環衛型推土機的設計與相關研究

楊玉州

【摘 要】為適應城鎮化的快速發展進程，響應國家綠色環保的城建發展政策，城鄉環衛企業紛紛開始推廣環衛型推土機，它能夠適應目前城市垃圾場合中散、碎、雜等特點，緩解城市垃圾在各種環境下的處理壓力。本文要探討的重點就是環衛型推土機各個裝置部位在設計方面的技術要點。

【關鍵詞】環衛型推土機；設計要點；技術要求；垃圾處理；工況

目前隨著我國城鎮化改革的大跨步實施，城鎮化發展進程也明顯加快，但隨之而來的還包括城市人口加劇所帶來的工業生活垃圾處理壓力。據環保部統計，全世界每年產生6億噸垃圾，我國就占到其中的25%，而隨著城鎮化的飛速發展，這個數字還在以每年9%的增幅不斷上升。所以，我國已經成為世界上垃圾負擔最重的國家之一。對城市垃圾的處理水平如何，直接決定了我國城鎮化發展的質量與效率，必須加以重視。

1 國內處理城市垃圾的傳統模式

在我國，大部分城市在垃圾處理方面都會采用比較傳統的焚燒填埋式處理方式，它主要通過高溫熔爐進行焚燒，然后再依靠壓實機械來將垃圾殘渣壓實后鋪土。考慮到城市所設置的垃圾場環境與自然沼澤地環境非常相近，所以一旦進入雨季以后垃圾場內的垃圾處理工作環境就會變得極其惡劣，此時普通的垃圾壓實機就已經難以滿足特殊環境工作需求，針對性較差。所以我國城市垃圾場迫切需要一種能夠適應各種惡劣工況的新型環衛機械來彌補傳統設備的缺陷問題。就目前對環衛推土機的技術發展狀況來看，我國現在還在借鑒國外相關產品技術，但無論是借鑒還是仿制，在設計技術方面還缺乏深入性研究。所以本文希望基于環衛理念原則，根據現實的垃圾場工況特征，介紹一種新的環衛型推土機，并闡述它在設計方面的技術要點，推動我國工程機械的技術發展[1]。

2 環衛型推土機的基本工況及作業特點

在大中型垃圾處理場作業中才能用到環衛型推土機，它的主要任務就是無公害化垃圾填埋處理，另外還承擔整修道路、開挖土方、集運回填、壓實垃圾等工作。

城市中，工業及生活垃圾的組成相當復雜，比如日常生活垃圾、建筑垃圾、工業垃圾以及廢料殘渣等，這其中包含大量的有機物與無機物，特別是某些有毒害和腐蝕性的化工類物質大量存在。當然還存在大量的已腐爛有機物，所以在垃圾處理場中的空氣中也是含有大量有害粉塵和毒氣的。另外，垃圾處理場中也含有大量的不易清理銷毀的廢紙類及塑料物質，這些都給垃圾處理作業帶來一定麻煩。而對推土機作業來說，大量的不易處理垃圾還會給機械設備零件與駕駛員操作等等帶來不同程度的危害及影響。以高密度粉塵為例，它不但會對推土機駕駛員的健康造成嚴重威脅，還直接損壞推土機發動機的冷卻與進氣設備，例如空濾器濾芯堵塞、水箱散熱孔隙堵塞等等，這些都會影響到推土機發動機的正常運轉。而由于處理場中大量蚊蟲的存在，推土機風扇也會將它們吸入到水箱當中堵塞散熱孔，影響發動機傳動系統的冷卻功能。

再者，未分類垃圾是我國垃圾處理的一大隱患，大量從城市而來的未分類垃圾成分相當復雜，其中不乏大量還以化學、物理狀態而存在的不確定性物品，它們都會對推土機的日常作業性能帶來嚴重威脅。所以說，本文將要研究的環衛型推土機在設計方面充分考慮到上述工況問題，希望為垃圾處理場正常作業帶來較為合理高效的工作環境[2]。

3 環衛型推土機的設計技術要點分析

環衛型推土機是普通推土機的加強版設備，它不但擁有傳統推土機的所有功能，還可以根據垃圾處理場的實際作業特點與臨時狀況進行有針對性的特殊設置，從而適應垃圾處理場的各種特殊環境。本文所要研究的就是在特殊環境下環衛型推土機的設計技術要點。

3.1 動力裝置

動力裝置設計是環衛型推土機不同于普通推土機的地方，它的設計重點在于發動機附件配置方面，附件的配置一定要適應設備對環境的適應和作業特點。

相比于普通推土機在發動機上設置的直扇葉片吹風型風扇，環衛型推土機所設置的則是特殊曲面設計風扇。它的特色就在于防止垃圾附著于發動機的清潔水箱與機罩內部，其主要原理就是通過風扇轉動離心力將垃圾碎屑從風扇中甩出，確保不會有一點垃圾堵塞粘滯在葉片上。目前國外還研究出了一種能自適應調節角度的風扇葉片，當葉片角度變化時，風扇的風向與風力大小都會有所變化，所以這就實現了風扇的反向吹風，讓風扇設備能夠自動清除發動機上的一切垃圾碎屑。在日本，最先進的三菱自適應自調節風扇葉片通過發動機電子控制模塊實現間隔電信號發動式功能，該功能能夠穩定控制風扇設備的電磁閥與液壓缸，操縱連桿機構來實現風扇扇葉角度的自動調控，而操作人員亦可以通過手動搖桿控制來實現這一功能。

3.2 水箱裝置

考慮到垃圾處理場環境的特殊性，環衛型推土機所采用的一般為組合式水箱，這種水箱下部含有兩個水室，所采用的是兩通道冷卻模式，其原理就是將待冷卻水從一個水室沿冷卻元件送往另一個水室，形成水箱內的水流循環。在這里，冷卻元件也是組合式的，且可以獨立更換，這就大大節約了對水箱的維護時間。并且，水箱冷卻系統的冷卻表面面積很大，相比于普通冷卻系統在冷卻能力方面也更強。

水箱前要加裝防護裝置，且防護裝置距離水箱散熱片的距離不能太小，至少在100～120mm以上，這樣能有效防止垃圾、雜物等卷入，提高水箱工作效率，延長運行壽命。

3.3 傳動裝置

在環衛型推土機作業過程中，很容易受到垃圾中某些泥沙或腐蝕性液體的侵蝕，所以在系統設計過程中要注意對終傳動、半軸以及引導輪等部位的浮動油封保護。目前比較理想的設計方式就是在浮動油封外圍增加迷宮式密封結構，該設計能夠對浮動油封起到一定程度的保護作用，因為外部雜質要通過直角密封材料才能達到浮動油封位置，這就緩解了垃圾碎屑對浮動油封的纏繞問題。

3.4 行走系統裝置

從環衛型推土機作業時的外部履帶來看，它也是非常容易粘連垃圾的部分，過分的垃圾粘連會讓履帶進入過度緊張狀態，影響其牽引性能，同時也縮短了履帶帶銷的使用壽命。在環衛型推土機的行走系統設計方面應該考慮在履帶上裝配前后刮板，其中前刮板與履帶縱軸線在設計時要保持20～30°角度，這樣更有利于刮掉履帶上的垃圾，在后刮板的安裝部分要利用到松土器架，也可以考慮在后橋箱后部設計保護殼體，然后刮板能夠與殼體形成一套組件來共同完成履帶粘帶垃圾的清理工作。在德國的某些環衛型推土機型會配備具有自潔能力的履帶板，這種履帶板設計的獨特之處就在于它擁有開孔結構，這樣被刮掉的垃圾就可以從孔結構脫落排出[3]。

3.5 其它裝置設計

環衛型推土機要配備照明裝置，該照明裝置最好安裝在推土機高處，比如說前燈要安裝于液壓缸的頂部，而后燈則要安裝在推土機的防翻架上，這樣設計布置就能避免照明燈在作業過程中遭到外部沖擊損壞；發動機上頂罩及左右側門最好設計成帶網眼板的密封結構，這樣設計既阻擋了外界垃圾等異物的進入，又不影響風扇的進氣。

4 總結

本文所主要分析的是環衛型推土機在特殊作業環境下設備各個部件位置的設計要點，它們都充分考慮到了設備工況條件的惡劣性，希望推土機能夠克服這些不利影響，實現更大動力與更高效率，滿足垃圾處理場的特殊需求。

【參考文獻】

[1]滑翔，韓毓文.環衛型推土機設計特點淺談[J].工程機械，2006，37（9）：16-18.

[2]錢春軍，張建波.環衛型推土機的設計研究[J].今日工程機械，2011（12）：74-77.