第二章铲运机
公路施工机械课件——第二章 铲运机
5. 斗门自装式铲运机
链式升运装置
CAT631E型铲运机
第四节 铲运机的操纵与控制系统
1. 铲运机的变速控制系统
WS16S-2型自行式铲运机 自动变速器控制系统的传递路线
WS16S-2型自行式铲运机 变速控制器组合电路
2.工作装置的液压操纵系统
CL7型自行式铲运机工作装置液压系统
627B型铲运机工作装置液压系统
3.铲斗体
CL7型铲运机的铲斗体 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-刀架板；11-前刀片；12-侧刀片
4. 尾架
CL7型铲运机的尾架 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；11-推板；12-上滚轮
第三节 自行式铲运机工作装置
1. 转向枢架
纵向单铰连接
四杆机构连接
2.辕架
CL7型铲运机辕架 1-牵引座；2-曲梁；3-提斗液压缸支座；4-横梁； 5-臂杆；6-铲斗球销连接座
2.前斗门
CL7型铲运机的前斗门
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-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；11-转向垂臂； 12-齿条螺母；13-转 向螺杆；14-扇形齿轮
627B型铲运机液压转向系统
自行式铲运机的悬挂系统
工程机械铲运机
第二章铲运机第一节概述一、用途铲运机是以带铲刀的铲斗为工作部件的铲土运输机械，兼有铲装、运输、铺卸土方的功能，铺卸厚度能够控制，主要用于大规模的土方调配和平土作业。
铲运机可以自行铲装Ι级至Ⅲ级土壤，但不宜在混有大石块和树桩的土壤中作业，在Ⅳ级土壤和冻土中作业时要用松土机预先松土。
铲运机是一种适合中距离铲土运输的施工机械，根据机械的不同其经济运输范围较大，（100~2000m）。
由于铲运机一机就能实现铲装、运输，还能以一定的层厚进行均匀铺卸，比其他铲土机械配合运输车作业具有较高的生产效率和经济性，广泛用于公路、铁路、港口、建筑、矿山采掘等土方作业，如平整土地、填筑路堤、开挖路埑以及浮土剥离等工作。
此外，在石油开发、军事工程等领域也得到广泛的应用。
二、分类和表示方法铲运机主要根据行走方式、行走装置、装载方式、卸土方式、铲斗容量、操纵方式等进行分类（1）按行走方式不同铲运机分为拖式和自行式两种。
1)拖式铲运机：工作时常由履带式拖拉机牵引，具有接地比压小、附着能力大和爬坡能力强等优点，在短运距离和松软潮湿地带工程中普遍使用。
2）自行式铲运机：本身具有行走能力，行走装置有履带式和轮胎式两种。
履带式自行铲运机又称铲运推土机，它的铲斗直接装在两条履带的中间，用于运距不长、场地狭窄和松软潮湿等地带工作。
轮胎式自行铲运机按发动机台数又可分为单发动机、双发动机和多发动机三种，按轴数分为双轴式和三轴式。
轮胎式自行铲运机由牵引车和铲运斗两部分组成，大多采用铰接式连接，铲运斗不能独立工作。
轮胎式自行铲运机结构紧凑、行驶速度快、机动性好，在中距离的土方转移施工中应用较多。
（2）按装载方式铲运机分为升运式和普通式两种1）升运式：也称链板装载式，在铲斗铲刀上方装有链板运土机构，把铲刀切削下的土升运到铲斗内，从而加速装土过程，减小装土阻力，可有效地利用本身动力实现自装，不用助铲机械即可装至堆尖容量，可以单机作业。
土壤中含有较大石块时不宜使用，其经济运距在1000m之内。
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2．按卸土方式分 ．
• (1)自由卸土式 自由卸土式(图a) 利用铲斗倾翻(有向前、向后两种形式)， 自由卸土式 斗内土靠本身自重卸出。 (2)半强制卸土式 半强制卸土式(图b)) 利用连在一 半强制卸土式 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)强制卸土式 强制卸土式 (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。
• 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。 • 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。
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二、传动方式
• 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。 • 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 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
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转向系统总结
• 综合以上三种转向型式可以看出： • CL7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； • 而WSl6S-2型铲运机采用的机械式反馈四 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； • 627B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
第二章 铲运机3
2.弹性转向枢架原理
四、工作装置
1. 2. 3. 4. 5. 6.
开斗铲装：以CL9为例 履带自行式铲运机工作装置 链板升运式铲运机工作装置 串联作业的自行式铲运机工作装置 螺旋装载自行式铲运机工作装置 带有双铲刀机构的铲运机工作装置
CL9工作装置
斗门的工作顺序
第三节 铲运机使用
传动比
⑵ 增速档
n 制动器接合，太阳轮转速为0，t 0 ，代 入②式得 Knq (K 1)n j 0
即 Knq (K 1)nI 0
nI K 传动比 i n K 1 q
后行星变速箱
1. 自由度：旋转构件数-行星排数
旋转构件数为5 行星排数3 所以，自由度为2
档位及传动比 的计算（略）
二、转向系统
带换向阀的非伺服式铰接转向：CL9型 机械反馈伺服式动力转向：WS16S型 液压反馈伺服式动力转向：CAT627B型
三种转向系统的优缺点比较
CL9型带换向阀的非伺服式
机械反馈伺服式动力转向
机械反馈伺服式动力转向
机械反馈伺服式动力转向
(1)轮式铲运机； (2)履带式铲运机
4．按装土方式
(1)开斗装载式 (2)链板装载式
5．按操纵方式
(1)液压操纵式 (2)电液操纵式
6．按卸土方式
(1)自落卸土式 (2)半强制卸土式 (3)强制卸土式，如图。
三、表示方法
铲运机的产品型号按类、组、型分类原 则编制，一般由类、组、型代号和主参 数代号组成
2铲运机
筑路 挖掘和平整路基,精确撒布 路料,美化路堤环境。建造 立交桥匝道并形成噪音低, 雨水径流可控制的路面。
荒漠改造 用于荒漠的治理和改造， 通过对沙化的土地多样化 的修复来保护环境，变荒 地为良田。
垃圾填埋 市政垃圾转储坑的挖掘和 粘土衬砌.应用土壤掩埋并 控制啮齿动物和昆虫.配以 全球卫星定位系统(GPS)的 掩埋深度之激光控制系统, 可用于工业区的废物处理.
2.铲运机的选用原则
3）、按施工地形选用 利用下坡铲装和运输可以提高铲运机的生产率。最佳坡度为 7-80。因此从路旁两侧土坑中取土填筑路堤高度为（3-8m） 或两侧弃土挖深3-8m的路堑作用。纵向运土路而应平整，坡 度不应小于1∶10-1∶12（约5O）。大面积平整场地，铲平 大土堆及填挖管道沟槽和装运河道土方等工程最为适用。 4）、按机种选用 主要依据土质、运距、坡度和道路条件选用铲运机的机种， 目前在国外升运式铲运机得到广泛的应用，因为升运式铲运机 可在不用助铲机顶推下，可装满铲斗；功率负荷在作业时的变 化幅度小，仅为15%，而普通铲运机需要40%左右，双发动机 升运式铲运机能克服较大的工作阻 力，因此装运物料的范围较 宽，并能在较大的坡度上作业。
精整农业 激光控制的精确平整减少了 排水设备和灌溉垄沟的数量, 而且增加了农田的面积.更加 有效的土壤湿气的控制促进 了庄稼的生厂。
稻田 激光控制的精确平整减少了 水、废料、杀虫剂和除草剂 的使用费用，同步的种子萌 牙和成长周期带来了庄稼的 高产量。
机场 全球卫星定位(GPS)/激光控 制跑道路基的挖掘和平整。 路材料的撒布，排水路面的 形成，航站和机库建筑施工 的准备。进出通道和停车场 的建造。
3)按行走装置型式 （1)轮式铲运机 （2)履带式铲运机：接地比压小，附着牵引力大，可在承载 能力低的土壤上工作；转向半径小，作业灵活；但履带式 行走速度低，但斗容量小。
第二章 铲运机
带换向阀的非随动式转向系统
CL9型铲运机采用带换向闽的非随动式铰接转向。转向系统由转向器、 转向泵，常流式非随动转向操纵阀、滤油器、液压油箱、双作用安全阀、 换向阀、液压管路、转向油缸及转向枢架等组成。用球面蜗杆 滚轮式，两个转向油缸14装 在牵引车转向枢架和辕架曲 梁的牵引座之间，油缸两端 分别与转向枢架和牵引座铰 接。转动方向盘通过转向垂 臂及拉杆操纵分配阀7，实 现左、右转向或直线行驶。 双作用安全阀11用来消除由 于道路不平驱动轮碰到障碍 物而引起的作用在液压缸内 的冲击负荷。
铲运机的分类
(1)按行走方式不同铲运机分为拖式和自行式两种。
1)施式铲运机：工作时常由履带式拖拉机牵引，具有接地比压小、附着能 力大和爬坡能力强等优点，在短运距和松软潮湿地带工程中普遍使用。 2)自行式铲运机：本身具有行走动力，行走装置有后带式和轮胎式两种。
(2)按装载方式铲运机分为升运式与普通式两种。
第二节
自行式铲运机构造
自行式铲运机多为轮胎式，一般由单轴牵引车(前车)和单轴铲运车(后 车)组成。
在后车上装有一台发动机，称为双发动机式铲运机。利用其前后发动 机驱动前、后轮，提高附着牵引力，在铲装土方过程中能克服较大的铲土 阻力，增加爬坡能力，适用于路面条件不好、铲装阻力和行驶阻力较大的 场合。
液压式反馈机构随动式转向系统
627B型铲运机的液压反馈随动式动力转向系统
自行式铲运机的悬架系统 a . WS16S-2型 铲运机油气弹性悬 架
b. 621E型铲运 机弹性转向枢架
WS16S-2采用气控液压悬 架，图2-17为悬架系统原理图。
悬架锁定机构的工作原理：当悬架操 纵阀9关闭时，电磁阀10电路被切断，气缸 14使液压水准阀5在下降位置，悬架油缸3 的大腔回油，关闭通向蓄能器6的油路，这 时为刚性恳架。 悬架操纵阀开启，压缩空气使气缸14的 活塞杆向外推出．液压水准阀5的阀杆换位， 使悬架油缸3的大腔进油，水准阀5定位在将 油泵来油泄回油箱位置。这时根据运输工况 的需要，悬架油缸3的活塞给蓄能器6中的压 缩氮气以不同的压力，形成有效的弹性，成 为弹性悬架。
第二章 铲运机.
627B型牵引车和铲运车变速圈挡位配合
自行式铲运机的转向系统
现代轮胎自行式铲运机多采用铰接式双作用双油缸动力向，有带换向 阎非随动式和四杆机构随动式两类。
牵引车和铲运车的连接由转 向枢架(图2—10)来实现。转向枢 架是一个牵引铰接装置，起传递 牵引力和实现机械转向的作用。 转向枢架3以纵向水平销2铰接在 牵引车架1上，上部以转向立销与 辕架铰接。双作用双油缸(转向油 缸)铰接在辕架的左右耳座和转向 枢架油缸支座9上，通过油缸的推 拉使铲斗与牵引车绕立销偏转而 实现转向。
(1)椭圆形运行路线。 (2)“8“字形运行路线。 (3)“之”字形运行路线。 (4)穿梭形和螺旋形运行路线。
铲运机的基本操作方法 (三)施工作业
1．平整场地 2．填筑路堤 3．开挖路堑 4．傍山挖土 5．铲挖基坑(槽)或管沟 6．铲运砂子
第二章
铲运机
第一节
概
述
用途
铲运机是以带铲刀的铲斗为工作部件的铲土运钻机械，兼有铲装、 运输、铺卸土方的功能，铺卸厚度能够控制，主要用于大规模的土方 调配和平土作业。但不宜在混有大石块和树桩的土壤中作业。
铲运机是一种适合中距离铲土运输的施工机械，根据机型的不同其 经济运距范围较大(100～2000m)。 铲运机一机就能实现铲装、运输，还能以一定的层厚进行均匀铺卸， 比其他铲土机械配合运输车作业具有较高的生产效率和经济性，广泛 用于公路、铁路、港口、建筑、矿山采掘等土方作业。
3．斗体
斗体为工作装置的主体部 分，由左右侧壁6和前后斗底板 3、13及后横梁12组焊而成。
4. 卸料机构
卸料机构由斗底门和卸土板(后斗门)组成。
卸土工作原理
斗底门与后斗门是联动的，由卸土油缸4驱动。斗底门2与杠杆a-e连接， 后斗门3与杠杆a-d连接。a、b、c、d、e为铰接点。当卸土油缸4的大腔进 油时(左图)，油缸4的缸体向右移，拉动a-e杠杆向右，斗底门打开。同时活 塞杆通过6点推动a-d杠杆向左移。后斗门向左运动把土推到卸土口。油缸4 的小腔进油时(右图) ，a-e杠杆把斗底门2向左惟，关闭卸土口，同时a-d杠 杆把后斗门向右拉回到铲斗的后端。在这一联动过程中，由于斗底门2的移 动力小于后斗门3的移动力，所以总是斗底门先动，后斗门后动。
铲运机规章制度
第一章总则第一条为确保铲运机作业安全、高效，提高施工质量，保障员工生命财产安全，根据国家相关法律法规及行业规范，特制定本规章制度。
第二条本规章制度适用于本施工区域内所有铲运机及其操作人员。
第二章铲运机管理第三条铲运机必须符合国家规定的安全标准，并经相关部门检验合格后方可投入使用。
第四条铲运机操作人员必须经过专业培训，取得相应资格证书后方可上岗操作。
第五条铲运机应定期进行保养和维护，确保其处于良好的工作状态。
第六条铲运机操作人员应熟悉铲运机的性能、结构、操作规程及注意事项。
第三章铲运机操作规程第七条操作前，必须进行以下检查：1. 检查铲运机各部位是否完好，液压系统、电气系统是否正常；2. 检查轮胎气压，确保符合规定；3. 检查铲斗、刀片等易损件，确保无损坏；4. 检查刹车系统、转向系统等关键部件，确保其工作正常。
第八条操作时，必须遵守以下规定：1. 启动前，确认周围环境安全，无障碍物；2. 操作过程中，严禁超速、超载、超范围作业；3. 遇到紧急情况，应立即停车，采取必要措施；4. 严禁在作业过程中饮酒、吸烟或进行其他有碍安全的行为。
第九条作业结束后，必须进行以下操作：1. 停车后，拉起手刹，关闭发动机；2. 检查铲运机各部位，确保无损坏；3. 清理工作区域，消除安全隐患。
第四章铲运机维护保养第十条铲运机应按照制造商的保养要求进行定期保养，确保其性能稳定。
第十一条保养内容包括：1. 检查发动机、液压系统、电气系统等关键部件；2. 更换润滑油、滤清器等易损件；3. 检查轮胎气压、刹车系统等；4. 检查铲斗、刀片等易损件，确保其无损坏。
第五章安全责任第十二条铲运机操作人员必须遵守本规章制度，对违反规定的行为承担相应责任。
第十三条施工单位应加强对铲运机的管理，确保其安全、高效运行。
第十四条对违反本规章制度的操作人员，将根据情节轻重给予警告、罚款、停工等处罚。
第六章附则第十五条本规章制度由施工单位负责解释。