浅谈推土机

刘 敏,李忠原

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

推土机是一种短距离的自行式铲土运输机械,主要用来开挖路堑、构筑路堤、回填基坑、铲除障碍、清除积雪、平整场地等,也可完成短距离内松散物料的铲运和堆集作业。当自行式铲运机牵引力不足时,推土机还可作助铲机,用推土板进行顶推作业。推土机配备松土器,可翻松Ⅲ、Ⅳ级以上硬土、软石或凿裂层岩,配合推土机和铲运机进行预松作业;配备液压反铲挖掘装置和绞盘拖曳等附属工作装置,可进行挖掘和救援拖曳等作业。推土机还可利用挂钩牵引各种拖式机具(如拖式铲运机、拖式振动压路机等)进行作业。

1 推土机的分类

(1)推土机按发动机功率的大小可分为小型推土机(37 kW以下)、中型推土机(37～250kW)和大型推土机(250 kW以上)三类。

(2)按行走方式,推土机可分为履带式和轮胎式两种。

①履带式推土机的附着性能好,牵引力大,接地比压小,爬坡能力强,能适应恶劣的工作环境。履带式推土机具有优越的作业性能,是推土机重点发展的机种。

②轮胎式推土机行驶速度快,机动性能好,作业循环时间短,转移方便迅速,不损坏路面,特别适合在城市建设和道路维修工程中使用。轮胎式推土机制造成本较低,维修方便,近年来也有较大的发展。但轮胎式推土机的附着性能远不如履带式,在松软潮湿的场地施工时容易引起驱动轮滑转,降低生产效率,严重时还可能造成车辆沉陷,甚至无法施工;在开采矿山等恶劣条件下,轮胎式推土机如遇上坚硬尖锐的岩石,容易引起轮胎急剧磨损,因此轮胎式推土机的使用范围受到一定的限制。

(3)推土机的传动方式有机械式、液力机械式、全液压式和电气传动式四种。

①采用机械式传动的推土机具有工作可靠、制造简单、传动效率高、维修方便等优点,但操作费力,传动装置对载荷的自适应性差,容易引起发动机熄火,降低作业效率,在大中型推土机上已较少采用机械式传动。

②液力机械式是现代推土机采用的主要传动形式。采用液力变矩器与动力换挡变速箱组合传动装置,具有自动无级变速变扭,自动适应外负荷变化的能力,发动机不容易熄火,且可负载换挡,减少换挡次数,操纵轻便灵活,作业效率高。施工经验证明,采用液力机械式传动的推土机,比同功率机械式推土机的生产率要高 50%左右。液力机械式传动的缺点是液力变矩器在工作过程中容易发热,降低了传动效率;同时传动装置结构复杂、制造精度高,提高了制造成本,也给维修带来了不便和困难。

③全液压传动式推土机的传动装置结构紧凑,操纵轻便,可实现原地转向。采用低速大扭矩液压马达驱动可获得与外负荷相适应的牵引特性曲线,能在不同负荷工况下稳定发动机转速,充分利用发动机功率。静液压驱动可实现自动无级调速,运行平稳,无冲击。

④电气传动式采用电动机驱动,其结构简单,工作可靠,不污染环境,作业效率高。此类推土机一般用于露天矿山开采或井下作业。因受电力和电缆的限制,电气传动式推土机的使用范围受到很大的限制。

(4)按用途,推土机可分为普通型和专用型两类。普通型推土机通用性好,可广泛用于各类土石方工程施工作业;专用型推土机则是一种在特定工况下进行施工作业的推土机,专用性强,只适用于特殊环境下的施工作业。

专用型推土机有浮体推土机、水陆两用推土机、深水推土机、湿地推土机、爆破推土机、低噪声推土机、军用高速推土机等。浮体推土机和水陆两用推土杌属浅水型推土施工作业机械。浮体推土机的机体为船形浮体,发动机进、排气管装有导气管通往水面,驾驶室安装在浮体平台上,可用于海滨浴场、海底整平等施工作业。水陆两用推土机属两栖型推土机,主要用于浅水区或沼泽地带作业,也可在陆地上使用。潜人水下作业时,发动机必须通过伸出水面的导气管进、排气,并通过无线电进行遥控操纵。深水型推土机适合海底潜水作业,并配备辅助工程船提供电力,通过电缆驱动水下推土机。湿地推土机为低比压履带式推土机,可适应沼泽地的施工作业。军用高速推土机主要用于国防建设,平时用于战备施工,战时可快速除障,挖山开路。

推土机的铲刀安装形式有固定式和回转式两种。固定式为直铲式;回转式可实现斜铲和侧铲作业,扩大了推土机的作业范围。

现代推土机的工作装置操纵已实现液压化,可实现对工作装置、工作状态的自动控制,还可借助液压缸推力和基础车及其工作装置自身的重力,强制铲刀或松土装置人土,提高了作业效率,改善了作业性能,减轻了驾驶员的劳动强度。

2 推土机的作业过程

(1)铲土工序

当推土机到达取土点前就应放下铲刀,使之切人土中并向前行驶,此时铲刀前的土壤即被铲出。操纵铲刀作上、下运动,由于两种联合运动,能使铲刀行进铲取土壤。在铲土过程中,如切土太深或遇到硬土使发动机有超载现象时(转速急剧下降,排气为黑色),应稍微提升铲刀,减少前进阻力,但因此会在铲刀后留下一个波浪地形,随着推土机跨上这一波浪土时,履带和铲刀必将抬高,这样便又形成另一更高的波浪土。所以当铲刀被提升后瞬间,要立即将铲刀稍微降下一些,如此反复升降,以稳定铲刀的铲土深度,才能大体上保持铲土区的平整。

(2)运土工序

紧接着铲土工序之后,就是将土运到卸土地点的运土工序。推土机在运土过程中,应保持铲刀满载,但松散土壤易从铲刀两侧溢漏。因此,在运土过程中,操作人员应观察铲刀侧面土壤溢漏情况,以判断铲刀的满载程度,并据此来决定铲刀的升降动作。但必须缓慢升降,以保持推土机运土路线的基本平整,不致影响下一次的运土工序。

(3)卸土工序

当推土机运土到达卸土地段时,只要把铲刀提升,即可把土壤卸于填土处。如果铲刀提升量少_些或卸土地段长一些,就能使土壤撒铺得均匀些,而且推土机的履带在薄层的土壤上驶过时能把它碾压结实,这样的填方能达到分层压实的效果。

(4)回驶工序

卸土后将铲刀升到合适高度,快速回驶到取土处。