建筑机械与电工 平地机 平地机的分类 1．按车轮数、驱动轮对数和转向轮对数可分为以下几种 1）四轮平地机 有： 2×1×1型，前轮转向，后轮驱动 2×2×2型，全轮转向，全轮驱动 平地机的分类 2）六轮平地机 有： 3×2×1型，前轮转向，中后轮驱动 3×3×1型，前轮转向，全轮驱动 3×3×3型，全轮转向，全轮驱动 平地机的分类 2、按操作方式分，平地机可分为： 机械操纵式的平地机； 液压操纵式的平地机。 3、按机架结构分，平地机可分为： 整体机架式平地机； 铰接机架式平地机。 发展概况 在机械结构上，平地机已发展到比较完善的地步。如果以它的操纵方式来反应它的发展阶段的话，那么，第一阶段是机械操纵，第二阶段为液压操纵，而现在已迈人第三阶段，即机电液一体化阶段。目前的发展大多分布在在操纵、维护、使用方面进一步与电子技术相结合，更进一步提升平地机的综合性能。 平地机的分类 第二节 平地机构造 一、总体组成 平地机主要组成部分有：发动机、传动系统、机架、行走装置、工作装置和操纵控制管理系统。 发动机一般都会采用柴油机，多数柴油机都采用了废气涡轮增压技术. 平地机 铰接式机架平地机 平地机工作装置 刮土工作装置:是平地机的主要工作装置 刮土工作装置 刮土工作装置 作业装置操纵系统能控制刮刀作如下六种型式的动作： ①刮刀左侧提升与下降；②刮刀右侧提升与下降；③刮刀回转；④刮刀侧移(相对于回转圈左移和右移)；⑤刮刀随回转圈一起侧移，即牵引架引出；⑥刮刀切削角的改变。 其中①、②、④、⑤一般是通过油缸控制，③采取了液压马达或油缸控制，而⑥一般为人工调节或通过油缸调节，调好后再用螺母锁定。 平地机刮刀的动作方式 平地机刮刀的动作方式 牵引架及转盘 T型牵引架 PYl80型平地机的转盘 1—带内齿的转盘；2—弯臂；3—松十耙支承架；4—刮刀摆动铰销； 5—松土耙安全杆；6—液压角位器定位销 回转圈 1—齿圈；2-耳板；3、4、5—拉杆 回转支承装置 1—调节螺栓；2—牵引架；3—垫片；4—紧固螺栓； 5—支承垫块；6—衬片；7—衬片；8—回转齿圈 回转驱动装置 由回转圈带动刮刀回转基本上都是全回转式，即360o回转，属于连续驱动型式。驱动方式主要是液压马达带动蜗轮蜗杆减速器驱动回转小齿轮；另一种是双油缸交替随动控制驱动小齿轮 刮刀 ：各种平地机的铲刀都基本相似，它包括刀身和切削刃两部分。 刮刀切削角的调节 2）通过油缸调整 为了拓宽平地机的作业范围，可在刮刀的一侧安装刀片，用于开挖安装路缘石的矩形沟或小排水沟等。 耙土装置 1—耙子收放油缸；2—摇臂机构；3—弯臂；4—伸缩杆；5—齿楔；6—耙子架；7—耙齿 耙土装置 松土器 松土器 推土工作装置 铲刀的升降机构有单连杆式和双连杆式。 推土铲主要用来切削较硬一些的土壤、填沟以及刮刀无法够到的边角地带的刮平作业 二、行走装置 前后桥对于小型四轮平地机，一般为后桥与机架固定，前桥与机架铰接，以保证四轮同时着地； 对于六轮平地机，一般为后桥与机架固定，前桥与机架铰接摆动，后轮则通过平衡箱绕后桥摆动，这样保证了六轮同时着地，后四轮平均承载 三、动力传动系统 主传动的型式与特点 1)?发动机—主离合器—机械换挡变速箱 2)发动机—液力变矩器—主离合器—机械换挡变速箱 3)发动机—动力换挡变速箱 4)发动机—液力变矩器—动力换挡变速箱 5)发动机—液压泵—液压马达—变速箱 后桥平衡箱串联传动 后桥平衡箱特点 为了更好的提高行驶、牵引性能和作业性能，一般六轮平地机部采用在后桥的每一侧由两个车轮前后布置的结构及形式，但只用一个后桥。 作用：1）平衡箱串联传动就是将后桥半轴传出的动力，经串联传动分别传给中、后车轮。 2）由于平衡箱结构有较好的摆动性，因面保证了每个中、后轮同时着地，有效地保证了平地机的附着牵引性能。 3）平衡箱可大幅度的提升平地机利刀作业平整性。 平衡箱可大幅度的提升平地机刮刀作业平整性 平衡箱串联传动有链条传动和齿轮传动两种型式。 链条传动结构相对比较简单，并且有减缓冲击的作用，缺点是链条寿命低，需要时常调整链条长度。 齿轮传动寿命较长，不需调整，但是这种结构造价较高。齿轮传动可以在乎衡箱内实现较大的减速比，所以采用这种型式的平衡箱时，后桥主传动通常只使用一级螺旋齿轮减速。 目前大多数平地机上采用链条传动式平衡箱。 后桥平衡箱串联传动的结构 图l—3—18 后桥及平衡箱 前桥装置 前桥装置 平地机操纵与控制系统 一、转向操纵系统 转向系统可分为全液压转向系统和液压助力转向系统。 全液压转向系统偏转车轮的力完全是液压力，便于布置，只须用液压管路通过去即可在平地机上目前较广泛采用。 液压助力转向系统，在液压系统工作一般的情况下，偏转车轮的力来自液压力；当液压系统发生故障时，也可以靠驾驶员操纵方向盘，通过物理运动的方式直接用人力使车轮偏转， 1．全液压转向操纵系统 全液压转向系统由方向盘直接驱动Orbitrol转向器实现液压动力转向。该系统由转向器、流量控制阀．转向油缸等组成。 Orbitrol液压转向器结构如图1-3-31所示。转向器主要由转向阀和计量马达组合而成。 2．液压助力转向操纵系统 液压助力型转向系统的基础原理是采用可自动调节的随动系统，司机只需很小的操纵力和一般的操纵速度来控制元件，而克服转向阻力矩的能量由液压动力提供 二、工作装置操纵系统 对平地机操纵系统的要求主要是操纵控制精度和动作响应速度,因此，对液压系统的主要要求是平稳的流速和较大的流量。 平稳的流速有利于司机掌握扳动手柄的时间与执行元件的移动距离之间的稳定比例关系，使操纵有较好的可预测性，便于操作精度控制。大的流量能大大的提升元件的执行速度，使动作响应及时。此外，还须考虑能量损失要小，能实现复合动作。 工作装置的液压操纵系统类型 (1)按泵的类型分为定量系统和变量系统； (2)按泵的个数(指主要工作泵)有单泵和权泵系统，一般双泵用于双回路； (3)按回路分为单回路和双回路； (4)按工作装置液压系统与转向液压系统的关系分为独立式和混合式 三、自动调平装置 平地机上应用的自动调子装置是按照实施工程人员给定的要求，如斜度、坡度等，预设基准，机器按照给定的基准自动地调节刮刀作业参数 自动凋平系统有电子型和激光型两种，一股都由专门的生产厂商生产，只有一些较大的工程机械制造公司(例如美国的CAT公司和日本的小松公司)由自己设计制造，专门为自己的设备配套。 1、电子调子装置 该系统由四部分所组成：控制箱l、横向斜度控制装置3、纵向斜度控制装置4、液压伺眼装置2。 纵向刮平控制装置 安装在刮刀一端的背面，用于检测刮刀的一端在垂直方向上与刮平基准的偏差工作时，轮子在基准路面上被刮刀拖着滚动，轮子相对于刮刀上下跳动量直接传给刮平传感器上的摆杆，使之绕摆轴转动，转动角由传感器测得：转动角的大小反映了刮刀高度的变化。如果测得的高度与司机在控制箱上设置的高度存在偏差，通过信号立即传到液压伺服装置，控制升降油缸调节刮刀高度至设置高度为止。轮式随动装置常用于以比较硬的地面为基准时的作业，如沥青路面等。 滑靴式随动装置、基准绳的设置 图1—3—36 滑靴式随动控制装置 1—刮刀；2—传感器；3—摆杆；4—连杆；5—滑靴 2．激光调平装置 激光凋子装置是利用激光发射机发出的激光光束作为凋平基准，控制刮刀升降油缸自动地调节刮刀位置。发射机在发出激光束的同时，以一定的速度旋转，形成一个激光基准面。在平地机牵引架支柱上安装激光接收机，用来检测激光基准面。司机可以预设刮刀位置。当刮刀实际位置与设置位置发生偏差时，电信号传给液压控制装置以自动矫正刮刀位置。激光调子系统的特点是在一个大的范围内设置基准，在该范围内工作的乎地机都可通过接收装置接收基准信号，进行削平精度的凋整。 激光调平系统有两种：一种是显示加激光凋平型，另一种是激光调乎与电于调节结合型。 基本作业方式 基本作业方式 基本作业方式 基本作业方式 基本作业方式 自行式平地机的发展的新趋势： 一机多用、采用电子监控系统和负荷传感液控技术使铲刀自动调平、实现故障自动诊断；采用人机工程优化设计，使用多功能单控手柄简化操作，驾驶室具有倾翻保护功能，提高操作人员的安全性和舒适性。 1—前机架；2—销轴；3—锁定扦；4—油缸；5—后机架 机架铰接结构 铰接式平地机的行走方式 a)直行；b)折身转弯；c)折身前进 为了更好的提高行驶、牵引性能和作业性能，一般六轮平地机都采用在后桥的每一侧由两个车轮前后布置的结构及形式，但只用一个后桥 由于平衡箱结构有较好的摆动性，因而保证了每恻的中、后轮同时着地，有效地保证了平地机的附着牵引性能。此外，平衡箱可大幅度的提升平地机刮刀作业平整性 平衡箱串联传动就是将后桥半轴传出的动力，经串联传动分别传给中、后车轮。 平衡箱串联传动有链条传动和齿轮传动两种型式。 目前大多数平地机上采用链条传动式平衡箱。 当左右两中轮同时被高度为H的障碍物抬起时，后桥的中心升起高度为H/2，而位于机身中部的刮刀的高度变化为H/4； 当左中轮被高度为H的障碍物抬起，后桥的左端升高H/2，后桥中部升高值为H/4，刮刀的左端升高值3H/8，右端升高值仅为H/8。 平地机越障时工作装置高度变化示意图 a)左右两中轮同时踏上障碍物；b)左中轮踏上障碍物 1—连接盘；2—主动伞齿轮轴；3、7、11—轴承；4、6、10、31—垫片；5—主动伞齿轮座；8—齿轮箱体；9—轴承盖；12—从动伞齿轮；13—直齿乾；14—从动直齿轮；15—轮毂；16—壳体；17—托架；18—导板；19、28—垫片；20—链轮；21—车轮轴；22—平衡箱体；23—轴承座；24—链条；25—主动链轮；26—半轴；27—端盖；28—垫片；29—钢套；30—轴承；32—压板 图1—3—31 Orbitrol转向器 1—阀体；Z—阀盖；3—连接块；4—定位蝶式弹簧；5—拨销；6—单向阀；7—溢流阀； 8—隔盘；9—端盖；10—调节螺栓；11—转子；12—联轴器；13—阀芯；14—阀套；15—定子 图1—3—32 液压助力转向系统原理图 1—转向摇臂；2—扇形蜗轮；3—转向蜗杆；4—方向盘；5—单向阀； 6—安全阀；7—汕泵；8—分配阀；9—助力油缸 图1—2—34 平地机自动调节装置 1—控制箱；2—液压伺服装置；3—横向斜度控制装置；4—纵向刮平控制装置；5—基准绳 图l—3—25 纵向刮平控制装置 l—连接套；2—连接架；3—传感器；4—摆杆；5—随动轮 图1—3—37 基准绳控制刮平 1—传感器；2—弹簧；3—摆杆；4—基准绳；5—桩杆；6—横杆；7—固定螺钉 1、刮土直移：将刮刀水平回转角α置为0度，即刮刀轴线垂直于行驶方向，此时切削宽度最大，适用于不平整度较小的场地，平整的最后阶段或铺散材料。 液力变矩器可以使机器在挡位速度范围内实现无级变速。当外负荷增大时，它使机器目动减速，并同时增大输出扭矩。 平地机的变速箱一般有较宽的速度变化范围和较多的速度挡位。当变速箱为动力换挡变速箱时，一般不需设主离合器，因为变速箱内的换挡离合器就可起主离合器的功用。 后桥传动是将变速箱输入的动力进一步减速增扭，并通过圆锥齿轮传动将纵向传动转换为横向传动，将动力直接传给两侧的车轮(四轮平地机)，或传给两侧的平衡箱(六轮平地机)，再由平衡箱内的串联传动装置将动力传给驱动轮。 行走装置有后轮驱动型和全轮驱动型。当全轮驱动时，前轮的驱动力可由变速箱输出，通过多级带万向节的传动轴传至前桥，或采取了液压传动方式将动力传至前桥。 机架是一个支持在前桥与后桥上的弓形梁架。在机架上装着发动机、主传动装置、驾驶室和工作装置等。在机架中间的弓背处装有油缸支架，上面安装刮刀升降油缸和牵引架引出油缸。铰接机架式设有左右铰接转向油缸，用以改变和固定前后机架的相对位置。 刮土工作装置 l—角位器；2—角位器紧固螺母；3·切削角调节油缸；4—回转驱动装置；5—牵引架；6’右升降油缸；7—左升降油缸；8—牵引架引出油缸；9—刮刀；10—油缸头饺接支座；11—铲刀侧移油缸；12—回转圈 ?工作装置分为主要工作装置和附加工作装置。 ?主要工作装置是刮刀。为了使平地机具有最好的平整效果，刮刀布置在乎地机前后桥之间。 ?多数平地机将耙土器装在刮刀与前轮之前，用来帮助清除杂物和疏松表层土壤。 ?通常在平地机尾部安装松土器， ?在机器前面安装推土铲，用来配合刮刀作业。 ?耙土器、松土器和推土铲均属平地机的附加工作装置 ?操纵系统包括作业装置操纵系统和行驶操纵系统。作业装置操纵系统用来控制刮刀、耙土器、松土器、推土铲的运动。 1、组成 1) 牵引架前端为球形铰，与车架前端铰接，因而牵引架可绕球铰在任意方向转动和摆动。 2)支承在牵引架上的回转圈在回转驱动装置的驱动下绕牵引架转动，从而带动刮刀回转。 3) 刮刀背面有上下两条支撑在两侧角位器滑槽上的滑轨，可在刮刀侧移油缸的推动下侧向滑动。 4)角位器与回转圈耳板下端铰接，上端用螺母固定住。松开螺母时，角位器可以摆动，从而带动刮刀改变切削角。 1)刮刀的倾斜或升降：由左右升降油缸完成。 2)刮刀回转：回转驱动装置带动回转圈，回转圈再带动耳板，耳板通过滑轨带动刮刀回转。 3)刮刀侧移：刮刀侧移油缸活塞杆通过滑轨带动刮刀侧移。 4)刮刀移出机身：由牵引架引出油缸、刮刀侧移油缸及回转驱动装置同时动作实现。 5)刮刀切削角的改变：由角位器及角位器紧固螺母、切削角调节油缸共同完成。 平地机——其他附属工作装置 松土器板 推土板 松土耙 牵引架在结构形式上可分为A型和T型两种。A型与T型是指从上向下看牵引杆的形状。 PYl80型平地机的牵引架 l—牵引架铰接球头;2—底板;3—牵引架体;4—铲刀升降油缸铰接球头；5—铲刀摆动油缸铰接球头 安装在T型牵引架下的回转圈 安装在T型牵引架下的回转圈 1、7—刮刀升降油缸球铰头；2—回转圈安装耳板；3、4—回转驱动油缸；5、10-底板； 6—横梁；8—牵引架引出油缸球铰头；9、13—回转齿轮摇臂；11—球铰头；12—牵引杆 回转圈在牵引架的滑道上回转，滑道是个易磨损部位，要求滑道与回转圈之间有滑动配合间隙且应便于调节 图1—3—25 双回转油缸驱动机构示意图 1—回转小齿轮；2—回转油缸； 3—牵引架底板；4—偏心轴 刀身 切削刃 刀身为一块钢板制作而成的长方形曲面弧形板，其下缘和两端用螺栓装有切削刀片。 刀片由耐磨抗冲击高合金钢制成。其切削刃是上下对称，刀口磨钝或磨损后可上下换边或左右对换使用。 为提高刮刀抗扭抗弯刚度和强度，在刀身的背面焊有加固横条，在某些平地机上，此加固横条就是上下两条供刮刀侧伸时使用的滑轨。 平地机刮土作业时，应根据土壤性质和切削阻力大小适时调整刮刀切削角。 1）由人工调整 多应用在中小型平地机上，调整后应将紧固螺母锁紧。 油缸体铰接在回转圈两侧，活塞杆头部与角位器铰接，当松开紧固螺母后，操纵油缸伸缩，即可使角位器带动刮刀绕下铰点转动，使切削角改变，调好后人工将紧固螺母锁紧。 切削角调整油缸 路缘石沟铲刀结构 1—挖沟刀片；2—螺栓；3—刮刀 （二）松土工作装置 1、作用 用于疏松不能用刮刀直接切削的坚硬土壤。 2、分类 1）耙土器－负荷比较小，一般都会采用前置布置方式，即布置在刮刀和前轮之间。 2）松土器－负荷较大，采用后置布置方式，布置在平地机尾部，安装的地方离驱动轮近，车架刚度大，允许进行重负荷松土作业。 分双连杆式和单连杆式两种。单连杆式松土器由于其连杆长度有限，松土齿在不同的入土深度下的松土角变化较大，但结构相对比较简单。 双连杆式的近似于平行四边形机构，其优点是松土齿在不同的切土深度角基本不变，故对松土有利。且双连杆同时承载，改善了松土器架的受力状态。 图1—3—30 推土工作装置 1—推土铲刀；2—油缸； 3—支架 a)四轮平地机全轮转向；b)六轮平地机全轮转向；c)六轮平地机后桥转向示意 1—后轮；2—后桥壳体；3—转向油缸；4—平衡箱 全轮转向示意 * * 课题 第二章第一节 课 型 新授 授课时间 周三5、6节（3月19日） 课时数 2课时 教学目的 1、了解平地机的结构与类型。 2、熟悉平地机的使用需要注意的几点。 教学重点及难点 重点： 平地机的结构 难点： 平地机的使用 教育学生的方式 讲授法与图片展示 教学过程 见本节课件 作业 见课件 CLG422平地机 平地机是一种以刮刀为主，并配置有其他多种可更换的作业装置，以完成土地平整和整形作业的公路施工机械。 公路施工中，可利用平地机进行路基基底处理，完成草皮或表层剥离；从路线两侧取土，填筑高度小于1m的路堤；整修路堤的断面；旁刷边坡； 开挖路槽和边沟；在路基上拌和、 摊铺路面基层材料。平地机可以 用于整修和养护土路，清除路面 积雪。 在机场和现代交通设施建设中的 大面积、高精度的场地平整工作 中，更是别的机械所不可代替的。 工作特点及作用 平地机——大面积平整场地 平地机——整形路堤断面 平地机——除雪 平地机——浮动除雪装置 平地机——前轮偏转 平地机在工作中由于刮刀的倾斜会产生横向阻力，在斜坡上作业也会产生横向阻力。这个横向阻力会引起平地机的跑偏，前轮左右偏转功能能增加平地机的作业稳定性。 平地机——侧坡作业 平地机——工作装置 可实现各种复杂动作 高效率作业 CLG422平地机 平地机按车轮分类示意图 (车轮上带“x”者为驱动轮) 驱动轮对数越多，在工作中所产生的附着牵引力越大；转向轮越多，平地机的转弯半径越小 整体机架式有较大的整体刚度，但转弯半径较大。传统的平地机多采用这种机架结构。 目前生产的平地机大都采用铰接式机架，它的优点是： (1)转弯半径小，一般比整体式的小40％左右，可以容易地通过狭窄地段，能快速调头，在弯道多的路面上尤为适宜。 (2)采用铰接式机架能扩大作业范围，在直角拐弯的角落处，刮刀刮不到的地方极 少。 (3)在斜坡上作业时，可将前轮置于斜坡上，而后轮和机身可在平坦的地面上行进，提高了机械的稳定性，使作业比较安全 4、按刮刀长度与发动机功率分：轻、中、重型 类型 拖式平地机 自行式平地机 刮刀长度（mm） 刮刀长度（mm） 发动机功率（kW） 机重（kg） 轻型 1800-2000 3000 44-66 5000-9000 中型 2000-3000 3000-3700 66-110 9000-14000 重型 3000-4200 3700-4200 110-220 14000-19000 PY-180型平地机外形图 1—前推土板；2—前机架；3—摆架；4—刮刀升降油缸；5—驾驶室；6—发动机罩；7—后机架；8—后松土器； 9—后桥；10—铰接转向油缸；11—松土耙；12—刮刀；13—铲土角变换油缸；14—转盘齿圈；15—牵引架； 16—转向轮 弓形前机架 刮土刀 箱形铰接摆动式转向桥 转盘及转盘牵引架 前桥水平铰接轴 摆动式平衡传动箱 后机架 车架铰接转向油缸 前后车架铰点及立轴 刮刀伸降油缸 牵引架引出油缸 回转驱动马达 整体式机架 铰接式机架 平地机的分类 传动系统一般由主离合器、液力变矩器、变速箱、后桥传动、平衡箱串联传动装置等组成，其布置情形如图所示。 主离合器的功用是接合与分离发动机与传动系统之间的动力。主离合器使机械起步平稳；换挡时减少换挡时齿轮冲击。过载时离合器能通过打滑保护传动系免遭破坏 l—变速箱；2—主离合器(或变矩器)；3—发动机 4—后桥；5—平衡箱串联装置 *

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