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1、铲运机 n第一节 铲运机的用途及适用范围 n第二节 铲运机的分类 n第三节 结构和工作原理 n第四节 铲运机的工作装置 n第五节 铲运机操纵与控制系统 第一节 铲运机的用途 n铲运机铲运机是一种利用装在前后轮轴之间的铲运斗，在行进中进行是一种利用装在前后轮轴之间的铲运斗，在行进中进行 铲装、运输和铺卸等作业的机械。铲装、运输和铺卸等作业的机械。 n中距离中距离(1002000m)大规模土方转移工程。能综合地完成大规模土方转移工程。能综合地完成 铲土、铲土、 装土、运土和卸铺装土、运土和卸铺四个工序四个工序 n控制土层厚度、进行平土作业和对卸土进行局部碾压等控制土层厚度、进行平土作业和对卸土进行
2、局部碾压等 n铲运机可以挖铲包括铲运机可以挖铲包括类土在内的土壤。为了提高铲运机作业类土在内的土壤。为了提高铲运机作业 效率，应从效率，应从类、类、类土起，将土壤预松。类土起，将土壤预松。 n为了较快地装满铲斗，需用为了较快地装满铲斗，需用推土机助铲推土机助铲来增加牵引力。来增加牵引力。 n铲运机可用以从两侧取土坑取土建筑路堤、开挖路堑并将土壤铲运机可用以从两侧取土坑取土建筑路堤、开挖路堑并将土壤 运送到路堤、建筑堤坝、开沟、完成剥离工程、土壤改良工程运送到路堤、建筑堤坝、开沟、完成剥离工程、土壤改良工程 和灌溉工程，以及压实铺到路堤上的土壤和灌溉工程，以及压实铺到路堤上的土壤. n特别适合于
3、大量土方和大面积基坑填挖的工程，但不适合于土特别适合于大量土方和大面积基坑填挖的工程，但不适合于土 壤中含有石块、杂物的场合以及深度挖掘的作业。壤中含有石块、杂物的场合以及深度挖掘的作业。 铲运机的适用范围 其中经济适用运距和作业阻力是选择铲运机的主要依据。 铲运机的适用范围主要取决于运距、机种、道路状况和运输材料的性质等 铲运机适宜于在含水量较小的砂粘土上作业，而在干燥的粉土、砂加卵石 与含水量过大的湿粘土上作业时，生产率则大为下降。 第二节 铲运机的分类 n铲运机一般按以下特点来分类： n1按铲斗容量 n(1)小容量 5m3以下； n(2)中等容量 515m3； n(3)大容量 15m3。
4、 n2按行走方式 n(1) 拖式拖式：本身没有行走动力，需借助牵引车牵引来进行作 业。又分为：单轴单轴：铲运机自重和斗中土的重量部分通过 牵引装置传至牵引车；双轴双轴：牵引车不承受铲运机自重和 斗中土的重量。 第二节 铲运机的分类 n(2) 自行式自行式：本身具有行走动力； n1) 按发动机数可分为：单发动机单发动机；双发动机双发动机。 n2) 按轴数可分为： n二轴式二轴式以专用单轴牵引车为动力； n三轴式三轴式以专用双轴牵引车为动力。 n3按行走装置形式 (1)轮式铲运机；(2)履带式铲 运机； n4按铲斗操纵方式 (1)钢丝绳式； (2)液压式； 5按卸土方式分按卸土方式分 n(1)(图
5、a) 利用铲斗倾翻(有向前、向后两种形式)，斗内土靠本 身自重卸出。 (2)(图b) 利用连在一起的铲斗底板与后壁共 同向前翻转，以强制方式卸去一部分土，同时利用土本身重量将其余部分 土卸出。 (3)(图c) 铲斗的后壁为一块可沿导轨移动的推板， 靠此推板 (卸土板)自后向前推进，将铲斗中的土壤强制推出。 n6按装载方式分按装载方式分 n分为升运式(链板装载式)与普通式(也称开头装 载式)两种。 (1)升运式 在铲斗铲刀上方装有链板装载机构，由它把铲刀切削起的土 升运到铲斗内 (2)普通式 靠牵引机的牵引力和助铲机的推力，使用铲斗的铲刀将土壤 铲切起，并在行进中将铲切起的土屑挤人铲斗内来装载土
6、。 铲运机外形图 CTY8拖式铲运机 钢丝绳操纵式 n钢丝绳操纵式铲运机是通过滑轮绳组操纵，依靠铲 斗自重切土。 n所以切土深度较浅，对硬土铲切较慢；因而延长了 装载路程，影响了铲运生产效率； n同时斗门不易关严导致沿途漏土，钢绳也易磨损， 故这种铲运机已趋于淘汰。 液压操纵式 n液压操纵式铲运机采用液压系统操纵铲斗的升降、斗门 的开关及卸土动作。 n其优点是操作灵活方便，结构简单，动作平稳，并能使 铲刀强制切土。 卸土方式 n自由式卸土铲运机利用整体铲斗前翻转动，使斗底倾角大于所卸土壤自然休 止角和土壤与斗底、斗壁的摩擦角，土壤在自重作用下自由卸出。这种卸土 方式适用于卸干燥、松散的土壤，消
7、耗功率最小，仅用于小型铲运机。 n半强制式卸土铲运机铲斗侧壁固定，卸土时，后壁与斗底一起倾翻，将土壤 强制向前推移、上升，当上升到一定倾角时，借助于土壤自重而倒出。这种 卸土方式适应性较强，可使两侧壁上的粘土清除干净，但消耗功率也较大。 n强制式卸上铲运机铲斗的后壁为一块可沿水平导轨移动的推板，后壁在动力 作用下向前移动，铲斗中的土壤被强制推出铲斗。这种卸土方式卸土干净， 适用粘土、湿土的铲运。其卸土消耗功率大。 传动系统简图 推土机作助铲机 推挽作业法 第三节第三节 自行式铲运机构造自行式铲运机构造 n自行式铲运机一般由单轴牵引车和铲运斗组成; 如图所示. n轮胎式双发动机铲运机一般由单轴牵
8、引车和单轴铲运机两部分组 成,如图所示. 一、一、自行式自行式铲运机的总体构造铲运机的总体构造 n单轴牵引车是自行式铲运机的动力部分，由发动 机、传动系、转向系、制动系、悬挂装置、车架 等组成。 n铲运斗是自行式铲运机的工作装置，主要由转向 枢架、辕架、前斗门、铲斗体、尾架及卸土装置 等组成。 二、传动方式二、传动方式 n现代自行式铲运机由机械传动向液力机械式和全液压 传动方向发展。 n在液力机械式传动中，广泛采用变矩器、动力换挡变 速装置、最终行星齿轮传动等元 件。在铲运机使用过 程中，采用液力变矩器能更好地适应外界载荷急剧变 化的需要，可自动有载换挡和无级变速，从而改变输 出轴的速度和牵引
9、力，使机械工作平稳，可靠地防止 发动机熄火及传动系过载，从而提高了铲运机的动力 性能和作业性能。因而，目前大多数自行式铲运机采 用液力机械传动 单轴牵引自行式铲运机传动图 双轴牵引的铲运机传动布置如图 CL7型铲运机传动系统 2WSl6S-2型自行式铲运机传动系统型自行式铲运机传动系统 1发动机；2动力 输出箱；3、6传动 轴；4液力变矩器； 5动力换挡变速箱； 7停车制动器；8 中央传动；9轮边减 速器； 10制动器； 11轮胎；12油泵； 13传动箱 三、自行式铲运机的转向装置及转向操纵三、自行式铲运机的转向装置及转向操纵 现代轮胎式自行铲运机大多采用铰 接式双作用双油缸动力转向。有带换
10、向阀非随动式和四杆机构随动式两类， 随动式又有机械反馈和液压反馈之分。 双作用双油缸装在牵引车转向枢架 和辕架曲梁上的牵引座之间，油缸与 活塞杆分别与转向枢架和牵引座铰接 。当一液压缸活塞杆伸出，另一液压 缸活塞杆收进时，可使自行式铲运机 向活塞杆收进的一侧转向。 1CL7型铲运机转向系统 CL7型铲运机转向液型铲运机转向液 压系统压系统 l油箱；2滤油器；3油 泵；4溢流阀；5流量控制 阀； 6控制油路；7分配阀；日 分配阀组；9、10、12、13、 15、16、18-外管路；1l双 作用安全阀；14转向油缸； 17换向阀；19单向阀； 20转向器；21换向曲臂 2WSl6S-2型铲运机转向
11、系统 1转向器；2 随动杠杆系；3 转向控制阀组； 4铲运机； 5油缸六连杆机 构；6牵引车 一转向器左转引 起的杆系运动方 向 一随动杆 系反馈运动方向 (左转) WSl6S2型铲运机转向机构杆系 3627B型铲运机转向系统 1方向盘；2扇 形齿轮连杆；3 输出随动油缸； 4输入随动油缸； 5转向油缸；6 转向阀；7转向 油泵；8液压油 箱；9转向阀连 杆；10补油减压 阀；ll转向垂臂； 12齿条螺母； 13转向螺杆； 14扇形齿轮 转向系统总结 n综合以上三种转向型式可以看出： nCL7型铲运机采用的带换向阀非随动式转向系 统由于没有随动作用，操纵比较困难； n而WSl6S-2型铲运机采
12、用的机械式反馈四杆机 构随动式转向系统虽操作性能好，但其铰点及 杆系多，结构复杂； n627B型铲运机采川的液压式反馈机构随动式转 向系统结构质量轻，操作性能好，比机械式反 馈更有应用价值。 四、自行式铲运机的悬挂系统 n自行式铲运机在铲装作业过程中需要采用刚性悬架的 底盘使铲运机工作稳定，铲装土壤效率较高，但在运 输和回驶过程中，还采用刚性悬挂，就会影响到运行 速度的提高，且机械的振动较大，显然这样会极大地 影响到铲运机的生产率，降低其使用寿命。 n自行式铲运机在作业时要求底盘为刚性悬架，高速行 驶时要求底盘为弹性悬架这一矛盾的解决途径:一种是 日本小松公司和美国通用汽车公司生产的铲运机上采
13、 用的弹性悬架;另一种是美国卡特匹勒公司生产的铲运 机上采用的弹性转向枢架。 1前桥； 2悬臂； 3随动杆； 4水平阀； 5储能器； 6牵引车 机架； 7悬架油 缸；8转 向枢架； 9辕架曲 梁；10 减振油缸 1油气弹性悬架油气弹性悬架 1油泵；2单向节流阀；3悬挂油缸；4分沉阀；5液压水准阀；6蓄能器； 7车架；8前桥； 9储气罐；10电磁阀；11悬挂操纵阀；12控制箱； 13随动杆；14气缸；15悬臂； 16速放阀；17梭阀；18弹簧衬套链节； 19摇臂；20水平控制阀 2弹性转向枢架弹性转向枢架 1后转向枢架；2辕架；3蓄能器；4氮气；5浮动活塞；6油液； 7水平控制阀组；8液压系统来
14、油；9节流孔；10前转向枢架； 11 水平铰；12缓冲油缸 l上连杆；2缓冲 油缸；3水平控制阀 组(包括20、21两部 分)；4蓄能器；5 牵引车架；6板弹簧； 7下连杆；8铲运 机枢架；9后转向枢 架 10前转向枢架； 1l油箱；12油 泵；13主溢流阀； 14单向阀；15 放油阀；16先导 阀；17油缸单向 阀；18溢流阀； 19选择阀(在司 机室)；20先导 阀组； 21定位 组合阀；22定位 阀；23锁定单向 阀；24先导阀； 25节流孔口 第四节 自行式铲运机工作装置 n轮胎自行式铲运机工作装置是铲运车，主要由转 向枢架、辕架、前斗门、铲斗体等组成。 a)纵向单铰连接；b)四杆机构
15、连接 一、转向枢架 图1-222 转向枢架 1下立轴；2辕架 牵引座；3框架体； 4紧定螺栓；5牵引 车的牵引粱；6水平 轴 二、辕架 图图 CL7 CL7型铲运机辕架型铲运机辕架 1 1牵引座；牵引座；2 2曲梁；曲梁；3 3提斗液压缸支座；提斗液压缸支座；4 4横粱；横粱； 5 5臂杆；臂杆；6 6铲斗球销连接座铲斗球销连接座 1斗门液压缸支座； 2斗门球销连接座；3、 10加强槽钢；4前壁； 5、8加强板；6扁钢； 7前罩板； 9侧板； 11斗门臂 1提斗液压缸支座；2铲斗横梁；3侧梁；4内侧轨 道；5斗门臂球销铰座；6斗门液压缸支座； 7辕架 臂杆球形支座；8斗门侧壁；9斗底；10刀架
16、板； 11前刀片；12侧刀片 1卸土板；2刚架；3导向 架；4顶推板；5限位滚轮； 6液压缸后支座；7液压缸 前推座；8左、右推杆； 9下滚轮；10上推杆；1l 推板；12上滚轮 1斗门；2拉杆；3斗门臂；4摇臂 1铲齿；2铲刀 片；3前斗底板； 4侧刀片；5铲 斗升降油缸连接吊 耳；6侧板；7 斗底门撞块；8斗 门升降油缸连接轴 座；9辕架连接球 轴；10斗门升降 臂连接轴座；11 斗门扒土油缸连接 轴座； 12后横 粱；13后斗底板 1活动板；2悬挂轮系；3底板；4推拉杆 CL7的斗底门是的斗底门是 一活动部件，如一活动部件，如 图图12-29所示所示， 它由四个悬挂轮 系挂在铲斗两侧 的
17、槽子内。轮轴 是偏心的，可以 调整与铲斗底板 的间隙。 1-斗底门铰接孔； 2后斗门铰接 孔；3油缸活 塞杆铰接销； 4油缸缸体铰 接销 1活动板；2斗底门；3后斗门；4卸土油缸 斗底门2与杠杆ae连接，后斗门3与杠杆ad连接。a、b、c、 d、e为铰接点。 四、其它型式铲运机工作装置四、其它型式铲运机工作装置 n1履带自行式铲运机工作装置履带自行式铲运机工作装置 n2.链板装载自行式铲运机工作装置链板装载自行式铲运机工作装置 3串联作业的自行式铲运机工作装置串联作业的自行式铲运机工作装置 图 螺旋装载自行式铲运机 图 双铲刀铲运机的工作循环图 a)用双铲刀铲切土；b)用前铲刀作业；c)运输状态；d)卸土作业 第五节第五节 铲运机操纵与控制系统铲运机操纵与控制系统 n一、铲运机的变速控制系统一、铲运机的变速控制系统 n现代自行式铲运机多采用液力机械式传动。自 行式铲运机的液力机械变速控制系统，主要是 指动力变速箱、变矩器及闭锁离合器的操纵机 构和电
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