平地机的构造与使用探讨

平地机的构造与使用探讨
摘要：平地机的主要工作装置为装有刀片的刮刀，可配备其他多种可换作业装置，主要完成土壤平整和整形作业。

平地机是一种多功能的连续作业式的土方施工机械，文章就平地机的构造与使用进行论述。

关键词：平地机；构造；使用
1 用途
平地机主要用于公路路基基底处理，整修路堤的断面，开挖路槽和边沟，修刷边坡，清除路面积雪，松土，拌和、摊铺路面基层材料等各类施工和养护工程中。

现代平地机具备有铲刀自动调平装置，采用电子控制技术，控制精度高，并装有防倾翻和防落物的驾驶室。

2 分类及代号表示方法
平地机有拖式和自行式两种，拖式平地机由牵引车牵引，自行式平地机由发动机驱动行驶和作业。

3 平地机构造
3.1 总体构造
自行式平地机主要由发动机、机架、动力传动系统、行走装置、工作装置以及操纵控制系统等组成。

平地机一般采用工程机械专用柴油机，如风冷或水冷柴油机，多数柴油机还采用了废气涡轮增压技术，以适应施工中的恶劣工况，在高负荷低转速下可以较大幅度地提高输出转矩。

通常在传动系统中装设液力变矩器，使发动机的负荷比较平稳。

机架是连接前桥与后桥的弓形梁架。

在机架上安装有发动机、传动装置、驾驶室和工作装置等。

在机架中间的弓背处装有油缸支架，上面安装刮刀升降油缸和牵引架引出油缸。

PYl60B型平地机采用整体式机架，PYl80型平地机则采用铰接式机架。

普通的箱形结构的整体式机架，它是一个弓形的焊接结构。

平地机的工作装置及其操纵机构悬挂或安装在弓形纵梁上。

机架后部由两根纵梁和一根后横梁组成，机架上面安装发动机、传动机构和驾驶室；机架下面则通过轴承座固定在后桥上；机架的前鼻则以钢座支承在前桥上。

PYl80型平地机的前后机架采用铰接方式连接，并设有左右转向油缸，用以改变和固定前后机架的相对位置。

前机架为弓形梁架，它的前端支承在摆动式前桥上，后端与后机架铰接。

前机架弓形梁的下端装有刮刀和松土耙，前端装有推土板。

动力传动系统一般由主离合器（或液力变矩器）、变速器、后桥传动、平衡
箱串联传动装置等组成。

主离合器的作用是在机械起步时使所传递的动力接合柔顺，机械起步平稳；换挡时齿轮间产生的冲击减小；能在过载时通过打滑保护传动系统。

液力变矩器可以根据外负荷的变化，调整发动机转速，使机械在挡位速度范围内实现无级变速，自动适应外阻力的变化，它可以取代主离合器。

后桥传动的主要作用是进一步减速增扭，并将动力分配传至两侧的车轮（四轮平地机），或传给两侧的平衡箱（六轮平地机），再由平衡箱串联传动装置传递给驱动轮。

行走装置有后轮驱动型和全轮驱动型，全轮驱动时，后轮的动力由变速器输出，并由万向节和传动轴或液压传动把动力传递至前桥。

平地机的转向形式有前轮转向、全轮转向、前轮转向与铰接转向三种。

前轮转向是前轮偏摆转向，主要用于整体式车架，转弯半径大；全轮转向时平地机的前后轮都是转向轮，四轮平地机的前后轮都采用车轮偏摆转向，六轮平地机采用前轮偏摆转向，后桥回转转向，目前，由于后轮转向结构复杂，转动角较小，所以，后轮转向逐渐被铰接转向方式取代。

平地机的工作装置包括回转刮刀、松土耙、前推土板和重型松土器等，其中，刮刀是主要工作装置。

多数平地机将耙土器装在刮刀与前轮之前，用来帮助清除杂物和疏松表层土壤。

此外，通常在平地机尾部安装松土器，而在机器前面安装推土板，用来配合刮刀作业。

耙土器、松土器和推土板均属平地机的附属工作装置，根据实际需求，可加装其中一种或两种。

操纵控制系统包括作业装置操纵系统和行驶操纵系统。

作业装置操纵系统用来控制刮刀、耙土器、松土器和推土板的运动，完成作业过程。

3.2 行走装置
3.2.1 前后桥结构
对于小型四轮平地机，一般前桥与机架铰接，后桥与机架固接，以保证四轮同时着地；对于六轮平地机，一般前桥与机架铰接摆动，后桥与机架固接，后轮通过平衡箱对于后桥摆动，这样保证全部车轮同时着地，后四轮平均承载，目前平地机普遍采用这种结构形式。

前桥横梁与前机架铰接，可绕铰接轴上下摆动，提高前轮对地面的适应性。

前桥为转向桥，车轮通过转向油缸推动左右转向节偏转而实现平地机转向。

通过倾斜油缸和倾斜拉杆的作用使前轮左右倾斜，这样，平地机横坡作业时，前轮可以处于垂直状态，有利于提高前轮的附着力和整机的作业稳定性。

3.2.2 转向装置
平地机的转向方式有偏转前轮转向、偏转全轮转向及前轮转向和铰接转向三种。

偏转前轮转向装置的结构简单，转弯半径大，主要应用于整体机架转向，有时不适应平地机的灵活作业要求，所以，现代平地机较少采用此种转向方式。

后桥体上部与机架铰接，可绕铰接点水平回转，转向油缸的缸体端与机架铰接，活塞杆端与后桥铰接。

转向时，一侧油缸伸出，另一侧油缸缩回，实现后桥回转转向。

全轮转向时，可采用前后轮独立操纵转向方式，也可以操纵全液压转向器，由分配阀实现前后轮转向分配控制。

前轮转向和铰接转向方式是目前普遍采用的转向方式，主要应用于铰接式机架。

前桥仍为偏转车轮转向，前后机架铰接，由转向油缸驱动实现铰接转向。

3.2.3 自动调平装置
现代较为先进的平地机上安装有自动调平装置。

常用的自动调平装置有电子型和激光型两种。

平地机上应用的自动调子装置是按照施工人员给定的要求，如斜度、坡度等，预设基准，机器按照给定的基准自动地调节刮刀作业参数。

采用自动调平装置，除了能大大地减轻司机作业的疲劳外，还能提高施工质量和经济效益；由于作业精度高，作业循环次数减少，节省了作业时间，从而降低了机械使用费用。

又由于路面的刮平精度或物料铺平的精度提高，因而物料的分布比较均匀。

4 平地机的使用
4.1 平地机的作业方式
4.1.1 刮土侧移
刮土侧移作业是将刮刀保持一定的回转角，在切削和运土过程中，土沿刮刀侧向流动，回转角越大，切土和移土能力越强。

刮刀侧移时应注意不要使车轮在料堆上行驶，应使物料从车轮中间或两侧流过，必要时可采用斜行方法进行作业，使料离开车轮更远一些。

刮土侧移作业常用于物料混合，将待混合的物料用刮刀一端切人，从刮刀另一端流出，这时应注意刮刀的回转角大小要适当，并要有较大的铲土角。

但如果回转角过大，物料也得不到充分的滚动混合，影响混合质量。

平地机作业时，除了采用前轮或后轮转向操纵机器沿要求的行驶路线作业外，还常需要同时操纵刮刀侧移来辅助实现刮刀的运动轨迹。

当在弯道上或作业面边界呈不规则的曲线状地段作业时，可以同时操纵转向和刮刀侧向移动，机动灵活地沿曲折的边界作业。

当侧面遇到障碍物时，一般不采用转向的方法躲避，而是将刮刀侧向收回，过了障碍物后再将刮刀伸出。

这种作业方式主要用于移土填堤、平整场地、回填沟渠和铺筑散料等作业。

4.1.2 刮土直移
刮土直移作业是将刮刀回转角置为0°，即刮刀轴线垂直于行驶方向，此时切削宽度最大，但只能以较小的切人深度作业，主要用于铺平作业。

4.1.3 机外刮土
平地机在作业时，由于刮刀有一定回转角，或由于刮刀在机体外刮侧坡，使机器受到一个侧向力的作用，常会迫使机器前轮发生侧移以致偏离行驶方向，加剧轮胎的磨损，并对前轮的转向销轴产生很大的力矩，使前轮转向（偏摆）的阻力增大，这时，可以采用倾斜前轮的方法来避免。

4.1.4 斜行作业
利用车架铰接或全轮转向的特点，平地机可以斜行作业。

在很多作业场合需要采用斜行作业方法，使车轮避开料堆，保持机器更加稳定。

4.2 平地机的合理使用
4.2.1 铲土角选择
铲土角即切削角，指刮刀切削刃与地面的夹角。

铲土角的大小一般依作业类型来确定。

一般平地机铲土角都有一定的调整范围，以适应不同的作业要求。

中等铲土角（60°左右）适用于通常的平整作业。

在切削、剥离土壤时，需要较小的铲土角，以降低切削阻力。

当进行物料混合和摊铺时，应选用较大的铲土角，这样可以避免大粒物料对刮刀的推挤力，大粒料容易从刮刀下滚过去，刮刀载料减少，使物料滚动混合作用增强。

4.2.2 刮刀回转角选择
刮刀回转角w是指刮刃与横坐标x轴正向的夹角。

当回转角增大时，工作宽度减小，但物料的侧移输送能力提高，切削能力也提高，刮刀单位切削宽度上的切削力增大。

对于剥离、摊铺、混合作业及硬土切削作业，回转角可取30°～50°；对于推土摊铺或进行最后一道刮平以及进行松软或轻质土刮整作业时，回转角可取0°～30°。

回转角应视具体情况及要求来确定。

在狭窄地段和短距离施工时，将刮刀回转180°，平地机可以在倒退行驶状态下作业，可提高作业效率。

4.2.3 前轮倾斜的使用
前轮倾斜除了用来抵消机器受到的侧向力外，还可用于刮坡作业时刮刀切人深度的微调，以提高刮削精度。

参考文献：
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