第三章--平地机!!!

第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系1第三章平地机第一节概述一、用途平地机是一种以刮刀为主，配以其他多种可换作业装置，进行土地乎整和整形作业的公路施工机械。路基基底处理；填筑高度小于1m的路堤；整修路堤断面；旁刷边坡；开挖路槽和边沟；在路基上拌和、摊铺路面基层材料。平地机可以用于整修和养护土路，清除路面积雪。在机场和现代交通设施建设中的大面积、高精度的场地平整工作中，更是其他机械所不可代替的。平地机在作业过程中空行程时间只占15％左右，因此，有效作业时间高.第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系2第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系3第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系4•二、分类•1．按操纵方式分：机械操纵式平地机和液压操纵式平地机•2．按车轮分类：不论哪种平地机均为轮胎式，按车轮数、驱动轮对数和转向轮对数，平地机分类如图1—3—1所示。•1)六轮平地机有：3x2x1型——前轮转向，中后轮驱动；•3x3x1型——前轮转向，全轮驱动；•3x3x3型——全轮转向，全轮驱动。•2)四轮平地机有：2xlxl型——前轮转向，后轮驱动；•2x2x2型——全轮转向，全轮驱动。第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系5图1—3—1平地机按车轮分类示意图(车轮上带“x”者为驱动轮)驱动轮对数越多，在工作中所产生的附着牵引力越大；转向轮越多，平地机的转弯半径越小第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系6•3．按机架结构形式分：整体机架式平地机和铰接机架式平地机。图1—3—2整体式机架1—铸钢座；2—弓形纵梁；3—驾驶室底座；4·轴承座；5—后横梁；6—拖钩第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系7•三、发展概况•在机械结构上，平地机已发展到比较完善的地步。如果以它的操纵方式来反应它的发展阶段的话，那么，第一阶段是机械操纵，第二阶段为液压操纵，而现在已迈人第三阶段，即机电液一体化阶段。目前的发展主要集中在操纵、维护、使用方面进一步与电子技术相结合，更进一步提高平地机的综合性能。第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系8整体机架式有较大的整体刚度，但转弯半径较大。传统的平地机多采用这种机架结构。目前生产的平地机大都采用铰接式机架，它的优点是：(1)转弯半径小，一般比整体式的小40％左右，可以容易地通过狭窄地段，能快速调头，在弯道多的路面上尤为适宜。(2)采用铰接式机架可以扩大作业范围，在直角拐弯的角落处，刮刀刮不到的地方极少。(3)在斜坡上作业时，可将前轮置于斜坡上，而后轮和机身可在平坦的地面上行进，提高了机械的稳定性，使作业比较安全第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系9第二节平地机构造•一、总体组成•平地机主要组成部分有：发动机、传动系统、机架、行走装置、工作装置和操纵控制系统。•发动机一般采用柴油机，多数柴油机都采用了废气涡轮增压技术.第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系10图1—3—3PY-180型平地机外形图1—前推土板；2—前机架；3—摆架；4—刮刀升降油缸；5—驾驶室；6—发动机罩；7—后机架；8—后松土器；9—后桥；10—铰接转向油缸；11—松土耙；12—刮刀；13—铲土角变换油缸；14—转盘齿圈；15—牵引架；16—转向轮第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系11图1—3—4国产PYl60B型平地机外形图第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系12传动系统一般由主离合器、液力变矩器、变速箱、后桥传动、平衡箱串联传动装置等组成，其布置情形如图所示。主离合器的功用是接合与分离发动机与传动系统之间的动力。主离合器使机械起步平稳；换挡时减少换挡时齿轮冲击。过载时离合器能通过打滑保护传动系免遭破坏l—变速箱；2—主离合器(或变矩器)；3—发动机4—后桥；5—平衡箱串联装置第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系13液力变矩器可以使机器在挡位速度范围内实现无级变速。当外负荷增大时，它使机器目动减速，并同时增大输出扭矩。平地机的变速箱一般有较宽的速度变化范围和较多的速度挡位。当变速箱为动力换挡变速箱时，一般不需设主离合器，因为变速箱内的换挡离合器就可起主离合器的功用。后桥传动是将变速箱输入的动力进一步减速增扭，并通过圆锥齿轮传动将纵向传动转换为横向传动，将动力直接传给两侧的车轮(四轮平地机)，或传给两侧的平衡箱(六轮平地机)，再由平衡箱内的串联传动装置将动力传给驱动轮。行走装置有后轮驱动型和全轮驱动型。当全轮驱动时，前轮的驱动力可由变速箱输出，通过多级带万向节的传动轴传至前桥，或采用液压传动方式将动力传至前桥。机架是一个支持在前桥与后桥上的弓形梁架。在机架上装着发动机、主传动装置、驾驶室和工作装置等。在机架中间的弓背处装有油缸支架，上面安装刮刀升降油缸和牵引架引出油缸。铰接机架式设有左右铰接转向油缸，用以改变和固定前后机架的相对位置。第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系14♥工作装置分为主要工作装置和附加工作装置。♥主要工作装置是刮刀。为了使平地机具有最好的平整效果，刮刀布置在乎地机前后桥之间。♥多数平地机将耙土器装在刮刀与前轮之前，用来帮助清除杂物和疏松表层土壤。♥通常在平地机尾部安装松土器，♥在机器前面安装推土铲，用来配合刮刀作业。♥耙土器、松土器和推土铲均属平地机的附加工作装置♥操纵系统包括作业装置操纵系统和行驶操纵系统。作业装置操纵系统用来控制刮刀、耙土器、松土器、推土铲的运动。第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系15二、行走装置•1．前后桥对于小型四轮平地机，一般为后桥与机架固定，前桥与机架铰接，以保证四轮同时着地；对于六轮平地机，一般为后桥与机架固定，前桥与机架铰接摆动，后轮则通过平衡箱绕后桥摆动，这样保证了六轮同时着地，后四轮平均承载第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系16•2．转向装置：1)前轮转向2)全轮转向3)前轮转向和铰接式机架转向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示意1—后轮；2—后桥壳体；3—转向油缸；4—平衡箱图1—3—8全轮转向示意第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系171—前机架；2—销轴；3—锁定扦；4—油缸；5—后机架图1—3-9机架铰接结构第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系18图1—3—10铰接式平地机的行走方式a)直行；b)折身转弯；c)折身前进第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系19三、动力传动系统•1．主传动的型式与特点•1)发动机—主离合器—机械换挡变速箱•2)发动机—液力变矩器—主离合器—机械换挡变速箱•3)发动机—动力换挡变速箱•4)发动机—液力变矩器—动力换挡变速箱•5)发动机—液压泵—液压马达—变速箱第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系202．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—换向离合器第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系211)后桥传动型式(1)主传动为两级齿轮减速(一对螺旋锥齿轮，一对圆柱齿轮)，不设差速器，这是一种结构较为简单的传动型式。不设差速器优点是当一侧车轮出现打滑现象时，另一侧车轮仍有驱动力。缺点是转弯阻力大，轮胎容易磨损。(2)主传动为两级齿轮减速(一对螺旋锥齿轮和一对圆柱齿轮)，使用差速器(带差速锁的差速器或无滑差速器)。采用这种传动型式的平地机较为普遍。作业时，为了防止一侧车轮打滑，将差速锁锁住；转弯时或在公路上正常行驶时将锁打开。此时与不设差速锁时相同。(3)后桥主传动+桥边行星减速传动。主传动一般为一级圆柱齿轮加一级螺旋锥齿轮(带差速器)传动，或只有一级圆锥齿轮(带差速器)传动。后桥传动型式主要取决于对速比的要求。后桥主传动、桥边减速传动及平衡箱串联传动都可以实现减速传动，因此可以有多种传动组合来满足对速比的要求3．后桥传动和平衡箱串联传动第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系221-小锥齿轮；2—大锥齿轮；3—右半轴；4、6—半轴齿轮；5—行星锥齿轮；7—固定在差速器壳上的牙嵌；8—带牙嵌的滑动套：9—左半轴；10—差速器壳；11—后桥箱体(1)图1—3—14带刚性差速锁的差速器2)差速器第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系23(2)带非刚性差速锁的差速器这种差速器用液压控制的湿式多片摩擦离合器作为差速锁，以控制差速器两侧半轴的锁定与脱开1—左半轴齿轮；2—行星锥齿轮；3—差速器壳；4—十字轴；5—内摩擦片；6-外摩擦片；7—活塞；8—密封圈；9—右半轴齿轮；10—大锥齿轮第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系24图1—3—16无滑转差逮器a)构造：b)直线行驶接合状态；c)向左转弯时接合状态；d)主动环伸长齿与消声环作用示意1—差速器右壳；2—主动环；3-从动环；4—弹簧；5—花健毂；6—垫圈；7—消声环；8—卡环；9—中心环；10—差速器左壳；1l—螺栓；12—大齿轮第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系25为了提高行驶、牵引性能和作业性能，一般六轮平地机都采用在后桥的每一侧由两个车轮前后布置的结构形式，但只用一个后桥由于平衡箱结构有较好的摆动性，因而保证了每恻的中、后轮同时着地，有效地保证了平地机的附着牵引性能。此外，平衡箱可大大提高平地机刮刀作业平整性平衡箱串联传动就是将后桥半轴传出的动力，经串联传动分别传给中、后车轮。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式平衡箱。3)后桥平衡箱串联传动第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系26平衡箱可大大提高平地机刮刀作业平整性图1—3—17平地机越障时工作装置高度变化示意图a)左右两中轮同时踏上障碍物；b)左中轮踏上障碍物第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系27•平衡箱串联传动有链条传动和齿轮传动两种型式。•链条传动结构简单，并且有减缓冲击的作用，缺点是链条寿命低，需要时常调整链条长度。•齿轮传动寿命较长，不需调整，但是这种结构造价较高。齿轮传动可以在乎衡箱内实现较大的减速比，所以采用这种型式的平衡箱时，后桥主传动通常只使用一级螺旋齿轮减速。•目前大多数平地机上采用链条传动式平衡箱。第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系28后桥平衡箱串联传动的结构•图l—3—18后桥及平衡箱1—连接盘；2—主动伞齿轮轴；3、7、11—轴承；4、6、10、31—垫片；5—主动伞齿轮座；8—齿轮箱体；9—轴承盖；12—从动伞齿轮；13—直齿乾；14—从动直齿轮；15—轮毂；16—壳体；17—托架；18—导板；19、28—垫片；20—链轮；21—车轮轴；22—平衡箱体；23—轴承座；24—链条；25—主动链轮；26—半轴；27—端盖；28—垫片；29—钢套；30—轴承；32—压板第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系29第三节平地机工作装置•一、刮土工作装置:是平地机的主要工作装置图1—3—19刮土工作装置l—角位器；2—角位器紧固螺母；3·切削角调节油缸；4—回转驱动装置；5—牵引架；6’右升降油缸；7—左升降油缸；8—牵引架引出油缸；9—刮刀；10—油缸头饺接支座；11—铲刀侧移油缸；12—回转圈第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系30•作业装置操纵系统可以控制刮刀作如下六种型式的动作：•①刮刀左侧提升与下降；②刮刀右侧提升与下降；③刮刀回转；④刮刀侧移(相对于回转圈左移和右移)；⑤刮刀随回转圈一起侧移，即牵引架引出；⑥刮刀切削角的改变。其中①、②、④、⑤一般通过油缸控制，③采用液压马达或油缸控制，而⑥一般为人工调节或通过油缸调节，调好后再用螺母锁定。第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系311．牵引架及转盘牵引架在结构形式上可分为A型和T型两种。A型与T型是指从上向下看牵引杆的形状。图1—3—20PYl80型平地机的牵引架l—牵引架铰接球头;2—底板;3—牵引架体;4—铲刀升降油缸铰接球头；5—铲刀摆动油缸铰接球头第三章平地机西南交通大学峨眉校区机械系32T型牵引架1、7—刮刀升降油缸球铰头；2—回转圈安装耳板；3、4—回转驱动油缸；5、10-底板；6—横梁；8—牵引架引出油缸球铰头；9、13—回转齿轮摇臂；11—球铰头；12—牵引杆第三章平地机