工程机械铲运机

第二章铲运机

第一节概述

一、用途

铲运机是以带铲刀的铲斗为工作部件的铲土运输机械，兼有铲装、运输、铺卸土方的功能，铺卸厚度能够控制，主要用于大规模的土方调配和平土作业。铲运机可以自行铲装Ι级至Ⅲ级土壤，但不宜在混有大石块和树桩的土壤中作业，在Ⅳ级土壤和冻土中作业时要用松土机预先松土。

铲运机是一种适合中距离铲土运输的施工机械，根据机械的不同其经济运输范围较大，（100~2000m）。由于铲运机一机就能实现铲装、运输，还能以一定的层厚进行均匀铺卸，比其他铲土机械配合运输车作业具有较高的生产效率和经济性，广泛用于公路、铁路、港口、建筑、矿山采掘等土方作业，如平整土地、填筑路堤、开挖路埑以及浮土剥离等工作。此外，在石油开发、军事工程等领域也得到广泛的应用。

二、分类和表示方法

铲运机主要根据行走方式、行走装置、装载方式、卸土方式、铲斗容量、操纵方式等进行分类

（1）按行走方式不同铲运机分为拖式和自行式两种。

1)拖式铲运机：工作时常由履带式拖拉机牵引，具有接地比压小、附着能力大和爬坡能力强等优点，在短运距离和松软潮湿地带工程中普遍使用。

2）自行式铲运机：本身具有行走能力，行走装置有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，用于运距不长、场地狭窄和松软潮湿等地带工作。轮胎式自行铲运机按发动机台数又可分为单发动机、双发动机和多发动机三种，按轴数分为双轴式和三轴式。轮胎式自行铲运机由牵引车和铲运斗两部分组成，大多采用铰接式连接，铲运斗不能独立工作。轮胎式自行铲运机结构紧凑、行驶速度快、机动性好，在中距离的土方转移施工中应用较多。

（2）按装载方式铲运机分为升运式和普通式两种

1）升运式：也称链板装载式，在铲斗铲刀上方装有链板运土机构，把铲刀切削下的土升运到铲斗内，从而加速装土过程，减小装土阻力，可有效地利用本身动力实现自装，不用助铲机械即可装至堆尖容量，可以单机作业。土壤中含有较大石块时不宜使用，其经济运距在1000m之内。

2）普通式：也称开斗铲装式，靠牵引机的牵引力和助铲机的推力，使用铲刀将土铲切起，在运行中将土屑装入铲斗，其铲装阻力较大。

（3）按卸土方式不同铲运机可分为自由卸土式、半强制卸土式和强制卸土式。

1）自由卸土式：当铲斗倾斜（有向前、向后两种形式）时，土壤靠其自重卸出。这种卸土方式所需功率小，但土壤不易卸净（特别是粘附在铲斗侧壁上合斗底上的土），一般只用于小容积铲运机。

2）半强制卸土式：利用铲斗倾斜时土壤自重和斗底后壁沿侧壁运动时对土壤的挤推作用共同将土卸出。这种卸土方式仍不能使粘附在铲斗侧壁上合斗底上的土卸出干净。

3）强制卸土式：利用可移动的后斗壁（也称卸土板）将土壤从铲斗中自后向前强制推出，卸土效果好，但移动后壁所消耗的功率较大，通常大中型铲运机采用这种卸土方式。

升运式铲运机因前方斜置着链板运土机构，只能从底部卸土。卸土时将铲斗后抽，再将后斗壁前推，将土卸出。有的普通式大中型铲运机也采用这种抽底板和强制卸土相结合的方法，效果较好。

（4）按铲斗容量铲运机分为以下四类：

1）小型铲运机：铲斗容量小于5m³；

2）中型铲运机：铲斗容量5~15m³；

3）大型铲运机：铲斗容量15~30m³；

4）特大型铲运机：铲斗容量30m³以上。

（5）按工作机构的操纵方式铲运机可分为机械式操纵、液压操纵和电液操纵式三种。

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，结构复杂、技术落后，已逐渐被淘汰。

2）液压操纵式：工作装置各部分用液压操纵，能使铲刀刃强制切入土中，结构简单，操纵轻便灵活，动作均匀平稳，应用广泛。

3）电液操纵式：操纵轻便灵活，易实现自动化，是今后发展的方向。

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，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号。

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。

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，其中铲斗的斗容量是主要参数，使选择铲运机的主要依据。

第二节自行式铲运机机构

自行式铲运机多为轮胎式，一般由单轴牵引车和单轴铲运车组成。

有的铲运机在后车上还装有一台发动机，称为双发动机式铲运机。它利用其前发动机后发动机驱动前、后轮，提高附着牵引力，在铲装土方过程中能克服较大的铲土阻力，增加爬坡能力，适用于路面条件不好、铲装阻力和行驶阻力较大的场合。

单轴牵引车是自行式铲运机的动力部分，由发动机、传动系统、转向系统、制动系统、悬挂装置、车架等组成；铲运车是工作装置，由辕架、铲斗、尾架及卸土装置组成。

一、传动系统

自行式铲运机大多采用液力机械式传动或全液压传动。

在液力机械式传动中，广泛采用变矩器、动力换挡变速器、最终行星齿轮传动等原件。在铲运机作业过程中。采用液力变距器能更好的适应外界载荷的变化，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，使机械平稳工作，可靠地防止发动机熄火及传动系统过载，提高了铲运机的动力性能和作业性能

（一）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