一種可翻轉(zhuǎn)多功能變形推土鏟結(jié)構(gòu)及原理

摘要：介紹了一種可翻轉(zhuǎn)多功能變形推土鏟，主要包括其結(jié)構(gòu)形式以及功能原理。在結(jié)構(gòu)形式上，由組合鏟、推架、提升油缸、翻轉(zhuǎn)架、閉鎖裝置、限位底座、翻轉(zhuǎn)缸座和翻轉(zhuǎn)缸組成；在功能上，所述推土裝置具備推土、清障等6種作業(yè)姿態(tài)，通過推架的適應(yīng)性設(shè)計(jì)為車體前部安裝其他作業(yè)裝置預(yù)留了空間，同時(shí)利用翻轉(zhuǎn)功能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)向后翻轉(zhuǎn)180°收起，與其他工作裝置實(shí)現(xiàn)切換作業(yè)，還通過翻轉(zhuǎn)架鎖緊設(shè)計(jì)，保證了推土裝置作業(yè)時(shí)的根部穩(wěn)定性，不影響其性能。著重解決了工程作業(yè)車輛車體前部安裝多種作業(yè)裝置的技術(shù)問題，具有一定的普適性。

關(guān)鍵詞：工程機(jī)械、工程作業(yè)車、推土鏟、推土裝置

0 引言

工程作業(yè)車是一種應(yīng)用于多種工況的工程作業(yè)車輛，多搭載有推土鏟、挖掘裝置等工程作業(yè)裝置以滿足不同的工況需求，可根據(jù)行進(jìn)方式分為履帶式、輪式、步履式等等。

推土鏟是工程作業(yè)車上一個(gè)十分重要的部件，多用于推土、平土等土方作業(yè)，一般安裝于車體前部，在礦用、水利、交通等多個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮巨大作用。

本文介紹了一種特殊結(jié)構(gòu)推土鏟，可以向后翻轉(zhuǎn)180°收起，并且能夠變形實(shí)現(xiàn)多種作業(yè)功能，為工程作業(yè)車輛車體前部安裝多種作業(yè)裝置提供了一種技術(shù)解決方案。

1 結(jié)構(gòu)形式

如圖1所示，本文的可翻轉(zhuǎn)多功能變形推土鏟，由組合鏟、推架、提升油缸、翻轉(zhuǎn)架、閉鎖裝置、限位底座、翻轉(zhuǎn)油缸座和翻轉(zhuǎn)油缸組成，在前后方向總體呈“三段式”布局，最前部為組合鏟作業(yè)機(jī)構(gòu)，中部主要為土方作業(yè)支撐部分，后部則主要為翻轉(zhuǎn)功能實(shí)現(xiàn)部分。

組合鏟由兩面根部與推架最前端共軸鉸接的邊鏟以及變鏟油缸組成，變鏟油缸兩端分別連接推架與邊鏟，用來驅(qū)動(dòng)邊鏟動(dòng)作，具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

推架結(jié)構(gòu)形式與一般推土鏟推架的結(jié)構(gòu)形式有所不同，推架前部呈“︿”角形向兩側(cè)延伸至與車體等寬后再向后延伸，推架根部不直接與底盤連接，而是與翻轉(zhuǎn)架最底端鉸接，翻轉(zhuǎn)架根部再與固定在底盤上的限位底座鉸接，這樣整個(gè)裝置就與底盤實(shí)現(xiàn)了連接；除此之外，推架進(jìn)行了加寬設(shè)計(jì)，寬度大于車體底盤寬度，組合鏟與車體之間也預(yù)留了足夠距離，這樣推架內(nèi)部就預(yù)留足夠空間，能夠容納其他工作裝置進(jìn)行布置安裝。

翻轉(zhuǎn)架作為推架與底盤之間連接的中樞機(jī)構(gòu)，起到實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的關(guān)鍵作用。翻轉(zhuǎn)架整體呈“△”形狀，有較好的結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性；翻轉(zhuǎn)架上頂點(diǎn)和下頂點(diǎn)分別連接推架的提升油缸和推架的尾部，根部與底盤上的限位底座鉸接，為整個(gè)推架的正常作業(yè)和動(dòng)作提供受力支撐。除此之外，翻轉(zhuǎn)架尾部安裝有翻轉(zhuǎn)油缸，翻轉(zhuǎn)油缸另一端與固定安裝在底盤上的翻轉(zhuǎn)油缸座相連，在油缸收縮時(shí)可以通過翻轉(zhuǎn)架帶動(dòng)整個(gè)推土鏟向后翻轉(zhuǎn)。

提升油缸兩端分別連接翻轉(zhuǎn)架最前端與推架，控制推土鏟提升與下降。

閉鎖裝置安裝在限位底座上，由閉鎖缸、閉鎖扣、設(shè)置在限位底座上的滑道以及翻轉(zhuǎn)架上的閉鎖銷組成（見圖3），可以對(duì)翻轉(zhuǎn)架進(jìn)行限位閉鎖，使推土鏟作業(yè)時(shí)的受力能夠有效傳遞到限位底座上和底盤上，保證推土裝置的整體穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

限位底座和翻轉(zhuǎn)缸座則固定安裝在車體底盤的左右兩側(cè)，作為整個(gè)裝置的基礎(chǔ)支撐。翻轉(zhuǎn)缸兩端分別連接翻轉(zhuǎn)架和翻轉(zhuǎn)缸座，用于控制翻轉(zhuǎn)架進(jìn)行翻轉(zhuǎn)。

2 功能原理

組合鏟可以通過變鏟油缸伸縮動(dòng)作控制邊鏟繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)“直鏟”（如圖1）、“V形鏟”（如圖4）、“單邊斜鏟”（如圖5）、“全斜鏟”（如圖6）以及“倒V形鏟”（如圖7）變形，可用于推土作業(yè)和清障作業(yè)的不同工況，適應(yīng)多種作業(yè)環(huán)境。

另外，整個(gè)裝置可劃分為作業(yè)狀態(tài)（如圖1）和收起狀態(tài)（如圖8）。在收起狀態(tài)時(shí)，推土裝置通過翻轉(zhuǎn)油缸、翻轉(zhuǎn)架、提升油缸等聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)向后翻轉(zhuǎn)180°收起；而在作業(yè)狀態(tài)時(shí)，翻轉(zhuǎn)架、推架等都翻轉(zhuǎn)至車體前方。

推土裝置向后翻轉(zhuǎn)的原理如下：車在向后翻轉(zhuǎn)時(shí)，提升缸縮回，控制推架向上繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)45°。翻轉(zhuǎn)油缸兩端分別連接翻轉(zhuǎn)缸座和翻轉(zhuǎn)架，翻轉(zhuǎn)缸通過伸縮動(dòng)作驅(qū)動(dòng)翻轉(zhuǎn)架翻轉(zhuǎn)，全縮帶動(dòng)整個(gè)工作裝置繞向后翻轉(zhuǎn)135°，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置后翻180°。反之，推土裝置準(zhǔn)備作業(yè)時(shí)，翻轉(zhuǎn)缸全伸驅(qū)動(dòng)整個(gè)裝置向前翻轉(zhuǎn)135°，然后提升缸伸出控制推架向下繞鉸接點(diǎn)旋轉(zhuǎn)45°。

需要說明的是，由于推架根部與翻轉(zhuǎn)架鉸接，為了使推土裝置在作業(yè)狀態(tài)下推架根部足夠穩(wěn)定，保證作業(yè)支撐，設(shè)計(jì)了閉鎖裝置（見圖3）。

推土裝置在工作狀態(tài)時(shí)，翻轉(zhuǎn)架落入限位底座的結(jié)構(gòu)限位處，閉鎖缸推動(dòng)鎖扣沿設(shè)置在限位底座上的滑道鎖住翻轉(zhuǎn)架上的閉鎖銷，使翻轉(zhuǎn)架與車體相對(duì)固定；在翻轉(zhuǎn)架向后翻轉(zhuǎn)時(shí)，閉鎖裝置則處于解鎖狀態(tài)，閉鎖缸拉動(dòng)鎖扣沿滑道脫開翻轉(zhuǎn)架上的鎖銷。所以在執(zhí)行向后翻轉(zhuǎn)動(dòng)作前，首先要將閉鎖裝置“解鎖”，然后才能翻轉(zhuǎn)；反之，推土裝置向前翻轉(zhuǎn)進(jìn)行作業(yè)時(shí)，要翻轉(zhuǎn)到位后，在將閉鎖裝置“上鎖”，鎖緊翻轉(zhuǎn)架，才能進(jìn)行作業(yè)。

綜上所述，本文所介紹的推土裝置能夠?qū)崿F(xiàn)在車體前部與其他作業(yè)裝置共存的原理即為三個(gè)方面：一是通過推架加寬設(shè)計(jì)為其他工作裝置預(yù)留足夠空間，不影響推土裝置作業(yè)；二是通過推土裝置翻轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)使推土裝置與其他工作裝置實(shí)現(xiàn)切換，在其他工作裝置工作時(shí)推土裝置可以翻轉(zhuǎn)收起；三是通過翻轉(zhuǎn)架鎖緊設(shè)計(jì)，保證了推土裝置作業(yè)時(shí)的根部穩(wěn)定性，不影響其性能。

3 結(jié)束語

該推土裝置對(duì)于需要在車體前部搭載多種作業(yè)裝置的工程車，提供了一種技術(shù)解決方案。其實(shí)際應(yīng)用前景較為廣泛，具有較大的普適意義。