一種可翻轉多功能變形推土鏟結構及原理

摘要：介紹了一種可翻轉多功能變形推土鏟，主要包括其結構形式以及功能原理。在結構形式上，由組合鏟、推架、提升油缸、翻轉架、閉鎖裝置、限位底座、翻轉缸座和翻轉缸組成；在功能上，所述推土裝置具備推土、清障等6種作業姿態，通過推架的適應性設計為車體前部安裝其他作業裝置預留了空間，同時利用翻轉功能設計實現向后翻轉180°收起，與其他工作裝置實現切換作業，還通過翻轉架鎖緊設計，保證了推土裝置作業時的根部穩定性，不影響其性能。著重解決了工程作業車輛車體前部安裝多種作業裝置的技術問題，具有一定的普適性。

關鍵詞：工程機械、工程作業車、推土鏟、推土裝置

0 引言

工程作業車是一種應用于多種工況的工程作業車輛，多搭載有推土鏟、挖掘裝置等工程作業裝置以滿足不同的工況需求，可根據行進方式分為履帶式、輪式、步履式等等。

推土鏟是工程作業車上一個十分重要的部件，多用于推土、平土等土方作業，一般安裝于車體前部，在礦用、水利、交通等多個領域都發揮巨大作用。

本文介紹了一種特殊結構推土鏟，可以向后翻轉180°收起，并且能夠變形實現多種作業功能，為工程作業車輛車體前部安裝多種作業裝置提供了一種技術解決方案。

1 結構形式

如圖1所示，本文的可翻轉多功能變形推土鏟，由組合鏟、推架、提升油缸、翻轉架、閉鎖裝置、限位底座、翻轉油缸座和翻轉油缸組成，在前后方向總體呈“三段式”布局，最前部為組合鏟作業機構，中部主要為土方作業支撐部分，后部則主要為翻轉功能實現部分。

組合鏟由兩面根部與推架最前端共軸鉸接的邊鏟以及變鏟油缸組成，變鏟油缸兩端分別連接推架與邊鏟，用來驅動邊鏟動作，具體結構如圖2所示。

推架結構形式與一般推土鏟推架的結構形式有所不同，推架前部呈“︿”角形向兩側延伸至與車體等寬后再向后延伸，推架根部不直接與底盤連接，而是與翻轉架最底端鉸接，翻轉架根部再與固定在底盤上的限位底座鉸接，這樣整個裝置就與底盤實現了連接；除此之外，推架進行了加寬設計，寬度大于車體底盤寬度，組合鏟與車體之間也預留了足夠距離，這樣推架內部就預留足夠空間，能夠容納其他工作裝置進行布置安裝。

翻轉架作為推架與底盤之間連接的中樞機構，起到實現翻轉的關鍵作用。翻轉架整體呈“△”形狀，有較好的結構剛度和穩定性；翻轉架上頂點和下頂點分別連接推架的提升油缸和推架的尾部，根部與底盤上的限位底座鉸接，為整個推架的正常作業和動作提供受力支撐。除此之外，翻轉架尾部安裝有翻轉油缸，翻轉油缸另一端與固定安裝在底盤上的翻轉油缸座相連，在油缸收縮時可以通過翻轉架帶動整個推土鏟向后翻轉。

提升油缸兩端分別連接翻轉架最前端與推架，控制推土鏟提升與下降。

閉鎖裝置安裝在限位底座上，由閉鎖缸、閉鎖扣、設置在限位底座上的滑道以及翻轉架上的閉鎖銷組成（見圖3），可以對翻轉架進行限位閉鎖，使推土鏟作業時的受力能夠有效傳遞到限位底座上和底盤上，保證推土裝置的整體穩定性和結構強度。

限位底座和翻轉缸座則固定安裝在車體底盤的左右兩側，作為整個裝置的基礎支撐。翻轉缸兩端分別連接翻轉架和翻轉缸座，用于控制翻轉架進行翻轉。

2 功能原理

組合鏟可以通過變鏟油缸伸縮動作控制邊鏟繞鉸接點旋轉，實現“直鏟”（如圖1）、“V形鏟”（如圖4）、“單邊斜鏟”（如圖5）、“全斜鏟”（如圖6）以及“倒V形鏟”（如圖7）變形，可用于推土作業和清障作業的不同工況，適應多種作業環境。

另外，整個裝置可劃分為作業狀態（如圖1）和收起狀態（如圖8）。在收起狀態時，推土裝置通過翻轉油缸、翻轉架、提升油缸等聯動實現向后翻轉180°收起；而在作業狀態時，翻轉架、推架等都翻轉至車體前方。

推土裝置向后翻轉的原理如下：車在向后翻轉時，提升缸縮回，控制推架向上繞鉸接點旋轉45°。翻轉油缸兩端分別連接翻轉缸座和翻轉架，翻轉缸通過伸縮動作驅動翻轉架翻轉，全縮帶動整個工作裝置繞向后翻轉135°，進而實現整個裝置后翻180°。反之，推土裝置準備作業時，翻轉缸全伸驅動整個裝置向前翻轉135°，然后提升缸伸出控制推架向下繞鉸接點旋轉45°。

需要說明的是，由于推架根部與翻轉架鉸接，為了使推土裝置在作業狀態下推架根部足夠穩定，保證作業支撐，設計了閉鎖裝置（見圖3）。

推土裝置在工作狀態時，翻轉架落入限位底座的結構限位處，閉鎖缸推動鎖扣沿設置在限位底座上的滑道鎖住翻轉架上的閉鎖銷，使翻轉架與車體相對固定；在翻轉架向后翻轉時，閉鎖裝置則處于解鎖狀態，閉鎖缸拉動鎖扣沿滑道脫開翻轉架上的鎖銷。所以在執行向后翻轉動作前，首先要將閉鎖裝置“解鎖”，然后才能翻轉；反之，推土裝置向前翻轉進行作業時，要翻轉到位后，在將閉鎖裝置“上鎖”，鎖緊翻轉架，才能進行作業。

綜上所述，本文所介紹的推土裝置能夠實現在車體前部與其他作業裝置共存的原理即為三個方面：一是通過推架加寬設計為其他工作裝置預留足夠空間，不影響推土裝置作業；二是通過推土裝置翻轉設計使推土裝置與其他工作裝置實現切換，在其他工作裝置工作時推土裝置可以翻轉收起；三是通過翻轉架鎖緊設計，保證了推土裝置作業時的根部穩定性，不影響其性能。

3 結束語

該推土裝置對于需要在車體前部搭載多種作業裝置的工程車，提供了一種技術解決方案。其實際應用前景較為廣泛，具有較大的普適意義。