【正文】 推土機。隨著國際先進技術(shù)標準的逐步采用、新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝，應(yīng)迅速提高國產(chǎn)推土機的可靠性和使用壽命。國產(chǎn)履帶式推土機的可靠性和使用壽命與國際先進水平的產(chǎn)品相比還有比較大的差距。目前全國生產(chǎn)推土機的廠家 已有 20多個，生產(chǎn)規(guī)格 45— 300KW不等，年產(chǎn)量已有 1萬臺以上。 推土機的國內(nèi)外發(fā)展方向 國內(nèi)發(fā)展水平及方向 推土機在我國的發(fā)展大致經(jīng)力了萌芽期（ 1950— 1961年）、專業(yè)形成期（ 1961— 1978年）和產(chǎn)品系列形成期（ 1978年至今）等三個階段。 目前絕大多數(shù)推土機用柴油機是由蓄電池 —— 電動機啟動的，故柴油機操縱機構(gòu)大為簡化，其生產(chǎn)制造、技術(shù)使用及維修等日趨成熟。它作業(yè)范圍較廣，可以直線行駛一側(cè)排土，適宜平地作業(yè)，也宜于橫坡鏟土側(cè)移。 （ 2） . 回轉(zhuǎn)式推土機。起推土鏟在水平面內(nèi)與推土機縱向軸線固定 為直角，也稱為直鏟式推土機。若遇到堅硬，銳利的巖石，輪胎容易磨損，因此輪胎式推土機的使用受到一定限制。制造成本底，維修方便。 （ 2） . 輪胎式推土機。 4. 行走方式可分為： （ 1） . 履帶式推土機。另一類電傳動推土機是采用動力電網(wǎng)的電力，可稱為電氣傳動，該推土機一般用于礦山開采和井下作業(yè)，因受電力和電纜的限制，它的使用范圍受到很大制約。行駛速度和牽引力可無級調(diào)節(jié)，對外界阻力有良好的適應(yīng)性，作業(yè)效率高。它由柴油機帶動發(fā)動機 — 電動組，進而驅(qū)動其行走裝置。目前只在中等功率的推土機上采用全液 壓傳動。因為取消了主離合器，變速器，后橋等總成，所以結(jié)構(gòu)簡單，整機質(zhì)量減輕，操縱輕便，并可原地轉(zhuǎn)向。 （ 3） . 全液壓傳動式推土機。缺點是：液力變矩在工作過程中容易發(fā)熱，降低了傳遞效率；同時傳遞裝置結(jié)構(gòu)復雜，制造精度高，提高了知道成本，維修較困難。 （ 2） . 液力機械傳動方式推土機。它具有設(shè)計制造容易，工作可靠，傳動效率高，維修方便等優(yōu)點，但操作費力，對負荷的使用性差，使推土機的作業(yè)效率受到一定影響。按柴油機的功率大小，推土機可分為小型推土機（＜ 140KW＝、中型推土機（ 59— 103KW）和大型推土機（ 118— 235KW）特大型推土機（功率＞ 235KW）等四類。他們均屬于特殊條件下使用的專用推土機施工機械。 專用型推土機。 1. 用途可分為：普通用型推土機和專用型推土機兩類； 普通用型推土機。通常中小型推土機的運距在 30～ 100m為宜；大型推土機的運距一般不應(yīng)超過 150m；推土機的經(jīng)濟運距為 50～ 80。 推土機的用途雖十分廣泛，但由于受到鏟刀容量的限制，推運土壤的距離不宜太長，因此它是一種短運距的土方施工機械。推土機在建筑、筑路、采礦、油田、水電、港口、農(nóng)林及國防各類工程中，都得到了十分廣泛的應(yīng)用。例如，在道路建設(shè)施工中，推土機可完成路基基底的處理，路側(cè)取土橫向填筑高度不大于 1m的路堤，沿道路中心線向鏟挖移運土壤的路基挖填工程，傍山取土修筑半堤半塹的路基。因此我們從國家建設(shè)事業(yè)出發(fā)，選擇了履帶式推土機液壓系統(tǒng)的設(shè)計，是大有前景的。至于人煙稀少，工作面狹窄，工作條件惡劣，高寒沙漠地帶，工程質(zhì)量要求嚴格的工程項目，沒有優(yōu)質(zhì)的推土機是絕對不可能完成任務(wù)的。上海 交通大學畢業(yè)設(shè)計 1 第 1章 緒論 推土機在國民經(jīng)濟與國家建設(shè)事業(yè)中，占據(jù)重要的地位。它廣泛應(yīng)用于鐵道建筑工程、公路工程、機場建設(shè)、水利工程、房屋建筑、市政工程、港口建設(shè)、礦山工程、地下工程、軍事工程等各種工程項目中，我國建國五十多年社會主義建設(shè)的實踐充分說明，如果沒有大量優(yōu)質(zhì)的推土機，是不可能高速高質(zhì)完成國家的建設(shè)項目的。 推土機的覆蓋面廣，技術(shù)先進，直接關(guān)系國家的建設(shè)事業(yè)，有不少領(lǐng)域等待著人們?nèi)ヌ接懪c 提高，是大有可為的。 推土機的現(xiàn)狀 推土機是一種多用途的自行式土方工程建設(shè)機械，它能鏟挖并移運土壤。此外，推土機還可用于平整場地，堆積松散材料，清除作業(yè)地段內(nèi)的障礙物等。它擔負 著切削、推運、開挖、堆積、回填、平整、疏松、壓實等多種繁重的土方作業(yè)，是各類施工中不可缺少的主要設(shè)備。在實際使用中，如果運距過長，由于土壤漏失的影響，會降底其生產(chǎn)率；反之，運距過短時由于換向、變速操作頻繁，在每個工作循環(huán)中這些操作所用時間占比例增大，同樣也會使推土機生產(chǎn)率降低。 推土機可按 用途、發(fā)動機功率、傳動方式、行走方式、推土鏟安裝方式及操作方式等進行分類。這種推土機通用性好，廣泛應(yīng)用于各類土方工程的施工作業(yè)，是目前曹小平 履帶式推土機液壓系統(tǒng)設(shè)計 2 施工作業(yè)中廣為采用的推土機機種。該類推土機包括浮體推土機、水陸兩用推土機、深水推土機、濕地推土機、爆破推土機、低噪音推土機、軍用高速推土機等。 2. 發(fā)動機的功率可分為：、 前已述及，因為柴油機具有功率范圍寬，輸出扭矩大，燃料使用經(jīng)濟性好，故障少，工作 可靠等優(yōu)點，所以推土機均采用柴油機為動力裝置。 ： （ 1） . 機械傳動式推土機。目前只是小型推土機采用機械傳動。采用液力變矩器與動力換擋器組合的液力機械傳動，具有自動無級變速變 矩，適應(yīng)為負荷變化的能力，且可自動換擋，減少換擋次數(shù)，操縱輕巧靈活，使推土機作業(yè)效率高等優(yōu)點。目前大中型推土機采用這種傳動方式較為普遍。它自帶泵源，由液壓馬達直接驅(qū)動其行走。全液壓傳動式推土機制造成本較高，且耐用度和可靠性差，維修較困難。 （ 4） . 電傳動式推土機。電傳動總體布置方便，操縱輕便，且能實現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。但由于質(zhì)量大，結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高，目前只在大功率推土機使用，且以輪胎式推土機為主。但此類推土機結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，不上海 交通大學畢業(yè)設(shè)計 3 污染環(huán)境，作業(yè)效率高。起耐用性好，牽引力大，接地比壓大，爬坡能力強，能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，故具有優(yōu)越的作業(yè)能力，但機械質(zhì)量大，制造成本高。其行駛速度快，機動性好，轉(zhuǎn)移迅速方便且不損壞路面，作業(yè)循環(huán)時間短，適合城市建設(shè)和道路維修工程中使用。但它的附著性能差，在松軟、潮濕的場地上施工時，生產(chǎn)效率底，甚至無法施工。 ： （ 1） . 固定式鏟刀推土機。一般來說，從鏟刀的堅固性和經(jīng)濟性考慮，小型及經(jīng)常重載作業(yè)的推土機都采用這種鏟刀安裝方式。其推土鏟在水平面能回轉(zhuǎn)一定角度（也可成為直角。該推土機又稱活動式鏟刀推土機或角鏟式推土機。由于液壓控制技術(shù)的迅速發(fā)展，使現(xiàn)代推土機工作裝置的控制已實現(xiàn)液壓化，它具有切土立強、平整 質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，可滿足工程建設(shè)對施工質(zhì)量的要求。通過半個世紀的發(fā)展，特別是 1978年以后，我國的推土機逐漸形成系列，通過引進國外的先進技術(shù)，提高了專業(yè)技術(shù)水平，使我國推土機的產(chǎn)量和品種都有了較大的增長，產(chǎn)品性能和技術(shù)水平達到了國際 20世紀 80年代末、90年代初的水平。今后我國推土機的發(fā)展主要考慮以下幾點： 曹小平 履帶式推土機液壓系統(tǒng)設(shè)計 4 1） . 提高推土機的工作可靠性和使用壽命。例如，美國卡特匹勒公司生產(chǎn)的履帶式推土機的使用壽命為 10000～ 12021h，日本小松公司的為 8000～ 10000h，而國產(chǎn)的僅為 3000～12021h。 2） . 發(fā)展大功率多功能用推土機。隨著我國基本建設(shè)的加快、大中型工程的增多，發(fā)展大功率推土機勢在必行。 3） . 擴大生產(chǎn)規(guī)模、降低生產(chǎn)成本。生產(chǎn) 73KW 以上廠家中年產(chǎn)量多為 100～ 200臺。因此必須擴大生產(chǎn)規(guī)模，降低生產(chǎn)成本。目前國產(chǎn)推土機的整體技 術(shù)水平雖然有較大的提高，但由于近年來世界上技術(shù)發(fā)展很快，電子技術(shù)開始運用于推土機，實現(xiàn)了機電液一體化。實現(xiàn)機電一體化是國產(chǎn)推土機發(fā)展方向之一。國產(chǎn)推土機要進一步滿足用戶要求和拓展國內(nèi)外市場，必須按國際 FOPS和 ROPS標準，在推土機上安裝防滾翻駕駛室并設(shè)置重要部件故障報警系 統(tǒng)，以提高推土機的使用安全性。 1. 國外水平及發(fā)展趨勢 國外生產(chǎn)推土機的歷史較長 (起始 20世紀 30年代末 ),在先進工業(yè)技術(shù)的帶動下 ,推土機設(shè)計、制造、測試等技術(shù)也一成熟 .美國卡匹特公司、日本小松公司等生產(chǎn)的推土機的結(jié)構(gòu)、性能 ,展現(xiàn)了當今國際水平 ,并在以下特點的基礎(chǔ)上繼續(xù)發(fā)展。大型推土機施工速度快，生產(chǎn)率高，操縱 人員少，使用于大型工程施工的需要。將每一部件做成獨立的結(jié)構(gòu)完善的單一部件，簡化相臨部件的連接，這樣便于拆裝和維修保養(yǎng)。 3） . 液壓化。此外，主離合器，變速箱，轉(zhuǎn)向器及制動器等發(fā)展為液壓操縱式，中小型推土機猶為明顯，可視為定勢。由于輪胎式推土機具有行走速度高，機動靈活，耗用金屬少， 不損壞路面等優(yōu)點，近年來得到了迅速發(fā)展，例如美國的輪胎式推土機產(chǎn)量 已占國內(nèi)推土機的 1/3。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展和計算機應(yīng)用的普及，微電腦在推土機上的應(yīng)用日益增多。推土機在最佳性能下工作，提高了作業(yè)效率。變矩器接合于閉鎖等許多煩瑣的操作均由電腦控制，減輕駕駛員的疲勞。推土機選材的明顯趨勢是，除了重要的零 部件仍采用高強度合金鋼外，許多零件該用廉價的合金元素含量少的低錳鋼、硼鋼或碳鋼，這是由于熱處理技術(shù)的發(fā)展，使其達到或超過合金材料的物理機械性能。刀片則采用淬透性好的低合金鋼或硼鋼，其強度可提高 65%，耐磨性也明顯提高。包括以下幾點： 第二章： 對推土機的結(jié)構(gòu)進行分析并計算出液壓缸的受力，為下面的設(shè)計做鋪墊。它包括主要參數(shù)及性能的初步確定、液壓系統(tǒng)方案的確定、執(zhí)行元件和液壓泵的選擇、擬訂液壓系統(tǒng)原理圖、選擇液壓元件、液壓系統(tǒng)的驗算。 2） . 提高手工和計算機繪圖的能力。 上海 交通大學畢業(yè)設(shè)計 7 第 2章 推土機工作裝置的設(shè)計 已知參數(shù)： 1．作業(yè)重量： G=330KN；外型： 長寬高 =7000mm 4500mm 3000mm。 推土機牽引力的計算 推土機牽引力和牽引功率的確定，應(yīng)取推土板前堆滿土壤的瞬時作為計算位置 。計算如下： 推土板切削土壤的切削阻力 kBhPq? （ N） （ 1— 1） 式中 ： k——土壤切削比阻力 （ N/cm2）； 取 ： k=（ 參考《工程機械 》 ） B ——切削寬度或刀片長度（ cm）； 由已知得 ： B=400cm h ——切削深度 （ cm）； 由已知得 ： h=60cm 代入數(shù)據(jù)得出： qP =12（ KN） （ 1— 2） 推土板前堆積土壤的移動阻力 2?dq GP ? （ N） 式中： μ 2 ——土壤與土壤的摩擦系數(shù)； 取： μ 2= （參考《工程機械》） 曹小平 履帶式推土機液壓系統(tǒng)設(shè)計 8 dG ——堆積土壤的重量； 以土壤堆滿推土板時，假設(shè)堆積土堆上部為一直線并且土 堆沿推土板的斷面不變，則土堆重量可按圖 1—1作近似計算 圖 1—1 推土板前土堆計算 0022 )( ??tg hHBG d ?? 式中 ： 0? ——土壤的容重 ； 由《工程機械》查的 ， 一般取 ： 0? =18KN/m3； 0? ——土壤的自然坡度，經(jīng)《工程機械》查的?。?0? = 028 ； 代入數(shù)據(jù)求得：