推土機工作裝置結構分析

龐建蘭　劉政

摘要：當前推土機在城市和國防建設、露天采礦、道路和水利水電基礎設施建設等各種施工中都有著廣泛的應用，其主要功能是用來完成推移積土、填土、開渠和清理等作業。相比之下，在工作場所惡劣且作業對象多為礦石、凍土，工作過程中受到的沖擊載荷大，多采用大馬力推土機，其工作裝置能承受較大的載荷沖擊。相應的工作裝置的及構件的強度、剛度影響著推土機作業性能的發揮。本文通過對推土機工作裝置的深入研究，對大馬力推土機工作裝置的結構強度進行分析。

關鍵詞：推土機；工作裝置；強度；結構分析

引言

推土機工作裝置的結構和性能直接影響整機的工作尺寸和性能參數，因此，工作裝置的合理性和工作裝置的結構直接影響推土機 的工作效率 、工作負荷、動力與運動特性、不同工況下的作業效果 、 工作循環的時間、外型尺寸和發動機功率等。這些因素綜合起來可能會對推土機的整體運行狀況造成不良影響，因此必須加以重視。

1.推土機發展概述

現在，推土機是工程機械的主要機種之一，廣泛應用于城市和國防建設、露天采礦、道路和水利水電基礎設施建設等各種施工中，主要用來推移積土、填土、開渠和清理等作業。

推土機在我國的發展自改革開放以來取得了巨大的成果，一系列的中小型推土機開始投入使用，走進人們的視線，從開始引進推土機技術，到我國基本實現推土機的國產化，經歷了幾十年的發展歷程。中國的飛速發展加劇了工程機械行業的競爭，另一方面國外資源的引入大大促進了我國工程機械產品的創新，加快工程機械行業的產業結構調整，隨后，我國推土機行業迎來新的發展機遇，推土機產品逐漸向大噸位轉移，為了推進環保工程建設，小型推土機的作用不可忽視。但從整體上看，推土機行業的發展與其它路面機械相比較還比較落后，特別是在推土機在技術和可靠性上與國外企業差距較大。現階段國內仍停留在經驗設計和類比法設計階段，還有許多問題亟待解決。

大型履帶式推土機具有堅固耐用、可用于較為惡劣的工作條件等特點，此外人機利用率高，施工速度快，非常適應大規模施工作業的需要，總體經濟效益良好。隨著我國國民經濟的發展，大型推土機的需求將不斷增加。

2.推土機工作裝置結構分析

2.1推土機的工作裝置

推土機是一種自行式鏟土運輸機械 ， 其作業方式主要有：在經濟運距內鏟土、運土，鏟運松散物料，對壕溝、基槽、下水道等填土，平整施工現場及農田 ，松土或返修路面進行破碎等。此外還可以應用于清除樹樁、積雪、拖式鏟運機的牽引機等 ，除荊機、履帶裝載機、吊管機、自行電站等機種大部分也是以推土機底盤作基礎底盤。

推土機的工作裝置是推土機的重要組成部分，包括推土鏟和松土器。推土鏟安裝在推土機的前端，是推土機的主要工作裝置，它由鏟刀和推架兩部分組成。推土機處于運輸工況時推土鏟被液壓油缸提起；推土機進入作業工況時液壓油缸降下推土鏟，將鏟刀置于地面，向前可以推土，向后可以平地；推土機在較長時間內牽引作業時可將推土鏟拆除。主要品種有：直傾鏟、角鏟、U型鏟、環衛鏟、電廠型鏟、漠鏟、濕地鏟、巖石鏟、萬向鏟等。可根據不同的工況進行不同的選擇。

2.2推土機工作裝置結構強度分析方法

由于推土機在土石方工程中被廣泛應用 ，其主要承受工作載荷的部件就是推圖工作裝置，推土機工作裝置設計的過程中，必須充分考慮到在復雜多變的工作外載作用下 ，分析計算推土工作裝置在不同工況、不同部位危險點的應力分布，以保障安全效率生產。

推土機在偏載工況下作業時 ，其推土工作裝置的受力狀況是極其惡劣的。對推土機工作裝置可以運用強度理論對大型推土機推土工作裝置進行強度分析 ，建立在偏載工況下推土機推土工作裝置超靜定體系發生組合變形時的應力計算模型。在默認載荷狀況為推土機鏟刀的一個側角頂到障礙物 ，即偏載工況下，計算條件： 推土機在水平地面作業 ，帶載的推土機鏟刀從切削位置提升到運輸位置 ，且以最大頂推力工作時。可以分為以下幾步：①將推土工作裝置在偏載工況下的超靜定體系 ，簡化為在對稱載荷作用下的兩次超靜定體系和在非對稱載荷作用下的兩次超靜定體系的組合 ②依據強度理論 ，同時考慮推土工作裝置工作時 ，頂推梁將發生扭轉、彎曲和軸向壓縮等多種組合變形 ，進行頂推梁強度分析③對頂推梁強度計算（包括鉸點反力的計算、超靜定體系模型的簡化、頂推梁內力分析和頂推梁強度分析。

運用強度理論對工作裝置進行的強度計算取得了較好的成果，且該方法在使用上具有結構簡單 ，易于編程的特點，設計人員比較容易理解、接受、實現的一種工程方法，可行性較高。

3.結語

總的來說，對推土機工作裝置的強度和結構性能的影響，除了有來自工作過程中突遇載荷等因素的影響之外，還包括各構件的加工制造的質量及間隙大小的設定對其強度和結構的影響。不同的路面狀況、不同的作業工況對其也有很大影響。在對推土機結構及性能的優化方面，要對這些因素進行綜合考慮，保證推土機的工作效率和安全作業。

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作者簡介：

龐建蘭（1981.10.14-）女，漢，天津人，天津建筑機械廠，工程師，本科學歷，研究方向，工程機械。

劉政（1981.01.27-）男，漢，天津人，天津建筑機械廠，工程師，本科學歷，研究方向，工程機械。