土
壤，消耗功率最小，仅用于小型铲运机。
(2)半强制卸土式(图b)) 利用连在一起的铲斗底板与后壁共同向 前翻转，以强制方式卸去一部分土，同时利用土本身重量将其 余部分土卸出。这种卸土方式适应性较强，可使两侧壁上的粘 土清除干净，但消耗功率也较大。 (3)强制卸土式(图c) 铲斗的后壁为一块可沿导轨移动的推板， 靠此推板 (卸土板)自后向前推进，将铲斗中的土壤强制推出。 这种卸土方式卸土干净，适用粘土、湿土的铲运。其卸土消耗
二轴式——以专用单轴牵引车为动力； 三轴式——以专用双轴牵引车为动力。
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自行式铲运机外形图
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• 2．按装载方式分 • 分为升运式(链板装载式)与普通式(也称开头装载式)两种。 (1)升运式 在铲斗铲刀上方装有链板装载机构，由它把铲刀切 削起的土升运到铲斗内 (2)普通式 靠牵引机的牵引力和助铲机的推力，使用铲斗的铲 刀将土壤铲切起，并在行进中将铲切起的土屑挤人铲斗内来 装载土。
之间的垂直铰销；5— 辕架；6—左转向油缸
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1—转向器；
2—随动杠杆系； 3—转向控制阀组
4—铲运机； 5—油缸六连杆机 构； 6—牵引车
WSl6S--2型铲运机转向系统
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方向盘左转时，转向垂直臂随着摆动（此时转向枢架与铲 斗无相对运动，A无法移动），使AC杆以A支点向C点移动， 经连杆CD和转向阀另一支点将转向阀组中的阀杆移到左转供 油位置，使压力油进入右转向油缸无杆腔和左转向油缸活塞杆 腔，实现铲运机的左转向，即曲梁绕垂直主销相对于牵引车做 顺时针方向转动。此时T点拉着AF杆作图示方向移动，B点因
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铲运机的适用范围主要取决于运距、机种、道路状况和运 输材料的性质等 其中经济适用运距和作业阻力是选择铲运机的主要依据。 当运距在100-600m，用拖式铲运机最经济；当运距在600 ～ 2000m时，宜用轮胎自行式铲运机。当运距短，场地狭小时，可 用履带自行式铲运机。铲运机适宜于在含水量较小的砂粘土上作 业，而在干燥的粉土、砂加卵石与含水量过大的湿粘土上作业， 生产率则大为下降。
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行星式动力换挡变速器由两个行星变速器串联组合而成， 前变速器有一个行星排，后变速器有三个行星排。整个行星 变速器有两个离合器C1、C2和四个制动器T1、T2、T3、T4， 这六个操纵件均采用液压控制。前后变速器各接合一个操纵 件可实现一个挡位。前行星变速器接合C1可得直接挡，接合
T1可得高速挡，再与后行星变速器操纵元件组合可实现不同
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单轴牵引自行式铲运机传动图
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双轴牵引的铲运机传动布置如图
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（1）CL9型自动式铲运机传动系统 CL9型铲运机是斗容量为7~9m³ 的中型、液压操纵、普通
装载、强制卸土的国产自动式铲运机。采用单轴牵引车的传动
系统，动力由发动机、动力输出箱，经前传动轴输入液力变距 器、行星式动力换挡变速器、传动箱、后传动轴，输入到差速
缸活塞杆伸出，另一液压缸活塞杆收进时，可使自行式铲运机 向活塞杆收进的一侧转向。
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转向枢架
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（一）带换向阀的非随动式转向系统 CL9型铲运机采用带换向阀的非随动式铰接转向。转向系统 如图所示，由转向器、转向泵、常流式非随动转向操纵阀、滤 油器、液压油箱、双作用安全阀、换向阀、液压管路、转向油 缸及转向枢架等组成。
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二、传动方式
• 现代自行式铲运机由机械传动向液力机械式和全液压传动 方向发展。 • 在液力机械式传动中，广泛采用变矩器、动力换挡变速装 置、最终行星齿轮传动等元 件。在铲运机使用过程中，采 用液力变矩器能更好地适应外界载荷急剧变化的需要，可 自动有载换挡和无级变速，从而改变输出轴的速度和牵引 力，使机械工作平稳，可靠地防止发动机熄火及传动系过 载，从而提高了铲运机的动力性能和作业性能。因而，目 前大多数自行式铲运机采用液力机械传动
器、轮边减速器，最后驱动车轮使机械运行。
CL9型铲运机装有四元件单级三相液力变矩器，由两个变矩 器特性和一个耦合器特性合成，高效率范围广。当涡轮转速达
1700r/min时，变矩器的锁紧离合器起作用，将泵轮和涡轮直接
闭锁在一起，变液力传动为直接机械传动，提高了传动效率。
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CL9型铲运机传动系统
（二）机械式反馈四杆机构随动式转向系统 下图所示为WS16S-2型铲运机的转向机构杆系，铲斗绕上下 垂直铰销4相对于牵引车回转实现铲运机的转向，转向系统如图 2-14所示.。 转向器为循环球齿条齿扇式，其转向垂臂的下端铰 接于AC上的B点。RQ轴经托架装在牵引车上，其上端有双臂杠 杆，铰点T刚性地装在曲梁上，靠近垂直铰销左侧。 WSl6S—2型铲运机转向机构杆系 1—转向枢架；2—连杆； 3—杠杆；4—牵引车与 铲斗
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WSl6S--2型自行式铲运机传动系统
1—发动机；
2—动力输出箱；
3、6—传动轴； 4—液力变矩器； 7—停车制动器； 8—中央传动；
பைடு நூலகம்
5—动力换挡变速箱
9—轮边减速器；
10—制动器； 11—轮胎；
12—油泵；
13—传动箱
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行星式动力换挡变速器设有八个前进挡和一个倒退挡。变
功率大。
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4．按铲斗容量分 (1)小型：铲斗容量 <5m3／； (2)中型：铲斗容量 5～15m3； (3)大型：铲斗容量 15—30m3； (4)特大型：铲斗容量 30m3以上。
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•5．按工作机构的操纵方式分
按工作机构的操纵方式分为液压操纵式和机械操纵式两种。 (1)机械操纵式· 用动力绞盘、钢索和滑轮来控制铲斗、斗门 及卸土板的运动。 (2)液压操纵式 工作装置各部分用液压操纵，能使铲刀刃强 制切人士，结构简单，操纵轻便灵活，动作均匀平稳，应用越 来越广泛。
号。C6表示几何斗容为6m³ 的铲运机。
详见表3-1
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三、铲运机的作业过程
铲运机的作业过程包括铲土、运土、卸土和回程四道工序。
铲运机前驶，斗门1升起，铲斗2放下，刀片切削土壤，并将 土装入斗内，是铲土作业；
待土装满后，关闭斗门，升起铲斗，机械重载运行，这是运
土作业； 当运土至卸土处，打开斗门，放下铲斗并使斗口距地面一定
的挡位。CL9型行星动力变速器有四个前进挡，两个倒退挡。 各挡位接合操纵件及传动比见表3-2。
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（2）WS16S-2型自动式铲运机传动系统 日本小松公司生产的WS16S-2型铲运机为单位发动机普通 装载式铲运机，斗容11~16m³ ，最大载重22.4t。传动系统由液 力变矩器、行星式动力换挡变速器、主传动、差速器和行星齿 轮式轮边减速器等组成。 WS16S-2型铲运机的液力变矩器为TCA43-2B型三元件一 级两相带闭锁离合器式，导轮随外转矩的变化可实现被单向离 合器楔紧不转的变距工况及导轮自由旋转的耦合工况。闭锁离 合器为单片油压自动作用式。当控制闭锁离合器的电磁阀通电 时，闭锁离合器接合，变矩器的泵轮和涡轮锁紧在一起，变液 力传动为机械直接传动，以提高传动效率。
第三章：铲运机
第三章 铲运机
学习目的
了解铲运机的分类，铲运机的用途，尤其是自行式铲运机构 造各个部件的构造，工作原理 ；
重点：①铲运机的分类 ；②铲运机在施工中的运用 ；③铲运机
的工作原理 ； 难点：自行式铲运机如何实现铲土
第三章：铲运机
提 升 式 铲 运 机
第三章：铲运机
单发自行式铲运机
第三章：铲运机
第三章：铲运机
二、铲运机的分类
1.按行走方式不同分为拖式和自行式两种 拖式铲运机：本身没有行走动力，需借助牵引车牵引来 进行作业。通常拖式铲运机由履带式拖拉机牵引，它具有接
地比压小，附着能力大和爬坡能力强等优点，在短运距和松
软潮湿地带工程中普遍使用。 又分为：①单轴：铲运机自重和斗中土的重量部分通 过牵引装置传至牵引车；②双轴：牵引车不承受铲运机自重 和斗中土的重量。
行铲运作业时，应预先进行松土；
第三章：铲运机
为了较快地装满铲斗，需用推土机助铲来增加牵引力。
铲运机可用以从两侧取土坑取土建筑路堤、开挖路堑并 将土壤运送到路堤、建筑堤坝、开沟、完成剥离工程、土壤 改良工程和灌溉工程，以及压实铺到路堤上的土壤. 特别适合于大量土方和大面积基坑填挖的工程，但不适
合于土壤中含有石块、杂物的场合以及深度挖掘的作业。