第二章铲运机复习大纲参考答案

《工程机械》第二章铲运机机复习大纲答案

1、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。如在公路

施工中，用来开挖路堑、填筑路堤、搬运土方等；在水利工程中，开挖河道、渠道，填筑土坝、土堤等；在农田基本建设中，进行土地整平、铲除土丘、填平洼地等；在机场、矿山建设施工中，进行土方铲削作业；在适宜的条件下亦可用于石方破碎的软石工程施工。铲运机在井下采掘、石油开发、军事工程等场合，也得到了广泛的应用。

2、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。

3、美国卡特皮勒CATERPILLAR、凯斯CASE、约翰迪尔JOHN DEER、日本小松

KOMATSU、中国郑州宇通等

4、

1．按行走方式不同分为拖式和自行式两种，2．按卸土方式不同分为自由卸土式、半强制卸土式和强制卸土式，3按装载方式分为升运式(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，从而加速装土过程及减少装土阻力，有效地利用本身动力实现自装，可单机作业不用助铲机械即可装至堆尖容量。土壤中含有较大石块时不宜使用此种型式的铲运机，其经济运距在1000m之内。(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，这种铲装土的方式其装斗阻力较大。4．按铲斗容量分

(1)小型：铲斗容量<3n／；

(2)中型：铲斗容量3～15m3；

(3)大型：铲斗容量15—30m3；

(4)特大型：铲斗容量30m3以上。

5、铲运机适于I一ⅡI级土壤的铲运作业，在Ⅳ级土壤或冻土中进行铲运作业时，应预先

进行松土；铲运机不能在混有大石块、树桩的土壤中作业。

6、自行式铲运机一般由单轴牵引车和铲运斗组成，

7、目前大多数自行式铲运机采用液力机械传动。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。

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。

8、自行式铲运机在作业时要求底盘为刚性悬架，高速行驶时要求底盘为弹性悬架。自行式铲运机在铲装作业过程中需要采用刚性悬架的底盘使铲运机工作稳定，铲装土壤效率较高，但在运输和回驶过程中，还采用刚性悬挂，就会影响到运行速度的提高，且机械的振动较大，显然这样会极大地影响到铲运机的生产率，降低其使用寿命。

9、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。

二：基本结构及原理：

1、下图为铲运机卸土方式示意图，请指出各部件名称，填出各种卸土方式的名称，并分析工作特点。

(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。 (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。 (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。

2、下图为WSl6S--2型铲运机转向系统示意图，请分析其工作原理及特点。

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型自行式铲运机转向系的转向机构杆系如图所示，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，采用机械反馈随动式动力转向。工程分析参考教材。

3、下图是日本小松公司和美国通用汽车公司生产的铲运机上采用的弹性悬架和美国卡特匹勒公司生产的铲运机上采用的弹性转向枢架的结构简图，请标出各自名称及各组成部分名称，并阐述各自工作原理和结构特点。

1—前桥；2—悬臂；3—随动杆；4—水平阀；5—储能器；6—牵引车机架；7—悬架油缸；8—转向枢架；9—辕架曲梁；10—减振油缸

1．油气弹性悬架：WSl6S--2型铲运机的全部车轮都经由油气悬架装置悬挂在车架上。车桥装在悬臂上，悬臂于前端经悬挂油缸与车架连接，后端用一个铰与车架铰接，上端也用一个铰与车架铰接。悬挂油缸的下腔经止回阀与油箱接通，故下腔中的油液没有压力。WSl6~2为气控液压悬挂，装有悬挂锁定机构，可以方便地将弹性悬挂装置锁住使机身稳定。例如，在工地用铲运机铲装或刮平地面时，就把弹性悬挂锁住便成刚性悬挂。且还装有自动控制水平机构。左右前轮为独立悬挂，后轮为共同悬挂。

2．弹性转向枢架：美国卡特匹勒公司生产的自行式铲运机的转向枢架与铲斗辕架之间，设计了减震式连接装置，其结构原理如图b所示。

在前转向枢架和后转向枢架之间，用两个连杆相连，构成一套平行四连杆机构，具有一个自由度。这个自由度的运动由缓冲油缸10节制。缓冲油缸的下腔为工作腔。由节流孔限制油液的运动，吸收其某些能量，对振动产生阻尼。液流进入蓄能器5，强制活塞向上移动，压缩氮气，在其压缩时吸收振动。当弹回时氮气膨胀使活塞下移，液流经节流孔流回缓冲油缸，继续阻尼和减缓地面引起的振动。

在自行式铲运机铲装或卸土时，驾驶员只要推下选择阀操纵杆使油路闭锁，弹性减震式连接装置即转为刚性系统，以满足铲装和卸土时铲刀要求固定的位置。

减震式连接装置装有安全装置，在发动机熄火时自动断路，系统降压，铲运机辕架连同后转向枢架落到下位，抵在止动块上。水平控制阀起控制液流通向蓄能器及油缸大腔的作用。

4、下图为CAT627B型铲运机转向系统示意图，请标注各部分名称，并分析其工作原理及特点。

1—方向盘；2—扇形齿轮连杆；3—输出随动油缸；4—输入随动油缸；5—转向油缸；6—转向阀；7—转向油泵；8—液压油箱；9—转向阀连杆；10—补油减压阀；ll—转向垂臂；12—齿条螺母；13—转向螺杆；14—扇形齿轮

方向盘轴上有—左旋螺纹的螺杆，装在齿条螺母中，当转动方向盘时，螺杆在齿条螺母中向上或向下移动一距离。螺杆移动带动转向垂臂摆动，由于转向垂臂同转向操纵阀阀杆相连，从而将转向操纵阀阀杆移动到相应的转向位置。转向操纵阀为三位四通阀，有左转、右转和中间三个位置，方向盘不动时，转向操纵阀处于中间位置。

输入随动油缸的缸体和活塞杆分别铰接于牵引车和铲运机上，装在转向枢架左侧。输出随动油缸的缸体铰接在牵引车上，活塞杆端过扇形齿轮连杆与转向铭杠杆臂相连。

转向时，输入随动油缸的活塞杆向外拉出或缩回，将其小腔的油液或大腔的油液，压入输出随动油缸的小腔或大腔，迫使输出随动油缸的活塞杆拉着转向器杠杆臂及扇形齿轮转动一角度，从而使与扇形齿轮啮合的齿条螺母及螺杆和转向垂臂回到原位，转向操纵阀阀杆在转向垂臂的带动下回到中间位置，转向停止。因此，方向盘转一角度，牵引车相对铲运机转一角度，以实现随动作用。来自缓冲油路的压力油经减压阀进入随动油缸以补充其油量。

5、下图为CAT627B型铲运机弹性转向枢架，标出各部分名称，并阐述工作原理，结构特点。

1—后转向枢架；2—辕架；3—蓄能器；4—氮气；5—浮动活塞；6—油液；7—水平控制阀组；8—液压系统来油；9—节流孔；10—前转向枢架； 11—水平铰；12—缓冲油缸在前转向枢架10和后转向枢架1之间，用两个连杆相连，构成一套平行四连杆机构，具有一个自由度。这个自由度的运动由缓冲油缸12节制。缓冲油缸的下腔为工作腔。节流孔9限制油液的脉动，吸收其某些能量，对振动产生阻尼。液流进入蓄能器3，强制活塞向上移动，压缩氮气，在其压缩时吸收振动。当弹回时氮气膨胀使活塞下移，液流经节流孔9流回缓冲油缸，继续阻尼和减缓地面引起的振动。

在自行式铲运机铲装或卸土时，驾驶员只要推下选择阀操纵杆使油路闭锁，弹性减震式连接装置即转为刚性系统，以满足铲装和卸土时铲刀要求固定的位置。

减震式连接装置装有安全装置，在发动机熄火时自动断路，系统降压，铲运机辕架2连同后转向枢架1落到下位，抵在止动块上。水平控制阀起控制液流通向蓄能器及油缸大腔的作用。