土方施工机械之推土机

推土机一、推土机的用途、分类与编号推土机是一种多用途的自行式施工机械。

推土机在作业时，将铲刀切入土中，依靠机械的牵引力，完成土壤的切削和推运工作。

推土机可完成铲土、运土、填土、平地、松土、压实以及清除杂物等作业，还可以给铲运机和平地机助铲和预松土以及牵引各种拖式施工机械进行作业。

常用推土机的分类、特点及适用范围如表2-1-1所示。

常用推土机的分类、特点及适用范围表2-1-1 分类型式分类特点及适用范围按发动机功率分小型发动机功率小于44kW 中型发动机功率59～103kW 大型发动机功率118～235kW 特大型发动机功率大于235kW按行走装置分履带式此类推土机与地面接触的行走部件为履带。

由于它具有附着牵引力大、接地比压低、爬坡能力强以及能胜任较为险恶的工作环境等优点，因此，是推土机的代表机种（图2-1-1）轮胎式此类推土机与地面接触的行走部件为轮胎。

具有行驶速度高、作业循环时间短、运输转移时不损坏路面、机动性好等优点（图2-1-2）按用途分普通型此类推土机具有通用性，它广泛应用于各类土石方工程中，主机为通用的工业拖拉机专用型此类推土机适用于特定工况，具有专一性能，属此类推土机的有：湿地推土机、水陆两用推土机、水下推土机、爆破推土机、军用快速推土机等按铲刀型式分直铲式也称固定式。

此类推土机的铲刀与底盘的纵向轴线构成直角，铲刀的切削角可调。

对于重型推土机，铲刀还具有绕底盘的纵向轴线旋转一定角度的能力。

一般来说，特大型与小型推土机采用直铲式的居多，因为它的经济性与坚固性较好角铲式也称回转式。

此类推土机的铲刀除了能调节切削角度外，还可在水平面内回转一定角度（一般为±25°）。

角铲式推土机作业时，可实现侧向卸土。

应用范围较广，多用于中型推土机续表2-1-1分类型式分类特点及适用范围按传动方式分机械传动式此类推土机的传动系全部由机械零部件组成。

机械传动式推土机，具有制造简单、工作可靠、传动效率高等优点，但操作笨重、发动机容易熄火、作业效率较低液力机械传动式此类推土机的传动系由液力变矩器、动力换档变速箱等液力与机械相配合的零部件组成。

具有操纵灵便、发动机不易熄火、可不停车换档、作业效率高等优点，但制造成本较高、工地修理较难。

它仍是目前产品发展的主要方向全液压传动式此类推土机除工作装置采用液压操纵外，其行走装置的驱动也采用了液压马达。

它具有结构紧凑、操纵轻便、可原地转向、机动灵活等优点，但制造成本高、维修较难电传动式此类推土机的工作装置、行走机构采用电动马达作动力。

它具有结构简单、工作可靠、作业效率高、污染少等优点，但受电源、电缆的限制，使用受局限。

一般用于露天矿、矿井作业为多图2-1-1 履带式推土机图2-1-2 轮胎式推土机推土机的型号用字母T表示，L表示轮胎式（无L时表示履带式），Y表示液力机械式，后面的数字表示发动机功率，单位是马力。

例：TY180型推土机，表示发动机功率为180马力的履带式液力机械式推土机。

二、推土机的构造与工作原理推土机主要由发动机、底盘、液压系统、电气系统、工作装置和辅助装置等组成，如图2-1-3所示。

推土机用的发动机多为柴油机，常布置在推土机的前部，通过减振装置固定在机架上。

电气系统主要包括发动机的电起动装置和全机照明装置等。

辅助装置主要有燃油箱、液压油箱、驾驶室等。

底盘部分包括离合器（变矩器）、变速箱、后桥、行走装置和图2-1-3 推土机的总体构造1-铲刀；2-液压系统；3-发动机；4-驾驶室；5-操纵机构；6-传动系统；7-松土器；8-行走装置；9-机架图2-1-4 固定式推土铲刀1-推土板；2-升降油缸；3-斜撑杆；4-水平撑杆；5-顶推架机架等。

底盘的作用是支承整机质量并将动力传给行走装置和液压操纵机构。

主离合器装在柴油机和变速箱之间，用来平稳地接合和分离动力，变速箱和后桥用来改变推土机的行走速度、方向和牵引力。

行走装置是支承机体并使推土机行走的机构。

机架是整机的骨架，用来安装发动机、底盘和工作装置，使全机成为一个整体。

推土机工作时，先启动柴油机，通过主离合器把动力传给变速箱（液力机械式传动系则通过液力变矩器直接将动力传给变速箱，没有主离合器），然后，再通过主传动器和左、右转向离合器，传到左、右最终传动装置，驱动行走装置的左、右驱动轮，从而使机械前进或后退。

与此同时，通过操纵系统，放下或提起推土铲刀或松土器，随着推土机整机的前进和后退，即可完成推移土壤等作业。

推土机的工作装置为推土铲刀和松土器。

推土铲刀安装在推土机的前端，是推土机的主要工作装置，有固定式和回转式两种型式。

松土器通常配备在大中型履带式推土机上，悬挂在推土机的尾部。

图2-1-4所示为固定式推土铲刀，该推土铲刀由推土板1、顶推架5、斜撑杆3、水平撑杆4和升降油缸2等组成。

推土板下部为可更换的刀片，上部呈圆弧形，以便使切下的土壤自动流向前方，推土板后部与顶推架5和斜撑杆3铰接。

顶推架铰接在履带式底盘的台车架上，整个刀架的上下运动由两个升降油缸2控制。

松土器主要由升降油缸3、横梁4和松土齿等组成，如图2-1-5所示。

松土器的提升或放下由升降油缸3控制。

图2-1-5 推土机的松土器1-安装架；2-倾斜油缸；3-升降油缸；4-横梁；5-齿杆；6-保护盖；7-齿尖；8-松土器臂推土机工作装置液压控制系统主要包括铲刀升降控制回路、铲刀垂直倾斜控制回路和松土器升降控制回路。

下面以TY120履带式推土机工作装置液压系统（图1-2-2所示）为例进行分析。

液压动力元件为液压泵2，由柴油机1带动的分动箱驱动。

执行元件包括一对铲刀升降油缸15、一对铲刀垂直倾斜油缸17、一对松土器升降油缸16。

由于油缸活塞速度较高，为了避免惯性冲击及噪声，油缸内部大多有缓冲装置。

控制元件包括铲刀升降控制换向阀12、铲刀垂直倾斜控制换向阀14、松土器升降控制换向阀13。

换向阀全为滑阀式结构。

阀12是四位五通手动换向阀。

采用换向阀是推土机中最普遍的控制方式，它能控制换向、卸载以及节流调速和微动（控制换向阀开度的大小）。

由于阀12的作用，使铲刀根据作业状况具有上升、固定、下降、浮动四个位置。

浮动位置是使油缸两腔与进油路、回油路均相通，铲刀自由支地，随地形高低而浮动。

这对仿形推土及平整作业极有好处。

安全阀3用来限制液压泵2的出口最大压力，以防止液压系统过载。

当油压超过某一值时，安全阀3打开，压力油自动卸载回油箱。

当铲刀或松土器下降时，在铲刀或松土器自重的作用下，下降速度加快，可能引起供油不足而形成油缸进油腔局部真空，发生气蚀现象。

此时，由于进油腔压力下降，在压力差作用下，单向阀4及6打开，从油箱补油至油缸进油腔，避免真空，使油缸动作平稳。

单向阀5和7是保证任意工况下，压力油不倒流，避免工作装置意外重力下降。

当松土器在固定位置作业时，由于突然的过载，油缸一腔油压突然骤增，可能造成油缸超载，装设了溢流阀8后，当油压达到溢流阀8的开启压力时，溢流阀8打开，油液卸载，从而避免液压元件的意外损坏。

溢流阀11和精滤油器10并联，当回油中杂质堵塞滤油器时，回油压力增高，溢流阀11被打开，使油液直接通过溢流阀11流回油箱。

粗滤油器18及精滤油器10的作用是保持油液的清洁，滤去杂质使液压系统正常作业。

油箱9起储油、散热作用。

三、推土机的使用技术1．作业过程依靠机械的牵引力，推土机可以独立地完成铲土、运土、卸土三个工作过程和空载返回过程（图2-1-6）。

铲土作业时，将铲刀切入地面，行进中铲削土壤。

运土作业时，将铲刀提至地面，把土壤推运到卸土地点。

卸土作业有两种：（1）随意弃土法推土机将土壤推至卸土地点，略提铲刀，机械后退至铲土地点；（2）分层铺卸法推土机将土壤推至卸土地点，将铲刀提升一定高度，机械继续前进，土壤即从铲刀下方卸掉。

然后推土机退回原处进行下一次铲土。

图2-1-6 推土机的作业状态a）铲土；b）运土；c）卸土2．作业方式（1）直铲作业是推土机最常用的作业方式，用于推送土壤和石碴及平整场地作业。

其经济运输距离，小型履带式推土机一般为50m以内；中型履带式推土机为50～100m，最远不宜超过120m；大型履带式推土机为50～100m，最远不宜超过150m；轮胎式推土机为50～80m，最远不宜超过150m。

（2）侧铲作业用于傍山铲土、单侧弃土。

此时，推土板的水平面回转角一般为左右各25 。

作业时能一边切削土壤，一边将土壤移至另一侧。

侧铲作业的经济运输距离一般较直铲作业时短，生产率也低。

（3）斜铲作业主要应用在坡度不大的斜坡上铲运硬土及挖沟等作业，推土板可在垂直面内上下各倾斜9°。

工作时，场地的纵向坡度应不大于30°，横向坡度应不大于25°。

（4）松土器作业一般大中型履带式推土机的后部均悬挂有液压式松土器，松土器有多齿和单齿两种。

多齿松土器挖凿力较小，主要用于疏松较薄的硬土、冻土层等。

单齿松土器有较大的挖凿力，除了能疏松硬土、冻土外，还可以劈裂风化岩和有裂缝的岩石，并可拔除树根。

3．作业方法（1）波浪式推土法（图2-1-7）推土机开始铲土时，铲刀尽可能地切入土壤中。

当发动机出现超载现象时，将铲刀缓缓提起（但铲刀不露出地面），直至发动机恢复正常运转。

再次将铲刀落下、提起，反复进行，直至铲满。

这种铲土方法的优点是，可以使发动机功率得到充分发挥，并缩短铲土时间和距离，作业效率高，一般适用于工程量大的土方作业。

其缺点是驾驶员的劳动量大，回程时因地面不平使推土机产生颠簸。

图2-1-7 波浪式推土法（2）接力式推土法（图2-1-8）在取土场地较长且土壤较硬的情况下作业时，推土机可由近及远地分段将土壤推送成堆，然后再由远而近地将各段土堆一次推送到卸土处。

这种作业方法不但可以提高铲土效率，而且能减少运土时间。

它适用于硬土壤取土和远距离取土作业。

（3）槽式推土法（图2-1-9）推土机运送土壤时，为了尽可能地减少运土损失，可在一固定作业线上多次推运，使之形成土槽，或者利用铲刀两端外漏的土壤形成土埂进行运土。

土槽深度一般不大于铲刀高度。

这种作业方法适用于大面积、较长距离及松软土壤的推土作业。

图2-1-9 槽式推土法（4）并列式推土法（图2-1-10） 在上述条件下，也可采用两台或两台以上同类型的推土机同步前进推土，同样可减少运土损失和提高作业效率。

采用该方法作业时，两台推土机的铲刀间隔不宜过小或过大，一般保持在15～20cm ，还要求驾驶员操作技术熟练，保证两台推土机同步运行。

图2-1-8 接力式推土法a)4次接力式推土法；b)刨削式铲土L H -铲土长度，h H -铲土深度；L T -工作地段长度（L T =L H ·n ，n 为分段数）图2-1-10 并列式推土法（5）下坡式推土法推土机在作业中应尽量利用地形形成下坡推土，这样可利用机重的下坡分力助铲，增大运土量以提高作业效率。