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1. 托架 2. 上连杆 3. 横梁 4. 支角
1. 托架 2. 上连杆 3. 横梁 4. 支角 5. 护板 6. 齿尖
7. 提升液压缸 8. 下连杆(支架) 9. 螺栓 10. 弹性涨销
图 1 不可调松土角的四连杆结构
1. 销轴 2. 倾斜液压缸 3. 横梁 4. 支角 5. 齿尖
6. 护板 7. 提升液压缸 8. 下连杆(支架) 9. 弹性涨销
图 2 可调松土角的四连杆结构
大型推土机松土器的设计
张明月,侯文军
(山推工程机械研究院)
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
摘 要:针对大型推土机松土器工作的特点,介绍并分析了大型推土机松土器的合理结构,提
出了松土器的设计思路及计算方法。
关键词:大型推土机;松土器;支角;设计
松土器是悬挂在推土机、平地机等工程机械尾
部的一种工作装置,主要用于工作面的预松作业。 对于推土机特别是大型推土机而言,松土器不但可 以用于黏土、硬化的冻土等土层的疏松,还可用于 砾石、板结的盐矿、层理发达的岩石等坚硬作业面 的剥离,由于其生产成本低、效率高、安全性好,并 可部分替代钻孔爆破等优点得到了用户的好评,因 此是一种应用日益广泛,越来越重要的工作装置。
松土器结构的选择
经过多年的实际使用,推土机生产厂家开发了 多种松土器结构,但归纳起来目前结构比较完善、 应用比较广泛的主要有不可调松土角的四连杆结 构和可调松土角的四连杆结构两种基本结构形式, 如图 1、2 所示。不可调松土角的四连杆结构为超静
1
定结构,整体强度比较高,各部件受力均衡,抗冲击
性能较好,但只有提升液压缸而没有倾斜液压缸, 齿尖运动轨迹基本固定不变,在松土的过程中,松 土器支角仅能上下移动,而不能调节齿尖的松土角 度,无法兼顾齿尖入土时和松土时对松土角的不同 要求。由于大型推土机松土器的工作对象是黏土、 盐矿、冻土、岩层等多种硬度不同的作业面,不同的 工况对松土器松土角的要求是不同的,因此这种结 构的使用范围受到了一定的限制,仅适用于中小型 推土机。可调松土角的四连杆结构同时配有提升液 压缸和倾斜液压缸,不仅具有不可调松土角的四连
作者简介:张明月(1982—),男,内蒙古赤峰人,工程师,学士,研究方向:工程机械开发与研究。
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工程机械第 43 卷 2012 年 10 月Desi
工程机械
第 43 卷 2012 年 10 月
Design and Calculation
杆结构的优点,还可以根据工况要求在一定范围内
调节齿尖的松土角,以获得最佳的入土角和松土 角,改善松土器的受力状态,使机器始终保持良好 的松土性能。
松土器作业时,松土阻力及冲击载荷最终作 用在主机架上,因此松土器与主机架的安装结构 形式对整机的性能也产生一定的影响。目前大型 推土机松土器的安装结构有螺栓安装和销轴安装 两种形式。螺栓安装如图 1 所示,是将松土器托架
1 通过螺栓 9 固定在推土机主机架后桥箱上,这种 安装形式对后桥箱后壁板的强度有较高的要求,
冲击和振动也容易使固定螺栓拉长、松动,同时使 用螺栓固定造成拆装困难,不利于松土器的维修、 运输。销轴安装如图 2 所示,是将松土器托架与主 机架设计为一体,松土器通过销轴 1 与主机架铰 接安装在一起,这种安装结构将松土作业时的载
荷作用在强度较高的主机架两侧的箱型结构上, 而不是相对薄弱的后桥箱后壁板上,使受力更加 合理,同时销轴承载能力比较强,拆装方便,特别 适合大型推土机采用。
松土器支角的结构目前常用的有直齿和弯齿
两种,如图 3 所示。弯齿在松土作业时承受水平方 向载荷的能力比较强,但是在松土器支角入土阶段 需要较大的切入力,甚至需要使推土机翘尾以使用 整机重量切入土壤或岩层,所以对支角承受垂直载 荷的能力要求也比较高,而弯齿对垂直载荷承受能 力相对直齿较弱,仅适合在不可调松土角的四连杆 结构的松土器上使用。直齿结构比较简单,综合承 载能力强,同时对坚硬的工作面有较好的切入能 力,是大型推土机松土器普遍采用的结构。
松土器基本参数的确定
2
2.1 额定有效牵引力 PH
由于松土器一般安装在推土机尾部上,因此松 土器的额定有效牵引力 PH 取决于推土机的整机使
用质量 GS 和工作时土壤对松土器支角的反力 PZ。
当松土器支角入土时,PZ 向上,对整机的附着质量 GΦ 有增大的作用;当松土器支角正常工作时,PZ 向 下,对整机的附着质量 GΦ 有减小的作用。因此,松
土器工作状态下的有效牵引力按下式计算:
(1)
(2)
GΦ=GS±PZ
PH=φHGΦ
式中:GS——整机使用重量,N;
PZ—土壤对松土器支角的反力,N;
φH—额定滑转率下整机的附着系数。对于履
带式推土机而言
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