推土机是一种能够进行挖掘、运输和排弃岩土的土方工程机械,在露天矿有广泛的用途。例如,用于建设排土场,平整汽车排土场,堆集分散的矿岩,平整工作平盘和建筑场地等。它不仅用于辅助工作,也可用于主要开采工作。例如:砂矿床的剥离和采矿,铲运机和犁岩机的牵引和助推,在无运输开采法时配合其他土方机械降低剥离台阶高度等。
发展史
履带式推土机(track-type tractor,也有称crawler dozer)是由美国人Benjamin Holt在1904 年研制成功的,它是在履带式拖拉机前面安装人力提升的推土装置而形成,当时的动力是蒸汽机,之后又先后研制成功由天然气动力驱动和汽油机驱动的履带式推土机,推土铲刀也由人力提升发展为钢丝绳提升。Benjamin Holt也是美国卡特彼勒(Caterpillar Inc.)公司的创始人之一,1925年5Holt制造公司和C.L,Best推土机公司合并,组成卡特彼勒推土机公司,成为世界首家推土设备制造者,并于1931年成功下线第一批采用柴油发动机的60 推土机。随着技术的不断进步,推土机动力已经全部采用柴油机,推土铲刀和松土器全部由液压缸提升。推土机除履带式推土机外,还有轮胎式推土机,它的出现要比履带式推土机晚十年左右。由于履带式推土机具有较好的附着性能,能发挥更大的牵引力,因此在国内外,其产品的品种和数量远远超过轮胎式推土机。在国际上,卡特彼勒公司是世界上最大的工程机械制造公司,其生产的履带式推土机有大、中、小共9 个系列D3-D11,最大的D11 RCD,柴油机飞轮功率达到634kw;日本的小松(komatsu)公司列第二位,1947 年才开始引进生产D50 履带推土机,履带式推土机有13 个系列,从D21-D575,最小的为D21,柴油机飞轮功率为29.5kw,最大的为D575A-3SD,柴油机飞轮功率达858kw,它也是当前世界上最大的推土机;另外一家独具特色的推土机制造企业是德国的利勃海尔集团(Liebheer),其推土机全部采用静液压驱动,该技术历经十几年的研究与发展,1972年推出样机,1974 年开始批量生产PR721-PR731 和PR741 静液压驱动履带推土机,由于液压元件的限制,目前其最大功率仅为295Kw,型号为PR751矿用。上述三家推土机制造企业,代表了当今世界上履带式推土机的最高水平。国外其他几家履带推土机制造企业约翰迪尔、凯斯、纽荷兰和德瑞斯塔,其生产技术水平也较高。我国生产推土机,是新中国成立以后才开始的。最初是在农用拖拉机上加装推土装置。随着国民经济的发展,大型矿山、水利、电站和交通等部门对中大型履带式推土机的需求不断增加,我国中大型履带式推土机制造业虽有较大发展,但已不能满足国民经济发展的需要。为此,自1979 年以来,我国先后从日本小松公司和美国卡特彼勒公司引进了履带式推土机生产技术、工艺规范、技术标准及材料体系,经过消化吸收和关键技术的攻关,形成了以,20世纪80-90 年代小松技术产品为主导的格局。从20世纪60年代至今,国内推土机行业的生产企业一直稳定在4家左右,原因是推土机产品的加工要求高、难度大,批量生产需要较大的投入,因此一般企业不敢轻易涉足。但是随着市场的发展,从“八五”开始,国内一些大中型企业根据自身实力,开始兼营推土机,如内蒙古第一机械厂、徐州装载机厂等,扩充了推土机行业队伍。与此同时,也有少数企业由于经营不善、不适应市场发展的需要开始走下坡路,有的已经退出本行业。目前国内推土机的生产企业主要有:山推工程机械股份有限公司、河北宣化工程机械股份有限公司、上海彭浦机器厂有限公司、天津建筑机械厂、陕西新黄工机械有限责任公司、一拖工程机械有限公司等。上述公司除生产推土机外,也开始涉足生产其他工程机械产品,如山推还生产压路机、平地机、挖掘机、装载机、叉车等。
分类
现状简介
主要是通用型推土机、湿地型推土机以及适应西部大开发达高原型推土机。经历了20多年的稳步发展,目前我国推土机行业已形成从59kW(80马力,山推的SD08推土机,在5.12汶川地震中,由俄罗斯米-26直升机吊起到施工现场)到309kW(420马力,为山推开发的SD42推土机,主要出口到俄罗斯,山推在2009年山推将520马力的推土机纳入科研计划)规格齐全的产品系列,至今也已经研制成功。而且还出现了根据不同作业工况的需要,采用不同配置模块的变型产品,基本上满足了国内土石方工程对推土机产品的需求。另外山推的以推土机为主各类机械也不断地出口国外。已经出口至103个国家和地区,开拓了国际市场。
结构与工作
推土机是土方工程机械的一种主要机械,按行走方式分为履带式和轮胎式两种.因为轮胎式推土机较少。主要讲述履带式推土机的结构与工作原理。 推土机开挖的基本作业是: A.铲土 B.运土 C.卸土。功率大于120KW的履带式推土机中,绝大多数采用液力-机械传动。这类推土机来源于引进日本小松制作所的D155型、D85型、D65型三种基本型推土机制造技术。国产化后,定型为TY320型、TY220型、TY160型基本型推土机。为了满足用户各种使用工作况的需求,我国推土机生产厂家在以上三个基本型推土机的基础上,拓展了产品品种,形成了三种系列的推土机。TY220型推土机系列产品,包括TSY220型湿地推土机、TMY220型沙漠推土机、TYG220型高原推土机、TY220F型森林伐木型推土机、TSY220H型环卫推土机和DG45型吊管机等。TY320型和TY160型系列推土机也在拓展类似的系列产品。TY160系列中还有TSY160L型超湿地推土机和TBY160型推扒机等。推土机产品种的开发拓展,既要满足不同工况条件的工作适应性,又必须与基本型保持最大限度的零部件通用性(或称互换性),这就为广大用户使用维修带来极大的方便。为方便用户购买配件,生产厂都保留了日本小松公司的零部件编号,只有改型中自行设计的零部件,才冠以自己厂家的编号。履带式推土机主要由发动机、传动系统、工作装置、电气部分、驾驶室和机罩等组成。其中,机械及液压传动系统又包括液力变矩器、联轴器总成、行星齿轮式动力换挡变速器、中央传动、转向离合器和转向制动器、终传动和行走系统等。动力输出机构以齿轮传动和花键连接的方式带动工作装置液压系统中工作泵、变速变矩液压系统变速泵、转向制动液压系统转向泵;链轮代表二级直齿齿轮传动的终传动机构(包括左和右终传动总成);履带板包括履带总成、台车架和悬挂装置总成在内的行走系统。
传动系统
推土机采用机械传动或带液力变矩器的液力机械传动系统,也有少数采用液压传动系统。
技术要求
一、采用人性化设计我国生产的推土机的外观及驾驶室的布置与世界先进国家比还有很大差距。这与我国推土机行业竞争不大有一定关系。针对我国已加入WTO,对国外设备的贸易壁垒逐渐取消,我们必须向国外先进企业看齐,对我们产品的外观造型、驾驶室内部舒适性等引起高度重视。操纵系统逐渐向挖掘机、汽车行业靠近,以减轻驾驶员的劳动强度。仪器仪表采用三级报警的电子监控装置及故障自动诊断装置,驾驶室采用密闭、带空气过滤装置的空调驾驶室,并增加收录机、甚至DVD等先进的电子设备,最大限度地满足驾驶人员的人性化要求。二、节能技术的应用1、工作装置液压系统采用定差溢流技术。这样,在工作装置换向阀处于小开口节流调速过程中,油泵多余供油可不经安全阀回油箱,直接从差压阀溢流回油箱,使调速过程中系统压力只比工作压力高一定值△P,从而达到减少液压功率损耗,降低油温之目的。2、发动机与工作装置液压系统和传动系统,采用全功率匹配技术。发动机可根据实际工况自动调整输出给传动系统和工作装置液压系统的功率,达到最大限度地利用发动机功率,以达到节能目的。3、静液传动技术。传动采用静压传动。整机减少了变速箱、变矩器(主离合器)、转向离合器等传动部件,从而极大减少了机械功率损失,而且极易实现与发动机的全功率匹配,以达到节能目的。三、发动机排放达欧Ⅱ标准随着大、中城市交通、基础设施的开工建设和维修工程的增加以及国内、国际市场对环保要求的逐渐严格,发动机排放要求至少达到欧Ⅰ标准,一些发达国家甚至已经要求达到欧Ⅱ标准。因此,推土机配置的发动机必须尽快满足这一市场要求。
故障排除
1、主离合器打滑当推土机主离合器打滑时,发动机转速正常且不冒黑烟,工作装置工作正常,但机器爬坡吃力,甚至不能行走。主离合器打滑是推土机最常见的故障,主要原因有:主、从动片磨损;调整盘的锁销开焊;主离合器操纵杆不到位;调整盘与飞轮盖端的螺纹咬合较差。离合器打滑故障有时非常难处理,一般修理工的处理方法是,反复旋转调整盘。若多次调整调整盘后离合器仍然打滑,则常常是先拆下变速器并盲目地拆卸主离合器,这样不仅找不到故障点而且易损坏其他零件、延误生产,结果会造成大的经济损失。为此,排查时应根据上述可能原因进行仔细分析才能见效。如:我单位有一台黄河TY220型推土机,工作中主离合器有时出现打滑现象,初期通过调整其调整盘机器还能勉强工作,但没过多久锁销丝杆脱扣,这样就只有拆下主离合器将锁销的两条丝杆全部换新,并且检查了所有的零件(零件没有损坏,而且主、从动片基本上没有磨损)机器恢复了正常。但过了一个月主离合器又出现了打滑现象,最后竟达到每隔2H就要调整一次离合器,使施工无法进行。当时,曾决定更换全套主离合器,但这样做不仅浪费资金,而且由于生产繁忙时间也不允许,后经多次调整,推土机也只是推几铲或几十铲后离合器就开始出现打滑现象,最后判定是调整盘与飞轮盖端的螺比试咬合变差所致。因而在调整好主离合器后,将锁销丝杆采用防松螺母锁死。经此法处理后,该机采用了半年再未调整过主离合器,说明故障点找对了。2、主离合器操纵杆沉重主要原因有:滤油器堵塞、供油不足,使助力器不起作用;主离合器液压系统缺油;助力器损坏或助力器安全阀有问题;移动套内的双金属套烧损。当出现离合器操纵杆沉重故障时,应先检查其液压系统的油位是否满足要求;如果油位合适,可临时拆下滤油器,然后扳动主离合器操纵杆,若感到操纵杆变劲,则说明滤油器被堵塞,此时只须清洗或更换滤油器即可。若油路正常,但主离合器操纵杆沉重,可先检查且力器安全阀是否卡住或泄油,若助力器安全阀无问题,则必须检查助力器;或检查移动套内的双金属套是否烧损,必要是可换新。3、换挡时齿轮发出异响,难以啮哈主要原因有:调整盘过紧;手制动器制动效果不良。当调整盘过紧时,主离合器分离比较困难,因而无法切断动力,造成换挡时齿轮发出异响。此时,应逆时针调整调整盘至适当位置,即调整主离合器时,只要在拉主离合器手柄时能清晰地听到越过死点时清脆呼声即可。若手制动器制动效果不良,将会造成主离合器虽然分离,但主离合器轴由于惯性仍然在旋转(按要求,主离合器在分离状态时,主离合器轴应在3s内停转),因而换挡时齿轮难以啮合并发出异响。此时,须调整或更换小制动带。4、主离合器接合不上主要原因有:联板上的短销轴脱落;移动套的重锤装反;修理过程中未将主离合器上盖,检查移动套短销轴是否脱落及移动套的重锤是否装反(若重锤装反,会使移动套无法进入调整盘),必要时可拆下移动套,重新铆紧短销轴,并安装好调整盘。若主离合器扛杆轴安装不到位,应按规定将杠杆轴调整到位。
保养
发展方向
一、开发小型推土机除高速公路建设需要大、中马力推土机外,高等级公路建设和县乡级公路网的建设和水利工程、环保工程建设,势必造就大批量的个体施工者。这样,对小型推土机(100马力以下)的需求量必然要增加。同时,我国已建成的高速公路和高等级公路已逐渐进入维修期,随着东部沿海地区经济的发展和人民生活水平的提高,小型推土机将逐步成为人们替代体力劳动的工具。这正是小型推土机的市场所在。与北美、西欧和日本市场相比,中国小型推土机市场无论是销量,还是小型推土机与重型推土机销售总量中所占的比重,都有相当大的差距。推土机行业必须借这次机遇,努力满足这一新市场的需求。据有关杂志介绍,小型机市场已进入成长期,2008-2012年前后进入成长期后期和成熟期前期,2020年前后进入成熟期。所以,推土机行业的有关企业,应从战略角度着眼,决不能忽视小型产品的未来市场。但,在中国这样的发展中国家开发小型工程机械产品,其定位一定要准。应该用不同的技术、针对不同用户群来解决定位准的问题。应首先开发满足发达地区广大农村市场的低端产品。而高端产品更多应考虑未来用户的需求。二、西部高原地区作业尽快完善和解决适应西部高原地区作业的关键技术1、采用功率恢复型的增压技术由于以一般的自然吸气发动机而言,当海拔高度每升高1000m时,其输出功率就会降低8~12%。若整机作业海拔高度达4000m时,则其输出功率,只有在平原地区的55%左右。所以西部高原地区施工使用的推土机必须采用这种功率恢复型增压技术,以使柴油机在高原地区使用时,其输出功率和经济指标及其热负荷指标等恢复到原东部低海拔地区时的标定水平。全国推土机的柴油机配套厂家,如上海柴油机厂、潍坊柴油机厂、重庆康明斯柴油机公司等都做了不少工作,已基本满足市场的需求。2、热平衡技术工程机械在西部高压地区施工,要解决液力系统的冷却问题。既要解决柴油机因增压产生的热负荷升高问题,又要解决传动散热系统因高原散热能力下降所引起的比东部低海拔地区的较高的温升。在进行热平衡计算时,要把冷却风量、空气重度、环境温差、散热器的散热能力等等因素考虑到。3、防风沙技术的应用由于西部地区风沙比较大,若采用一般的空气滤清器,极易造成空气滤清器堵塞或滤清不充分,损坏柴油机的零部件。各柴油机厂家一般采用三级滤清器或四级滤清器来解决这一问题。4、自救防护设备及机具的配置由于西部高原地区交通不便,人烟稀少。因此,机械应安装液压绞盘,以便在其陷入沙坑或沼泽地时,可被拖拽出来。同时,由于西部地区温差大、风沙大,驾驶室应提高密封性能,并配备冷暖空调,防紫外线玻璃。驾驶室内应配备必要的生活设施以及食用水与食品储藏柜。甚至应配备全球定位系统和小型的制氧设备。5、低温预热系统的采用为提高机械的冷起动性能。除采用高性能的免维护电瓶外,采用柴油机冷却系统预热或油底壳预热技术也是两种很有效的方法。这两种技术尤其适用于气温低于-35℃的高寒地区。6、多自由度推土装置的开发应用随着城建设施建设的增多和农田水利建设的需要,应逐渐完善多自由度推土装置的开发和应用。