大型推土機松土器的設計

何金偉 杜玉煒

摘要：本文對大型推土機松土作業(yè)的特點進行了分析，并且著重的對大型推土機松土器合理結構進行了闡述，給出了大型推土機松土器設計思路。

關鍵詞：大型推土機松土器；設計合理性

松土器是懸掛于推土機尾部的工作裝置，其主要用途是工作面預松作業(yè)。針對于大型推土機來說，松土器不僅能夠作用在黏土、硬化凍土等土層的松散，還能夠用在砂礫石、板結的鹽礦等堅硬作業(yè)面的剝離，因為其具有生產成本低廉、安全性能好及高效率，并且能夠代替部分鉆孔爆破的優(yōu)良特性，受到了使用者的廣泛好評，故此，推土機松土器的范圍日益廣泛，而且其地位也愈來愈重要。

1.松土器結構選擇

通過松土器使用的經驗，推土機的生產廠家不斷研發(fā)出各種類型的松土器。在目前使用較為廣泛，并且使用性能良好的主要由可調松土角四連桿結構及不可調松土角四連桿結構這兩種基本結構構成。可調松土角四連桿結構同時配備有提升液壓缸及傾斜液壓缸，不但具備不可調松土角四連桿結構的優(yōu)良特性，還能夠依據工程的實際情況及要求，在可調范圍內對齒尖松土角進行調節(jié)，以此來得到最佳入土角及松土角，對松土器受力的狀態(tài)進行改善，是松土器能夠最大程度的應用于大型推土機松土作業(yè)。不可調松土角四連桿結構是超靜定結構。其具有整體強度高，部件的受力較為均衡，對抗沖擊的性能優(yōu)良好的特性，但是其只配有提升液壓缸沒有傾斜液壓缸。其齒尖的運動軌跡呈固定的狀態(tài)，在松土的過程中支角只能做上下移動，無法對松土的角度進行相應的調節(jié)，無法滿足入土角度不同的要求。因為大型推土機松土器作業(yè)的主要對象是黏土、凍土、鹽礦以及巖層等硬度不一的作業(yè)面，對于具體情況有著不同的要求，這樣就對不可調松土角四連桿結構松土器有所限制，使其僅能在中小型的推土機上進行作業(yè)。

2.松土器設計的基本參數

2.1松土器的重量

通常情況下，松土器是安裝于推土機的尾部，松土器的重量對于推土機運行軌跡的平穩(wěn)性及作用效率有著相應的影響。松土器的重量偏重會使機器重心靠后，在進行鏟土作業(yè)時入土的壓力變小，進而導致鏟刀入土能力變低；若松土器的重量偏輕，推土機運行至顛簸路面時出現(xiàn)翹尾的情況，進而失去穩(wěn)定性能。從大型推土機松土器設計的經驗考慮，單齒松土器的重量通常情況下為整個機器重量的百分之九左右。

2.2松土角度

松土器齒尖前端同地面之間的夾角稱之為松土角β。松土角影響著整個松土器的入土及松土性能，而且土質的不同對于松土角也有著不同的要求，在作業(yè)中需要根據實際情況對松土角進行相應的調整。例如在風化巖石作業(yè)時，需要調大松土角，以利于其將齒尖插入巖層。故此，在松土角的選擇上需要滿足不同介質及作業(yè)內容的要求。相對于大部分情況而言，松土角的角度在30°-40°時，其切削的性能最優(yōu)，但是入土角的范圍就會相應變大，故此大型推土機松土角度選完30°-60°最為適宜，因為松土角設置為45°時，松土器不但具備良好的入土性同時還兼具良好的剝離性，所以理論入土角通常為45°。松土器齒尖后面同地面間的夾角為夾角α。松土器角度設計必須滿足后角α不小于7.5°的要求，否則容易造成齒尖后側擠壓、摩擦土壤，使松土的阻力加大，進而是齒尖的磨損速度加快。

2.3松土器寬度

松土器寬度的設定主要是由松土器橫梁寬度所決定。通常情況下，松土器橫梁寬度不得超出推土機雙側履帶外邊緣總寬度，以此來對松土器的通過性進行保證。

2.4松土器長度

松土器支角安裝的位置尺寸決定了松土器的長度，其對整臺機器性能有著相應的影響。若支角安裝的位置與車體過于接近容易使剝離的土壤或是石塊卡在支角同履帶間，導致車輛損害；若距離過大，將會導致性能的總體下降，進而達不到預期的目的。松土角度選定為45°時，齒尖距驅動輪中心距離L1同整機履帶接地長度L的比值為0.5到0.6最為適宜，使松土器能夠良好作業(yè)，同時具備良好的穩(wěn)定性能。

2.5液壓缸設計

松土器具有兩對提升機傾斜液壓缸，為松土器升降及調角提供動能。液壓缸最大的工作壓力同推土機液壓最大工作壓力基本一致，液壓缸鋼筒及活塞桿直徑需要在達到使用強度的條件之上依照有關標準進行選取。一般依照最大工作壓力之下能夠使推土機翹尾來進行計算，安全系數選擇1.5-2.0，最好選擇液壓缸鋼筒與傾斜液壓缸活塞桿直徑相同，如此做法便于零件的更換及維修。

3.結語

推土機在土石方工程中的應用十分廣泛，在我國的建筑、道路等工程項目之中更是被普遍的使用，其具有獨立挖土、卸土及運土作業(yè)，并且具有操控靈活、工作面小、運轉靈活以及參與工程效率高的特性，大型推土機松土器設計關系著我國大型工程機械的發(fā)展，為此，松土器設計的合理性就顯得尤為重要。在松土器設計時從來要考慮上文中提到的事項之外，還需要充分考慮支架距地面最小距離、橫梁硬度、護板與齒尖加強筋結構等問題。設計時要從實際的工程情況出發(fā)，與大型推土機的特點充分結合，方能設計出與實際高度匹配的松土器。

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作者簡介：何金偉，（1981.12-），男，漢族，本科，助理工程師，從事機械設計工作。