膠輪機動鏟結構組成和特點

膠輪機動鏟結構組成

輪推工作裝置與裝載機工作裝置一樣為前置式，因其結構外形和連接方式變化較大，故輪推的前車架需重新設計。輪推工作裝置由推鏟總成、兩個推鏟連接支架、兩個大臂、左右可調(diào)節(jié)的水平推桿總成、豎直支撐桿、提升油缸和側(cè)傾油缸等零部件組成。其中推鏟總成通過大臂和提升油缸與前車架鉸接；通過左右水平推桿總成、豎直支撐桿、側(cè)傾油缸與大臂固定連接，從而將各零部件連接成一個有機整體，能實現(xiàn)推鏟的升降和左右側(cè)傾兩種功能。

膠輪機動鏟結構特點

（1）推鏟焊合件采用直鏟封閉式結構設計，大大加強了推鏟的整體強度和剛度，牢固可靠、經(jīng)久耐用，最適合于原生土層的剝離作業(yè)工況。

（2）推鏟總成與五塊耐磨鏟刀之間采用埋頭螺栓緊固，便于鏟刀磨損后的更換；同時鏟刀選用抗低溫冷脆的特種耐磨材料制造，適合于寒冷地帶的巖石類作業(yè)環(huán)境，有效延長了推鏟總成的使用壽命。

（3）左右大臂設計為箱型結構形式，重量輕，強度大，剛性好，能很好地滿足作業(yè)要求。

（4）采用可調(diào)節(jié)的水平推桿總成和豎直支撐桿，以改變鏟刀的俯視角和側(cè)傾角。保證鏟刀維持一定的切削角度和一定的空間位置，使輪推推鏟在不同的土質(zhì)和場地下均能正常作業(yè)。

（5）推鏟總成與左右大臂之間采用“TT”形的拼裝結構形式，使推鏟的受力更均勻，有利于保護推鏟；同時更易于實現(xiàn)鏟刀的切土角度。

（6）整個工作裝置經(jīng)過cad技術優(yōu)化設計，結構件設計合理，各部位受力狀況良好，各項技術參數(shù)及性能指標先進，推鏟的上升，下降及斜鏟靈活、平穩(wěn)可靠，作業(yè)效率高。

膠輪機動鏟是以普通裝載機底盤為基礎而改制成的一種具有很強工況適應性的施工機械。與履帶式推土機相比，它可以更快的速度、更高的效率來完成推挖、平整、回填等土石方作業(yè)；同時它具有十分強的機動靈活性，工地轉(zhuǎn)移相當方便，因而被廣泛地用于民用建筑、修建道路、機場、堤壩、礦山開采、港口碼頭、農(nóng)田改造及國防工程建設中。

工作裝置液壓系統(tǒng)由系統(tǒng)油箱、工作油泵、多路換向操縱閥（分配閥）、推鏟升降油缸、推鏟側(cè)傾油缸、油管接頭等元件組成。推鏟作業(yè)時，工作油泵從油箱吸油，然后通過多路換向操縱閥改變油液流動方向，從而實現(xiàn)控制升降油缸和側(cè)傾油缸的運動方向，以滿足各種作業(yè)動作的要求。 當駕駛室內(nèi)的提升操縱桿和側(cè)傾操縱桿均位于中位時，多路操縱閥的升降滑閥、側(cè)傾滑閥均處于封閉位置，來自工作油泵的油經(jīng)多路閥直接回油箱，此時為不工作狀態(tài)。當操縱提升操縱桿于提升（下降）位置時，軟軸控制升降滑閥向右（左）移動到工作位置，油泵的油頂開單向閥經(jīng)多路閥進油口進入提升油缸的小腔（大腔），從而推動活塞桿的往復運動，實現(xiàn)推鏟的提升或下降，最后液壓油從提升油缸的大腔（小腔）經(jīng)多路閥回油口流回油箱。

當提升操縱桿位于浮動位置時，升降滑閥處于操縱閥最左端，此時進油口腔與回油口腔相通，從而提升缸的大小腔連通，并處于低壓狀態(tài)，油缸受工作裝置的重量和地面作用力處于自由浮動狀況。 同理：當操作側(cè)傾操縱桿到左（右）傾位置時，側(cè)傾滑閥往左（右）移動，液壓油頂開單向閥經(jīng)多路閥進油口進入側(cè)傾油缸的大腔（小腔），推動活塞桿的伸縮，從而實現(xiàn)推鏟的左（右）傾，最后液壓油從側(cè)傾油缸的小腔（大腔）經(jīng)多路閥回油口流回油箱。

一、開發(fā)小型推土機

除高速公路建設需要大、中馬力推土機外，高等級公路建設和縣鄉(xiāng)級公路網(wǎng)的建設和水利工程、環(huán)保工程建設，勢必造就大批量的個體施工者。這樣，對小型推土機（100馬力以下）的需求量必然要增加。同時，我國已建成的高速公路和高等級公路已逐漸進入維修期，隨著東部沿海地區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，小型推土機將逐步成為人們替代體力勞動的工具。這正是小型推土機的市場所在。

與北美、西歐和日本市場相比，中國小型推土機市場無論是銷量，還是小型推土機與重型推土機銷售總量中所占的比重，都有相當大的差距。推土機行業(yè)必須借這次機遇，努力滿足這一新市場的需求。據(jù)有關雜志介紹，小型機市場已進入成長期，2008-2012年前后進入成長期后期和成熟期前期，2020年前后進入成熟期。

所以，推土機行業(yè)的有關企業(yè)，應從戰(zhàn)略角度著眼，決不能忽視小型產(chǎn)品的未來市場。但，在中國這樣的發(fā)展中國家開發(fā)小型工程機械產(chǎn)品，其定位一定要準。應該用不同的技術、針對不同用戶群來解決定位準的問題。應首先開發(fā)滿足發(fā)達地區(qū)廣大農(nóng)村市場的低端產(chǎn)品。而高端產(chǎn)品更多應考慮未來用戶的需求。

二、西部高原地區(qū)作業(yè)

盡快完善和解決適應西部高原地區(qū)作業(yè)的關鍵技術。

1、采用功率恢復型的增壓技術

由于以一般的自然吸氣發(fā)動機而言，當海拔高度每升高1000m時，其輸出功率就會降低8~12%。若整機作業(yè)海拔高度達4000m時，則其輸出功率，只有在平原地區(qū)的55%左右。所以西部高原地區(qū)施工使用的推土機必須采用這種功率恢復型增壓技術，以使柴油機在高原地區(qū)使用時，其輸出功率和經(jīng)濟指標及其熱負荷指標等恢復到原東部低海拔地區(qū)時的標定水平。

2、熱平衡技術

工程機械在西部高壓地區(qū)施工，要解決液力系統(tǒng)的冷卻問題。既要解決柴油機因增壓產(chǎn)生的熱負荷升高問題，又要解決傳動散熱系統(tǒng)因高原散熱能力下降所引起的比東部低海拔地區(qū)的較高的溫升。在進行熱平衡計算時，要把冷卻風量、空氣重度、環(huán)境溫差、散熱器的散熱能力等等因素考慮到。

3、防風沙技術的應用

由于西部地區(qū)風沙比較大，若采用一般的空氣濾清器，極易造成空氣濾清器堵塞或濾清不充分，損壞柴油機的零部件。各柴油機廠家一般采用三級濾清器或四級濾清器來解決這一問題。

4、自救防護設備及機具的配置

由于西部高原地區(qū)交通不便，人煙稀少。因此，機械應安裝液壓絞盤，以便在其陷入沙坑或沼澤地時，可被拖拽出來。同時，由于西部地區(qū)溫差大、風沙大，駕駛室應提高密封性能，并配備冷暖空調(diào)，防紫外線玻璃。駕駛室內(nèi)應配備必要的生活設施以及食用水與食品儲藏柜。甚至應配備全球定位系統(tǒng)和小型的制氧設備。

5、低溫預熱系統(tǒng)的采用

為提高機械的冷起動性能。除采用高性能的免維護電瓶外，采用柴油機冷卻系統(tǒng)預熱或油底殼預熱技術也是兩種很有效的方法。這兩種技術尤其適用于氣溫低于-35℃的高寒地區(qū)。

6、多自由度推土裝置的開發(fā)應用

隨著城建設施建設的增多和農(nóng)田水利建設的需要，應逐漸完善多自由度推土裝置的開發(fā)和應用。

雙排光面膠輪是膠輪壓路機廣泛采用的行走機構，同時也是膠輪壓路機的工作裝置在實際作業(yè)過程中，光面膠輪與鋪層之間是通過力的相互作用來實現(xiàn)鋪層的壓實和整平效果的，因此需要對壓實過程中膠輪的受力進行分析，從而全面了解膠輪壓路機的工作機理。

在壓實作業(yè)過程中，鋪層與膠輪壓路機之間相互作用的力主要集中在垂直方向和水平面內(nèi)壓路機前進方向，在垂直于前進的方向上也有力的作用，雖然該力較小，但其對于鋪層的壓實作用同樣不可忽視。

垂直方向上，鋪層受到膠輪壓路機重力引起的垂直靜載荷。在該靜載荷的作用下，瀝青混合料顆粒之間的水分和空氣被擠出，顆粒形成的鑲嵌結構趨于穩(wěn)定，從而使鋪層的密實度增大。

在水平面內(nèi)壓路機前進方向上，鋪層與膠輪壓路機之間的相互作用力主要表現(xiàn)為膠輪壓路機的行走阻力。該阻力主要由膠輪的滾動阻力、膠輪彈性變形引起的滾動阻力、馬區(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)阻力以及車輪的推土阻力等幾部分組成。

根據(jù)Bekker假定的相關內(nèi)容，可以認為在上述行走阻力的作用下，鋪層上表面會受到與之具有同樣大小，但方向相反的反作用力，該作用力直接對鋪層材料產(chǎn)生剪切作用，從而使瀝青混合料顆粒發(fā)生相對移動，有利于物料在水平面內(nèi)壓路機前進方向上實現(xiàn)位置的重新組合，便于小粒徑物料鑲嵌到大粒徑顆粒組成的物料骨架之中，從而實現(xiàn)了鋪層的密實。

在上述幾個阻力分量中，膠輪彈性變形引起的滾動阻力對鋪層的密實作用最為顯著。由于膠輪的彈性在壓路機本身的重力及鋪層路面的支持力作用下，膠輪與鋪層之間的接觸面發(fā)生變形。對于表層顆粒來說，當膠輪剛開始進入結合區(qū)時，該處物料受水平相前的推擠力，要相對于原位置向前發(fā)生移動，當膠輪開始退出結合區(qū)時，該處物料受水平向后的剪切力，要相對于原位置向后發(fā)生移動，這就對鋪層物料產(chǎn)生了水平面內(nèi)壓路機前進方向上的揉搓作用。

由上述分析可知，膠輪輾壓機自身的重力、膠輪的規(guī)格材質(zhì)及充氣壓力等參數(shù)是影響膠輪壓路機性能的主要因素另外還可以得知，對于不同鋪層材料的路面，要選用不同配置的膠輪壓路機進行壓實作業(yè)，才能達到良好的壓實效果。

膠輪輾壓機膠輪輾壓機膠輪規(guī)格材質(zhì)和壓力

為了保證壓實過程中免受瀝青混合料的刮傷，膠輪壓路機采用的膠輪一般是由特制的合成橡膠構成的，具有高強度、耐磨損等特點膠輪的寬度和半徑對于調(diào)節(jié)鋪層受力具有一定的作用，減小膠輪的直徑和寬度都可以減小其支承面積增大膠輪對地面的接觸壓應力，從而增大壓陷深度和剪切力為了適應不同鋪層路面的壓實要求，需要在施工前合理調(diào)節(jié)膠輪壓路機的充氣壓力膠輪的充氣壓力應根據(jù)施工實際情況，配合膠輪的負荷量進行合理取值。

膠輪輾壓機膠輪輾壓機的自身重力

膠輪輾壓機的重力同樣影響著壓實質(zhì)量由于被壓實材料的彈塑性，當壓路機經(jīng)過后鋪層材料會發(fā)生彈性變形和塑性變形彈性變形會在壓路機經(jīng)過后恢復原狀，而塑性變形則會使被壓實材料產(chǎn)生塑形流動或體積減小，宏觀表現(xiàn)為壓實效果施工中合理選擇膠輪壓路機的噸位非常重要。

雙排光面膠輪是膠輪壓路機廣泛采用的行走機構，同時也是膠輪壓路機的工作裝置在實際作業(yè)過程中，光面膠輪與鋪層之間是通過力的相互作用來實現(xiàn)鋪層的壓實和整平效果的，因此需要對壓實過程中膠輪的受力進行分析，從而全面了解膠輪壓路機的工作機理。

在壓實作業(yè)過程中，鋪層與膠輪壓路機之間相互作用的力主要集中在垂直方向和水平面內(nèi)壓路機前進方向，在垂直于前進的方向上也有力的作用，雖然該力較小，但其對于鋪層的壓實作用同樣不可忽視。

垂直方向上，鋪層受到膠輪壓路機重力引起的垂直靜載荷。在該靜載荷的作用下，瀝青混合料顆粒之間的水分和空氣被擠出，顆粒形成的鑲嵌結構趨于穩(wěn)定，從而使鋪層的密實度增大。

在水平面內(nèi)壓路機前進方向上，鋪層與膠輪壓路機之間的相互作用力主要表現(xiàn)為膠輪壓路機的行走阻力。該阻力主要由膠輪的滾動阻力、膠輪彈性變形引起的滾動阻力、馬區(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)阻力以及車輪的推土阻力等幾部分組成。

根據(jù)Bekker假定的相關內(nèi)容，可以認為在上述行走阻力的作用下，鋪層上表面會受到與之具有同樣大小，但方向相反的反作用力，該作用力直接對鋪層材料產(chǎn)生剪切作用，從而使瀝青混合料顆粒發(fā)生相對移動，有利于物料在水平面內(nèi)壓路機前進方向上實現(xiàn)位置的重新組合，便于小粒徑物料鑲嵌到大粒徑顆粒組成的物料骨架之中，從而實現(xiàn)了鋪層的密實。

在上述幾個阻力分量中，膠輪彈性變形引起的滾動阻力對鋪層的密實作用最為顯著。由于膠輪的彈性在壓路機本身的重力及鋪層路面的支持力作用下，膠輪與鋪層之間的接觸面發(fā)生變形。對于表層顆粒來說，當膠輪剛開始進入結合區(qū)時，該處物料受水平相前的推擠力，要相對于原位置向前發(fā)生移動，當膠輪開始退出結合區(qū)時，該處物料受水平向后的剪切力，要相對于原位置向后發(fā)生移動，這就對鋪層物料產(chǎn)生了水平面內(nèi)壓路機前進方向上的揉搓作用。