工程机械铲运机

　　自行式铲运机多为轮胎式，一般由单轴牵引车和单轴铲运车组成。 有的铲运机在后车上还装有一台发动机， 称为双发动机式铲运机。 它利用其前发动机后 发动机驱动前、后轮，提高附着牵引力，在铲装土方过程中能克服较大的铲土阻力，增加爬 坡能力，适用于路面条件不好、铲装阻力和行驶阻力较大的场合。 单轴牵引车是自行式铲运机的动力部分，由发动机、传动系统、转向系统、制动系统、 悬挂装置、车架等组成；铲运车是工作装置，由辕架、铲斗、尾架及卸土装置组成。 一、传动系统 自行式铲运机大多采用液力机械式传动或全液压传动。 在液力机械式传动中，广泛采用变矩器、动力换挡变速器、最终行星齿轮传动等原件。 在铲运机作业过程中。 采用液力变距器能更好的适应外界载荷的变化， 自动有载换挡和无级 变速，从而改变输出轴的速度和牵引力，使机械平稳工作，可靠地防止发动机熄火及传动系 统过载，提高了铲运机的动力性能和作业性能 （一）CL9 型自动式铲运机传动系统 一 CL9 型铲运机是斗容量为 7~9m³的中型、液压操纵、普通装载、强制卸土的国产自动 式铲运机。采用单轴牵引车的传动系统，动力由发动机、动力输出箱，经前传动轴输入液力 变距器、行星式动力换挡变速器、传动箱、后传动轴，输入到差速器、轮边减速器，最后驱 动车轮使机械运行。 CL9 型铲运机装有四元件单级三相液力变矩器， 由两个变矩器特性和一个耦合器特性合 成，高效率范围广。当涡轮转速达 1700r/min 时，变矩器的锁紧离合器起作用，将泵轮和涡

　　（一）带换向阀的非随动式转向系统 CL9 型铲运机采用带换向阀的非随动式铰接转向。转向系统如图 2-11 所示，由转向器、 转向泵、常流式非随动转向操纵阀、滤油器、液压油箱、双作用安全阀、换向阀、液压管路、 转向油缸及转向枢架等组成。 图 2-12 为转向操纵液压系统图。转向器 20 采用球面涡杆滚轮式，两个转向油缸 14 装在牵 引车转向枢架和辕架曲梁的牵引座之间， 油缸两端分别与转向枢架和牵引座铰接。 转动方向 盘通过转向垂臂及拉杆操纵分配阀 7，实现左右转向或直线 用来消 除由于道路不平驱动轮碰到障碍物而引起的作用在液压缸内的冲击负荷。 （二）机械式反馈四杆机构随动式转向系统 图 2-13 所示为 WS16S-2 型铲运机的转向机构杆系，铲斗绕上下垂直铰销 4 相对于牵引 车回转实现铲运机的转向，转向系统如图 2-14 所示.。 转向器为循环球齿条齿扇式，其转向垂臂的下端铰接于 AC 上的 B 点。RQ 轴经托架装在牵 引车上，其上端有双臂杠杆，铰点 T 刚性地装在曲梁上，靠近垂直铰销左侧。 方向盘左转时，转向垂直臂随着摆动（此时转向枢架与铲斗无相对运动，A 无法移动） ， 使 AC 杆以支点向 C 点移动， 经连杆 CD 和转向阀另一支点将转向阀组中的阀杆移到左转供 油位置，使压力油进入又转向油缸无杆腔和左转向油缸活塞杆腔，实现铲运机的左转向，即 曲梁绕垂直主销相对于牵引车做顺时针方向转动。此时 T 点拉着 AF 杆作图示方向移动，B 点因方向盘停止转动而不动。AC 杆以 B 点为支点转动使转向阀回到中位，停止向转向油缸 供油，铲运机就保持一定的转向位置，若要继续转向，必须不断的转动方向盘，从而实现机 械反馈随动式动力转向。向右转可自行分析。 液压式反馈机构随动式转向系统 （三）液压式反馈机构随动式转向系统 图 2-25 所示为 672B 型铲运机的液压反馈随动式动力转向系统。 方向盘上有一左旋螺纹的螺杆，装在齿条螺母中。转动方向盘时，螺杆在齿条螺母中向上或 向下移动。 螺杆的移动带动转向垂臂摆动， 将与之相连的转向操纵系统阀的阀杆移动到相应 转向位置。转向操纵阀为三位四通阀，有左转、右转和中间三个位置，方向盘不动时阀处于 中间位置。 输入随动油缸的缸体和活塞杆分别铰接于牵引车和铲运车上， 装在转向枢架左侧。 输出 随动油缸的缸体铰接在牵引车上，活塞杆端通过扇形齿轮连杆与转向器杠杆臂相连。 转向时， 输入随动油缸的活塞杆向外拉出或缩回， 将油液从其小腔或大腔压入输出随动油缸 的大腔或小腔， 迫使输出随动油缸的活塞杆拉着转向器杠杆臂及扇形齿轮转动一角度， 从而 使与扇形齿轮啮合的齿条螺母及螺杆和转向垂直臂回到原位， 转向操纵阀阀杆在转向垂直臂 的带动下回到中间位置，转向停止。因此，方向盘转一角度，牵引车相对铲运车转一角度， 以实现随动作用。 来自缓冲油路的压力油经减压阀进入随动油缸以补充其油量。 综上所述，带换向阀非随动式转向系统由于没有随动作用，操纵比较困难；机械式反馈 四杆机构随动式转向系统操作性虽好，但其杆系复杂，铰点较多；液压式反馈机构随动式转 向系统，结构质量轻，操作性能好，比机械式反馈更优越。

　　雷竞技APP官方

　　一、用途 铲运机是以带铲刀的铲斗为工作部件的铲土运输机械，兼有铲装、运输、铺卸土方的功 能，铺卸厚度能够控制，主要用于大规模的土方调配和平土作业。铲运机可以自行铲装Ι级 至Ⅲ级土壤， 但不宜在混有大石块和树桩的土壤中作业， 在Ⅳ级土壤和冻土中作业时要用松 土机预先松土。 铲运机是一种适合中距离铲土运输的施工机械，根据机械的不同其经济运输范围较大， （100~2000m） 。由于铲运机一机就能实现铲装、运输，还能以一定的层厚进行均匀铺卸， 比其他铲土机械配合运输车作业具有较高的生产效率和经济性， 广泛用于公路、 铁路、 港口、 建筑、 矿山采掘等土方作业，如平整土地、 填筑路堤、开挖路埑以及浮土剥离等工作。此外， 在石油开发、军事工程等领域也得到广泛的应用。 二、分类和表示方法 铲运机主要根据行走方式、行走装置、装载方式、卸土方式、铲斗容量、操纵方式等进 行分类 （1）按行走方式不同铲运机分为拖式和自行式两种。 1)拖式铲运机：工作时常由履带式拖拉机牵引，具有接地比压小、附着能力大和爬坡能 力强等优点，在短运距离和松软潮湿地带工程中普遍使用。 2）自行式铲运机：本身具有行走能力，行走装置有履带式和轮胎式两种。履带式自行 铲运机又称铲运推土机，它的铲斗直接装在两条履带的中间，用于运距不长、场地狭窄和松 软潮湿等地带工作。 轮胎式自行铲运机按发动机台数又可分为单发动机、 双发动机和多发动 机三种，按轴数分为双轴式和三轴式。轮胎式自行铲运机由牵引车和铲运斗两部分组成，大 多采用铰接式连接，铲运斗不能独立工作。轮胎式自行铲运机结构紧凑、行驶速度快、机动 性好，在中距离的土方转移施工中应用较多。 （2）按装载方式铲运机分为升运式和普通式两种 1）升运式：也称链板装载式，在铲斗铲刀上方装有链板运土机构，把铲刀切削下的土升 运到铲斗内，从而加速装土过程，减小装土阻力，可有效地利用本身动力实现自装，不用助 铲机械即可装至堆尖容量，可以单机作业。土壤中含有较大石块时不宜使用，其经济运距在 1000m 之内。 2） 普通式： 也称开斗铲装式， 靠牵引机的牵引力和助铲机的推力， 使用铲刀将土铲切起， 在运行中将土屑装入铲斗，其铲装阻力较大。 （3）按卸土方式不同铲运机可分为自由卸土式、半强制卸土式和强制卸土式。 1）自由卸土式：当铲斗倾斜（有向前、向后两种形式）时，土壤靠其自重卸出。这种卸 土方式所需功率小，但土壤不易卸净（特别是粘附在铲斗侧壁上合斗底上的土） ，一般只用 于小容积铲运机。 2） 半强制卸土式： 利用铲斗倾斜时土壤自重和斗底后壁沿侧壁运动时对土壤的挤推作用 共同将土卸出。这种卸土方式仍不能使粘附在铲斗侧壁上合斗底上的土卸出干净。 3） 强制卸土式： 利用可移动的后斗壁 （也称卸土板） 将土壤从铲斗中自后向前强制推出， 卸土效果好，但移动后壁所消耗的功率较大，通常大中型铲运机采用这种卸土方式。 升运式铲运机因前方斜置着链板运土机构，只能从底部卸土。卸土时将铲斗后抽，再将后斗 壁前推，将土卸出。有的普通式大中型铲运机也采用这种抽底板和强制卸土相结合的方法， 效果较好。 （4）按铲斗容量铲运机分为以下四类：

　　现代轮胎自行式铲运机多采用铰接式双作用双油缸动力转向， 有带换向阀非随动式和四 杆机构随动式两类。随动式又有机械反馈和液压反馈之分。 牵引车和铲运车由转向枢架来实现， 转向枢架是一个牵引铰接装置， 其传递牵引力和实现机 械转向的作用。 转向枢架 3 以纵向水平销 2 铰接在牵引车架 1 上， 上部以转向立销与辕架铰 接。双作用双油缸（转向油缸）铰接在辕架的左右耳座和转向枢架油缸支座 9 上，通过油缸 的推拉式铲斗与牵引车绕立销偏转而实现转向。

　　轮直接闭锁在一起，变液力传动为直接机械传动，提高了传动效率。 行星式动力换挡变速器由两个行星变速器串联组合而成， 前变速器有一个行星排， 后变 速器有三个行星排。整个行星变速器有两个离合器 C1、C2 和四个制动器 T1、T2、T3、T4， 这六个操纵件均采用液压控制。 前后变速器各接合一个操纵件可实现一个挡位。 前行星变速 器接合 C1 可得直接挡，接合 T1 可得高速挡，再与后行星变速器操纵元件组合可实现不同 的挡位。CL9 型行星动力变速器有四个前进挡，两个倒退挡。各挡位接合操纵件及传动比见 表 （二）WS16S-2 型自动式铲运机传动系统 日本小松公司生产的 WS16S-2 型铲运机为单位发动机普通装载式铲运机， 斗容 11~16m ³，最大载重 22.4t。传动系统由液力变矩器、行星式动力换挡变速器、主传动、差速器和行 星齿轮式轮边减速器等组成。 WS16S-2 型铲运机的液力变矩器为 TCA43-2B 型三元件一级两相带闭锁离合器式，导 轮随外转矩的变化可实现被单向离合器楔紧不转的变距工况及导轮自由旋转的耦合工况。 闭 锁离合器为单片油压自动作用式。当控制闭锁离合器的电磁阀通电时，闭锁离合器接合，变 矩器的泵轮和涡轮锁紧在一起，变液力传动为机械直接传动，以提高传动效率。 行星式动力换挡变速器设有八个前进挡和一个倒退挡。变速器由前、后两部分组成，前 部包括两个制动器和一个离合器，后部包括三个制动器和一个离合器。当变速器在 3 挡到 8 挡工作时，紧锁离合器自动锁紧；在 1 挡和倒挡工作时，闭锁离合器解锁，动力经液力变矩 器传递； 2 挡时， 在 即可在变距工况下工作， 也可在闭锁工况下工作。 2 挡到 8 挡范围内， 在 可由微型计算机根据行驶速度、 外负荷和路面情况控制变速器实现自动换挡。 变速器各挡位 相应接合的换挡离合器、制动表见表 （三）627B 型自动式铲运机传动系统 美国卡特皮勒公司生产的 627B 型铲运机是双发动机开斗铲装轮式铲运机，配置两台额 定功率为 166kW 的 3066 型涡轮增压直喷式柴油机， 斗容量 11~16m³。 其传动系统分为牵引 车与铲运车两部分， 均为液力机械式传动， 利用电液系统控制牵引车与铲运车的变速器同步 换挡，整机系统全速同步驱动。 图 2-8 为 627B 型牵引车的传动系统简图。动力由发动机输出。经传动轴驱动液力变矩 器泵轮转动，同时带动六个油泵工作。行星式动力换挡变速器有八个前进挡和一个倒退挡。 倒挡、1 挡和 2 挡为手动换挡，动力经变矩器输出，以满足机械低速大转矩变负荷驱动的需 要。变速器在 3~8 挡之间为自动换挡，此时动力直接输出，不经液力变矩器，以提高传动效 率。差速器为行星齿轮式，并设有气动联锁离合器，以备一侧车轮打滑时锁住离合器，使另 一侧车轮能发出足够转矩。动力经行星式轮边减速器最终传给行走车轮。 铲运车传动系统中， 动力经变矩器传递到行星式动力换挡变速器。 变速器有四个前进挡 和一个倒退挡。 铲运车变速器通过电液控制系统与牵引车变速器同步换挡或保持空挡。 铲运 车的一个前进挡对应于牵引车的两个前进挡， 它利用液力变矩器在一定范围内可以自动变距 变速的特点，补偿前、后传动比的不同，保证前后传动系统同步驱动。铲运车采用牙嵌式自 由轮差速器。轮边减速器与牵引车一样采用行星齿轮减速器。

　　1）小型铲运机：铲斗容量小于 5m³； 2）中型铲运机：铲斗容量 5~15m³； 3）大型铲运机：铲斗容量 15~30m³； 4）特大型铲运机：铲斗容量 30m³以上。 （5）按工作机构的操纵方式铲运机可分为机械式操纵、液压操纵和电液操纵式三种。 1）机械操纵式：用动力绞盘、钢索和滑轮来控制铲斗、斗门及卸土板的运动， 结构复杂、 技术落后，已逐渐被淘汰。 2）液压操纵式：工作装置各部分用液压操纵，能使铲刀刃强制切入土中，结构简单，操 纵轻便灵活，动作均匀平稳，应用广泛。 3）电液操纵式：操纵轻便灵活，易实现自动化，是今后发展的方向。 我国定型生产的铲运机产品型号按类、组、型分类原则编制，一般由类、组、型代号与主参 数代号两部分组成，如铲斗几何斗容为 9m³的液压拖式铲运机标记为ＣＴＹ９。 近年来，我国引进了多种进口机型，很多都按照引进机型进行编号。 三、铲运机的作业过程 铲运机的作业过程包括铲土、运土、卸土和回程四道工序。 铲运机前驶，斗门 1 升起， 铲斗 2 放下，刀片切削土壤，并将土装入斗内， 是铲土作业； 待土装满后，关闭斗门，升起铲斗，机械重载运行，这是运土作业；当运土至卸土处，打开 斗门，放下铲斗并使斗口距地面一定距离，卸土板 3 前移，机械在慢行中卸土，并利用铲刀 将卸下的土壤推平，这是卸土作业；卸土完成后，铲斗 升起，机械快速空驶回铲土处，准 备下一个作业循环，这是回驶过成。 四、铲运机的主要技术性能参数 铲运机的主要技术性能参数有：铲斗的几何斗容（平装斗容） 、堆尖斗容、发动机的额定功 率、铲刀宽度、铲土深度、铺卸厚度、铲斗离地间隙、爬坡能力等，其中铲斗的斗容量是主 要参数，使选择铲运机的主要依据。