工程机械设计铲运机.pptx

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1、会计学1工程机械设计铲运机工程机械设计铲运机第一节第一节 铲运机的用途铲运机的用途n n铲运机铲运机是一种利用装在前后轮轴之间的铲运斗，在行进中进行铲装、运输和铺卸等是一种利用装在前后轮轴之间的铲运斗，在行进中进行铲装、运输和铺卸等作业的机械。作业的机械。n n还可以用来平整土壤和对土壤进行压实。还可以用来平整土壤和对土壤进行压实。n n具有高速、长距离、大容量运土能力。具有高速、长距离、大容量运土能力。n n铲运机可以挖铲包括铲运机可以挖铲包括类土在内的土壤。为了提高铲运机作业效率，应从类土在内的土壤。为了提高铲运机作业效率，应从类、类、类土起，将土壤预松。类土起，将土壤预松。n n为了较快

2、地装满铲斗，需用为了较快地装满铲斗，需用推土机助铲推土机助铲来增加牵引力。来增加牵引力。n n铲运机可用以从两侧取土坑取土建筑路堤、开挖路堑并将土壤运送到路堤、建筑堤铲运机可用以从两侧取土坑取土建筑路堤、开挖路堑并将土壤运送到路堤、建筑堤坝、开沟、完成剥离工程、土壤改良工程和灌溉工程，以及压实铺到路堤上的土壤坝、开沟、完成剥离工程、土壤改良工程和灌溉工程，以及压实铺到路堤上的土壤.n n特别适合于大量土方和大面积基坑填挖的工程，但不适合于土壤中含有石块、杂物特别适合于大量土方和大面积基坑填挖的工程，但不适合于土壤中含有石块、杂物的场合以及深度挖掘的作业。的场合以及深度挖掘的作业。第1页/共32

3、页第二节第二节 铲运机的分类铲运机的分类n n铲运机一般按以下特点来分类：铲运机一般按以下特点来分类：n n1 1按铲斗容量按铲斗容量n n(1)(1)小容量小容量 5 5mm3 3以下；以下；n n(2)(2)中等容量中等容量 5 51515mm3 3；n n(3)(3)大容量大容量 15 15mm3 3。n n2 2按行走方式按行走方式n n(1)(1)拖式拖式拖式拖式：本身没有行走动力，需借助牵引车牵引来进行：本身没有行走动力，需借助牵引车牵引来进行作业。又分为：作业。又分为：单轴单轴单轴单轴：铲运机自重和斗中土的重量部分：铲运机自重和斗中土的重量部分通过牵引装置传至牵引车；通过牵引装置

4、传至牵引车；双轴双轴双轴双轴：牵引车不承受铲运机：牵引车不承受铲运机自重和斗中土的重量自重和斗中土的重量。第2页/共32页第二节第二节 铲运机的分类铲运机的分类n n(2)(2)自行式自行式自行式自行式：本身具有行走动力；：本身具有行走动力；n n1)1)按发动机数可分为：按发动机数可分为：单发动机单发动机单发动机单发动机；双发动机双发动机双发动机双发动机。n n2)2)按轴数可分为：按轴数可分为：n n二轴式二轴式二轴式二轴式以专用单轴牵引车为动力；以专用单轴牵引车为动力；n n三轴式三轴式三轴式三轴式以专用双轴牵引车为动力。以专用双轴牵引车为动力。n n3 3按行走装置形式按行走装置形式(

5、1)(1)轮式铲运机；轮式铲运机；(2)(2)履带式铲运机；履带式铲运机；n n4 4按装土方式按装土方式 (1)(1)开斗装载式；开斗装载式；(2)(2)链板装载式链板装载式；n n5 5按铲斗操纵方式按铲斗操纵方式 (1)(1)钢丝绳式钢丝绳式；(2)(2)液压式液压式；n n6 6按卸土方式按卸土方式 (1)(1)自由卸土式自由卸土式 (2)(2)半强制卸土式半强制卸土式 (3)(3)强制卸土式。强制卸土式。第3页/共32页第三节第三节 结构和工作原理结构和工作原理n n液压操纵自行轮胎式铲运机液压操纵自行轮胎式铲运机国产国产国产国产CL7CL7型自行式铲运机型自行式铲运机型自行式铲运机

6、型自行式铲运机。n n铲斗容量为铲斗容量为7 79m9m3 3，由，由铲斗车铲斗车和和低压轮胎牵引车低压轮胎牵引车两部分组成，采用两部分组成，采用液力变矩器液力变矩器、液压换挡行液压换挡行星轮变速箱星轮变速箱、液压转向液压转向和和车轮蹄式内胀式气制动车轮蹄式内胀式气制动。第4页/共32页国产国产国产国产CL7CL7型自行式铲运机型自行式铲运机型自行式铲运机型自行式铲运机n n铲斗车：铲斗车：n n由辕架由辕架5 5、铲斗、铲斗8 8、尾架、尾架1111、单轴后轮、单轴后轮1010和液压缸和液压缸6 6、9 9组成，采用液压操纵；组成，采用液压操纵；n n辕架呈拱形，由立轴与牵引车的中央枢架辕架

7、呈拱形，由立轴与牵引车的中央枢架3 3相连，铲相连，铲斗车与牵引车可以相对摆动斗车与牵引车可以相对摆动2020，以适应在不平地面，以适应在不平地面上的作业；上的作业；n n铲斗后壁可以前移，以实现强制卸土。下降和铲土铲斗后壁可以前移，以实现强制卸土。下降和铲土依靠提斗液压缸依靠提斗液压缸6 6，斗门的开闭依靠斗门液压缸，斗门的开闭依靠斗门液压缸9 9。后壁强制卸土依靠卸土液压缸。后壁强制卸土依靠卸土液压缸。第5页/共32页国产国产国产国产CL7CL7型自行式铲运机型自行式铲运机型自行式铲运机型自行式铲运机n n牵引车：牵引车：n n牵引车采用液力传动，其变矩器为双导轮液力变矩牵引车采用液力传动

8、，其变矩器为双导轮液力变矩器。变矩器泵轮和涡轮之间装有闭锁离合器，可直器。变矩器泵轮和涡轮之间装有闭锁离合器，可直接输出动力。接输出动力。n n牵引车转向采用全液压整体转向，由转向液压缸和牵引车转向采用全液压整体转向，由转向液压缸和拉杆推动而转动，牵引车可相对铲斗车左右转动拉杆推动而转动，牵引车可相对铲斗车左右转动9090。n n传动系统传动系统：液力变矩器必要时由动力直接输出，不：液力变矩器必要时由动力直接输出，不需变矩；变速箱采用液压换挡。需变矩；变速箱采用液压换挡。第6页/共32页国产国产国产国产CL7CL7型自行式铲运机型自行式铲运机型自行式铲运机型自行式铲运机n nCL7CL7型铲运

9、机适合于开挖型铲运机适合于开挖1 13 3级土壤，运距为级土壤，运距为8008003500 m3500 m的大型土方工程。的大型土方工程。n n如运距为如运距为8008001500 m(1500 m(经济运距经济运距)，铲削时常用一台，铲削时常用一台58.874kW(80100 HP)58.874kW(80100 HP)功率的履带式推土机或功率的履带式推土机或117kw 117kw(160HP)(160HP)功率的轮胎式推土机助铲，一台助铲机可服功率的轮胎式推土机助铲，一台助铲机可服务于务于3 3台铲运机。台铲运机。n n如运距为如运距为15003500 m15003500 m时，一台助铲机可

10、服务于时，一台助铲机可服务于5 5台台铲运机。铲运机。第7页/共32页第三节第三节 结构和工作原理结构和工作原理n n美国美国美国美国CATERPILARCATERPILAR公司公司公司公司:637E:637E型双发动机全轮驱动自行式铲运机型双发动机全轮驱动自行式铲运机型双发动机全轮驱动自行式铲运机型双发动机全轮驱动自行式铲运机第8页/共32页637E637E型双发动机全轮驱动自行式铲运机型双发动机全轮驱动自行式铲运机型双发动机全轮驱动自行式铲运机型双发动机全轮驱动自行式铲运机n n垂直铰垂直铰:允许牵引车相对于拱架向允许牵引车相对于拱架向左右转左右转9090度，使转弯半径尽可能度，使转弯半径

11、尽可能小。小。n n纵向水平铰：使牵引车可绕水平纵向水平铰：使牵引车可绕水平铰轴线相对于拱架左右摆动各铰轴线相对于拱架左右摆动各15152020度，以保证铲运机在不平地度，以保证铲运机在不平地面作业时四轮可同时着地。面作业时四轮可同时着地。n n缓冲油缸的大腔与氮蓄能器相通缓冲油缸的大腔与氮蓄能器相通连，则有一定的使整机减振的性连，则有一定的使整机减振的性能，这种结构亦称能，这种结构亦称弹性转向枢架弹性转向枢架。n n油缸大腔闭锁，则前后转向枢架油缸大腔闭锁，则前后转向枢架可视为一体，也就相当于一刚性可视为一体，也就相当于一刚性转向枢架。转向枢架。第9页/共32页履带自行式铲运机履带自行式铲运

12、机n斗容量4m3；辅助推土板；n铲运斗的安装（两个起升液压缸连通）；第10页/共32页履带自行式铲运机履带自行式铲运机n与轮胎式比较，此机附着牵引力大。且随着土壤装入铲斗而增加附着重量；n接地比压低，纵向尺寸小，作业灵活，进退均可卸土，可填深沟。n因发动机布置较高，也可涉水作业。n但因铲运斗宽度受履带的限制，一般用于斗容7m3以下的小型铲运机。n履带式铲运机前面的辅助推土板转下来，还可用作推土机。因此。履带式自行式铲运机亦称铲运推土机。n履带式铲运机的品种、数量远比轮胎式的少。第11页/共32页推挽结构助铲推挽结构助铲n为了克服铲装时的切土阻力和装土阻力峰值：n推土机助铲；双发动机；n加装后发

13、动机可以提高附着牵引力。装土时，可使前后发动机共同工作。即使如此，因受轮胎与地面间附着系数所限，又不希望装土距离与装土时间过长，双发动机式装土时也经常使用推土机助铲。n为了不用推土机以节省费用，在这种全轮驱动铲运机前端和后端加装推挽机构，构成双发动机式推挽式自行式铲运机，两台联合作业。n装土时，推挽机构结合，两台连挂，前拉后推，先后装满。装满后，推挽机构脱开，两台各自运行、卸载、返回。第12页/共32页推挽结构助铲推挽结构助铲第13页/共32页链板装载式自行铲运机链板装载式自行铲运机n在铲斗前部切土刀片上方安装链板升送装置，用以将刀片铲起的土刮入斗内，以加速装土过程，降低装土阻力（可降低为不用

14、链板时的2/3），可不用推土机助铲；n适用于土壤含石块小、粘结性小、工作量小的场合，可以减少作业的机械数量；n因前方斜置链板，抽底式卸土；第14页/共32页链板装载式自行铲运机链板装载式自行铲运机n链板传动：液压式，机械式，从主发动机分出功率，或专用发动机；n同生产率下，动力装置的重量和功率要高1820；n升送机有34级速度，但还是不能和土壤开挖情况协调准确，致使装土时要多花费1030的时间；n优点：可铲挖固定厚度的薄层土壤，对于平整作业和清理作业很重要。发动机负荷均匀。第15页/共32页第四节第四节 主参数和经济意义主参数和经济意义n n铲铲运运机机以以铲铲斗斗容容量量(mm3 3)作作为为

15、主主要要技技术术参参数数，反反映映其其工工作作能能力。力。n n现代常用的铲运机铲斗容量多为现代常用的铲运机铲斗容量多为7 73535mm3 3。n n当当运运距距在在10010050005000mm之之间间，施施工工作作业业面面又又较较平平坦坦时时，以以采用铲运机施工最为经济。采用铲运机施工最为经济。n n苏苏联联著著名名的的挖挖掘掘机机专专家家顿顿勃勃洛洛夫夫斯斯基基在在其其专专文文铲铲运运机机广广阔阔的的道道路路中中指指出出，一一台台1010mm3 3的的自自行行式式铲铲运运机机可可以以完完成成一一台台1 1mm3 3单单斗斗挖挖掘掘机机和和与与之之配配套套的的四四台台载载重重量量101

16、0t t、自自重重9 9t t的自卸汽车的工作量的自卸汽车的工作量。第16页/共32页第四节第四节 主参数和经济意义主参数和经济意义n n铲运机完成了铲运机完成了挖、装、运、卸、铺平、压实挖、装、运、卸、铺平、压实等土方工程的等土方工程的全部作业工序；全部作业工序；n n在土方运距与土壤条件适宜时，具有人员占用少、总的机在土方运距与土壤条件适宜时，具有人员占用少、总的机器重量轻，即总油料消耗量少、施工组织较简单等多方面器重量轻，即总油料消耗量少、施工组织较简单等多方面的优点，比挖掘机配合汽车施工占有一定优势。的优点，比挖掘机配合汽车施工占有一定优势。n n如如19771977年，在山西阳泉铁路

17、站施工中，同时由两个机械筑年，在山西阳泉铁路站施工中，同时由两个机械筑路队协同完成土方工程，一个主要采用路队协同完成土方工程，一个主要采用1 1mm3 3单斗机械式挖单斗机械式挖掘机配以解放牌自卸汽车施工，一个主要采用掘机配以解放牌自卸汽车施工，一个主要采用6 68 8mm3 3拖式拖式铲运机施工，二者完成的土方的铲运机施工，二者完成的土方的核算成本核算成本之比超过二比一，之比超过二比一，铲运机施工要经济得多。铲运机施工要经济得多。第17页/共32页第五节第五节 铲运机的悬架与连接铲运机的悬架与连接n n为了作业稳定：底盘多采用刚性悬架；为了作业稳定：底盘多采用刚性悬架；n n运行时，只靠轮胎

18、的弹性缓和地面的冲击。运行时，只靠轮胎的弹性缓和地面的冲击。n n油气式弹性悬架的出现，解决了这一矛盾；油气式弹性悬架的出现，解决了这一矛盾；n n6060年代以来，出现了两种典型的结构：年代以来，出现了两种典型的结构：n n小松：小松：弹性悬架弹性悬架；n nCATCAT：弹性转向枢架弹性转向枢架；n n另外，小松在牵引车和转向枢架之间的连接上，独创了另外，小松在牵引车和转向枢架之间的连接上，独创了一种一种四连杆机构四连杆机构。第18页/共32页第五节第五节 铲运机的悬架与连接铲运机的悬架与连接n n一、弹性悬架一、弹性悬架n n油气式弹性悬架：小松油气式弹性悬架：小松WS16WS162 2

19、型；型；Terex STerex S24B24B型。型。悬挂操纵阀悬挂操纵阀蓄能器蓄能器锁定阀锁定阀气缸气缸悬挂油缸悬挂油缸水平控制阀水平控制阀悬臂悬臂车架车架D：接贮气筒：接贮气筒C：接油箱：接油箱A：接油泵：接油泵B：接蓄能器：接蓄能器WS16-2WS16-2型自行式铲运机牵引车悬挂型自行式铲运机牵引车悬挂第19页/共32页第五节第五节 铲运机的悬架与连接铲运机的悬架与连接n n1 1、悬挂锁定功能、悬挂锁定功能、悬挂锁定功能、悬挂锁定功能n n2 2、水平控制功能、水平控制功能、水平控制功能、水平控制功能n n此弹性悬架使其缓冲减振性能改善，使行驶平稳、此弹性悬架使其缓冲减振性能改善，使

20、行驶平稳、速度提高，最高车速提高到速度提高，最高车速提高到60km/h60km/h；n n作业时离地高度保持不变作业时离地高度保持不变(有利于降低操作人员的疲有利于降低操作人员的疲劳劳)；n n从而作业循环时间缩短，轮胎寿命延长，驾驶员也从而作业循环时间缩短，轮胎寿命延长，驾驶员也比较舒适。比较舒适。n n而在装土时，铲运机又可变换到刚性悬架方式以防而在装土时，铲运机又可变换到刚性悬架方式以防止摇摆。止摇摆。第20页/共32页第五节第五节 铲运机的悬架与连接铲运机的悬架与连接n n二、弹性转向枢架二、弹性转向枢架n n减振式连接：减振式连接：CATCAT公司。公司。自行式铲运机减振式连接装置自

21、行式铲运机减振式连接装置第21页/共32页第五节第五节 铲运机的悬架与连接铲运机的悬架与连接n n三、连接三、连接第22页/共32页铲运机外形图铲运机外形图第23页/共32页CTY8拖式铲运机拖式铲运机第24页/共32页链板装载式链板装载式链板装载式链板装载式第25页/共32页钢丝绳操纵式钢丝绳操纵式n n钢丝绳操纵式铲运机是通过滑轮绳组操纵，依靠钢丝绳操纵式铲运机是通过滑轮绳组操纵，依靠铲斗自重切土。铲斗自重切土。n n所以切土深度较浅，对硬土铲切较慢；因而延长所以切土深度较浅，对硬土铲切较慢；因而延长了装载路程，影响了铲运生产效率；了装载路程，影响了铲运生产效率；n n同时斗门不易关严导致

22、沿途漏土，钢绳也易磨损，同时斗门不易关严导致沿途漏土，钢绳也易磨损，故这种铲运机已趋于淘汰。故这种铲运机已趋于淘汰。第26页/共32页液压操纵式液压操纵式n n液压操纵式铲运机采用液压系统操纵液压操纵式铲运机采用液压系统操纵铲斗的升降铲斗的升降、斗门的开关斗门的开关及及卸土动作卸土动作。n n其优点是操作灵活方便，结构简单，动作平稳，并能使铲刀强制切土。其优点是操作灵活方便，结构简单，动作平稳，并能使铲刀强制切土。第27页/共32页卸土方式卸土方式n n自由式卸土铲运机利用整体铲斗前翻转动，使斗底倾角大于所卸土壤自然休止角和土壤与斗底、斗壁自由式卸土铲运机利用整体铲斗前翻转动，使斗底倾角大于所

23、卸土壤自然休止角和土壤与斗底、斗壁的摩擦角，土壤在自重作用下自由卸出。这种卸土方式适用于卸干燥、松散的土壤，消耗功率最小，的摩擦角，土壤在自重作用下自由卸出。这种卸土方式适用于卸干燥、松散的土壤，消耗功率最小，仅用于小型铲运机。仅用于小型铲运机。n n半强制式卸土铲运机铲斗侧壁固定，卸土时，后壁与斗底一起倾翻，将土壤强制向前推移、上升，当半强制式卸土铲运机铲斗侧壁固定，卸土时，后壁与斗底一起倾翻，将土壤强制向前推移、上升，当上升到一定倾角时，借助于土壤自重而倒出。这种卸土方式适应性较强，可使两侧壁上的粘土清除干上升到一定倾角时，借助于土壤自重而倒出。这种卸土方式适应性较强，可使两侧壁上的粘土清

24、除干净，但消耗功率也较大。净，但消耗功率也较大。n n强制式卸上铲运机铲斗的后壁为一块可沿水平导轨移动的推板，后壁在动力作用下向前移动，铲斗中强制式卸上铲运机铲斗的后壁为一块可沿水平导轨移动的推板，后壁在动力作用下向前移动，铲斗中的土壤被强制推出铲斗。这种卸土方式卸土干净，适用粘土、湿土的铲运。其卸土消耗功率大。的土壤被强制推出铲斗。这种卸土方式卸土干净，适用粘土、湿土的铲运。其卸土消耗功率大。第28页/共32页传动系统简图传动系统简图第29页/共32页推土机作助铲机推土机作助铲机推土机作助铲机推土机作助铲机第30页/共32页推挽作业法推挽作业法第31页/共32页感谢您的观看！感谢您的观看！第32页/共32页