平地機的構造與使用探討

摘 要：平地機的主要工作裝置為裝有刀片的刮刀，可配備其他多種可換作業裝置，主要完成土壤平整和整形作業。平地機是一種多功能的連續作業式的土方施工機械，文章就平地機的構造與使用進行論述。

關鍵詞：平地機；構造；使用

中圖分類號：U415.516 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）11-0164-02

1 用途

平地機主要用于公路路基基底處理，整修路堤的斷面，開挖路槽和邊溝，修刷邊坡，清除路面積雪，松土，拌和、攤鋪路面基層材料等各類施工和養護工程中。現代平地機具備有鏟刀自動調平裝置，采用電子控制技術，控制精度高，并裝有防傾翻和防落物的駕駛室。

2 分類及代號表示方法

平地機有拖式和自行式兩種，拖式平地機由牽引車牽引，自行式平地機由發動機驅動行駛和作業。

3 平地機構造

3.1 總體構造

自行式平地機主要由發動機、機架、動力傳動系統、行走裝置、工作裝置以及操縱控制系統等組成。

平地機一般采用工程機械專用柴油機，如風冷或水冷柴油機，多數柴油機還采用了廢氣渦輪增壓技術，以適應施工中的惡劣工況，在高負荷低轉速下可以較大幅度地提高輸出轉矩。通常在傳動系統中裝設液力變矩器，使發動機的負荷比較平穩。

機架是連接前橋與后橋的弓形梁架。在機架上安裝有發動機、傳動裝置、駕駛室和工作裝置等。在機架中間的弓背處裝有油缸支架，上面安裝刮刀升降油缸和牽引架引出油缸。PYl60B型平地機采用整體式機架，PYl80型平地機則采用鉸接式機架。普通的箱形結構的整體式機架，它是一個弓形的焊接結構。平地機的工作裝置及其操縱機構懸掛或安裝在弓形縱梁上。機架后部由兩根縱梁和一根后橫梁組成，機架上面安裝發動機、傳動機構和駕駛室；機架下面則通過軸承座固定在后橋上；機架的前鼻則以鋼座支承在前橋上。PYl80型平地機的前后機架采用鉸接方式連接，并設有左右轉向油缸，用以改變和固定前后機架的相對位置。前機架為弓形梁架，它的前端支承在擺動式前橋上，后端與后機架鉸接。前機架弓形梁的下端裝有刮刀和松土耙，前端裝有推土板。

動力傳動系統一般由主離合器（或液力變矩器）、變速器、后橋傳動、平衡箱串聯傳動裝置等組成。

主離合器的作用是在機械起步時使所傳遞的動力接合柔順，機械起步平穩；換擋時齒輪間產生的沖擊減小；能在過載時通過打滑保護傳動系統。

液力變矩器可以根據外負荷的變化，調整發動機轉速，使機械在擋位速度范圍內實現無級變速，自動適應外阻力的變化，它可以取代主離合器。后橋傳動的主要作用是進一步減速增扭，并將動力分配傳至兩側的車輪（四輪平地機），或傳給兩側的平衡箱（六輪平地機），再由平衡箱串聯傳動裝置傳遞給驅動輪。

行走裝置有后輪驅動型和全輪驅動型，全輪驅動時，后輪的動力由變速器輸出，并由萬向節和傳動軸或液壓傳動把動力傳遞至前橋。平地機的轉向形式有前輪轉向、全輪轉向、前輪轉向與鉸接轉向三種。前輪轉向是前輪偏擺轉向，主要用于整體式車架，轉彎半徑大；全輪轉向時平地機的前后輪都是轉向輪，四輪平地機的前后輪都采用車輪偏擺轉向，六輪平地機采用前輪偏擺轉向，后橋回轉轉向，目前，由于后輪轉向結構復雜，轉動角較小，所以，后輪轉向逐漸被鉸接轉向方式取代。

平地機的工作裝置包括回轉刮刀、松土耙、前推土板和重型松土器等，其中，刮刀是主要工作裝置。多數平地機將耙土器裝在刮刀與前輪之前，用來幫助清除雜物和疏松表層土壤。此外，通常在平地機尾部安裝松土器，而在機器前面安裝推土板，用來配合刮刀作業。耙土器、松土器和推土板均屬平地機的附屬工作裝置，根據實際需求，可加裝其中一種或兩種。操縱控制系統包括作業裝置操縱系統和行駛操縱系統。作業裝置操縱系統用來控制刮刀、耙土器、松土器和推土板的運動，完成作業過程。

3.2 行走裝置

3.2.1 前后橋結構

對于小型四輪平地機，一般前橋與機架鉸接，后橋與機架固接，以保證四輪同時著地；對于六輪平地機，一般前橋與機架鉸接擺動，后橋與機架固接，后輪通過平衡箱對于后橋擺動，這樣保證全部車輪同時著地，后四輪平均承載，目前平地機普遍采用這種結構形式。

前橋橫梁與前機架鉸接，可繞鉸接軸上下擺動，提高前輪對地面的適應性。前橋為轉向橋，車輪通過轉向油缸推動左右轉向節偏轉而實現平地機轉向。通過傾斜油缸和傾斜拉桿的作用使前輪左右傾斜，這樣，平地機橫坡作業時，前輪可以處于垂直狀態，有利于提高前輪的附著力和整機的作業穩定性。

3.2.2 轉向裝置

平地機的轉向方式有偏轉前輪轉向、偏轉全輪轉向及前輪轉向和鉸接轉向三種。

偏轉前輪轉向裝置的結構簡單，轉彎半徑大，主要應用于整體機架轉向，有時不適應平地機的靈活作業要求，所以，現代平地機較少采用此種轉向方式。

后橋體上部與機架鉸接，可繞鉸接點水平回轉，轉向油缸的缸體端與機架鉸接，活塞桿端與后橋鉸接。轉向時，一側油缸伸出，另一側油缸縮回，實現后橋回轉轉向。全輪轉向時，可采用前后輪獨立操縱轉向方式，也可以操縱全液壓轉向器，由分配閥實現前后輪轉向分配控制。前輪轉向和鉸接轉向方式是目前普遍采用的轉向方式，主要應用于鉸接式機架。前橋仍為偏轉車輪轉向，前后機架鉸接，由轉向油缸驅動實現鉸接轉向。

3.2.3 自動調平裝置

現代較為先進的平地機上安裝有自動調平裝置。常用的自動調平裝置有電子型和激光型兩種。平地機上應用的自動調子裝置是按照施工人員給定的要求，如斜度、坡度等，預設基準，機器按照給定的基準自動地調節刮刀作業參數。采用自動調平裝置，除了能大大地減輕司機作業的疲勞外，還能提高施工質量和經濟效益；由于作業精度高，作業循環次數減少，節省了作業時間，從而降低了機械使用費用。又由于路面的刮平精度或物料鋪平的精度提高，因而物料的分布比較均勻。

4 平地機的使用

4.1 平地機的作業方式

4.1.1 刮土側移

刮土側移作業是將刮刀保持一定的回轉角，在切削和運土過程中，土沿刮刀側向流動，回轉角越大，切土和移土能力越強。刮刀側移時應注意不要使車輪在料堆上行駛，應使物料從車輪中間或兩側流過，必要時可采用斜行方法進行作業，使料離開車輪更遠一些。刮土側移作業常用于物料混合，將待混合的物料用刮刀一端切人，從刮刀另一端流出，這時應注意刮刀的回轉角大小要適當，并要有較大的鏟土角。但如果回轉角過大，物料也得不到充分的滾動混合，影響混合質量。

平地機作業時，除了采用前輪或后輪轉向操縱機器沿要求的行駛路線作業外，還常需要同時操縱刮刀側移來輔助實現刮刀的運動軌跡。當在彎道上或作業面邊界呈不規則的曲線狀地段作業時，可以同時操縱轉向和刮刀側向移動，機動靈活地沿曲折的邊界作業。當側面遇到障礙物時，一般不采用轉向的方法躲避，而是將刮刀側向收回，過了障礙物后再將刮刀伸出。這種作業方式主要用于移土填堤、平整場地、回填溝渠和鋪筑散料等作業。

4.1.2 刮土直移

刮土直移作業是將刮刀回轉角置為0°，即刮刀軸線垂直于行駛方向，此時切削寬度最大，但只能以較小的切人深度作業，主要用于鋪平作業。

4.1.3 機外刮土

平地機在作業時，由于刮刀有一定回轉角，或由于刮刀在機體外刮側坡，使機器受到一個側向力的作用，常會迫使機器前輪發生側移以致偏離行駛方向，加劇輪胎的磨損，并對前輪的轉向銷軸產生很大的力矩，使前輪轉向（偏擺）的阻力增大，這時，可以采用傾斜前輪的方法來避免。

4.1.4 斜行作業

利用車架鉸接或全輪轉向的特點，平地機可以斜行作業。在很多作業場合需要采用斜行作業方法，使車輪避開料堆，保持機器更加穩定。

4.2 平地機的合理使用

4.2.1 鏟土角選擇

鏟土角即切削角，指刮刀切削刃與地面的夾角。鏟土角的大小一般依作業類型來確定。一般平地機鏟土角都有一定的調整范圍，以適應不同的作業要求。中等鏟土角（60°左右）適用于通常的平整作業。在切削、剝離土壤時，需要較小的鏟土角，以降低切削阻力。當進行物料混合和攤鋪時，應選用較大的鏟土角，這樣可以避免大粒物料對刮刀的推擠力，大粒料容易從刮刀下滾過去，刮刀載料減少，使物料滾動混合作用增強。

4.2.2 刮刀回轉角選擇

刮刀回轉角w是指刮刃與橫坐標x軸正向的夾角。當回轉角增大時，工作寬度減小，但物料的側移輸送能力提高，切削能力也提高，刮刀單位切削寬度上的切削力增大。對于剝離、攤鋪、混合作業及硬土切削作業，回轉角可取30°～50°；對于推土攤鋪或進行最后一道刮平以及進行松軟或輕質土刮整作業時，回轉角可取0°～30°。回轉角應視具體情況及要求來確定。在狹窄地段和短距離施工時，將刮刀回轉180°，平地機可以在倒退行駛狀態下作業，可提高作業效率。

4.2.3 前輪傾斜的使用

前輪傾斜除了用來抵消機器受到的側向力外，還可用于刮坡作業時刮刀切人深度的微調，以提高刮削精度。

參考文獻：

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