推土機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)分析

龐建蘭　劉政

摘要：當(dāng)前推土機(jī)在城市和國(guó)防建設(shè)、露天采礦、道路和水利水電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等各種施工中都有著廣泛的應(yīng)用，其主要功能是用來完成推移積土、填土、開渠和清理等作業(yè)。相比之下，在工作場(chǎng)所惡劣且作業(yè)對(duì)象多為礦石、凍土，工作過程中受到的沖擊載荷大，多采用大馬力推土機(jī)，其工作裝置能承受較大的載荷沖擊。相應(yīng)的工作裝置的及構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度影響著推土機(jī)作業(yè)性能的發(fā)揮。本文通過對(duì)推土機(jī)工作裝置的深入研究，對(duì)大馬力推土機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：推土機(jī)；工作裝置；強(qiáng)度；結(jié)構(gòu)分析

引言

推土機(jī)工作裝置的結(jié)構(gòu)和性能直接影響整機(jī)的工作尺寸和性能參數(shù)，因此，工作裝置的合理性和工作裝置的結(jié)構(gòu)直接影響推土機(jī) 的工作效率 、工作負(fù)荷、動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)特性、不同工況下的作業(yè)效果 、 工作循環(huán)的時(shí)間、外型尺寸和發(fā)動(dòng)機(jī)功率等。這些因素綜合起來可能會(huì)對(duì)推土機(jī)的整體運(yùn)行狀況造成不良影響，因此必須加以重視。

1.推土機(jī)發(fā)展概述

現(xiàn)在，推土機(jī)是工程機(jī)械的主要機(jī)種之一，廣泛應(yīng)用于城市和國(guó)防建設(shè)、露天采礦、道路和水利水電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等各種施工中，主要用來推移積土、填土、開渠和清理等作業(yè)。

推土機(jī)在我國(guó)的發(fā)展自改革開放以來取得了巨大的成果，一系列的中小型推土機(jī)開始投入使用，走進(jìn)人們的視線，從開始引進(jìn)推土機(jī)技術(shù)，到我國(guó)基本實(shí)現(xiàn)推土機(jī)的國(guó)產(chǎn)化，經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展歷程。中國(guó)的飛速發(fā)展加劇了工程機(jī)械行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，另一方面國(guó)外資源的引入大大促進(jìn)了我國(guó)工程機(jī)械產(chǎn)品的創(chuàng)新，加快工程機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，隨后，我國(guó)推土機(jī)行業(yè)迎來新的發(fā)展機(jī)遇，推土機(jī)產(chǎn)品逐漸向大噸位轉(zhuǎn)移，為了推進(jìn)環(huán)保工程建設(shè)，小型推土機(jī)的作用不可忽視。但從整體上看，推土機(jī)行業(yè)的發(fā)展與其它路面機(jī)械相比較還比較落后，特別是在推土機(jī)在技術(shù)和可靠性上與國(guó)外企業(yè)差距較大。現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)仍停留在經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和類比法設(shè)計(jì)階段，還有許多問題亟待解決。

大型履帶式推土機(jī)具有堅(jiān)固耐用、可用于較為惡劣的工作條件等特點(diǎn)，此外人機(jī)利用率高，施工速度快，非常適應(yīng)大規(guī)模施工作業(yè)的需要，總體經(jīng)濟(jì)效益良好。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大型推土機(jī)的需求將不斷增加。

2.推土機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)分析

2.1推土機(jī)的工作裝置

推土機(jī)是一種自行式鏟土運(yùn)輸機(jī)械 ， 其作業(yè)方式主要有：在經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)鏟土、運(yùn)土，鏟運(yùn)松散物料，對(duì)壕溝、基槽、下水道等填土，平整施工現(xiàn)場(chǎng)及農(nóng)田 ，松土或返修路面進(jìn)行破碎等。此外還可以應(yīng)用于清除樹樁、積雪、拖式鏟運(yùn)機(jī)的牽引機(jī)等 ，除荊機(jī)、履帶裝載機(jī)、吊管機(jī)、自行電站等機(jī)種大部分也是以推土機(jī)底盤作基礎(chǔ)底盤。

推土機(jī)的工作裝置是推土機(jī)的重要組成部分，包括推土鏟和松土器。推土鏟安裝在推土機(jī)的前端，是推土機(jī)的主要工作裝置，它由鏟刀和推架兩部分組成。推土機(jī)處于運(yùn)輸工況時(shí)推土鏟被液壓油缸提起；推土機(jī)進(jìn)入作業(yè)工況時(shí)液壓油缸降下推土鏟，將鏟刀置于地面，向前可以推土，向后可以平地；推土機(jī)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)牽引作業(yè)時(shí)可將推土鏟拆除。主要品種有：直傾鏟、角鏟、U型鏟、環(huán)衛(wèi)鏟、電廠型鏟、漠鏟、濕地鏟、巖石鏟、萬向鏟等。可根據(jù)不同的工況進(jìn)行不同的選擇。

2.2推土機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法

由于推土機(jī)在土石方工程中被廣泛應(yīng)用 ，其主要承受工作載荷的部件就是推圖工作裝置，推土機(jī)工作裝置設(shè)計(jì)的過程中，必須充分考慮到在復(fù)雜多變的工作外載作用下 ，分析計(jì)算推土工作裝置在不同工況、不同部位危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力分布，以保障安全效率生產(chǎn)。

推土機(jī)在偏載工況下作業(yè)時(shí) ，其推土工作裝置的受力狀況是極其惡劣的。對(duì)推土機(jī)工作裝置可以運(yùn)用強(qiáng)度理論對(duì)大型推土機(jī)推土工作裝置進(jìn)行強(qiáng)度分析 ，建立在偏載工況下推土機(jī)推土工作裝置超靜定體系發(fā)生組合變形時(shí)的應(yīng)力計(jì)算模型。在默認(rèn)載荷狀況為推土機(jī)鏟刀的一個(gè)側(cè)角頂?shù)秸系K物 ，即偏載工況下，計(jì)算條件： 推土機(jī)在水平地面作業(yè) ，帶載的推土機(jī)鏟刀從切削位置提升到運(yùn)輸位置 ，且以最大頂推力工作時(shí)。可以分為以下幾步：①將推土工作裝置在偏載工況下的超靜定體系 ，簡(jiǎn)化為在對(duì)稱載荷作用下的兩次超靜定體系和在非對(duì)稱載荷作用下的兩次超靜定體系的組合 ②依據(jù)強(qiáng)度理論 ，同時(shí)考慮推土工作裝置工作時(shí) ，頂推梁將發(fā)生扭轉(zhuǎn)、彎曲和軸向壓縮等多種組合變形 ，進(jìn)行頂推梁強(qiáng)度分析③對(duì)頂推梁強(qiáng)度計(jì)算（包括鉸點(diǎn)反力的計(jì)算、超靜定體系模型的簡(jiǎn)化、頂推梁內(nèi)力分析和頂推梁強(qiáng)度分析。

運(yùn)用強(qiáng)度理論對(duì)工作裝置進(jìn)行的強(qiáng)度計(jì)算取得了較好的成果，且該方法在使用上具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，易于編程的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)人員比較容易理解、接受、實(shí)現(xiàn)的一種工程方法，可行性較高。

3.結(jié)語

總的來說，對(duì)推土機(jī)工作裝置的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)性能的影響，除了有來自工作過程中突遇載荷等因素的影響之外，還包括各構(gòu)件的加工制造的質(zhì)量及間隙大小的設(shè)定對(duì)其強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的影響。不同的路面狀況、不同的作業(yè)工況對(duì)其也有很大影響。在對(duì)推土機(jī)結(jié)構(gòu)及性能的優(yōu)化方面，要對(duì)這些因素進(jìn)行綜合考慮，保證推土機(jī)的工作效率和安全作業(yè)。

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作者簡(jiǎn)介：

龐建蘭（1981.10.14-）女，漢，天津人，天津建筑機(jī)械廠，工程師，本科學(xué)歷，研究方向，工程機(jī)械。

劉政（1981.01.27-）男，漢，天津人，天津建筑機(jī)械廠，工程師，本科學(xué)歷，研究方向，工程機(jī)械。