祁锦泓第四章平地机 第四章平地机 本章主要内容： 本章主要内容：  平地机的分类与作业形式  平地机的分类与作业形式  平地机的发展趋势  平地机的发展趋势  平地机的主要构造  平地机的主要构造 第四章 平地机 第四章 平地机 第一节 概述 第一节 概述 一、平地机的用途和分类 一、平地机的用途和分类 用途：平地机是一种主要完成大面积土壤的平整和 用途：平地机是一种主要完成大面积土壤的平整和 整形作业的土方工程机械。其主要作业装置是铲 整形作业的土方工程机械。其主要作业装置是铲 刀，并可配备多种辅助装置 （松土器、推土板 刀，并可配备多种辅助装置 （松土器、推土板 等），完成多功能作业。 等），完成多功能作业。 分类：平地机按牵引方式分为拖式和自行式两种。 分类：平地机按牵引方式分为拖式和自行式两种。 自行式平地机可按以下方式分类： 自行式平地机可按以下方式分类：  按车轮轮胎的数目 ：四轮 （两轴）和六轮 （三  按车轮轮胎的数目 ：四轮 （两轴）和六轮 （三 轴）两种。 轴）两种。 第四章 平地机 第四章 平地机  按车轮布置形式：  按车轮布置形式： 平地机车轮的布置型式由总轮数×驱动轮数× 平地机车轮的布置型式由总轮数×驱动轮数× 转向轮数表示。 转向轮数表示。 四轮平地机： 四轮平地机： 4×2×2型——后轮驱动，前轮转向； 4×2×2型——后轮驱动，前轮转向； 4×4×4型——全轮驱动，全轮转向。 4×4×4型——全轮驱动，全轮转向。 六轮平地机： 六轮平地机： 6×4×2型——中后轮驱动，前轮转向； 6×4×2型——中后轮驱动，前轮转向； 6×6×2型——全轮驱动，前轮转向； 6×6×2型——全轮驱动，前轮转向； 6×6×6型— — 全轮驱动，全轮转向。 6×6×6型— — 全轮驱动，全轮转向。 第四章 平地机 第四章 平地机  按刮刀长度或发动机功率：分为轻型、中型和 重型三种 。 表4-1 按铲刀长度和发动机功率分类 铲刀长度 发动机功率 质量 类型 车轮数 （m ） （kW ） （kg ） 轻型

　　3 44～66 5 000～9 000 四轮 中型 3～3.7 66～110 9 000～14 000 六轮 重型 3.7～4.2 110～220 14 000～19000 六轮  按机架结构：分为整体式和铰接式。  按机架结构：分为整体式和铰接式。  按操纵方式：分为机械操纵和液压操纵两种  按操纵方式：分为机械操纵和液压操纵两种 第四章 平地机 第四章 平地机 二、平地机的作业形式 1. 铲刀的作业角度 水平回转角：铲刀中线与机械行驶方向在水平面上的夹 角。 切削角 （铲土角）：铲刀切削刃边缘与水平面的夹角。 倾斜角：铲刀沿平地机行驶方向移动时所形成的平面与水 平面之间的夹角。 图4-1 平地机铲刀的 工作角度 第四章 平地机 第四章 平地机 2. 平地作业 （图4-2 ） 平地机作业灵活，可以进行直线平整、斜身铲土 与移土、斜身直行移土、退行平地、曲折边界平地 与移土等作业。 图4-2 平地作业 a）直线平地 b）斜身刮土与移土 c）斜身直行移土 d）退行平地 e）曲折边界平地与移土 第四章 平地机 第四章 平地机 3. 挖沟及铲坡作业 图4-3 挖沟和铲坡作业 a) 清理沟底 ；b) 挖沟作业 ；c)铲边坡 第四章 平地机 第四章 平地机 （三）平地机发展概况与趋势 1. 国外平地机产品 2. 国内平地机产品 3. 现代平地机的主要技术 ◆自动找平技术 ◆闭式静液压传动技术 ◆现代微电子技术的应用 4. 发展趋势 ◆向两极化、一机多用方向发展 ◆向智能化方向发展 第四章 平地机 第四章 平地机 第二节 平地机构造 第二节 平地机构造 平地机的总体构造： 自行式平地机主要由发动机、传动系统、机 架、前后桥、行走装置、工作装置以及电气与操 纵控制系统等部分组成，见图4-5。 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-5 py180型平地机总体构造 1-前推土板；2-前机架；3摆架；4-刮刀升降液压缸；5-驾驶室；6-发动机； 7-后机架；8-后松土器；9-后桥；10-转向液压缸；11-松土耙；12-铲刀； 13-铲土角变换液压缸；14-转盘齿圈；15牵引架；16-转向轮 第四章 平地机 第四章 平地机 一、发动机 现代平地机一般采用工程机械专用柴油机，多数柴 油机还采用了废气涡轮增压技术 。 国产平地机主要配套上柴d6114、东风康明斯、维 柴斯太尔发动机，性能优良。国外卡特彼勒、沃尔沃和 小松平地机采用自制的专用发动机，均能达到欧ii排放 标准要求，一些新机型已达到欧ⅲ排放标准要求，如沃 尔沃g900系列平地机。 二、传动系统 平地机的传动系统一般采用机械传动、液力机械传 动和液压传动三种形式。 第四章 平地机 第四章 平地机 1. 液力机械传动 平地机传动系统常采用发动机-液力变矩器-动 力换档变速器的传动形式。主要由变矩器、动力 换档变速器、后桥和平衡箱链式终传动等组成 （图4-6）。 动力由发动机输出，经液力变矩器进入动力 换挡变速器，由变速器输出，再经联轴器和传动 轴输入三段型驱动桥的主传动。 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-6 pyl80型平地机传动系统 1-涡轮轴齿轮；2～13-常啮合传动齿轮； kv、k1、k2、k3、k4-换挡离合器；kr-换向离合器 第四章 平地机 第四章 平地机 2. 液压传动 2. 液压传动 液压传动系统是一种新型闭式液压传动，无变 液压传动系统是一种新型闭式液压传动，无变 矩器- 变速器、无传动轴、无驱动桥结构的传动系 矩器- 变速器、无传动轴、无驱动桥结构的传动系 统，传动原理见图4-7。 统，传动原理见图4-7。 动力传递路线→液压泵 动力传递路线→车轮8、9、 3→液压马达4、5→减速平衡箱6、7→车轮8、9、 10、11。 10、11。 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-7 平地机液压传动系统简图 1-发动机；2-联轴器；3-液压泵；4、5-液压马达； 6、7-减速平衡箱；8、9、10、11-车轮 第四章 平地机 第四章 平地机 （三）前桥、后桥及平衡箱 1.前桥 平地机的前桥有转向从动桥和转向驱动桥两种 形式，目前多数采用转向从动桥。 例：py180平地机前桥结构 （图4-8） 前桥为转向桥，通过转向液压缸7推动左右转 向节6偏转来实现前轮转向。 前桥可绕铰接轴上下摆动，提高前轮对地面的 适应性。 在横坡作业时，通过倾斜液压缸3和倾斜拉杆1 的作用使前轮左右倾斜，可提高前轮的附着力和 整机作业稳定性。 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-8 py180平地机的前桥 1-倾斜拉杆；2-前桥横梁；3-倾斜液压缸；4-转向节支承；5-车轮轴； 6-转向节；7-转向液压缸；8-梯形拉杆；9-转向节销 第四章 平地机 第四章 平地机 2. 后桥及平衡箱 六轮平地机一般采用一个后桥和平衡箱串联 传动，这样可以提高机械的行驶牵引性能和作业 平整性，并满足两侧车轮的结构布置要求 （图4- 9）。 平衡箱串联传动有链条传动和齿轮传动两种 型式。目前，大多数平地机上采用链条传动型式 的平衡箱。 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-9 后桥及平衡箱结构 1-连接盘；2-主动锥齿轮轴； 3-主动伞齿轮座；4-齿轮箱体；5-轴承盖； 6-从动锥齿轮；7-直齿轮；8-从动直齿轮； 9-轮毂； 10-壳体；11-托架； 12-链轮；13-车轮轴；14-平衡箱体；15-轴承座；16- 链条；17-主动链轮；18-半轴；19-端盖；20-压板 第四章 平地机 第四章 平地机 3. 转向装置 目前国内外平地机普遍采用前轮转向和铰接转向。图 4-10 为全轮转向状态。全轮转向时，可采用前后轮独立 操纵转向方式，也可以操纵全液压转向器，由分配阀实现 前后轮转向分配控制。 a） b） c） 图4-10 全轮转向状态示意图 a)四轮平地机全轮转向 b) 六轮平地机全轮转向 c)六轮平地机后桥转向 第四章 平地机 1-后轮；2-后桥壳体；3-转向液压缸；4-平衡箱 第四章 平地机 （四）机架 目前平地机普遍采用铰接式机架，整体式机架 已基本淘汰。图4-11为沃尔沃平地机的前、后铰 接式机架。 图4-11 沃尔沃平地机的铰接式前、后机架 第四章 平地机 第四章 平地机 五、工作装置 平地机的工作装置有刮土工作装置 （铲刀）和 松土工作装置。并可加装推土板等辅助作业装置 来配合铲刀作业。 1.刮土工作装置 平地机刮土工作装置主要由铲刀、牵引架、转 盘、回转驱动装置、角位器和多组控制液压缸等 组成 （图4-12）。 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-12 刮土工作装置 1-角位器；2-角位器紧固螺母；3-切削角调节液压缸；4-回转驱动装置； 5-牵引架；6-右升降液压缸；7-左升降液压缸；8-牵引架引出液压缸； 9-铲刀；10-液压缸铰接支座；11-铲刀侧移液压缸；12-转盘 第四章 平地机 第四章 平地机 各种平地机铲刀的结构基本相同，其运动形式略有不 同，例如有些小型平地机为了简化结构没有角位器机构，切 削角固定不变。 牵引架的结构从形式上可分为a型和t型两种。 图4-13 平地机 a型牵引架 1-牵引架铰接球头； 2-底板；3-牵引架 体；4-刮刀升降液压 缸铰接球头；5-刮刀 摆动液压缸铰接球头 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-14 平地机t型牵引架 l、7刮刀升降液压缸球铰头；2-回转圈安装耳板；3、4-回转驱动液压缸； 5、10-底板；6-横粱；8-牵引架引出液压缸球铰头； 9、13-回转齿轮摇臂；11-球铰头；12-牵引杆 第四章 平地机 第四章 平地机 转盘 （图4-15）通过托板悬挂在牵引架的下方，转盘两 侧焊有弯臂，驱动小齿轮与转盘内齿圈相啮合，用来驱动 转盘和铲刀回转。 图4-15 py180型平地机的转盘 1-带内齿的转盘；2-弯臂；3-松土耙支承架；4-铲刀摆动铰销； 5-松土耙安全杆；6-液压角位器定位销 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-16 卡特皮勒平地机的转盘结构 l-齿圈；2-拉杆；3-耳板 第四章 平地机 第四章 平地机 转盘通过回转支承与牵引架联接。图4-17为多数平地机 采用的回转支承结构型式。它的滑动性能和耐磨性能都较 好，不需要更换支承垫块。转盘齿圈的上滑面与青铜合金衬 片接触，通过调整垫片控制上下配合间隙。 图4-17 回转支承装置 1-调节螺栓；2-牵引架 3-垫片；4-紧固螺栓； 5-支承垫块：6、7-衬片； 8-转盘齿圈 2.松土工作装置 按作业负荷的大小松土装置分为耙土器和松土器。 松土器的结构有双连杆式和单连杆式两种 （图4-18）。 a）双连杆式松土器； b）单连杆式松土器 图4-18 松土器的结构型式 1-松上器；2-齿套；3-松上器架；4-控制液压缸；5-连杆； 第四章 平地机 6-下连杆；7-液压缸；8-松土器架；9-松土器 第四章 平地机 耙土器的结构如图4- 19。弯臂3的头部铰接 在机架前部的两侧。耙 齿7插入耙子架6内，用 齿楔5楔紧，耙齿磨损 后可往下调整。 图4-19 耙土器的结构型式 1-耙子收放液压缸； 2-摇臂机构；3-弯臂； 4-伸缩杆；5-齿楔； 6-耙子架；7-耙齿 第四章 平地机 第四章 平地机 3. 推土装置 推土板是平地机的辅助作业装置之一，安装在 机架前端的顶推板上，一般不进行大切削深度的 推土作业。 推土铲刀的升降机构有单连杆式和双连杆式。 图4-20为沃尔沃g900系列平地机的双连杆式推土 装置。 。 图4-20 沃尔沃平地机推土装置 第四章 平地机 第四章 平地机 六、液压系统 平地机的液压系统包括：工作装置液压系统、 转向液压系统和制动液压系统。 例：国产pyl80平地机的液压系统 （图4-21） 1.工作装置液压系统 pyl80平地机工作装置液压系统由高压双联齿轮 泵、回转液压马达、操纵控制阀、液压缸和油箱 等液压元件组成。 液压系统采用双泵双回路形式，泵i和泵ⅱ形成 的回路可以分别独立工作，也可同时工作。 第四章 平地机 第四章 平地机 图4-21 py180平地机液压系统原理图 第四章 平地机 第四章 平地机 2. 转向液压系统 （图4-21） 转向液压系统由转向泵14、紧急转向泵15、转向 阀22、全液压转向器23、转向液压缸4、油箱24等主 要液压元件组成。 全液压转向回路的工作原理是：由方向盘直接驱 动全液压转向器23，转向泵14提供的液压油经流量控 制阀和转向阀22由液压转向器进入前桥左右转向液压 缸推动前轮的转向节臂，实现前轮偏转转向。 3.行车制动系统 （图4-21） 行车制动是一个单回路液压泵蓄能器制动系统， 由制动泵ⅱ、制动阀17、蓄能器31和制动器12等组 成。 第四章 平地机 第四章 平地机 七、驾驶室 目前国内外平地机普遍采用封闭式防滚翻 rpos和防落物fpos的驾驶室，驾驶室经过降 噪、减震和隔热处理，并配置冷暖空调、音响 （收放机）和随机工具箱等设备。 第四章 平地机 第四章 平地机 八、自动找平装置 平地机常用的自动调平系统有电子型、激光型 和超声波自动找平装置。 按照施工人员给定的要求，如斜度、坡度等预 设基准，机器可以依据给定的基准自动地调节铲 刀的作业参数。 图4-22为拓普康 （topcon）平地机自动找平系 统。 第四章 平地机 第四章 平地机 拓普康自动找平系统由计算机控制盒、声纳追踪器、横 坡、升降、回转等传感器、带有遥控开关及电缆的电器控制 系统及一套液压阀组所组成。 第四章 平地机 图4-22 平地机自动找平装置 第四章 平地机 结 束

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