推土機知識
1.推土機發展曆史
履帶式推土機(track-type tractor，也有稱crawler dozer）是由美國人Benjamin Holt在1904 年研製成功的，它是在履帶式拖拉機前麵安裝人力提升的推土裝置而形成，當時的動力是蒸汽機，之後又先後研製成功由天然氣動力驅動和汽油機驅動的履帶式推土機，推土鏟刀也由人力提升發展為鋼絲繩提升。Benjamin Holt也是美國卡特彼勒（Caterpillar Inc.）公司的創始人之一，1925年5Holt製造公司和C.L,Best推土機公司合並，組成卡特彼勒推土機公司，成為世界首家推土設備製造者，並於1931年成功下線第一批采用柴油發動機的60 推土機。隨著技術的不斷進步，目前推土機動力已經全部采用柴油機，推土鏟刀和鬆土器全部由液壓缸提升。推土機除履帶式推土機外，還有輪胎式推土機，它的出現要比履帶式推土機晚十年左右。由於履帶式推土機具有較好的附著性能，能發揮更大的牽引力，因此在國內外，其產品的品種和數量遠遠超過輪胎式推土機。在國際上，卡特彼勒公司是世界上最大的工程機械製造公司，其生產的履帶式推土機有大、中、小共9 個係列D3-D11，最大的D11 RCD，柴油機飛輪功率達到634kw；日本的小鬆（komatsu）公司列第二位，1947 年才開始引進生產D50 履帶推土機，現在履帶式推土機有13 個係列，從D21-D575，最小的為D21，柴油機飛輪功率為29.5kw，最大的為D575A-3SD，柴油機飛輪功率達858kw，它也是當前世界上最大的推土機；另外一家獨具特色的推土機製造企業是德國的利勃海爾集團（Liebheer），其推土機全部采用靜液壓驅動，該技術曆經十幾年的研究與發展，1972年推出樣機，1974 年開始批量生產PR721-PR731 和PR741 靜液壓驅動履帶推土機，由於液壓元件的限製，目前其最大功率僅為295Kw，型號為PR751礦用。
上述三家推土機製造企業，代表了當今世界上履帶式推土機的最高水平。國外其他幾家履帶推土機製造企業約翰迪爾、凱斯、紐荷蘭和德瑞斯塔，其生產技術水平也較高。
我國生產推土機，是新中國成立以後才開始的。最初是在農用拖拉機上加裝推土裝置。隨著國民經濟的發展，大型礦山、水利、電站和交通等部門對中大型履帶式推土機的需求不斷增加，我國中大型履帶式推土機製造業雖有較大發展，但已不能滿足國民經濟發展的需要。為此，自1979 年以來，我國先後從日本小鬆公司和美國卡特彼勒公司引進了履帶式推土機生產技術、工藝規範、技術標準及材料體係，經過消化吸收和關鍵技術的攻關，形成了目前以,20世紀80-90 年代小鬆技術產品為主導的格局。
從20世紀60年代至今，國內推土機行業的生產企業一直穩定在4家左右，原因是推土機產品的加工要求高、難度大，批量生產需要較大的投入，因此一般企業不敢輕易涉足。但是隨著市場的發展，從“八五”開始，國內一些大中型企業根據自身實力，開始兼營推土機，如內蒙古第一機械廠、徐州裝載機廠等，擴充了推土機行業隊伍。與此同時，也有少數企業由於經營不善、不適應市場發展的需要開始走下坡路，有的已經退出本行業。目前國內推土機的生產企業主要有：山推工程機械股份有限公司、河北宣化工程機械股份有限公司、上海彭浦機器廠有限公司、天津建築機械廠、陝西新黃工機械有限責任公司、一拖工程機械有限公司等。上述公司除生產推土機外，也開始涉足生產其他工程機械產品，如山推還生產壓路機、平地機、挖掘機、裝載機、叉車等。 2.推土機分類 按行走方式，推土機可分為履帶式和輪胎式兩種。履帶式推土機附著牽引力大，接地比壓小(0.04一0.13MPa)，爬坡能力強，但行駛速度低。輪胎式推土機行駛速度高，機動靈活，作業循環時間短，運輸轉移方便，但牽引力小，適用於需經常變換工地和野外工作的情況。
按用途可分為通用型及專用型兩種。通用型是按標準進行生產的機型，廣泛用於土石方工程中。專用型用於特定的工況下，有采用三角形寬履帶板以降低接地比壓的濕地推土機和沼澤地推土機、水陸兩用推土機、水下推土機、船艙推土機、無人駕駛推土機、高原型和高濕工況下作業的推土機等。
我國目前生產的主要是通用型推土機、濕地型推土機以及適應西部大開發達高原型推土機。經曆了20多年的穩步發展，目前我國推土機行業已形成從59kW(80馬力，山推的SD08推土機，在5.12汶川地震中，由俄羅斯米-26直升機吊起到施工現場)到309kW(420馬力，為山推近年來開發的SD42推土機，主要出口到俄羅斯，另據山推內部消息，2009年山推將開發520馬力的推土機納入科研計劃)規格齊全的產品係列。而且還出現了根據不同作業工況的需要，采用不同配置模塊的變型產品，基本上滿足了國內土石方工程對推土機產品的需求。 3.推土機的結構與工作原理
推土機是土方工程機械的一種主要機械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因為輪胎式推土機較少。本文主要講述履帶式推土機的結構與工作原理。
功率大於120KW的履帶式推土機中，絕大多數采用液力-機械傳動。這類推土機來源於引進日本小鬆製作所的D155型、D85型、D65型三種基本型推土機製造技術。國產化後，定型為TY320型、TY220型、TY160型基本型推土機。為了滿足用戶各種使用工作況的需求，我國推土機生產廠家在以上三個基本型推土機的基礎上，拓展了產品品種，形成了三種係列的推土機。TY220型推土機係列產品，包括TSY220型濕地推土機、TMY220型沙漠推土機、TYG220型高原推土機、TY220F型森林伐木型推土機、TSY220H型環衛推土機和DG45型吊管機等。TY320型和TY160型係列推土機也在拓展類似的係列產品。TY160係列中還有TSY160L型超濕地推土機和TBY160型推扒機等。
推土機產品種的開發拓展，既要滿足不同工況條件的工作適應性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱互換性），這就為廣大用戶使用維修帶來極大的方便。為方便用戶購買配件，生產廠都保留了日本小鬆公司的零部件編號，隻有改型中自行設計的零部件，才冠以自己廠家的編號。
履帶式推土機主要由發動機、傳動係統、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機罩等組成。其中，機械及液壓傳動係統又包括液力變矩器、聯軸器總成、行星齒輪式動力換擋變速器、中央傳動、轉向離合器和轉向製動器、終傳動和行走係統等。
動力輸出機構以齒輪傳動和花鍵連接的方式帶動工作裝置液壓係統中工作泵、變速變矩液壓係統變速泵、轉向製動液壓係統轉向泵；鏈輪代表二級直齒齒輪傳動的終傳動機構（包括左和右終傳動總成）；履帶板包括履帶總成、台車架和懸掛裝置總成在內的行走係統。
推土機采用機械傳動或帶液力變矩器的液力機械傳動係統，也有少數采用液壓傳動係統。
（1）液力變矩器
泵輪組件中的泵輪由螺栓和驅動殼連接，驅動齒輪由螺栓和驅動殼連接。驅動齒輪直接插入發動機飛輪齒圈內，故泵輪隨發動機一起旋轉。導輪由螺栓和導輪轂連接，導輪轂通過花鍵和導輪座連接，導輪座又通過螺栓和變矩器殼連接，故導輪和變矩器殼一起，是不旋轉的。渦輪和渦輪轂用鉚釘鉚接在一起，再通過花鍵和渦輪輸出軸連接，渦輪輸出軸通過花鍵和聯軸節連接，將動力傳遞給其後的傳動係統。泵輪隨發動機一起旋轉，將動力輸入，導輪不旋轉，渦輪旋轉，將動力輸出，三者之間相互獨立，輪間間隙約為2mm。
泵輪、渦輪、導輪自身由許多葉片組成，稱之為葉柵，葉片由曲而構成，呈複雜的形狀。變矩器在工作時，葉柵中是需要充滿油液的，在泵輪高速旋轉時，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲麵向外流動，在葉柵出口處射向渦輪葉柵出口，然後沿渦輪葉柵曲麵作向心流動，又從渦輪葉柵出口射向導輪葉柵進口，穿過導輪葉柵又流回泵輪。泵輪、渦輪、導輪葉柵組成的圓形空間，稱之為循環圓。由於渦輪葉柵曲麵形狀的設計，決定了渦輪和泵輪在同一方向旋轉。這樣，變矩器葉柵循環圓中的油液，一方麵在循環圓中旋轉，一方麵又隨泵輪和渦輪旋轉，從而形成了複雜的螺旋運動，在這種運動中，將能量從泵輪傳遞給渦輪。
渦輪的負荷是推土機負荷決定的。推土機的負荷由鏟刀傳遞給履帶行走係統，再傳給終傳動、轉向離合器、中央傳動、變速器和聯軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。
渦輪負荷小時，其旋轉速度就快；負荷大時，旋轉速度就慢。當推土機因超載走不動時，渦輪的轉速也下降為0，成為渦輪的製動狀態。這時，因渦輪停止轉動，由泵輪葉柵射來的油液，以最大的衝擊穿過渦輪葉柵衝向導輪，在不轉的導輪葉柵中轉換成壓力，該壓力反壓向渦輪，增大了渦輪的扭矩，該增加的扭矩和渦輪旋轉方向一致，此時渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的2.54倍。渦輪隨著負荷增大，轉速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當於一個無級變速器在逐漸降速增扭。這種無級變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動力換擋變速器相配合，使推土機獲得了優異的牽引性能。
液力變矩器是依靠液力工作的。油液在葉柵中流動時，由於衝擊、摩擦，會消耗能量，使油發熱，故液力變矩器的傳動效率是較低的。目前，國內外最好的液力變矩器其最高效率為88%。當變矩器的渦輪因推土機超負荷而停止轉動時，由泵輪傳來的能量全部轉化成熱量而消耗掉，此時變矩器效率為0。要想提高變矩器的傳動效率，就要掌握推土機的負荷，使渦輪有適當的轉速、推土機有適當 的速度；即當推土機因負荷過大而走不動時，要及時減小負荷，提一下鏟刀或由II擋換為I擋。
由變矩器的結構和工作原理知，變矩器工作時油會有內泄、會發熱。這就要求要及時給變矩器內部補充油，並將發熱的油替換出來冷卻，形成一個循環。
TY320型和TY220型有完全相似的液力變矩器，隻是進行了幾何放大。TY160型和TY220型有基本相似的的液力變矩器，人是結構有些變化。它們的故障和維修是基本相同的。
（2）行星齒輪式動力換擋變速器
該變速器主要由四個行星排和一個旋轉閉鎖離合器構成。圖3中標的“I”“II”“III”、“IV”是四個行星排，“V”是旋轉閉鎖離合器。
“I”“II”和“IV”行星排都是固定齒圈，用行星架同向旋轉進行輸出的。
“II”行星排的行星架上多裝一個行星輪，若將齒圈C用離合器固定，當太陽輪A右轉時，行星齒輪B左轉，行星齒輪E右轉，行星架D左轉，則形成了以太陽輪輸入、行星架反向旋轉輸出的行星齒輪減速機構。TY220型推土機變速器即利用第II行星排作為倒擋使用。
離合器有5個。第1至第4離合器的油缸體都由螺栓連接在端蓋上，它們是不運動的。當油缸體和活塞之間充滿壓力油時，壓力油在油超過計劃的密封下，建立油壓並推活塞壓緊摩擦片，則可將齒圈固定。
第5號旋轉閉鎖離合器的結構比較特殊，它沒有行星機構，其工作時是整體旋轉的。向旋轉油缸中供油時，需先向中心軸供油。工作時，壓力油通過第5離合器固定不動的殼體19中的油道，進入旋轉油缸，推動活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉密封環進行密封。工作完的油液，由於旋轉油缸不停地旋轉，離心力向外甩出，無法經供油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉油缸體上增加一個鋼球止回閥，在壓力油的作用下，它密封油孔以建立油壓，停止供油時，它會甩開，開放回油孔以回油。
TY220型推土機變速器，在結構上許多特點，利用這些特點，可使維修更為容易進行。如第1至第4離合器的摩擦片和光盤都是通用的；第2至第4行星排的活塞和密封環相同，行星排離合器導向銷相同，光盤分離彈簧相同，離合器活塞分離彈簧相同；第1至第3行星排使用同一個行星架；第4行星排的行星架利用外齒圈插入第3行星排齒圈中，並用彈簧卡圈防止軸向竄動等等。
TY320和TY220型推土機係列產品有完全相似的變速器，隻是放大了幾何尺寸。TY160型推土機變速器，離合器的排列方式不同，第1離合器為前進擋，第2離合器為後退擋，第3旋轉閉鎖離合器為I擋，第4離合器為III擋，第5離合器為II擋。安們有相同的使用維修特點。
（3）轉向離合器和轉向製動器
變速器的動力傳入中央傳動後，就從縱向傳動變為橫向傳動，由橫軸分別傳給左、右兩個轉向離合器。
該機的轉向離合器是彈簧壓緊、液壓分離、常齧合、溫式摩擦片結構型式。它包括外鼓、內鼓、壓盤、外摩擦片、內齒處、活塞、螺栓、套筒與活塞連接成一個整體，大、小彈簧支撐在內鼓上，彈簧的安裝負荷推動活塞向右移動，帶動壓板將摩擦片和齒片壓緊在一起，實現接合傳力。彈簧共8組，總安裝負荷3.2T，有足夠的壓力壓緊摩擦片以傳遞力矩。
當推土機需要轉向（如拉動左轉向拉杆）時，淮壓油充入轉向離合器活塞和輪轂之間的油腔，油壓力推動活塞，帶動壓盤向左移動，摩擦片和齒片鬆開，不再傳遞力矩，推土機左側失去動力，在右側履帶的推動下向左轉向。轉向結束時，鬆開拉杆，液壓油在活塞推動下回流，轉向離合器重新接合傳力，推土機恢複直線行駛。
TY220型推土機轉向製動器是液壓助力、浮動濕式製動帶式。它包括安裝在轉向離合器外鼓上的製動帶、助力活塞、連杆、浮動杆、連杆等零件。由於浮動機構的優越性能，不論離合器外鼓是正轉還是反轉，製動時都很平穩，不會產生製動衝擊。
當製動帶上的製動帶襯片磨損後，製動帶和外鼓之間間隙變大，製動跳板行程增加，當行程增大到一定限度時，製動變得不可靠。因此，要不斷地調整製動帶間隙。推土機製動踏板標準行程和極限行程如表所示。
製動帶間隙調整的方法：拆去調節螺栓的護蓋後，將調節螺栓口右旋，扭緊製動帶以抱住外鼓（扭緊力矩約90N·m）然後擰鬆螺栓（TY160型擰鬆15/6圈，TY320型擰鬆11/6圈），使製動帶和外鼓間出現0.3mm標準間隙，調整完成。 4.國內推土機製造商 目前國內推土機的生產企業主要有：山推工程機械股份有限公司、河北宣化工程機械股份有限公司、上海彭浦機器廠有限公司、天津建築機械廠、陝西新黃工機械有限責任公司、一拖工程機械有限公司、三一重工股份公司等，其中最大的推土機製造商是山推工程機械股份有限公司。
“美國有卡特比勒，日本有小鬆，中國有山推。”山推股份董事長周慶庭表示，2007年是山推的“國際化年”。山推股份常務副總經理江奎認為，今年核心產品推土機的國內市場占有率已經超過50％，推土機出口數量占國內出口總量的70％以上。
山推方麵證實，近日周慶庭將前往日本與小鬆談合作生產底盤件的相關事宜。而知情人士透露，山推股份與小鬆底盤合資項目已基本確定，預計2007年上半年正式簽約。底盤件未來將作為山推的一個重要產業。
“山推堅持兩條腿走路，將主機生產與工程機械配套件生產作為兩大重點。”周慶庭對山推闡釋說。記者還獲悉，明年山推的推土機將適當提高價格，同時延長保修期，提供更加周到專業的服務。
據了解，山推股份將在以推土機為核心的基礎上，戰略性發展包括壓路機、平地機等道路建築、養護機械，爭取把其培養成為推土機以外的另一支柱產業。江奎分析說，隨著“建設新農村”的不斷深入，大多數農村將鋪柏油路麵，“因此壓路機有很大的需求。”
對機械行業而言，自主創新意義非同一般，而山東的機械企業已逐步完成從引進消化到自主創新的轉變。
近日，山推股份研究院的成立。目前該公司基本上實現了從依賴引進自主創新的過程，具有了開發設計、產品試製、產品試驗的完整研發體係。
2003年，山推國際事業工業園正式投產。在此，山推股份與多家公司合資建廠，目前已形成底盤和基礎件兩大配套係統，同時吸引了更多的公司前來合資。公司工業園除配套山推係統主機以外，還有大部分配套其他同類企業，並與VOLVO簽訂合作意向協議。依托工業園區的建設，吸引企業抱團、紮堆，吸引投資者前來創辦相關企業，形成產業集群，利用產業集群通過地域的鄰近性，減低因頻繁交易而產生過高的費用，降低企業的生產成本。
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