(第一篇) 第四章 平地机

第四章平地机
本章主要内容：
平地机的分类与作业形式
平地机的发展趋势
平地机的主要构造
第四章平地机
第一节概述
一、平地机的用途和分类
用途：平地机是一种主要完成大面积土壤的平整和整形作业的土方工程机械。

其主要作业装置是铲刀，并可配备多种辅助装置（松土器、推土板
等），完成多功能作业。

分类：平地机按牵引方式分为拖式和自行式两种。

自行式平地机可按以下方式分类：
按车轮轮胎的数目：四轮（两轴）和六轮（三
轴）两种。

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按车轮布置形式：
平地机车轮的布置型式由总轮数×驱动轮数×转向轮数表示。

四轮平地机：
4×2×2型——后轮驱动，前轮转向；
4×4×4型——全轮驱动，全轮转向。

六轮平地机：
6×4×2型——中后轮驱动，前轮转向；
6×6×2型——全轮驱动，前轮转向；
6×6×6型——全轮驱动，全轮转向。

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按机架结构：分为整体式和铰接式。

按操纵方式：分为机械操纵和液压操纵两种
按刮刀长度或发动机功率：分为轻型、中型和重型三种。

表4-1按铲刀长度和发动机功率分类
六轮14000～19000110～2203.7～4.2重型六轮9000～1400066～1103～3.7中型
四轮5000～900044～66<3轻型
车轮数质量（kg ）发动机功率（kW ）铲刀长度（m ）类型
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二、平地机的作业形式
1.铲刀的作业角度
水平回转角：铲刀中线与机械行驶方向在水平面上的夹角。

切削角（铲土角）：铲刀切削刃边缘与水平面的夹角。

倾斜角：铲刀沿平地机行驶方向移动时所形成的平面与水平面之间的夹角。

图4-1平地机铲刀的
工作角度
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2.平地作业（图4-2）
平地机作业灵活，可以进行直线平整、斜身铲土与移土、斜身直行移土、退行平地、曲折边界平地与移土等作业。

图4-2平地作业
a）直线平地
b）斜身刮土与移土
c）斜身直行移土
d）退行平地
e）曲折边界平地与移土
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3.挖沟及铲坡作业
图4-3挖沟和铲坡作业
a)清理沟底；b)挖沟作业；c)铲边坡第四章平地机
（三）平地机发展概况与趋势
1.国外平地机产品
2.国内平地机产品
3.现代平地机的主要技术
◆自动找平技术
◆闭式静液压传动技术
◆现代微电子技术的应用
4.发展趋势
◆向两极化、一机多用方向发展
◆向智能化方向发展
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第二节平地机构造
平地机的总体构造：
自行式平地机主要由发动机、传动系统、机
架、前后桥、行走装置、工作装置以及电气与操纵控制系统等部分组成，见图4-5。

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图4-5PY180型平地机总体构造
1-前推土板；2-前机架；3摆架；4-刮刀升降液压缸；5-驾驶室；6-发动机；7-后机架；8-后松土器；9-后桥；10-转向液压缸；11-松土耙；12-铲刀；
13-铲土角变换液压缸；14-转盘齿圈；15牵引架；16-转向轮
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一、发动机
现代平地机一般采用工程机械专用柴油机，多数柴油机还采用了废气涡轮增压技术。

国产平地机主要配套上柴D6114、东风康明斯、维柴斯太尔发动机，性能优良。

国外卡特彼勒、沃尔沃和小松平地机采用自制的专用发动机，均能达到欧II排放标准要求，一些新机型已达到欧Ⅲ排放标准要求，如沃尔沃G900系列平地机。

二、传动系统
平地机的传动系统一般采用机械传动、液力机械传动和液压传动三种形式。

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1.液力机械传动
平地机传动系统常采用发动机-液力变矩器-动力换档变速器的传动形式。

主要由变矩器、动力换档变速器、后桥和平衡箱链式终传动等组成
（图4-6）。

动力由发动机输出，经液力变矩器进入动力换挡变速器，由变速器输出，再经联轴器和传动轴输入三段型驱动桥的主传动。

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图4-6PYl80型平地机传动系统
1-涡轮轴齿轮；2～13-常啮合传动齿轮；
KV、K1、K2、K3、K4-换挡离合器；KR-换向离合器第四章平地机
2.液压传动
液压传动系统是一种新型闭式液压传动，无变矩器-变速器、无传动轴、无驱动桥结构的传动系统，传动原理见图4-7。

动力传递路线：发动机1→联轴器2→液压泵3→液压马达4、5→减速平衡箱6、7→车轮8、9、
10、11。

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图4-7平地机液压传动系统简图
1-发动机；2-联轴器；3-液压泵；4、5-液压马达；
6、7-减速平衡箱；8、9、10、11-车轮
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（三）前桥、后桥及平衡箱
1.前桥
平地机的前桥有转向从动桥和转向驱动桥两种形式，目前多数采用转向从动桥。

例：PY180平地机前桥结构（图4-8）
前桥为转向桥，通过转向液压缸7推动左右转向节6偏转来实现前轮转向。

前桥可绕铰接轴上下摆动，提高前轮对地面的适应性。

在横坡作业时，通过倾斜液压缸3和倾斜拉杆1的作用使前轮左右倾斜，可提高前轮的附着力和整机作业稳定性。

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图4-8PY180平地机的前桥
1-倾斜拉杆；2-前桥横梁；3-倾斜液压缸；4-转向节支承；5-车轮轴；
6-转向节；7-转向液压缸；8-梯形拉杆；9-转向节销
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2.后桥及平衡箱
六轮平地机一般采用一个后桥和平衡箱串联传动，这样可以提高机械的行驶牵引性能和作业平整性，并满足两侧车轮的结构布置要求（图4-9）。

平衡箱串联传动有链条传动和齿轮传动两种型式。

目前，大多数平地机上采用链条传动型式的平衡箱。

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图4-9后桥及平衡箱结构
1-连接盘；2-主动锥齿轮轴；3-主动伞齿轮座；4-齿轮箱体；5-轴承盖；
6-从动锥齿轮；7-直齿轮；8-从动直齿轮；9-轮毂；
10-壳体；11-托架；12-链轮；13-车轮轴；14-平衡箱体；15-轴承座；16-
链条；17-主动链轮；18-半轴；19-端盖；20-压板
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3.转向装置
目前国内外平地机普遍采用前轮转向和铰接转向。

图4-10为全轮转向状态。

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。

a）b）c）
图4-10全轮转向状态示意图
a)四轮平地机全轮转向b)六轮平地机全轮转向c)六轮平地机后桥转向
1-后轮；2-后桥壳体；3-转向液压缸；4-平衡箱
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（四）机架
目前平地机普遍采用铰接式机架，整体式机架已基本淘汰。

图4-11为沃尔沃平地机的前、后铰接式机架。

图4-11沃尔沃平地机的铰接式前、后机架
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五、工作装置
平地机的工作装置有刮土工作装置（铲刀）和松土工作装置。

并可加装推土板等辅助作业装置来配合铲刀作业。

1.刮土工作装置
平地机刮土工作装置主要由铲刀、牵引架、转盘、回转驱动装置、角位器和多组控制液压缸等组成（图4-12）。

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图4-12刮土工作装置
1-角位器；2-角位器紧固螺母；3-切削角调节液压缸；4-回转驱动装置；5-牵引架；6-右升降液压缸；7-左升降液压缸；8-牵引架引出液压缸；
9-铲刀；10-液压缸铰接支座；11-铲刀侧移液压缸；12-转盘第四章平地机
各种平地机铲刀的结构基本相同，其运动形式略有不同，例如有些小型平地机为了简化结构没有角位器机构，切削角固定不变。

牵引架的结构从形式上可分为A型和T型两种。

图4-13平地机
A型牵引架
1-牵引架铰接球头；
2-底板；3-牵引架
体；4-刮刀升降液压
缸铰接球头；5-刮刀
摆动液压缸铰接球头
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图4-14平地机T型牵引架
l、7刮刀升降液压缸球铰头；2-回转圈安装耳板；3、4-回转驱动液压缸；
5、10-底板；6-横粱；8-牵引架引出液压缸球铰头；
9、13-回转齿轮摇臂；11-球铰头；12-牵引杆
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转盘（图4-15）通过托板悬挂在牵引架的下方，转盘两侧焊有弯臂，驱动小齿轮与转盘内齿圈相啮合，用来驱动转盘和铲刀回转。

图4-15PY180型平地机的转盘
1-带内齿的转盘；2-弯臂；3-松土耙支承架；4-铲刀摆动铰销；
5-松土耙安全杆；6-液压角位器定位销
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图4-16卡特皮勒平地机的转盘结构
l-齿圈；2-拉杆；3-耳板
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图4-17回转支承装置
1-调节螺栓；2-牵引架
3-垫片；4-紧固螺栓；
5-支承垫块：6、7-衬片；
8-转盘齿圈
转盘通过回转支承与牵引架联接。

图4-17为多数平地机采用的回转支承结构型式。

它的滑动性能和耐磨性能都较好，不需要更换支承垫块。

转盘齿圈的上滑面与青铜合金衬片接触，通过调整垫片控制上下配合间隙。

2.松土工作装置
按作业负荷的大小松土装置分为耙土器和松土器。

松土器的结构有双连杆式和单连杆式两种（图4-18）。

a）双连杆式松土器；b）单连杆式松土器
图4-18松土器的结构型式
1-松上器；2-齿套；3-松上器架；4-控制液压缸；5-连杆；
6-下连杆；7-液压缸；8-松土器架；9-松土器
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耙土器的结构如图4-
19。

弯臂3的头部铰接
在机架前部的两侧。

耙
齿7插入耙子架6内，用
齿楔5楔紧，耙齿磨损
后可往下调整。

图4-19耙土器的结构型式
1-耙子收放液压缸；
2-摇臂机构；3-弯臂；
4-伸缩杆；5-齿楔；
6-耙子架；7-耙齿
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3.推土装置
推土板是平地机的辅助作业装置之一，安装在机架前端的顶推板上，一般不进行大切削深度的推土作业。

推土铲刀的升降机构有单连杆式和双连杆式。

图4-20为沃尔沃G900系列平地机的双连杆式推土装置。

图4-20沃尔沃平地机推土装置
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六、液压系统
平地机的液压系统包括：工作装置液压系统、转向液压系统和制动液压系统。

例：国产PYl80平地机的液压系统（图4-21）
1.工作装置液压系统
PYl80平地机工作装置液压系统由高压双联齿轮泵、回转液压马达、操纵控制阀、液压缸和油箱等液压元件组成。

液压系统采用双泵双回路形式，泵I和泵Ⅱ形成的回路可以分别独立工作，也可同时工作。

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图4-21
PY180平地机液压系统原理图
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2.转向液压系统（图4-21）
转向液压系统由转向泵14、紧急转向泵15、转向阀22、全液压转向器23、转向液压缸4、油箱24等主要液压元件组成。

全液压转向回路的工作原理是：由方向盘直接驱动全液压转向器23，转向泵14提供的液压油经流量控制阀和转向阀22由液压转向器进入前桥左右转向液压缸推动前轮的转向节臂，实现前轮偏转转向。

3.行车制动系统（图4-21）
行车制动是一个单回路液压泵蓄能器制动系统，由制动泵Ⅱ、制动阀17、蓄能器31和制动器12等组成。

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七、驾驶室
目前国内外平地机普遍采用封闭式防滚翻RPOS和防落物FPOS的驾驶室，驾驶室经过降
噪、减震和隔热处理，并配置冷暖空调、音响（收放机）和随机工具箱等设备。

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八、自动找平装置
平地机常用的自动调平系统有电子型、激光型和超声波自动找平装置。

按照施工人员给定的要求，如斜度、坡度等预设基准，机器可以依据给定的基准自动地调节铲刀的作业参数。

图4-22为拓普康（TOPCON）平地机自动找平系统。

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图4-22平地机自动找平装置
拓普康自动找平系统由计算机控制盒、声纳追踪器、横坡、升降、回转等传感器、带有遥控开关及电缆的电器控制系统及一套液压阀组所组成。

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结束。