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I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí) 機(jī)械 051 姓名 甄龍（200506034）下發(fā)日期 2009-3-10 題目 TY160 推土機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 專題 主 要 內(nèi) 容 及 要 求 本設(shè)計(jì)題目進(jìn)行推土機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)，主要工作有：設(shè)計(jì)工作裝置的結(jié)構(gòu)形式和尺 寸，包括設(shè)計(jì)鏟刀高度、鏟刀寬度、推土板角度參數(shù)、曲率半徑，頂推架與臺(tái)車架鉸 點(diǎn)位置，以及推架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行鏟斗的強(qiáng)度計(jì)算，最后建立鏟斗的三維模型。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容為： 1. 推土機(jī)總體方案設(shè)計(jì)； 2. 推土機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算，以及三位模型的建立，完成繪圖設(shè)計(jì)折 合 A0 圖紙 3 張； 3. 翻譯英文文獻(xiàn) 3000 單詞左右； 4. 完成 2 萬字左右的畢業(yè)論文或設(shè)計(jì)說明書。 主要技 術(shù)參數(shù) 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率（kw）： 120 額定轉(zhuǎn)速（rpm）： 1850 最大扭矩 Nm/rpm 764 燃油消耗率 g/kwh 231 進(jìn) 度 及 完 成 日 期 設(shè)計(jì)任務(wù)的安排及資料查閱 2009-3-102009-3-17 實(shí)習(xí) 2009-3-172009-3-24 外文翻譯 2009-3-242009-4-1 方案設(shè)計(jì) 2009-4-12009-4-10 三維圖的繪制 2009-4-102009-5-10 工程圖的形成及修改 2009-5-112009-6-1 設(shè)計(jì)說明書的書寫及修改 2009-6-22009-6-15 教學(xué)院長簽字 日 期 教研室主任簽字 日 期 指導(dǎo)教師簽字 日 期 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 I 摘 要 推土機(jī)在土石方工程中被廣泛應(yīng)用，推土工作裝置是其承受工作載荷的主 要部件，并將載荷傳遞至機(jī)體，受力情況非常惡劣。在復(fù)雜多變的工作外載荷 作用下，分析計(jì)算推土工作裝置在不同工況、不同部位危險(xiǎn)點(diǎn)的應(yīng)力分布，是 設(shè)計(jì)推土機(jī)工作裝置所必需的。 本文進(jìn)行了 TY160 型推土機(jī)的總體設(shè)計(jì)、推土機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。工 裝置由推土刀板、頂推梁、撐桿、液壓缸系統(tǒng)等組成。推土板的結(jié)構(gòu)形式直接 決定了工作裝置的受力狀況，此設(shè)計(jì)的推土板采用半開式結(jié)構(gòu)，其傾斜角的調(diào) 整是通過液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。借助 Pro/E 軟件進(jìn)行推土機(jī)工作裝置的三維實(shí)體設(shè) 計(jì)，可以真實(shí)的反映各部分的幾何形狀和空間位置。 本設(shè)計(jì)選擇了危險(xiǎn)工況和計(jì)算位置進(jìn)行了強(qiáng)度校核， 并借助計(jì)算機(jī)選取危 險(xiǎn)截面進(jìn)行了有限元分析，對結(jié)果進(jìn)行了對比分析。經(jīng)過校核，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合 理，滿足使用要求。 關(guān)鍵詞：推土機(jī)；工作裝置；Pro/Engineer ；強(qiáng)度校核 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 II ABSTRACT Bulldozers, works in the wide application of earth-moving equipment, which working device load to bear the main components, and load transfer to the body, the force is very poor. In the complex and ever- changing work loads, the analysis blade equipment in different conditions. Dangerous point in different parts of the stress distribution is designed bulldozers work necessary for the device. In this paper, complete the TY160 bulldozers the overall design, the bulldozers working device structure design. Working mainly components by the installation of Blade knife plate, pushers beam, pole vault, hydraulic cylinder system. The structure of Blade knife plate can determine the device situation directly. And the hydraulic system can achieve the blade angle adjustments. The design uses of Pro/Engineer software to building the 3D solid model, which can be true representation the geometry and the locus. The design chosen the dangerous working conditions and calculate the position of strength check, and the use of computer selected dangerous cross-section of the finite element analysis, and cooperate the results of the analysis. After checking the rational design of the structure, its meet the requirement. Key words: bulldozers; working device; pro/engineer; check strength; FEM 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 III 目錄 摘 要 .I ABSTRACT .II 目錄 .III 第一章 緒 論 .1 1.1 推土機(jī)概述 .1 1.2 課題任務(wù) .11 1.3 課題背景和設(shè)計(jì)意義 .11 第二章 推土機(jī)總體方案設(shè)計(jì) .12 2.1 動(dòng)力裝置 .12 2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) .12 2.3 行走機(jī)構(gòu) .13 2.4 工作裝置 .13 2.5 液壓系統(tǒng) .13 第三章 推土機(jī)總體參數(shù)選擇 .15 3.1 推土機(jī)重量和接地比壓 .15 3.2 推土機(jī)的行走速度 .15 3.3 鏟刀的垂直壓力及比壓入力 .16 3.4 推土機(jī)的軌距和最小轉(zhuǎn)彎半徑 .16 3.5 推土機(jī)的駛?cè)虢恰㈦x去角、離地間隙 .17 3.6 鏟刀的提升高度和切削深度 .17 3.7 推土機(jī)生產(chǎn)率 .17 第四章 推土機(jī)重心計(jì)算 .19 4.1 重心位置分析 .19 4.2 中心位置的確定 .19 第五章 推土機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) .21 5.1 工作裝置結(jié)構(gòu)類型 .21 5.2 工作裝置主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸的確定 .22 5.3 推土機(jī)工作裝置的強(qiáng)度計(jì)算 .27 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 IV 5.4 推土機(jī)鏟刀的強(qiáng)度計(jì)算 .32 5.5 第三計(jì)算位置 .41 結(jié)論 .43 參考資料 .44 致謝 .45 附件 .46 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 第一章 緒 論 1.1 推土機(jī)概述 1.1.1 推土機(jī)的用途 推土機(jī)是一種短距離的自行式鏟土運(yùn)輸機(jī)械，以工業(yè)拖拉機(jī)或?qū)Ｓ脿恳?為主機(jī)，前端裝有推土裝置，依靠主機(jī)的頂推力，用來開挖路基、構(gòu)筑路堤、 回填基坑、鏟除障礙、清除積雪、平整場地等，也可完成短距離內(nèi)松散物料的 鏟運(yùn)和堆集作業(yè)。 大型推土機(jī)加裝松土器后還可以進(jìn)行土石的劈松作業(yè)；加裝多齒松土器可 以劈開較薄的硬土、凍土等；加裝單齒松土器除能疏松硬土、凍土外，還可以 劈松具有風(fēng)化和有裂縫或紋理發(fā)達(dá)的巖石。 推土機(jī)的作業(yè)對象主要是：各級(jí)土、砂石料及風(fēng)化巖石等。 推土機(jī)受鏟刀容量的限制，運(yùn)距不宜過長。推土運(yùn)距過長或過小軍會(huì)降低 作業(yè)生產(chǎn)效率。 通常中小型推土機(jī)的運(yùn)距為 1080m ， 大型推土機(jī)的運(yùn)距不 超過 120m。 1.1.2 推土機(jī)的組成 履帶式推土機(jī)主要由工業(yè)拖拉機(jī)、液壓系統(tǒng)和工作裝置（推土鏟刀和松土 器）所組成。輪胎式推土機(jī)是在整體車架或鉸接式車架的專用輪式底盤前方加 裝有液壓操縱的推土機(jī)工作裝置所組成。有些大中型推土機(jī)為了提高施工質(zhì)量 和作業(yè)速度，減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還加裝了推土裝置調(diào)平系統(tǒng)。如圖 1.1 所示。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 1.1.3 推土機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理 推 土 機(jī) 是 土 方 工 程 機(jī) 械 的 一 種 主 要 機(jī) 械 ， 按 行 走 方 式 分 為 履 帶 式 和 輪 胎 式 兩 種 .因 為 輪 胎 式 推 土 機(jī) 較 少 。 本 文 主 要 講 述 履 帶 式 推 土 機(jī) 的 結(jié) 構(gòu) 與 工 作 原 理 。 功 率 大 于 120KW 的 履 帶 式 推 土 機(jī) 中 ， 絕 大 多 數(shù) 采 用 液 力 -機(jī) 械 傳 動(dòng) 。 這 類 推 土 機(jī) 來 源 于 引 進(jìn) 日 本 小 松 制 作 所 的 D155 型 、 D85 型 、 D65 型 三 種 基 本 型 推 土 機(jī) 制 造 技 術(shù) 。 國 產(chǎn) 化 后 ， 定 型 為 TY320 型 、 TY220 型 、 TY160 型 基 本 型 推 土 機(jī) 。 為 了 滿 足 用 戶 各 種 使 用 工 作 況 的 需 求 ， 我 國 推 土 機(jī) 生 產(chǎn) 廠 家 在 以 上 三 個(gè) 基 本 型 推 土 機(jī) 的 基 礎(chǔ) 上 ， 拓 展 了 產(chǎn) 品 品 種 ， 形 成 了 三 種 系 列 的 推 土 機(jī) 。 TY220 型 推 土 機(jī) 系 列 產(chǎn) 品 ， 包 括 TSY220 型 濕 地 推 土 機(jī) 、 TMY220 型 沙 漠 推 土 機(jī) 、 TYG220 型 高 原 推 土 機(jī) 、 TY220F 型 森 林 伐 木 型 推 土 機(jī) 、 TSY220H 型 環(huán) 衛(wèi) 推 土 機(jī) 和 DG45 型 吊 管 機(jī) 等 。 TY320 型 和 TY160 型 系 列 推 土 機(jī) 也 在 拓 展 類 似 的 系 列 產(chǎn) 品 。 TY160 系 列 中 還 有 TSY160L 型 超 濕 地 推 土 機(jī) 和 TBY160 型 推 扒 機(jī) 等 。 推 土 機(jī) 產(chǎn) 品 種 的 開 發(fā) 拓 展 ， 既 要 滿 足 不 同 工 況 條 件 的 工 作 適 應(yīng) 性 ， 又 必 須 與 基 本 型 保 持 最 大 限 度 的 零 部 件 通 用 性 （ 或 稱 互 換 性 ） ， 這 就 為 廣 大 用 戶 使 用 維 修 帶 來 極 大 的 方 便 。 為 方 便 用 戶 購 買 配 件 ， 生 產(chǎn) 廠 都 保 留 了 日 本 小 松 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 公 司 的 零 部 件 編 號(hào) ， 只 有 改 型 中 自 行 設(shè) 計(jì) 的 零 部 件 ， 才 冠 以 自 己 廠 家 的 編 號(hào) 。 履 帶 式 推 土 機(jī) 主 要 由 發(fā) 動(dòng) 機(jī) 、 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 、 工 作 裝 置 、 電 氣 部 分 、 駕 駛 室 和 機(jī) 罩 等 組 成 。 其 中 ， 機(jī) 械 及 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 又 包 括 液 力 變 矩 器 、 聯(lián) 軸 器 總 成 、 行 星 齒 輪 式 動(dòng) 力 換 擋 變 速 器 、 中 央 傳 動(dòng) 、 轉(zhuǎn) 向 離 合 器 和 轉(zhuǎn) 向 制 動(dòng) 器 、 終 傳 動(dòng) 和 行 走 系 統(tǒng) 等 。 動(dòng) 力 輸 出 機(jī) 構(gòu) 以 齒 輪 傳 動(dòng) 和 花 鍵 連 接 的 方 式 帶 動(dòng) 工 作 裝 置 液 壓 系 統(tǒng) 中 工 作 泵 、 變 速 變 矩 液 壓 系 統(tǒng) 變 速 泵 、 轉(zhuǎn) 向 制 動(dòng) 液 壓 系 統(tǒng) 轉(zhuǎn) 向 泵 ； 鏈 輪 代 表 二 級(jí) 直 齒 齒 輪 傳 動(dòng) 的 終 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) （ 包 括 左 和 右 終 傳 動(dòng) 總 成 ） ； 履 帶 板 包 括 履 帶 總 成 、 臺(tái) 車 架 和 懸 掛 裝 置 總 成 在 內(nèi) 的 行 走 系 統(tǒng) 。 推 土 機(jī) 采 用 機(jī) 械 傳 動(dòng) 或 帶 液 力 變 矩 器 的 液 力 機(jī) 械 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) ， 也 有 少 數(shù) 采 用 液 壓 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 。 液 力 變 矩 器 是 依 靠 液 力 工 作 的 。 油 液 在 葉 柵 中 流 動(dòng) 時(shí) ， 由 于 沖 擊 、 摩 擦 ， 會(huì) 消 耗 能 量 ， 使 油 發(fā) 熱 ， 故 液 力 變 矩 器 的 傳 動(dòng) 效 率 是 較 低 的 。 目 前 ， 國 內(nèi) 外 最 好 的 液 力 變 矩 器 其 最 高 效 率 為 88%。 當(dāng) 變 矩 器 的 渦 輪 因 推 土 機(jī) 超 負(fù) 荷 而 停 止 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) ， 由 泵 輪 傳 來 的 能 量 全 部 轉(zhuǎn) 化 成 熱 量 而 消 耗 掉 ， 此 時(shí) 變 矩 器 效 率 為 0。 要 想 提 高 變 矩 器 的 傳 動(dòng) 效 率 ， 就 要 掌 握 推 土 機(jī) 的 負(fù) 荷 ， 使 渦 輪 有 適 當(dāng) 的 轉(zhuǎn) 速 、 推 土 機(jī) 有 適 當(dāng) 的 速 度 ； 即 當(dāng) 推 土 機(jī) 因 負(fù) 荷 過 大 而 走 不 動(dòng) 時(shí) ， 要 及 時(shí) 減 小 負(fù) 荷 ， 提 一 下 鏟 刀 或 由 II 擋 換 為 I 擋 。 由 變 矩 器 的 結(jié) 構(gòu) 和 工 作 原 理 知 ， 變 矩 器 工 作 時(shí) 油 會(huì) 有 內(nèi) 泄 、 會(huì) 發(fā) 熱 。 這 就 要 求 要 及 時(shí) 給 變 矩 器 內(nèi) 部 補(bǔ) 充 油 ， 并 將 發(fā) 熱 的 油 替 換 出 來 冷 卻 ， 形 成 一 個(gè) 循 環(huán) 。 TY320 型 和 TY220 型 有 完 全 相 似 的 液 力 變 矩 器 ， 只 是 進(jìn) 行 了 幾 何 放 大 。 TY160 型 和 TY220 型 有 基 本 相 似 的 的 液 力 變 矩 器 ， 人 是 結(jié) 構(gòu) 有 些 變 化 。 它 們 的 故 障 和 維 修 是 基 本 相 同 的 。 （ 2） 行 星 齒 輪 動(dòng) 力 換 擋 變 速 器 該 變 速 器 主 要 由 四 個(gè) 行 星 排 和 一 個(gè) 旋 轉(zhuǎn) 閉 鎖 離 合 器 構(gòu) 成 。 圖 3 中 標(biāo) 的 “I”“II”“III”、 “IV”是 四 個(gè) 行 星 排 ， “V”是 旋 轉(zhuǎn) 閉 鎖 離 合 器 。 “I”“II”和 “IV”行 星 排 都 是 固 定 齒 圈 ， 用 行 星 架 同 向 旋 轉(zhuǎn) 進(jìn) 行 輸 出 的 。 “II” 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 行 星 排 的 行 星 架 上 多 裝 一 個(gè) 行 星 輪 ， 若 將 齒 圈 C 用 離 合 器 固 定 ， 當(dāng) 太 陽 輪 A 右 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 行 星 齒 輪 B 左 轉(zhuǎn) ， 行 星 齒 輪 E 右 轉(zhuǎn) ， 行 星 架 D 左 轉(zhuǎn) ， 則 形 成 了 以 太 陽 輪 輸 入 、 行 星 架 反 向 旋 轉(zhuǎn) 輸 出 的 行 星 齒 輪 減 速 機(jī) 構(gòu) 。 TY220 型 推 土 機(jī) 變 速 器 即 利 用 第 II 行 星 排 作 為 倒 擋 使 用 。 TY220 型 推 土 機(jī) 變 速 器 ， 在 結(jié) 構(gòu) 上 許 多 特 點(diǎn) ， 利 用 這 些 特 點(diǎn) ， 可 使 維 修 更 為 容 易 進(jìn) 行 。 如 第 1 至 第 4 離 合 器 的 摩 擦 片 和 光 盤 都 是 通 用 的 ； 第 2 至 第 4 行 星 排 的 活 塞 和 密 封 環(huán) 相 同 ， 行 星 排 離 合 器 導(dǎo) 向 銷 相 同 ， 光 盤 分 離 彈 簧 相 同 ， 離 合 器 活 塞 分 離 彈 簧 相 同 ； 第 1 至 第 3 行 星 排 使 用 同 一 個(gè) 行 星 架 ； 第 4 行 星 排 的 行 星 架 利 用 外 齒 圈 插 入 第 3 行 星 排 齒 圈 中 ， 并 用 彈 簧 卡 圈 防 止 軸 向 竄 動(dòng) 等 等 。 TY320 和 TY220 型 推 土 機(jī) 系 列 產(chǎn) 品 有 完 全 相 似 的 變 速 器 ， 只 是 放 大 了 幾 何 尺 寸 。 TY160 型 推 土 機(jī) 變 速 器 ， 離 合 器 的 排 列 方 式 不 同 ， 第 1 離 合 器 為 前 進(jìn) 擋 ， 第 2 離 合 器 為 后 退 擋 ， 第 3 旋 轉(zhuǎn) 閉 鎖 離 合 器 為 I 擋 ， 第 4 離 合 器 為 III 擋 ， 第 5 離 合 器 為 II 擋 。 安 們 有 相 同 的 使 用 維 修 特 點(diǎn) 。 （ 3） 轉(zhuǎn) 向 離 合 器 和 轉(zhuǎn) 向 制 動(dòng) 器 變 速 器 的 動(dòng) 力 傳 入 中 央 傳 動(dòng) 后 ， 就 從 縱 向 傳 動(dòng) 變 為 橫 向 傳 動(dòng) ， 由 橫 軸 分 別 傳 給 左 、 右 兩 個(gè) 轉(zhuǎn) 向 離 合 器 。 該 機(jī) 的 轉(zhuǎn) 向 離 合 器 是 彈 簧 壓 緊 、 液 壓 分 離 、 常 嚙 合 、 溫 式 摩 擦 片 結(jié) 構(gòu) 型 式 。 它 包 括 外 鼓 、 內(nèi) 鼓 、 壓 盤 、 外 摩 擦 片 、 內(nèi) 齒 處 、 活 塞 、 螺 栓 、 套 筒 與 活 塞 連 接 成 一 個(gè) 整 體 ， 大 、 小 彈 簧 支 撐 在 內(nèi) 鼓 上 ， 彈 簧 的 安 裝 負(fù) 荷 推 動(dòng) 活 塞 向 右 移 動(dòng) ， 帶 動(dòng) 壓 板 將 摩 擦 片 和 齒 片 壓 緊 在 一 起 ， 實(shí) 現(xiàn) 接 合 傳 力 。 彈 簧 共 8 組 ， 總 安 裝 負(fù) 荷 3.2T， 有 足 夠 的 壓 力 壓 緊 摩 擦 片 以 傳 遞 力 矩 。 當(dāng) 推 土 機(jī) 需 要 轉(zhuǎn) 向 （ 如 拉 動(dòng) 左 轉(zhuǎn) 向 拉 桿 ） 時(shí) ， 淮 壓 油 充 入 轉(zhuǎn) 向 離 合 器 活 塞 和 輪 轂 之 間 的 油 腔 ， 油 壓 力 推 動(dòng) 活 塞 ， 帶 動(dòng) 壓 盤 向 左 移 動(dòng) ， 摩 擦 片 和 齒 片 松 開 ， 不 再 傳 遞 力 矩 ， 推 土 機(jī) 左 側(cè) 失 去 動(dòng) 力 ， 在 右 側(cè) 履 帶 的 推 動(dòng) 下 向 左 轉(zhuǎn) 向 。 轉(zhuǎn) 向 結(jié) 束 時(shí) ， 松 開 拉 桿 ， 液 壓 油 在 活 塞 推 動(dòng) 下 回 流 ， 轉(zhuǎn) 向 離 合 器 重 新 接 合 傳 力 ， 推 土 機(jī) 恢 復(fù) 直 線 行 駛 。 TY220 型 推 土 機(jī) 轉(zhuǎn) 向 制 動(dòng) 器 是 液 壓 助 力 、 浮 動(dòng) 濕 式 制 動(dòng) 帶 式 。 它 包 括 安 裝 在 轉(zhuǎn) 向 離 合 器 外 鼓 上 的 制 動(dòng) 帶 、 助 力 活 塞 、 連 桿 、 浮 動(dòng) 桿 、 連 桿 等 零 件 。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 由 于 浮 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 的 優(yōu) 越 性 能 ， 不 論 離 合 器 外 鼓 是 正 轉(zhuǎn) 還 是 反 轉(zhuǎn) ， 制 動(dòng) 時(shí) 都 很 平 穩(wěn) ， 不 會(huì) 產(chǎn) 生 制 動(dòng) 沖 擊 。 當(dāng) 制 動(dòng) 帶 上 的 制 動(dòng) 帶 襯 片 磨 損 后 ， 制 動(dòng) 帶 和 外 鼓 之 間 間 隙 變 大 ， 制 動(dòng) 跳 板 行 程 增 加 ， 當(dāng) 行 程 增 大 到 一 定 限 度 時(shí) ， 制 動(dòng) 變 得 不 可 靠 。 因 此 ， 要 不 斷 地 調(diào) 整 制 動(dòng) 帶 間 隙 。 推 土 機(jī) 制 動(dòng) 踏 板 標(biāo) 準(zhǔn) 行 程 和 極 限 行 程 如 表 所 示 。 制 動(dòng) 帶 間 隙 調(diào) 整 的 方 法 ： 拆 去 調(diào) 節(jié) 螺 栓 的 護(hù) 蓋 后 ， 將 調(diào) 節(jié) 螺 栓 口 右 旋 ， 扭 緊 制 動(dòng) 帶 以 抱 住 外 鼓 （ 扭 緊 力 矩 約 90Nm） 然 后 擰 松 螺 栓 （ TY160 型 擰 松 15/6 圈 ， TY320 型 擰 松 11/6 圈 ） ， 使 制 動(dòng) 帶 和 外 鼓 間 出 現(xiàn) 0.3mm 標(biāo) 準(zhǔn) 間 隙 ， 調(diào) 整 完 成 。 1.1.4 推土機(jī)的分類 推土機(jī)可按用途、施工現(xiàn)場、發(fā)動(dòng)機(jī)功率、推土機(jī)安裝位置、鏟倒操縱方 式、行走裝置及顫動(dòng)方式等分類。 按用途分 1 工業(yè)用：在工業(yè)履帶拖拉機(jī)上配裝鏟刀，進(jìn)行工業(yè)性作業(yè)。一般為大 型推土機(jī)，推土性能好。 2 農(nóng)業(yè)用：為了擴(kuò)大農(nóng)用履帶拖拉機(jī)的農(nóng)用范圍，在其前部配置鏟刀， 用于農(nóng)田平整作業(yè)。一般為中小型作業(yè)。由于農(nóng)用拖拉機(jī)主要用于后懸掛， 以牽引耕作農(nóng)具為主，改為推土產(chǎn)后，推土性能不如工業(yè)用推土機(jī)。 （二） 按施工現(xiàn)場分 1 地面式：陸地使用的推土機(jī)。 2 兩棲式：這種推土機(jī)身為船形，采用三角形寬履帶板，并且底盤部具有 良好的防水密封性能。主要用潛水、沼澤地帶作業(yè)，也能陸地使用。 3 水下式：適合海底潛水作業(yè)的水下式推土機(jī)組，由母船上引出電纜，采 用電液傳動(dòng)底盤。帶兩個(gè)大型氣筒，以利浮沉。水下推土機(jī)作業(yè)時(shí)，由母船上 遙控操縱。目前已有水下 60 米推土機(jī)。 （三） 按發(fā)動(dòng)功率分 1 小型：發(fā)動(dòng)機(jī)功率小于 37 千瓦（50 馬力） ，稱為小型推土機(jī)。 2 中型：發(fā)動(dòng)機(jī)功率為 37 千瓦至 74 千瓦（100 馬力） ，稱為中型推土機(jī)。 3 大型：發(fā)動(dòng)機(jī)功率大于 74 千瓦，成為大型推土機(jī)。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 （四） 按推土板安裝位置分 1 固定式：推土板與拖拉機(jī)縱向軸線固定為直角，稱為固定式鏟刀推土機(jī)， 也稱為直鏟式推土機(jī)。 2 回轉(zhuǎn)式：推土板能在水平面內(nèi)回轉(zhuǎn)一角度（推土板與拖拉機(jī)縱向軸線水 平夾角成為回轉(zhuǎn)角） ，稱為回轉(zhuǎn)式推土機(jī)，也稱為角鏟式或活動(dòng)式推土機(jī)?；剞D(zhuǎn) 式鏟刀一般還能調(diào)整切削角和傾斜角。 （五） 按鏟刀的操縱方式分 1 鋼索式：鏟刀升降由鋼索操縱，動(dòng)作迅速，可靠?？跨P刀自重入土，不 能強(qiáng)制切土。并且機(jī)構(gòu)摩擦件較多（如滑輪、絞盤等） 。鋼索易磨損。 2 液壓式：鏟倒能在液壓油缸的作用下強(qiáng)制入土，作業(yè)性能好，尤其是平 地作業(yè)，平整質(zhì)量好。另外，鏟倒結(jié)構(gòu)輕巧，操縱輕便。鏟刀升降速度一般比 鋼索式慢，在冬季更為顯著。 （六） 按行走裝置分 1 履帶式：由于履帶式推土機(jī)具有以下特點(diǎn)，所以目前推土機(jī)仍以履帶式 為主。 （1）附著力大。能達(dá)到輪胎式的 1.5 倍。 （2）通過性好。接地比壓比輪胎式小，宜在松軟的濕地作業(yè)。 （3）能在惡劣工作條件下作業(yè)。例如能在碎石地，不平地作業(yè)，履帶比輪 胎磨損慢。 （4）爬坡能力強(qiáng)，亦在山坡作業(yè)。 2 輪胎式：輪胎式推土機(jī)發(fā)展很快，它具有以下特點(diǎn)： （1）行走速度快，運(yùn)距長（一般為履帶式的 2 倍） ，所以作業(yè)循環(huán)時(shí)間短， 生產(chǎn)率比履帶式的一般高 1.5 到 2 倍。 （2）機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，便以調(diào)動(dòng)，且不會(huì)損壞路面。 （3）行走裝置輕巧，耗盡數(shù)量小，并且由于摩擦件少，在一般工作條件的 壽命比履帶式的要長。 （七） 按傳動(dòng)方式分 1 機(jī)械傳動(dòng)：傳動(dòng)可靠，傳動(dòng)效率高，結(jié)構(gòu)簡單，但傳動(dòng)性不如其他傳動(dòng) 方式。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 2 液力機(jī)械傳動(dòng)：這種傳動(dòng)方式能隨推土阻力的變化，自動(dòng)調(diào)整牽引力和 速度，大大改善了推土機(jī)的牽引性能，從而提高了生產(chǎn)率，并且能防止發(fā) 動(dòng)機(jī)過載，起保護(hù)作用。另外液力機(jī)械傳動(dòng)的操縱也簡單，輕巧。 3 全液壓傳動(dòng)：由油馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力直接傳遞到行走機(jī)構(gòu)。牽引力和速度 無級(jí)調(diào)整，大大提高牽引性能。由于取消了主離合器、變速箱、后橋等傳動(dòng)部 件，所以整機(jī)重量減輕，結(jié)構(gòu)緊湊，并且大大方便了推土機(jī)的總體布置。這種 傳動(dòng)方式還能原地轉(zhuǎn)向，轉(zhuǎn)向性能好。目前，由于油馬達(dá)存在以下問題：例如 驅(qū)動(dòng)力和調(diào)節(jié)速度的范圍不大，效率不高，動(dòng)作遲緩，價(jià)格昂貴等，因此在推 土機(jī)的應(yīng)用尚不廣。今后隨著液壓技術(shù)的提高，以及存在問題的克服，全液壓 推土機(jī)將得到發(fā)展。 4 電傳動(dòng)：由柴油機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)行走裝置。對外界 阻力有良好的適應(yīng)性，牽引和行駛速度可無級(jí)調(diào)整。這種傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)接湊， 總體布置方便，也能原地轉(zhuǎn)向，但由于重量大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，目前只在 大功率推土機(jī)上使用，而且以輪胎式為主。一般功率在 450 千瓦以上是，采用 電傳動(dòng)較經(jīng)濟(jì)。 1.1.5 推土機(jī)的發(fā)展歷程 國外履帶式推土機(jī)是在 30 年代初期發(fā)展起來的，而輪式推土機(jī)要晚 10 年左右的時(shí)間才出現(xiàn)。我國 50 年代第一臺(tái)推土機(jī)問市，推土機(jī)行業(yè)迅速發(fā)展 于 20 世紀(jì) 7080 年代，以引進(jìn)小松、卡特和利勃海爾技術(shù)為主，經(jīng)過近 20 年的消化吸收，目前形成了以 20 世紀(jì) 80 年代末小松技術(shù)產(chǎn)品為主導(dǎo)的格局， 從 59kW(80 馬力)到 235kW(320 馬力)規(guī)格齊全的產(chǎn)品系列。但我國推土機(jī)技 術(shù)仍處于較低水平，在運(yùn)用集成電路技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù) 和自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能化和智能化，我國仍處于起步階段，在智能推土 機(jī)研究方面，國內(nèi)還只是在涉及推土機(jī)某些局部裝置，如三一重工的 TQ230 全液壓推土機(jī)。 國外推土機(jī)技術(shù)近年來發(fā)生了一些變化，主要是擴(kuò)大電子技術(shù)的應(yīng)用和提 高推土機(jī)作業(yè)性能、可靠性、操縱舒適性、維修保養(yǎng)性能以及在環(huán)境保護(hù)方面 的一些新技術(shù)。目前，卡特彼勒公司、模塊采礦系統(tǒng)公司、MMS、Leica 和 Trimble 導(dǎo)航設(shè)備有限公司均開發(fā)了基于 GPS 的推土機(jī)定位系統(tǒng)，大大提高推 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 土機(jī)的作業(yè)生產(chǎn)率，如卡特彼勒的采礦鏟土運(yùn)輸技術(shù)系統(tǒng)(METS)。 1.1.6 我國推土機(jī)的發(fā)展方向 （1）開發(fā)小型推土機(jī) 除高速公路建設(shè)需要大、中馬力推土機(jī)外，高等級(jí)公路建設(shè)和縣鄉(xiāng)級(jí)公路 網(wǎng)的建設(shè)和水利工程、環(huán)保工程建設(shè)，勢必造就大批量的個(gè)體施工者。這樣， 對小型推土機(jī)（100 馬力以下）的需求量必然要增加。同時(shí)，我國已建成的高 速公路和高等級(jí)公路已逐漸進(jìn)入維修期，隨著東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民 生活水平的提高，小型推土機(jī)將逐步成為人們替代體力勞動(dòng)的工具。這正是小 型推土機(jī)的市場所在。 與北美、西歐和日本市場相比，中國小型推土機(jī)市場無 論是銷量，還是小型推土機(jī)與重型推土機(jī)銷售總量中所占的比重，都有相當(dāng)大 的差距。推土機(jī)行業(yè)必須借這次機(jī)遇，努力滿足這一新市場的需求。據(jù)有關(guān)雜 志介紹，目前小型機(jī)市場已進(jìn)入成長期，2008-2012 年前后進(jìn)入成長期后期和 成熟期前期，2020 年前后進(jìn)入成熟期。所以，推土機(jī)行業(yè)的有關(guān)企業(yè)，應(yīng)從戰(zhàn) 略角度著眼，決不能忽視小型產(chǎn)品的未來市場。但在中國這樣的發(fā)展中國家開 發(fā)小型工程機(jī)械產(chǎn)品，其定位一定要準(zhǔn)。應(yīng)該用不同的技術(shù)、針對不同用戶群 來解決定位準(zhǔn)的問題，應(yīng)首先開發(fā)滿足發(fā)達(dá)地區(qū)廣大農(nóng)村市場的低端產(chǎn)品。而 高端產(chǎn)品更多應(yīng)考慮未來用戶的需求。 （2）盡快完善和解決適應(yīng)西部高原地區(qū)作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù) 采用功率恢復(fù)型的增壓技術(shù)。由于以一般的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)而言，當(dāng)海 拔高度每升高 1000m 時(shí)， 其輸出功率就會(huì)降低 812%。 若整機(jī)作業(yè)海拔 高度達(dá) 4000m 時(shí)，則其輸出功率，只有在平原地區(qū)的 55%左右。所以西部高 原地區(qū)施工使用的推土機(jī)必須采用這種功率恢復(fù)型增壓技術(shù)，以使柴油機(jī)在高 原地區(qū)使用時(shí)，其輸出功率和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及其熱負(fù)荷指標(biāo)等恢復(fù)到原東部低海拔 地區(qū)時(shí)的標(biāo)定水平。目前，全國推土機(jī)的柴油機(jī)配套廠家，如上海柴油機(jī)廠、 濰坊柴油機(jī)廠、重慶康明斯柴油機(jī)公司等都做了不少工作，已基本滿足市場的 需求。 熱平衡技術(shù)。工程機(jī)械在西部高壓地區(qū)施工，要解決液力系統(tǒng)的冷卻問 題。既要解決柴油機(jī)因增壓產(chǎn)生的熱負(fù)荷升高問題，又要解決傳動(dòng)散熱系統(tǒng)因 高原散熱能力下降所引起的比東部低海拔地區(qū)的較高的溫升。在進(jìn)行熱平衡計(jì) 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 9 算時(shí)，要把冷卻風(fēng)量、空氣重度、環(huán)境溫差、散熱器的散熱能力等等因素考慮 到。 防風(fēng)沙技術(shù)的應(yīng)用。由于西部地區(qū)風(fēng)沙比較大，若采用一般的空氣濾清 器，極易造成空氣濾清器堵塞或?yàn)V清不充分，損壞柴油機(jī)的零部件。目前，各 柴油機(jī)廠家一般采用三級(jí)濾清器或四級(jí)濾清器來解決這一問題。 自救防護(hù)設(shè)備及機(jī)具的配置。由于西部高原地區(qū)交通不便，人煙稀少。 因此，機(jī)械應(yīng)安裝液壓絞盤，以便在其陷入沙坑或沼澤地時(shí)，可被拖拽出來。 同時(shí)，由于西部地區(qū)溫差大、風(fēng)沙大，駕駛室應(yīng)提高密封性能，并配備冷暖空 調(diào)，防紫外線玻璃。駕駛室內(nèi)應(yīng)配備必要的生活設(shè)施以及食用水與食品儲(chǔ)藏柜。 甚至應(yīng)配備全球定位系統(tǒng)和小型的制氧設(shè)備。 低溫預(yù)熱系統(tǒng)的采用。為提高機(jī)械的冷起動(dòng)性能。除采用高性能的免維 護(hù)電瓶外，采用柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)預(yù)熱或油底殼預(yù)熱技術(shù)也是兩種很有效的方法 這兩種技術(shù)尤其適用于氣溫低于-35的高寒地區(qū)。 多自由度推土裝置的開發(fā)應(yīng)用。隨著城建設(shè)施的增多和農(nóng)田水利建設(shè)的 需要，應(yīng)逐漸完善多自由度推土裝置的開發(fā)和應(yīng)用。 隨著微電子技術(shù)與信息技術(shù)發(fā)展，智能化、集成化推土機(jī)必將成為 21 世紀(jì)推土機(jī)的重要發(fā)展方向。推土機(jī)單機(jī)集成化操作與智能控制技術(shù)；智能監(jiān) 控、檢測、預(yù)報(bào)、遠(yuǎn)程故障診斷與維護(hù)技術(shù)；基于網(wǎng)絡(luò)的機(jī)群集成控制與智能 化管理技術(shù)等方面；CAN 總線技術(shù)；自動(dòng)找平技術(shù)；行走控制技術(shù)； GPS/GIS、LED 液晶顯示器和計(jì)算機(jī)控制的發(fā)動(dòng)機(jī)管理技術(shù)已成為智能化推土 機(jī)的發(fā)展方向。 1.1.7 對推土機(jī)設(shè)計(jì)的要求 (1)、采用人性化設(shè)計(jì) 目前，我國生產(chǎn)的推土機(jī)的外觀及駕駛室的布置與世界先進(jìn)國家比還有很 大差距。這與我國推土機(jī)行業(yè)競爭不大有一定關(guān)系。針對我國已加入 WTO， 對國外設(shè)備的貿(mào)易壁壘逐漸取消，我們必須向國外先進(jìn)企業(yè)看齊，對我們產(chǎn)品 的外觀造型、駕駛室內(nèi)部舒適性等引起高度重視。操縱系統(tǒng)逐漸向挖掘機(jī)、汽 車行業(yè)靠近，以減輕駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度。儀器儀表采用三級(jí)報(bào)警的電子監(jiān)控裝 置及故障自動(dòng)診斷裝置，駕駛室采用密閉、帶空氣過濾裝置的空調(diào)駕駛室，并 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 10 增加收錄機(jī)、甚至 DVD 等先進(jìn)的電子設(shè)備，最大限度地滿足駕駛?cè)藛T的人性 化要求。 (2)、節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用 工作裝置液壓系統(tǒng)采用定差溢流技術(shù)。這樣，在工作裝置換向閥處于小 開口節(jié)流調(diào)速過程中，油泵多余供油可不經(jīng)安全閥回油箱，直接從差壓閥溢流 回油箱，使調(diào)速過程中系統(tǒng)壓力只比工作壓力高一定值P，從而達(dá)到減少液壓 功率損耗，降低油溫之目的。 發(fā)動(dòng)機(jī)與工作裝置液壓系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)，采用全功率匹配技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī) 可根據(jù)實(shí)際工況自動(dòng)調(diào)整輸出給傳動(dòng)系統(tǒng)和工作裝置液壓系統(tǒng)的功率，達(dá)到最 大限度地利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率，以達(dá)到節(jié)能目的。 靜液傳動(dòng)技術(shù)。傳動(dòng)采用靜壓傳動(dòng)。整機(jī)減少了變速箱、變矩器（主離 合器） 、轉(zhuǎn)向離合器等傳動(dòng)部件，從而極大減少了機(jī)械功率損失，而且極易實(shí)現(xiàn) 與發(fā)動(dòng)機(jī)的全功率匹配，以達(dá)到節(jié)能目的。 (3)、發(fā)動(dòng)機(jī)排放達(dá)歐標(biāo)準(zhǔn) 隨著大、中城市交通、基礎(chǔ)設(shè)施的開工建設(shè)和維修工程的增加以及國內(nèi)、 國際市場對環(huán)保要求的逐漸嚴(yán)格，發(fā)動(dòng)機(jī)排放要求至少達(dá)到歐標(biāo)準(zhǔn)，一些發(fā) 達(dá)國家甚至已經(jīng)要求達(dá)到歐標(biāo)準(zhǔn)。因此，推土機(jī)配置的發(fā)動(dòng)機(jī)必須盡快滿足 這一市場要求。 1.18 推土機(jī)總體設(shè)計(jì)的任務(wù) 根據(jù)所要設(shè)計(jì)的推土機(jī)的主要用途、作業(yè)條件、制造情況等全名正確的確 定影響整機(jī)性能的主要參數(shù)、各總成的型式，并進(jìn)行合理的布置。 總體設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容： （1）根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，選擇機(jī)型及各總成結(jié)構(gòu)型式，確定總體布置方案。 （2）確定整機(jī)主要性能參數(shù)。 （3）按總體性能要求，確定各總成主要參數(shù)及相互之間的關(guān)系。 （4）進(jìn)行必要的總體計(jì)算。 （5）繪制整機(jī)尺寸鏈圖及總圖。 （6）輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)（例如機(jī)罩，附件等） 。 總體設(shè)計(jì)對整機(jī)性能起決定性的作用，因?yàn)檎麢C(jī)性能的好壞，不僅取決于 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 11 的各總成本身性能的優(yōu)略，而且更重要的是與他們之間的協(xié)調(diào)有關(guān)。組成整機(jī) 的各總成之間的聯(lián)系又相互制約。在總體設(shè)計(jì)中，如果對整機(jī)缺乏總體考慮， 那么即使各總成的造型與設(shè)計(jì)是好的，是先進(jìn)的，但組合在一起不一定能取得 良好的的效果。因此在總體設(shè)計(jì)中，各總成要相互協(xié)調(diào)，不能片面強(qiáng)調(diào)某一局 部，必須從整機(jī)出發(fā)全面考慮，從而獲得較高的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 1.2 課題任務(wù) 本設(shè)計(jì)題目進(jìn)行推土機(jī)鏟斗的設(shè)計(jì)，主要工作有：設(shè)計(jì)工作裝置的結(jié)構(gòu)形 式和尺寸，設(shè)計(jì)鏟刀高度、鏟刀寬度、推土板角度參數(shù)、曲率半徑，頂推架與 臺(tái)車架鉸點(diǎn)位置，然后進(jìn)行鏟斗的強(qiáng)度計(jì)算，最后進(jìn)行鏟斗的三維設(shè)計(jì)。 1.3 課題背景和設(shè)計(jì)意義 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，競爭無處不在，現(xiàn)在對學(xué)生的要求越來越高，不僅 對學(xué)生的理論要求提高了，而且對學(xué)生的動(dòng)手能力的要求也有所提高，而這次 的畢業(yè)設(shè)計(jì)就是對學(xué)生的理論實(shí)踐能力的一次提高。 本次設(shè)計(jì)主要完成 TY160 鏟刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要查閱很多相關(guān)資料和深入 思考問題，這對專業(yè)能力的提升有很大幫助。 在這次的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用了結(jié)構(gòu)力學(xué)的知識(shí)，用到了 Por/Engineer 軟件，提 高學(xué)生對軟件的應(yīng)用能力。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 12 第二章 推土機(jī)總體方案設(shè)計(jì) 推土機(jī)總體結(jié)構(gòu)包括動(dòng)力裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、工作裝置、液壓系 統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和駕駛室等。 2.1 動(dòng)力裝置 推土機(jī)的工作特點(diǎn)是在戶外連續(xù)作業(yè)，且阻力時(shí)常變化，宜選取 12 小時(shí) 功率作為發(fā)動(dòng)機(jī)裝車的標(biāo)定功率，轉(zhuǎn)速在 18002000r/min 之間，功率為 120kw，速度適應(yīng)系數(shù)應(yīng)在 1.351.55 的范圍內(nèi)。 選用斯太爾 WD615T1-3 六缸四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，額定功率 120kw，最大 輸出扭矩 840Nm。 2.2 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 采用發(fā)動(dòng)機(jī)液力變矩器變速器中央傳動(dòng)最終傳動(dòng)的路線。 （1）液力變矩器 TY160 推土機(jī)功率 120kw，屬大型推土機(jī)，應(yīng)選液力機(jī)械傳動(dòng)。液力機(jī)械 傳動(dòng)所選變矩器應(yīng)有較大的工作變矩系數(shù)和啟動(dòng)變矩系數(shù)，以及較大的最高效 率較寬的高效率范圍，而且穿透性應(yīng)比較小。 選用 YJ380 型單級(jí)單相三元件液力變矩器，循環(huán)圓直徑 380 mm，變矩系 數(shù) 2.38，最高效率 86%。該變矩器使推土機(jī)輸出力的大小能自動(dòng)適應(yīng)外負(fù)載的 變化，并保證超載運(yùn)行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不熄火。 （2）變速器 變速器要求結(jié)構(gòu)緊湊，換檔平穩(wěn)，換檔時(shí)無需切斷動(dòng)力。 采用行星齒輪式動(dòng)力換檔變速器，速度的切換通過手操作液壓控制閥實(shí)現(xiàn)， 前進(jìn)后退各三檔，采用強(qiáng)制潤滑。 （3）中央傳動(dòng)和最終傳動(dòng) 采用一對螺旋圓錐齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力分左右兩部分。通過左右轉(zhuǎn)向離合器 再將動(dòng)力傳給最終傳動(dòng)，最終傳動(dòng)為二級(jí)直齒輪減速機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，承受力 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 13 強(qiáng)，是推土機(jī)的主要受力部件。 （4）轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu) 采用多片濕式轉(zhuǎn)向離合器，利用彈簧壓緊，手操縱（與制動(dòng)器聯(lián)動(dòng)）油壓 助力壓縮，液壓分離；采用濕式帶抱式腳踏油壓助力轉(zhuǎn)向制動(dòng)器，以轉(zhuǎn)向器從 動(dòng)鼓作為制動(dòng)鼓。 2.3 行走機(jī)構(gòu) 行走機(jī)構(gòu)由臺(tái)車、平衡梁和四輪一帶(托輪、鏈輪、支重輪、引導(dǎo)輪和履帶) 組成。臺(tái)車通過平衡梁與機(jī)架間半剛性聯(lián)接，支撐推土機(jī)前部幣量。臺(tái)車張緊 液壓缸起張緊履帶的作用，緩沖彈簧起緩和沖擊的作用。履帶為密封潤滑型耐 磨損，摩擦系數(shù)低，使用壽命長。 2.4 工作裝置 推土鏟可根據(jù)不同的使用土況配置角鏟、直傾鏟、U 形鏟和環(huán)衛(wèi)鏟。后工 作裝置可配置單齒松土器、三齒松土器、工業(yè)絞盤、拖式鏟運(yùn)機(jī)、拖式振動(dòng)壓 路機(jī)等，并可根據(jù)用戶需要改裝成吊管機(jī)和焊接工程車，這些工作裝置均為液 壓驅(qū)動(dòng)、結(jié)構(gòu)簡單、連接方便。 采用液壓操縱式直傾鏟刀，鏟刀可以在液壓缸的作用下強(qiáng)制入土，在較硬 土質(zhì)條件下正常作業(yè)，保證作業(yè)質(zhì)量，操作輕便，易于控制。工作裝置布置在 推土機(jī)前端，主要包括推土鏟刀、頂推架、水平撐桿、斜撐桿和控制推土鏟刀 起落的液壓缸。 直傾式鏟刀的推土板采用中部為圓弧段，上部為擋土板，下部為直線段的 復(fù)合型推土板，推土板斷面結(jié)構(gòu)為半開式。推土板側(cè)邊與推土機(jī)縱軸方向夾角 一般為 57 度。 2.5 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)分為變速變矩液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)和工作裝置液壓系統(tǒng)。變 速液壓系統(tǒng)由變速泵、變速閥等組成，用于推土機(jī)的前進(jìn)、后退和變速換擋， 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 14 使推土機(jī)換擋平穩(wěn)、可靠、省力。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)由轉(zhuǎn)向泵、轉(zhuǎn)向閥等組成，用 于推土機(jī)的轉(zhuǎn)向和制動(dòng)，使推土機(jī)轉(zhuǎn)向制動(dòng)靈活可靠。工作裝置液壓系統(tǒng)由工 作泵、控制閥和液壓缸等組成，用于推土機(jī)工作裝置的提升、下降和保持，作 業(yè)效率高。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 15 第三章 推土機(jī)總體參數(shù)選擇 推土機(jī)的總體參數(shù)包括重量、速度、牽引力等。初選時(shí)，一般按經(jīng)驗(yàn)公式 或相似法則來確定，然后通過總體計(jì)算來校核總體性能。如果計(jì)算結(jié)果不夠理 想，必須對某些參數(shù)做適當(dāng)?shù)男薷?，以獲得良好的總體性能。 3.1 推土機(jī)重量和接地比壓 推土機(jī)的重量總體性能影響很大，他是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用的一個(gè)重要參 數(shù)。 此款 TY160 推土機(jī)的使用重量是 173850N，其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率是 120 千瓦， 所以其比重量約是 1.45。 推土機(jī)的接地比壓 q 是使用重量 與履帶接地面積 F 之間的比值按下式計(jì)sG 算： q= （3.1）Lbs3102 式中： 推土機(jī)的使用重量（KN）;sG L履帶接地長度（m） ； b履帶板寬度（m） ； 其中， 是 173.85kN，L 為 2.43m，b 為 0.51m。sG q= =68KPa51.0432187 履帶式推土機(jī)的接地比壓一般在 60KPa 左右。 3.2 推土機(jī)的行走速度 推土機(jī)前進(jìn)時(shí) 13 檔的速度分別為 03.8Km/h,06.6 Km/h，010.6 Km/h。后退時(shí) 13 檔的速度分別為 04.9 Km/h，08.5 Km/h，013.6 Km/h. 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 16 3.3 鏟刀的垂直壓力及比壓入力 產(chǎn)到的垂直壓力 p 是以推土機(jī)在油缸的作用下，抬頭失穩(wěn)極限情況下確定 的，其計(jì)算公式如下： P= （N） （3.2）sG1l 式中： 推土機(jī)使用重量（N） ；s 、 鏟刀切削刃及整機(jī)重心至傾翻點(diǎn)水平距離；l1 為 17385N, 、 分別為 3.5m，1.2m，所以有如下：sGl P=17385N =42255N2.153 比入壓 q 是鏟刀單位支地面積的垂直壓力。q 按下式計(jì)算： q 3.4MPaFp50 F切削刃接地面積（） 。 3.4 推土機(jī)的軌距和最小轉(zhuǎn)彎半徑 推土機(jī)的軌距 B 對于轉(zhuǎn)向性能，以及在橫向坡度上的穩(wěn)定性有很大影響。 轉(zhuǎn)向性能系數(shù) L/B 一般取 1.21.5，且 L 為 2.43m，所以 B 的范圍為 1.622.03。 最小轉(zhuǎn)彎半徑 影響推土機(jī)的通過性，它按下式確定：minR =0.5 （3.3）in22lLB 式中：B履帶軌距（） ，取 B 為 2.0； 鏟倒切削刃寬（） ，取 為 20； L履帶接地長（） ，取 L 為 2430； l鏟刀切削刃到履帶接地中心的距離（） ，l 為 2200. 所以 =0.5 =6830minR220430 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 17 3.5 推土機(jī)的駛?cè)虢恰㈦x去角、離地間隙 推土機(jī)的駛?cè)虢?、離去角、離地間隙是推土機(jī)通過性能的具體參數(shù)。 當(dāng)鏟刀提升到極限位置，從切削刃到履帶前沿做的切線與地面的夾角 稱 為駛?cè)虢?。一般固定式鏟刀推土機(jī)取 。023 推土機(jī)的離去角 ，其離地間隙一般取 280450。02 3.6 鏟刀的提升高度和切削深度 此款推土機(jī)鏟刀的提升高度為 1095，鏟土深度為 545。 3.7 推土機(jī)生產(chǎn)率 影響推土機(jī)生產(chǎn)率的因素主要有每鏟最大推土量 V,推土作業(yè)生產(chǎn)率 ，平tQ 地作業(yè)生產(chǎn)率 。pQ 1 每鏟最大推土量 V: V= （3.4） 02tghHBmK 式中： 推土板寬度（m） ，取 0.2m； 推土板高度（m） ，取 1.149m；g h 平均切土深度（m） ，取 0.545m； 土的自然坡度角，取 ；003 土地的充盈系數(shù)，取 1.0。mK 所以 V= 1.0=0.0630 2354.19.2tg3m 2 推土作業(yè)生產(chǎn)率 :tQ = ( /h) （3.5）tTKVyni603 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 18 式中： 推土機(jī)作業(yè)時(shí)間利用系數(shù)，取 0.90；iK 推土板土量損漏系數(shù)，取決于運(yùn)輸距離 L, =1-0.005L；n nK 坡度作業(yè)影響系數(shù)，取 0.7；y T一個(gè)推土周期循環(huán)時(shí)間（s） ，取 T= + + +2 + + （3.4）1vl2421l1t23 式中： 切土距離，取 10m；l 運(yùn)土距離，取 50m；2 、 、 分別為切土、運(yùn)土、返回的速度（m/s）,分別取 0.8 1v4v m/s、1.6 m/s、4 m/s; 推土機(jī)掉頭時(shí)間，取 10s；1t 換擋時(shí)間，取 4s；2 鏟刀下落時(shí)間，取 1s。3t 所以 T=84s 推土作業(yè)生產(chǎn)率 = =1.28 /h tQ8490.75.063.3m 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 19 第四章 推土機(jī)重心計(jì)算 4.1 重心位置分析 推土機(jī)的中心位置主要是指縱向的位置，橫向一般分布在推土機(jī)縱軸中心 線上，重心的高度在滿足離地間隙要求的情況下，為提高穩(wěn)定性，應(yīng)盡量降低。 影響重心位置有兩個(gè)：一個(gè)是總體布置是否合理；另一個(gè)是作用在鏟刀上 的外載荷的變化。推土機(jī)在各種工況作業(yè)時(shí)，地面對鏟刀反力的大小和方向是 影響接地比壓的重要因素。顯然不可能要求在任何情況下推土機(jī)接地比壓均勻， 并使得壓力中心保持在接地中心上，因此只能找出一個(gè)對推土機(jī)總體性能影響 最大而又經(jīng)常遇到的工況，滿足上述要求，這是推土機(jī)重心合理布置的基本要 求。 4.2 中心位置的確定 1 理論分析：為了使液壓推土機(jī)鏟刀具有良好的的強(qiáng)制入土的性能，重心 入土以強(qiáng)制入土為基本情況。此時(shí)，要求接地比壓均勻，壓力中心位于接地重 心上。如圖 4-1： 圖 4-1 重心位置的確定 以驅(qū)動(dòng)輪中心線與地面交點(diǎn) O 為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系。重心位置距 O 點(diǎn) 為 l，地面對履帶支反力的合力 N 距 O 點(diǎn)為接地長度的一半，即 L/2。 由 =0 得： N= （4.1）ZgGzP 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 20 由 =0 得： N =0 (4.2)0MgGlzP2L 則 = + =1.46ml21lz 從上式可見，推土機(jī)重心的確定，以入土工況為基本工況是，必須將重心 布置在接地中心之前，其前超量為 。重心位于接地重心之前，使鏟21LlGgPz 刀強(qiáng)制入土性能提高，入土力大，不易抬頭。 2 實(shí)際測量：推土機(jī)重心位置按運(yùn)行準(zhǔn)備狀態(tài)測定，其測定方法按圖 4-2 進(jìn)行。 圖 4-2 推土機(jī)重心位置的確定 a 橫向坐標(biāo) b 縱向坐標(biāo) c 重心高度 推土機(jī)重心平面坐標(biāo)位置的測定按圖 a、b 所示，按下式計(jì)算： e= (4.3)gGPB2 l=L- (4.4)gS 式中：e重心與推土機(jī)縱向中心軸線的距離（） ； 重心與導(dǎo)向輪中心線的水平距離（） ；l S吊具作用點(diǎn)與支撐點(diǎn)的縱向水平距離（） ； B吊具作用點(diǎn)與支撐點(diǎn)的橫向水平距離（） ； 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 21 P吊具上拉力計(jì)讀數(shù)（N） 。 第五章 推土機(jī)工作裝置設(shè)計(jì) 5.1 工作裝置結(jié)構(gòu)類型 推土機(jī)的工作裝置也稱鏟刀，它包括推土板，頂推架，鏟倒升降機(jī)構(gòu)等。 推土板的橫向結(jié)構(gòu)外形為直線型，直線型推土板切削力大，但推土板兩側(cè) 有土遺漏現(xiàn)象。推土板前土形成的時(shí)間較長，因此它主要用于短距離土的剝離 和運(yùn)輸。如圖 5-1： 圖 5-1 直線型固定式鏟刀 推土板縱向外形結(jié)構(gòu)為復(fù)合型，下面直線段，上面為圓弧段。如圖 5-2 所 示： 圖 5-2 推土板結(jié)構(gòu)外形 推土板斷面結(jié)構(gòu)為斷開式，如圖 5-3 所示： 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 22 圖 5-3 推土板斷面結(jié)構(gòu)型式 推土板側(cè)邊與推土板從軸方向的夾角是 。推土板兩側(cè)輪廓為直角外057 形，如圖 5-4 所示。 圖 5-4 推土板兩側(cè)外形 推土機(jī)的外形對減少推土機(jī)在作業(yè)時(shí)的能量消耗，提高作業(yè)效率有很大關(guān) 系。合理的推土板外形土的切削阻力較小，土屑沿推土板面向上滑移時(shí)，摩擦 功消耗較小，并且土屑再向上滑移的同時(shí)，向推土板的前方滑落，容易形成較 大的土塊。 設(shè)計(jì)推土板外形是要考慮以下因素： （1）土屑在推土板上緣易向前翻落，不應(yīng)越過刀背向后翻落。 （2）推土板前積累土體要多。 （3）土屑沿推土板前面上升時(shí)變形小。 （4）推土板卸土干凈，不易粘著濕土。 5.2 工作裝置主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)尺寸的確定 5.2.1 鏟刀的高度和寬度 （1） 鏟刀的高度 鏟刀支地，沿地面垂直方向量出的高度稱為鏟倒高gH 度 gH 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 23 鏟倒高度取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率，可按以下經(jīng)驗(yàn)公式確定： =（220275） （） (5.1)gH3eHN 式中: 發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率（KW）eN =233 =1149 （5.2）g3120 (2) 鏟倒寬度 鏟刀切削刃外廓寬。推土機(jī)鏟刀必須有自身開辟道路的B 能力，因此鏟刀寬必須大于行走裝置每邊 2535。 當(dāng)鏟刀高度確定后，也可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式確定鏟刀的寬度： =（2.53） （5.3）ggH =31149=3416B 5.2.2 推土板角度參數(shù)的選擇 推土板的形狀對減少推土機(jī)作業(yè)過程中能量消耗， 提高作業(yè)效率有很大關(guān) 系。合理的推土板外形，土的切削阻力較小，土屑沿推土板面向上滑移時(shí)，摩 擦功消耗較小，并且土屑在向上滑移的同時(shí)，向推土板前面翻落，容易形成較 大的土堆；不合理的推土板外形，使土的切削阻力增加，土屑在向上運(yùn)動(dòng)及向 前翻滾時(shí)雜亂擠出，這樣就加大了土屑間摩擦力，增加了能量的消耗。對于同 樣的土，當(dāng)切削面積相等時(shí)，推土板外形稍有改變，切削阻力就隨之改變，所 需的頂推力也就不同。推土板角度參數(shù)包括切削角 ，后角 ，刀刃尖角 ，前翻角 ，擋土板安裝角 ，推土板斜裝角 ，擋土板垂直面傾斜角kZ 。推土板各角度如圖 5-5 所示。 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 24 圖 5-5 推圖版角度參數(shù) （1）切削角的選擇 切削角 是鏟刀支地，刀片與地平面間夾角， 越小土的切削阻力就越 小，由于推土機(jī)正常作業(yè)時(shí)，必須保證后角 大與 30。因此 過小不僅使 得不 （2）后角的選擇 后角 是刀片后端斜面與地平面的夾角，若 30，由于地形起伏會(huì)出 現(xiàn)刀片背后接地現(xiàn)象（此時(shí) =0） ，從而增加摩擦阻力，使切削能力降低。若 太大，則推土阻力明顯增大。選 為 30。 （3）刀刃尖角的選擇 刀刃尖角 是刀片前后面夾角， 過小刀片強(qiáng)度減弱， 過大引起后角 過小。選 為 30。 （4）前翻角的選擇 前翻角 是推土板最上緣切線與水平面夾角。 的選擇主要考慮使土屑K K 沿推土板上緣向前翻落性能良好。選 為 75。 K （5）推土板回轉(zhuǎn)角的選擇 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 25 推土板回轉(zhuǎn)角 是指在水平面內(nèi)，推土板與推土機(jī)縱軸線的夾角，對于固 定式鏟刀。取 =90。 （6）推土板傾斜角的選擇 推土板傾斜角 是在垂直面內(nèi)推土板與地平面夾角，有了 角能使推土 機(jī)在坡地上，橫向推出水平切土面，以及在平地上推出橫坡，另外對較堅(jiān)硬土 可用角鏟作業(yè)（鏟刀尖肯地） 。 的調(diào)整范圍，取 為10。 （7） 擋土板安裝角的選擇 擋土板安裝角 是推土板上部擋土板與地平面的夾角，取 90，加裝擋Z 土板的目的是防止土屑往推土板后面翻落并增加推土板前積土量。 （8）推土板斜裝角的選擇 推土板斜裝角是整個(gè)推土板與地面傾斜安裝的角度。 過小，一方面土屑 易從推土板上緣往后翻落，另外，由于推土板上積土太多而引起鏟刀提升阻力 增加， 過大，則隨著切削角 增大，使得土屑上升變形加大，增加切削阻 力。取 =75。 推土板角度參數(shù)值的選擇見表 5.1。 表 5.1 推土板角度參數(shù) 5.2.3 推土板曲率半徑 推土板曲率半徑 Rg 是鏟刀的重要參數(shù)之一，它直接影響到推土機(jī)的作業(yè) 性能。當(dāng)推土板高度一定時(shí)，為了不使土屑向推土板后面翻落及增大鏟刀前面 的積土量，Rg 宜小些，而為了減小土屑上升阻力及卸土干凈，Rg 值又宜大些。 因此確定 Rg 時(shí)要綜合考慮上述因素，其中不使土屑往推土板后面翻落是主要 因素，也就是要求 （0.80.9）Ho, 通常取 Rg= Ho。K 青島理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 26 5.2.4 推土板直線部分及檔上板尺寸 固定式鏟刀推土板采用下部為直線段的復(fù)合形推土板，下部直線部分用來 安裝刀片，直線部分等于刀片寬度。 取 a=0.15Hg=172.35180mm 推土板垂 直高度根據(jù)總尺寸確定。 5.2.5 頂推架于臺(tái)車架的鉸點(diǎn)位置 頂推架鉸接在臺(tái)車架上，其鉸點(diǎn)位置影響鏟刀升降機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，它與鏟刀 升降高度、頂推架長度等參數(shù)有關(guān)。 頂推架鉸點(diǎn)位置對臺(tái)車架的受力狀況影響很大(尤其當(dāng)鏟刀受到偏載及橫向 力時(shí)，太靠前則臺(tái)車架發(fā)生較大形變，太靠后則推土機(jī)易前翻)，為了使鉸點(diǎn)反 力均衡的( 縱向和橫向) 傳至臺(tái)車架和八字架上，避免臺(tái)車架受力過大發(fā)生形變， 鉸點(diǎn)位置一般選在八