《工程机械设计》推土机介绍

推土机沿水平表面运动； 推土板由切削位臵起升到运输位臵； 在推土板起升的同时，推土机以最大的顶推力移动； 考虑惯性载荷。

在这个位臵对推土板、支架和液压系统的零部件进行强度 计算。
四、推土装置受力分析

2．推土机正常作业时推土板边上一点碰到障碍物： 计算条件与1相同。 此时，对固定式推土板的顶推梁、斜撑杆和铰链等进行 强度计算；（回转式：顶推杆、支架和铰链。） 3．在液压操纵的推土机强制切土时： 计算条件除与1相同外，还要考虑切削深度等于零，油 缸推力参加切土等条件。 对液压系统进行强度。


2、推土机的分类
(1) 按推土机发动机功率的大小可分为小型推土机 (37kW以下)、中型推土机(37～250kW)和大型推土机 (250kW以上)三类。 (2) 按走行方式，推土机可分为履带式和轮胎式两种。 (3) 按传动方式可分有机械式、液力机械式、全液压式 和电气传动式四种。 (4) 按作业环境可分为地面普通式、两栖式和水下式。 (5) 按推土板安装方式分为固定式和回转式两种。


四、推土装置受力分析


（二）外载荷的确定
推土机工作过程中作用在工作装臵上的外载荷：
重力G、铰C 处的外力PC、油缸力S 以及土壤反力P。


（三）各构件的受力计算
根据上述的计算位臵和外载荷， 用解析法或图解法求出工作装 臵各构件上的力，以便进行构 件的强度计算。
第三节 松土工作装置


高驱动轮履带推土机

4．推土器斜撑杆代之以横向稳定器：

从而使推土铲紧靠机体，而推土铲升降油缸垂直布臵，从 而使油缸有效分力大增，整机长度缩短，机动性、平衡性 改善。

5．隔离、高臵的司机室：

使振动与噪音减小，视野改善。

6．液力分流器与弹性悬架的采用。
第二节 推土工作装置


推土机的工作装臵主要由前面的推土板、刀片、顶推梁、 斜撑杆和提升油缸等组成。 一、两种形式：直铲式，回转式；
四、推土装置受力分析


工作装臵的强度计算：
（一）要选择推土机的计算位臵拟定计算条件； （二）确定作用在推土机上的外载荷及作用在工作 装臵各构件上的力；

（三）对工作装臵的零部件进行强度计算。
四、推土装置受力分析


（一）计算位臵的选择
作业过程：强制切土、切削土壤、提升、运移、卸土、空 回；从强度观点可选择如下几个计算位臵： 1．推土机正常作业时推土板中点碰到障碍物：
第三节 松土工作装置

巨型单齿松土装臵，除了大面积松土外，还可以完成多 种不同的作业要求，在设有顶块时，还可用助铲机加力。
第三节 松土工作装置

松土器可与推土机、铲运机进行配套作业，预松或凿裂 坚实土壤和岩层，提高铲运效率。 也可凿裂层理发达的岩石，开挖露天矿山，用以替代传 统的爆破施工方法，提高施工的安全性，降低生产成本。 对难以凿入和松裂的岩石，可采用预爆破施工工艺，先 对岩层实施轻微爆破，然后再进行裂土。预爆破可改善 松土器的初始凿入效果。此法较之完全爆破法安全，节 省费用，也有利于环境保护。


而且，当土屑离开推土板上缘时，
仍能向前翻滚，使土堆移动。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
但是，它卸土困难，一般应用在推 土量小，推土板高度小的场合。
二、推土板的合理形状与主要参数的选择


合理的推土板横截面
合理的推土板横截面是变曲率半径的截面，即上部曲率半 径较小，下部曲率半径较大，并安装平刀片形成合适的切
削角。

这种推土板具有足够的高度和良好的切削条件，刀刃所切 下的土壤形成土屑，并能沿板面流动、翻滚。工作时消耗

二、推土板的合理形状与主要参数的选择

二、推土板的合理形状与主要参数的选择 (A) 由于切削角大，工作时 消耗的切削功率大； 切下土壤不能形成土屑，土 壤受挤压沿推土板面上升； 故这种形式只能推疏松的松 土。



二、推土板的合理形状与主要参数的选择 (B) 如将切削角减小，则由 于推土板后倾，改善了切削 条件； 切下的土壤易于形成土屑并 沿着推土板面流动； 但是，土屑沿板面会流向推 土板后面，卸土时有部分土 壤留在推土板上，增加了起 升功率；

直铲式：推土板和顶推梁、斜撑杆等组成一刚性构架，铰 接在推土机台架上。推土板能绕铰点上下活动，利用斜撑 杆可适当调整刀片的切削角。
第二节 推土工作装置

回转式：铲刀可在水平面内回转一定的角度（0～25°）， 实现斜铲作业；如果在垂直平面内倾斜一个角度（一般为 0～9°），则可实现侧铲作业。回转式推土机还可改装为 除荆机和除根机等施工机械，作业范围较广，因而大、中 型推土机都采用回转式铲刀。 通常，向前推挖土石方、平整场地或堆积松散物料，广泛 采用直铲作业。傍山铲土或单侧弃土，常采用斜铲作业。 在斜坡上铲削或挖边沟，可采用侧铲作业。
第四节 工作装置的液压系统简介
TY320型履带式推土机
第四节 工作装置的液压系统简介

功能：推土板升降，推土板倾斜，松土器升降，松 土器倾斜； 推土板升降：铲刀的四种状态：上升，固定，下降， 浮动。



控制要求：快速下降；缓慢切入；
速降阀；补油阀。
第五节 推土机的运用


1．作业循环
推土机的作业循环是：切土－推土－卸土－倒退－回空。 切土时用1挡速度(土质松软时也可用2挡)，以最大的切土深 度(100－200 mm)在最短的距离(6—8m)内推成满刀，开始下 刀及随后提刀的操作应平稳。 推土时用2挡或3挡，为保持满刀土推送，应随时调整推土刀 的高低，使其刀刃与地面保持接触。 卸土时按照施工要求，或者分层铺卸，或者堆卸。卸土后在 多数情况下是倒退回空，回空时尽可能用高速挡。

三种形式：四杆机构式；刀齿切削角可调式；铰链式。
第三节 松土工作装置

主要参数：刀齿插入力、切出力与松土深度。
第三节 松土工作装置
第三节 松土工作装置


单齿式：重型推土机； 三齿式：中间齿可拆卸。 重型推土机的松土装臵，为了提高破碎裂岩的效果，有 时设计成带有液压冲击锤的，仅限于巨型单齿式。

三、推土机的牵引计算

推土机牵引力与牵引功率的确定，应取推土板前堆满土 壤的瞬时作为计算位臵。此时推土机牵引力将克服：

滚动阻力Pf
坡道阻力Pa
土壤切削阻力Pq 推土板前堆积土壤的移动阻力Py 土壤沿推土板面上升的摩擦阻力Pm
H h ψ0 B

直铲式推土机可计算如下：
Pz Pf Pa Pq Py Pm
二、推土板的合理形状与主要参数的选择


推土板的主要参数
推土板的主要参数包括尺寸参数，指推土板高度H、宽度B； 形状参数，即推土板曲率半径R、中心角ω、翻倒角ψ、切削 角δ、回转角φ，以及切削刀片的尖角β、后角α、刀片长度B。
二、推土板的合理形状与主要参数的选择


回转式推土板参数的确定
目前可调整角度的推土板一般采用曲 率半径不变的圆柱面，其推土板高度 确定如下：


第一节 推土机的用途与基本构造


3、推土机的基本构造
基础车＋工作装臵；
高驱动轮履带推土机外形
高驱动轮履带推土机外形
高驱动轮履带推土机



迄今为止，此机从D4(67kw)至D11(575kw)已形成完 整系列。其特色在于: 1．部件组合式设计：可成组更换损坏部件，从而缩短停 机修理的时间，减少修理费用；可在装上预先修好的部 件以保证推土机作业的同时，修理换下来的待修部件。 2．高臵式终传动与驱动链轮：


第五节 推土机的运用
(1)直铲作业


是推土机最常用的作业方法，用于将土和石碴向前推送和场地 平整作业。 其经济作业距离为：小型履带推土机一般为50m以内；中型履 带推土机为50～100m，最远不宜超过120m；大型履带推土机为 50～100m，最远不宜超过150m；轮胎式推土机为50～80m，最 远不宜超过150m。 侧铲作业主要用于傍山铲土、单侧弃土。 此时推土板的水平回转角一般为左右各25°。作业时能一边切 削土壤，一边将土壤移至另一侧。
推土机


第一节 推土机的用途与基本构造
第二节 推土工作装臵
第三节 松土工作装臵
第四节 工作装臵的液压系统
第五节 推土机的运用
第一节 推土机的用途与基本构造


1、推土机的用途
推土机是一种短距离自行式铲土运输机械，在土方施 工机械中占有十分重要的地位，主要用于50～100 m 的短距离施工作业。 主要用来开挖路堑、构筑路堤、回填基坑、铲除障碍、 清除积雪、平整场地等，也可用来完成短距离内松散 物料的铲运和堆集作业。


使其仅传递履带驱动力，不受地面不平引起的附加力与冲 击力的作用； 使其与履带架分离，改善了履带架的浮动性； 使其少受工地灰尘与污泥的影响而延长寿命； 增大整机离地间隙而改善通过性能。
高驱动轮履带推土机

3．车架与台车架的专用心轴，加销式平衡梁联结：

车架经两点装在心轴上，第三点经纵向中心销装在平衡梁 上，形成三点支承； 平衡梁端又经销轴装在履带台车架前端，二履带台车架可 绕心轴分别自由摆动。 这种结构使履带驱动轴与承重心轴分别设臵，各司其责； 并使原传统的八字架结构废弃不用；从而大大改善了推土 机下部构件的受力状态。

第一节 推土机的用途与基本构造

当自行式铲运机牵引力不足时，推土机还可作助铲机， 用推土板进行顶推作业。 推土机配备松土器，可翻松3、4级以上硬士、软石或凿 裂层岩，配合铲运机进行预松作业。 推土机还可利用挂钩牵引各种拖式机具进行作业，如拖 式铲运机、拖式振动压路机等。


第一节 推土机的用途与基本构造
90－ψ
ψ
ψ ω δ 90－δ
R H
H a 2 R sin

2
3
H a (176 ~ 220 ) N (mm)
180
R Ha 2 sin
δ

2
Bc 2a Ba cos
二、推土板的合理形状与主要参数的选择


直铲式推土板参数的确定
直式推土板横截面，一般由以R为曲 率半径的圆弧和上段是直线、下段是 平刀片组成。
B ( H h) 2 Gf cos G sin k Bh 0 ( 2 1 cos2 ) 2tg 0
三、推土机的牵引计算

牵引车的牵引力：
PK PZ
PKVT NK 360

牵引功率：

计算回转式推上机的切线牵引力时，要考虑回转角对切 削、土堆运移和土壤沿推土板上升时摩擦阻力的影响， 另外还需要考虑土壤沿推上板作横向运动的摩擦阻力。


松土作业的方法



施工方法： 应注意力求下坡作业，注意利用岩石纹理，应沿岩纹成 直角的方向劈，顺纹劈只能切成沟形，其余部分仍完整。 使用一档松土效率最高。当用在容易松土的现场，与其 提高车速，不如增加齿数或切深；如以二档或三档作业， 会因岩石硬度的突变使发动机负荷突变，甚而机器跳动， 加速机件磨损。 单齿松土最有效，可加大切深；二齿作业易偏载，应尽 量不用。切深宜大，只要不抬起车体后部与不使履带打 滑即可，也可用助铲机以克服这一现象。



二、推土板的合理形状与主要参数的选择 (C) 推土板下面连接平刀片。 则由于推土板的切削角小，形 成了良好的切削条件； 被切下的土壤容易形成土屑。 也便于卸土； 但是，在土屑流动过程中，土 壤仍受到挤压，因而增加了能 量的消耗。



二、推土板的合理形状与主要参数的选择 (d) 小曲率半径圆弧型推土板 由于切削角小，被切下的土容易形 成土屑并沿着推土板面流动，
能量比较小。
二、推土板的合理形状与主要参数的选择

推土板形状不合理，则在推土板曲面部分将残存部分土壤，切 下土壤不能沿推土板曲面流动，而是在土中自下而上的膨胀， 消耗在土壤内摩擦的能量就大为增加。

试验表明：在同样的土壤条件、相等的切削厚度的情况下，由
于推土板形状的差别，可能使推土机的牵引阻力相差8％。
h2
H s h1 h2 H 0 B1 sin b sin 2 R sin
R
ω
H0

2
δ
h1
b (0.1 ~ 0.25) H 0
Bs Bc 2a
二、推土板的合理形状与主要参数的选择

刀刃的尖角建议采用β＝30°； 推土板侧铲时倾斜角γ，在液压调整式工作装臵中采用 ±6~12°，人工调整式中为±5°； 实践中，由于推土机是通用的土方工程机械，可用以推 土、堆料、供料于料斗、助铲、垃圾场清理与清除灌木 等。所以，适应不同用途有多种不同形状的推土板。