【文章內(nèi)容簡介】 3。 34 系統(tǒng)壓力的確定 34 計(jì)算油缸尺寸 34 結(jié)論 37 參考文獻(xiàn) 38 致謝 39 湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 1 第一章 緒 論 推土機(jī)概述 1. 履帶式推土機(jī)介紹 （ 1） .歷史介紹 履帶式推土機(jī)是 由 美國 人 Benjamin Holt 在 1904 年研制成功的，它是在履帶式拖拉機(jī)前面安裝人力提升的推土裝置而形成，當(dāng)時(shí)的動(dòng)力是 蒸汽機(jī) ，之后又先后研制成功由天然氣動(dòng)力驅(qū)動(dòng)和汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)的履帶式推土機(jī)，推土 鏟刀也由人力提升發(fā)展為鋼絲繩提升。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前推土機(jī)動(dòng)力已經(jīng)全部采用柴油機(jī)，推土鏟刀和松土器全部由液壓缸提升。推土機(jī)除履帶式推土機(jī)外，還有輪胎式推土機(jī)，它的出現(xiàn)要比履帶式推土機(jī)晚十年左右。我國生產(chǎn)推土機(jī)，是新中國成立以后才開始的。 （ 2） .推土機(jī)分類 按行走方式，推土機(jī)可分為履帶式和輪胎式兩種。履帶式 推土機(jī)附著牽引力大，接地比壓小 ( 一 )，爬坡能力強(qiáng)，但行駛速度低。輪胎式推土機(jī)行駛速度高，機(jī)動(dòng)靈活，作業(yè)循環(huán)時(shí)間短，運(yùn)輸轉(zhuǎn)移方便，但牽引力小，適用于需經(jīng)常變換工地和野外工作的情況 。 按用途可分為通用型及專用型兩種。通用型是按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)的機(jī)型，廣泛用于土石方工程 中。專用型用于特定的工況下，有采用三角形寬履帶板以降低接地比壓的濕地推土機(jī)和沼澤地推土機(jī)、水陸兩用推土機(jī)、水下推土機(jī)、船艙推土機(jī)、無人駕駛推土機(jī)、高原型和高濕工況下作業(yè)的推土機(jī)等。 我國目前生產(chǎn)的主要是通用型推土機(jī)、濕地型推土機(jī) 以及適應(yīng)西部大開發(fā)達(dá)高原型推土機(jī)。經(jīng)歷了 20 多年的穩(wěn)步發(fā)展，目前我國推土機(jī)行業(yè)已形成從 59kW(80 馬力，山推的 SD08 推土機(jī)，在 汶川地震 中，由俄羅斯米 26 直升機(jī)吊起到施工現(xiàn)場 )到 309kW(420 馬力，為山推近年來開發(fā)的 SD42 推土機(jī)，主要出口到 俄羅斯 ，另據(jù)山推內(nèi)部消息， 2021 年山推將開發(fā) 520 馬力的推土機(jī)納入科研計(jì)劃 )規(guī)格齊全的產(chǎn)品系列。而且還出現(xiàn)了根據(jù)不同作業(yè)工況的需要，采用不同配置模塊的變型產(chǎn)品，基本上滿足了國內(nèi)土石方工程對(duì)推土機(jī)產(chǎn)品的需求。 （ 3） .結(jié)構(gòu)和原理 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、行湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 2 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)的應(yīng)用 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)。 推土 機(jī) 是填埋場應(yīng)用最為廣泛的機(jī)械。 主要功能是將垃圾從卸車地點(diǎn)推到填埋位置，配合壓實(shí)機(jī)作業(yè)并兼有壓實(shí)效果，特別是在雨季由于垃圾含水量大承載能力下降壓實(shí)機(jī)作業(yè)往往非常困難，就更需要推土機(jī)來作業(yè)協(xié)助垃圾壓實(shí)。為保證雨季填埋場的作業(yè)可持續(xù)進(jìn)行推土機(jī)的機(jī)械性能，必須要考慮所選用的推土機(jī)要能夠保證在較濕的垃圾上行走，并進(jìn)行作業(yè)選擇履帶較寬的濕地型。 推土機(jī)是必要的 ， 國內(nèi)現(xiàn)有多家機(jī)械制造廠可生產(chǎn)濕地型推土機(jī)，所有廠家的技術(shù)資料應(yīng)不難得到下面只以山推工程機(jī)械股份有限公司產(chǎn)品為例作一介紹：其中的一些性能特 點(diǎn)在選購任何廠家的產(chǎn)品時(shí)可參考比較衛(wèi)型推土機(jī)，飛輪功率額定轉(zhuǎn)速操作質(zhì)量山推環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)系列產(chǎn)品是山推工程機(jī)械股份有限公司，根據(jù)中國國情和我國城市生活垃圾散碎雜等具體情況，研制開發(fā)的是按照市場需求并經(jīng)多次改進(jìn)反復(fù)試驗(yàn)生產(chǎn)的技術(shù)成熟，性能優(yōu)異的經(jīng)濟(jì)型推土機(jī)。變型機(jī)種按適用范圍可分為環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)主要適用于垃圾場的填埋平整壓實(shí)堆積等工作也可用于牽引 。 我國推土機(jī)產(chǎn)品的發(fā)展前景 （ 1） .開發(fā)小型推土機(jī) 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， 20212021 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(duì)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)考慮未來用戶的湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 3 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)。 熱平衡技術(shù)。 防風(fēng)沙技術(shù)的應(yīng)用。 自救防護(hù)設(shè)備及機(jī)具的配置。 低溫預(yù)熱系統(tǒng)的采用。 多自由度推土裝置的開發(fā)應(yīng)用。 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)。 總體設(shè)計(jì)對(duì)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(duì)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)。 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) 。 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(duì)學(xué)生的要求越來越高，不僅對(duì)學(xué)生的理論要求提高了，而且對(duì)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(duì)學(xué)生的理論實(shí)踐能力的一次提高。 湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 4 本次設(shè)計(jì)主要完成鏟刀結(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(duì)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)，提高學(xué)生對(duì)軟件的應(yīng)用能力。 湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 5 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。 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 1800～ 2021r/min 之間，功率為 120kw，速度適應(yīng)系數(shù)應(yīng)在 ～ 的范圍內(nèi)。 選用斯太爾 WD615T13 六缸四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，額定功率 120kw，最大輸出扭矩 840N178。 m。 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 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)，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(duì)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。 湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 6 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。 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 5～ 7 度。 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，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。 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(duì)某些參數(shù)做適當(dāng)?shù)男薷?，以獲得良好的總體性能。 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)。 此款推土機(jī)的使用重量是 173850N，其發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率是 120Kw，所以其比重量約是 。 推土機(jī)的接地比壓 q 是使用重量 sG 與履帶接地面積 F 之間的比值按下式計(jì)算： 湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 7 q= LbGs3102? （ ） 式中： sG —— 推土機(jī)的使用重量（ KN） 。 L—— 履帶接地長度（ m）； b—— 履帶板寬度（ m）； 其中， sG 是 ， L為 ， b 為 。 q= 7 33 ???=68KPa 履帶式推土機(jī)的接地比壓一般在 60KPa 左右。 推土機(jī)的行走速度 推土機(jī)前進(jìn)時(shí) 1— 3 檔的速度分別為 0— ,— Km/h， — Km/h。后退時(shí) 1— 3 檔的速度分別為 0— Km/h， — Km/h， — Km/h. 鏟刀的垂直壓力及比壓入力 鏟刀 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= sG1ll （ N） （ ） 式中： sG — 推土機(jī)使用重量（ N）； l 、 1l — 鏟刀切削刃及整機(jī)重心至傾翻點(diǎn)水平距離； sG 為 17385N, l 、 1l 分別為 ， ，所以有如下： P=17385N179。 =42255N 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? Fp510? F— 切削刃接地面積（㎡）。 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 ㎜。 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 tQ ，平地作業(yè)生產(chǎn)率 pQ 。 1 每鏟最大推土量 V: 湖南工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 8 V= ? ?022 ?tghHB gg ? mK （ ） 式中： gB — 推土板寬度（ m），取 ； gH — 推土板高度（ m），取 ； h— 平均切土深度 （ m），取 ； 0? — 土的自然坡度角，取 030 ； mK — 土地的充盈系數(shù)，取 。 所以 V= ? ?02302 5 4 4 tg? ?179。 = 3m 2 推土作業(yè)生產(chǎn)率 tQ : tQ = T KKVK yni3600 ( 3m /h) （ ） 式中： iK — 推土機(jī)作業(yè)時(shí)間利用系數(shù)，取 ； nK — 推土板土量損漏系數(shù)，取決于運(yùn)輸距離 L, nK =； yK — 坡度作業(yè)影響系數(shù)，取 ； T— 一個(gè)推土周期循環(huán)時(shí)間（ s），取