土方施工機械之推土機

1、word可編輯推土機一、推土機的用途、分類與編號推土機是一種多用途的自行式施工機械。推土機在作業(yè)時，將鏟刀切入土中，依靠機械的牽引力，完成土壤的切削和推運工作。推土機可完成鏟土、運土、填土、平地、松土、壓實以及去除雜物等作業(yè)，還可以給鏟運機和平地機助鏟和預(yù)松土以及牽引各種拖式施工機械進(jìn)行作業(yè)。常用推土機的分類、特點及適用范圍如表2-1-1所示。 常用推土機的分類、特點及適用范圍 表2-1-1 分 類 型 式分 類特 點 及 適 用 范 圍按發(fā)動機功率分小 型發(fā)動機功率小于44kW中 型發(fā)動機功率59103kW大 型發(fā)動機功率118235kW特大型發(fā)動機功率大于235kW按行走裝置分履帶式此類推

2、土機與地面接觸的行走部件為履帶。由于它具有附著牽引力大、接地比壓低、爬坡能力強以及能勝任較為險惡的工作環(huán)境等優(yōu)點，因此，是推土機的代表機種圖2-1-1輪胎式此類推土機與地面接觸的行走部件為輪胎。具有行駛速度高、作業(yè)循環(huán)時間短、運輸轉(zhuǎn)移時不損壞路面、機動性好等優(yōu)點圖2-1-2按用途分普通型此類推土機具有通用性，它廣泛應(yīng)用于各類土石方工程中，主機為通用的工業(yè)拖拉機專用型此類推土機適用于特定工況，具有專一性能，屬此類推土機的有：濕地推土機、水陸兩用推土機、水下推土機、爆破推土機、軍用快速推土機等按鏟刀型式分直鏟式也稱固定式。此類推土機的鏟刀與底盤的縱向軸線構(gòu)成直角，鏟刀的切削角可調(diào)。對于重型推土機，

3、鏟刀還具有繞底盤的縱向軸線旋轉(zhuǎn)一定角度的能力。一般來說，特大型與小型推土機采用直鏟式的居多，因為它的經(jīng)濟性與鞏固性較好角鏟式也稱回轉(zhuǎn)式。此類推土機的鏟刀除了能調(diào)節(jié)切削角度外，還可在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一定角度一般為±25°。角鏟式推土機作業(yè)時，可實現(xiàn)側(cè)向卸土。應(yīng)用范圍較廣，多用于中型推土機續(xù)表2-1-1 分 類 型 式分 類特 點 及 適 用 范 圍按傳動方式分機械傳動式此類推土機的傳動系全部由機械零部件組成。機械傳動式推土機，具有制造簡單、工作可靠、傳動效率高等優(yōu)點，但操作笨重、發(fā)動機容易熄火、作業(yè)效率較低液力機械傳動式此類推土機的傳動系由液力變矩器、動力換檔變速箱等液力與機械相

4、配合的零部件組成。具有操縱靈便、發(fā)動機不易熄火、可不停車換檔、作業(yè)效率高等優(yōu)點，但制造本錢較高、工地修理較難。它仍是目前產(chǎn)品開展的主要方向全液壓傳動式此類推土機除工作裝置采用液壓操縱外，其行走裝置的驅(qū)動也采用了液壓馬達(dá)。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、操縱輕便、可原地轉(zhuǎn)向、機動靈活等優(yōu)點，但制造本錢高、維修較難電傳動式此類推土機的工作裝置、行走機構(gòu)采用電動馬達(dá)作動力。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、作業(yè)效率高、污染少等優(yōu)點，但受電源、電纜的限制，使用受局限。一般用于露天礦、礦井作業(yè)為多 圖2-1-1 履帶式推土機 圖2-1-2 輪胎式推土機圖2-1-3 推土機的總體構(gòu)造1-鏟刀；2-液壓系統(tǒng)；3-發(fā)動機；4-駕駛室

5、；5-操縱機構(gòu)；6-傳動系統(tǒng)；7-松土器；8-行走裝置；9-機架推土機的型號用字母T表示，L表示輪胎式無L時表示履帶式，Y表示液力機械式，后面的數(shù)字表示發(fā)動機功率，單位是馬力。例：TY180型推土機，表示發(fā)動機功率為180馬力的履帶式液力機械式推土機。二、推土機的構(gòu)造與工作原理推土機主要由發(fā)動機、底盤、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、工作裝置和輔助裝置等組成，如圖2-1-3所示。推土機用的發(fā)動機多為柴油機，常布置在推土機的前部，通過減振裝置固定在機架上。電氣系統(tǒng)主要包括發(fā)動機的電起動裝置和全機照明裝置等。輔助裝置主要有燃油箱、液壓油箱、駕駛室等。圖2-1-4 固定式推土鏟刀1-推土板；2-升降油缸；3-斜

6、撐桿；4-水平撐桿；5-頂推架底盤局部包括離合器變矩器、變速箱、后橋、行走裝置和機架等。底盤的作用是支承整機質(zhì)量并將動力傳給行走裝置和液壓操縱機構(gòu)。主離合器裝在柴油機和變速箱之間，用來平穩(wěn)地接合和別離動力，變速箱和后橋用來改變推土機的行走速度、方向和牽引力。行走裝置是支承機體并使推土機行走的機構(gòu)。機架是整機的骨架，用來安裝發(fā)動機、底盤和工作裝置，使全機成為一個整體。推土機工作時，先啟動柴油機，通過主離合器把動力傳給變速箱液力機械式傳動系那么通過液力變矩器直接將動力傳給變速箱，沒有主離合器，然后，再通過主傳動器和左、右轉(zhuǎn)向離合器，傳到左、右最終傳動裝置，驅(qū)動行走裝置的左、右驅(qū)動輪，從而使機械前進(jìn)

7、或后退。與此同時，通過操縱系統(tǒng)，放下或提起推土鏟刀或松土器，隨著推土機整機的前進(jìn)和后退，即可完成推移土壤等作業(yè)。推土機的工作裝置為推土鏟刀和松土器。推土鏟刀安裝在推土機的前端，是推土機的主要工作裝置，有固定式和回轉(zhuǎn)式兩種型式。松土器通常配備在大中型履帶式推土機上，懸掛在推土機的尾部。圖2-1-4所示為固定式推土鏟刀，該推土鏟刀由推土板1、頂推架5、斜撐桿3、水平撐桿4和升降油缸2等組成。推土板下部為可更換的刀片，上部呈圓弧形，以便使切下的土壤自動流向前方，推土板后部與頂推架5和斜撐桿3鉸接。頂推架鉸接在履帶式底盤的臺車架上，整個刀架的上下運動由兩個升降油缸2控制。松土器主要由升降油缸3、橫梁4

8、和松土齒等組成，如圖2-1-5所示。松土器的提升或放下由升降油缸3控制。圖2-1-5 推土機的松土器1-安裝架；2-傾斜油缸；3-升降油缸；4-橫梁；5-齒桿；6-保護(hù)蓋；7-齒尖；8-松土器臂推土機工作裝置液壓控制系統(tǒng)主要包括鏟刀升降控制回路、鏟刀垂直傾斜控制回路和松土器升降控制回路。下面以TY120履帶式推土機工作裝置液壓系統(tǒng)圖1-2-2所示為例進(jìn)行分析。液壓動力元件為液壓泵2，由柴油機1帶動的分動箱驅(qū)動。執(zhí)行元件包括一對鏟刀升降油缸15、一對鏟刀垂直傾斜油缸17、一對松土器升降油缸16。由于油缸活塞速度較高，為了防止慣性沖擊及噪聲，油缸內(nèi)部大多有緩沖裝置。控制元件包括鏟刀升降控制換向閥1

9、2、鏟刀垂直傾斜控制換向閥14、松土器升降控制換向閥13。換向閥全為滑閥式結(jié)構(gòu)。閥12是四位五通手動換向閥。采用換向閥是推土機中最普遍的控制方式，它能控制換向、卸載以及節(jié)流調(diào)速和微動控制換向閥開度的大小。由于閥12的作用，使鏟刀根據(jù)作業(yè)狀況具有上升、固定、下降、浮動四個位置。浮動位置是使油缸兩腔與進(jìn)油路、回油路均相通，鏟刀自由支地，隨地形上下而浮動。這對仿形推土及平整作業(yè)極有好處。平安閥3用來限制液壓泵2的出口最大壓力，以防止液壓系統(tǒng)過載。當(dāng)油壓超過某一值時，平安閥3翻開，壓力油自動卸載回油箱。當(dāng)鏟刀或松土器下降時，在鏟刀或松土器自重的作用下，下降速度加快，可能引起供油缺乏而形成油缸進(jìn)油腔局部

10、真空，發(fā)生氣蝕現(xiàn)象。此時，由于進(jìn)油腔壓力下降，在壓力差作用下，單向閥4及6翻開，從油箱補油至油缸進(jìn)油腔，防止真空，使油缸動作平穩(wěn)。單向閥5和7是保證任意工況下，壓力油不倒流，防止工作裝置意外重力下降。當(dāng)松土器在固定位置作業(yè)時，由于突然的過載，油缸一腔油壓突然驟增，可能造成油缸超載，裝設(shè)了溢流閥8后，當(dāng)油壓到達(dá)溢流閥8的開啟壓力時，溢流閥8翻開，油液卸載，從而防止液壓元件的意外損壞。溢流閥11和精濾油器10并聯(lián)，當(dāng)回油中雜質(zhì)堵塞濾油器時，回油壓力增高，溢流閥11被翻開，使油液直接通過溢流閥11流回油箱。粗濾油器18及精濾油器10的作用是保持油液的清潔，濾去雜質(zhì)使液壓系統(tǒng)正常作業(yè)。油箱9起儲油、散

11、熱作用。三、推土機的使用技術(shù) 1作業(yè)過程依靠機械的牽引力，推土機可以獨立地完成鏟土、運土、卸土三個工作過程和空載返回過程圖2-1-6。鏟土作業(yè)時，將鏟刀切入地面，行進(jìn)中鏟削土壤。運土作業(yè)時，將鏟刀提至地面，把土壤推運到卸土地點。卸土作業(yè)有兩種：1隨意棄土法 推土機將土壤推至卸土地點，略提鏟刀，機械后退至鏟土地點；2分層鋪卸法 推土機將土壤推至卸土地點，將鏟刀提升一定高度，機械繼續(xù)前進(jìn)，土壤即從鏟刀下方卸掉。然后推土機退回原處進(jìn)行下一次鏟土。圖2-1-6 推土機的作業(yè)狀態(tài)a鏟土；b運土；c卸土2作業(yè)方式1直鏟作業(yè) 是推土機最常用的作業(yè)方式，用于推送土壤和石碴及平整場地作業(yè)。其經(jīng)濟運輸距離，小型履

12、帶式推土機一般為50m以內(nèi)；中型履帶式推土機為50100m，最遠(yuǎn)不宜超過120m；大型履帶式推土機為50100m，最遠(yuǎn)不宜超過150m；輪胎式推土機為5080m，最遠(yuǎn)不宜超過150m。2側(cè)鏟作業(yè) 用于傍山鏟土、單側(cè)棄土。此時，推土板的水平面回轉(zhuǎn)角一般為左右各25°。作業(yè)時能一邊切削土壤，一邊將土壤移至另一側(cè)。側(cè)鏟作業(yè)的經(jīng)濟運輸距離一般較直鏟作業(yè)時短，生產(chǎn)率也低。3斜鏟作業(yè) 主要應(yīng)用在坡度不大的斜坡上鏟運硬土及挖溝等作業(yè)，推土板可在垂直面內(nèi)上下各傾斜9°。工作時，場地的縱向坡度應(yīng)不大于30°，橫向坡度應(yīng)不大于25°。4松土器作業(yè)一般大中型履帶式推土機的后部

13、均懸掛有液壓式松土器，松土器有多齒和單齒兩種。多齒松土器挖鑿力較小，主要用于疏松較薄的硬土、凍土層等。單齒松土器有較大的挖鑿力，除了能疏松硬土、凍土外，還可以劈裂風(fēng)化巖和有裂縫的巖石，并可拔除樹根。3作業(yè)方法1波浪式推土法圖2-1-7推土機開始鏟土?xí)r，鏟刀盡可能地切入土壤中。當(dāng)發(fā)動機出現(xiàn)超載現(xiàn)象時，將鏟刀緩緩提起但鏟刀不露出地面，直至發(fā)動機恢復(fù)正常運轉(zhuǎn)。再次將鏟刀落下、提起，反復(fù)進(jìn)行，直至鏟滿。這種鏟土方法的優(yōu)點是，可以使發(fā)動機功率得到充分發(fā)揮，并縮短鏟土?xí)r間和距離，作業(yè)效率高，一般適用于工程量大的土方作業(yè)。其缺點是駕駛員的勞動量大，回程時因地面不平使推土機產(chǎn)生顛簸。圖2-1-7 波浪式推土法

14、圖2-1-8 接力式推土法a)4次接力式推土法；b)刨削式鏟土LH-鏟土長度，hH-鏟土深度；LT-工作地段長度LT=LH·n，n為分段數(shù)2接力式推土法圖2-1-8在取土場地較長且土壤較硬的情況下作業(yè)時，推土機可由近及遠(yuǎn)地分段將土壤推送成堆，然后再由遠(yuǎn)而近地將各段土堆一次推送到卸土處。這種作業(yè)方法不但可以提高鏟土效率，而且能減少運土?xí)r間。它適用于硬土壤取土和遠(yuǎn)距離取土作業(yè)。3槽式推土法圖2-1-9推土機運送土壤時，為了盡可能地減少運土損失，可在一固定作業(yè)線上屢次推運，使之形成土槽，或者利用鏟刀兩端外漏的土壤形成土埂進(jìn)行運土。土槽深度一般不大于鏟刀高度。這種作業(yè)方法適用于大面積、較長距

15、離及松軟土壤的推土作業(yè)。圖2-1-9 槽式推土法4并列式推土法圖2-1-10在上述條件下，也可采用兩臺或兩臺以上同類型的推土機同步前進(jìn)推土，同樣可減少運土損失和提高作業(yè)效率。采用該方法作業(yè)時，兩臺推土機的鏟刀間隔不宜過小或過大，一般保持在1520cm，還要求駕駛員操作技術(shù)熟練，保證兩臺推土機同步運行。圖2-1-10 并列式推土法5下坡式推土法推土機在作業(yè)中應(yīng)盡量利用地形形成下坡推土，這樣可利用機重的下坡分力助鏟，增大運土量以提高作業(yè)效率。但坡度不宜超過20°，否那么推土機回程困難。4推土機在道路施工中的作業(yè)方法在道路施工作業(yè)中，推土機主要用于填筑路基和開挖路塹。在缺少挖掘機的情況下，

16、還可以用它來開挖邊溝。1填筑路基 對于不挖不填的路基，只需先將外表雜物去除，再將路兩邊的土鏟去一薄層，然后將土鋪到路基中間形成路拱即可。 對于填土路基，應(yīng)在路基的一側(cè)或兩側(cè)取土，再向路基中心處運送。在路堤單側(cè)取土?xí)r，每段推土機可采用穿梭法進(jìn)行作業(yè)，如圖2-1-11所示。作業(yè)時，推土機鏟滿土料，推送至路堤的坡腳，卸土后按原路返回到鏟挖位置，如此往復(fù)在同一路線上，采用槽式作業(yè)法送23刀就可挖到0.70.8m深，然后作斜線倒退，向一側(cè)移位，同樣方法可推送相鄰?fù)亮?。整個作業(yè)區(qū)段完成后，可以沿作業(yè)時相反方向側(cè)移，可推凈遺留土埂，整平取土坑。當(dāng)推土機由路堤兩側(cè)取土場取土?xí)r，每側(cè)作業(yè)方法與上述方法相同，所不

17、同的是路堤用土由兩側(cè)運來，分別推至路基中心線即可。作業(yè)時，為使中心線兩側(cè)運土的結(jié)合處能充分壓實，兩側(cè)運來的土料均應(yīng)推送超過中線。采用這種作業(yè)方法時，每個作業(yè)區(qū)段最好由兩側(cè)相同臺數(shù)的推土機，面對面地同步進(jìn)行，可使路堤均衡對稱地形成，如圖2-1-12所示。圖2-1-11 推土機單側(cè)取土填筑路堤 圖2-1-12 推土機兩側(cè)取土填筑路堤1-路堤；2-標(biāo)定樁；3-間距為10m的高標(biāo)桿； B-路基寬度；H-路基高度圖2-1-13 用推土機構(gòu)筑移挖填土的路堤4、5-推土機作業(yè)路線圖2-1-14 用推土機構(gòu)筑半挖半填的路基用推土機作兩側(cè)取土填筑路堤，適宜于取土距離較短、路堤較低的場合。一般在1m以下，作業(yè)時要

18、分層有序地進(jìn)行，每層厚視土質(zhì)及壓實特性而定，一般為2030cm，并須隨時分層壓實。 對于采用移挖填土修筑的路基，推土機應(yīng)采用縱向作業(yè)方法，即從需要挖土的路段直接將土送到需要填高的路段，如圖2-1-13所示。在卸土過程中，應(yīng)分層均勻填筑，并分層逐次壓實，尤其應(yīng)利用回程進(jìn)行壓實。 半挖半填路基就是將高坡上的土填在低坡上形成平坦的路基，如圖2-1-14所示。假設(shè)使用推土機構(gòu)筑半挖半填路基，其路基的橫坡度一般不得大于20°，否那么容易發(fā)生推土機側(cè)翻事故。并且最好使用可調(diào)式鏟刀，并將鏟刀調(diào)整為朝高坡處下傾，然后沿著道路延伸方向，從路基的內(nèi)邊線即上邊坡鏟土，分段分層進(jìn)行作業(yè)，使土壤沿鏟刀自動填到

19、下邊坡處。假設(shè)坡度不大且要求路基較寬時，可從路基內(nèi)邊線由上往下并垂直路基中心線鏟土，然后再縱向平整。假設(shè)坡度大于20°，那么應(yīng)先推出作業(yè)平臺，以使機身能放平；再以平臺為基地，沿路基中心線方向鏟切土壤，逐漸加深加寬，直至形成平整的路基。圖2-1-15 路塹的開挖方法2開挖路塹使用推土機開挖路塹，深度通常不超過2m。根據(jù)路基的寬度和卸土的位置，可采用穿梭作業(yè)法圖2-1-15，即從路基邊緣或路中心起分層向一側(cè)推土，并推送至棄土堆，待一側(cè)推出一層之后，再掉頭向另一側(cè)推運。也可以采用環(huán)形作業(yè)方法圖2-1-15，即沿著橢圓形或螺旋形的路線，分別向路基兩側(cè)推土，并對棄土堆進(jìn)行壓實。為便于快速卸土，

20、在推挖至一定深度后，可分段構(gòu)筑運土通道圖2-1-16，從橫向?qū)⑼镣扑椭翖壨翀觥?推土機在平整場地時的施工作業(yè)方法1對于已粗略平整的場地當(dāng)平整外表已粗略平整但殘留有松軟散土的場地時，應(yīng)將鏟刀下緣降至比履帶支承面稍高處，以檔或檔速度鏟土，將高出地面的散土均勻攤鋪在地面上，并予以壓實，場地外表沒有明顯的散土堆后，可采用倒拖的方法予以刮平，即將鏟刀置于浮動狀態(tài)自由狀態(tài)，推土機倒退行駛，利用鏟刀的自重將地面刮平。注意：在刮平浮土地段時，應(yīng)將鏟刀由浮動狀態(tài)稍稍提起，以免鏟刀將浮土拖起成堆，每一行程，鏟刀均應(yīng)與已平整的地面重疊30cm左右，以便將上一次平整時留下的土壟刮平。 圖2-1-16 用推土機開挖路塹

21、2對于起伏較大的場地對于外表凹凸不平、上下起伏較大的場地，使用推土機進(jìn)行平整時可分3步進(jìn)行。 鏟高填低，粗略平整作業(yè)前先觀測整個作業(yè)場地的地形情況，對突出地面較大的土堆分片予以鏟除。作業(yè)時可采用楔式鏟土法，即在鏟土開始時，盡量使鏟刀切入最大深度，而后根據(jù)發(fā)動機負(fù)荷逐漸提升鏟刀，使之一次性鏟滿，并送至低洼處卸土，不可頻繁地升降鏟刀，將地面鏟成波浪形，造成機械行駛時劇烈顛簸，為后續(xù)作業(yè)造成困難。一旦出現(xiàn)波浪形地面，可先推平一處，使機器停放平穩(wěn)后，以此為出發(fā)地一段段地將波浪形地面鏟平。不可貪多求快和長距離推土，那樣會適得其反，欲速那么不達(dá)。 全面平整待整個場地沒有大的突起和凹陷之后，可進(jìn)行長距離快速

22、平整，將外表散土平鋪于整個地面。有兩臺以上推土機共同作業(yè)時，可采用并列式推土，鏟刀的間隔在粘土地上應(yīng)保持30cm左右，在砂土地上為15cm，運距可達(dá)100m。 拖平壓實經(jīng)過上述兩步的粗、細(xì)平整之后，即可實施拖平壓實工作，方法同1。拖平時也可采用多臺并列作業(yè)的方法。6推土機生產(chǎn)率的計算1每鏟最大推土量V 1式中：V推土機每鏟最大推土量，m3； Bg推土板寬度，m； Hg推土板高度，m； h平均切土深度，m； j0土的自然坡度角，按表2-1-2選??； Km土的充盈系數(shù)，一般取0.51.2。 土的自然坡度角 表 2-1-2 種類狀態(tài)碎 石礫 石砂 石粘 土輕亞粘土種植土粗 砂中 砂細(xì) 砂肥 土貧 土

23、干35°40°30°28°25°45°50°40°40°濕45°40°32°35°30°35°40°30°35°飽和25°35°37°25°20°15°30°20°25°2推土作業(yè)生產(chǎn)率Qt 2式中：Qt推土作業(yè)生產(chǎn)率，m3/h； T一個推土周期循環(huán)時間，按式3計算，s； Kj推土作業(yè)時間利用系數(shù)，一般取為0.850.90; K

24、n鏟刀土壤漏損系數(shù)，取決于運土距離l2，Kn=10.005l2； Ky坡度作業(yè)影響系數(shù)，按表2-1-3選取。 坡度作業(yè)影響系數(shù) 表2-1-3坡度%上 坡下 坡0551010150551010151520Ky1.00.670.670.50.50.41.01.331.331.941.942.252.252.68 3式中：l1切土距離，m，一般取為610m； l2運土距離，m； v1, v2, v4分別為切土、運土、返回速度，m/s； t5推土機轉(zhuǎn)向時間，一般取為10s； t6換檔時間，換檔一次取為45s動力換檔變速箱可不計換檔時間； t7鏟刀下落時間，一般取為12s。3平地作業(yè)生產(chǎn)率 4式中：Qp

25、平地作業(yè)生產(chǎn)率，m3/h； Bg推土板寬度，m； Hg推土板高度，m； j推土板水平面回轉(zhuǎn)角，°； m相鄰兩次平整通道間重疊局部，一般取為0.30.5m； L平整地段長度，m； Kj時間利用系數(shù)，可取為0.850.90； n每一段的平整次數(shù)，通常取12次； v平地速度，宜取0.81.0m/s； t5推土機轉(zhuǎn)向時間，一般取為10s。7提高推土機生產(chǎn)率的措施要提高推土機生產(chǎn)率首先應(yīng)縮短推土機的作業(yè)循環(huán)時間，提高作業(yè)時間利用系數(shù)，降低運送中土的漏損等。為了縮短一個循環(huán)作業(yè)的時間，推土機在鏟土?xí)r應(yīng)充分利用發(fā)動機的功率以縮短鏟土距離，合理選擇運距，使運土和回程距離最短，并盡量創(chuàng)造下坡鏟土的條件。此外應(yīng)提前為下道工序