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1、6 6 土方机械土方机械建筑施工机械建筑施工机械（第（第2 2版）版）JIAN ZHU SHI GONG JI XIEJIAN ZHU SHI GONG JI XIE2123456 土方机械土方机械目目 录录3【知识目标知识目标】掌握推土机、铲运机、挖掘机、装载机及压路机的类型、特点和工作过程；了解推土机、铲运机、挖掘机、装载机、压路机、蛙式打夯机及内燃式打夯机的构造、工作原理和使用场合。【能力目标能力目标】能够在土方工程施工过程中选择采用推土机、铲运机、挖掘机、装载机、压路机、蛙式打夯机和内燃式打夯机；能组织土方机械施工；能计算机械生产率。6 土方机械土方机械4土方工程施工过程中使用的机械称
2、为土方机械。土方工程的施工过程主要有土方开挖、运输、填筑和压实等。土方施工机械主要有铲土运输机械、挖掘机械、压实机械、水力土方机械和准备作业机械等。土方机械根据行走系统结构可分为轮胎式和履带式两种。土方机械一般由动力装置（大部分为柴油机）、传动装置、行走装置和工作装置等组成。土方工程施工中主要根据作业对象和作业要求选用土方机械。6 土方机械土方机械51铲土运输机械铲土运输机械铲土运输机械主要用于铲运、推运或平整场地。根据用途又分为推土机、铲运机、装载机、平地机等。选用铲土运输机械应考虑运料距离。例如，推土机沿地面推运物料时适应于3060m的距离；自行式铲运机能自装、自运、自卸地面物料，适应于1
3、802000m的长运距；单斗装载机与自卸汽车配套使用时适于300m以上的运距；平地机适于大面积场地的平整作业等。6 土方机械土方机械62挖掘机械挖掘机械挖掘机械用于挖掘高于或低于承机面的物料（包括土壤、煤、泥沙及经过预松后的岩土和矿石等），并将其装入运输车辆或卸至堆料场。它又分为单斗挖掘机和多斗挖掘机两类。3压实机械压实机械压实机械利用静压、振动或夯击原理，密实地基土壤和道路铺砌层，使其密度增大，承载能力提高。常用的压实机械有羊足碾、光轮压路机、轮胎压路机、振动压路机、蛙式夯和内燃打夯机等。6 土方机械土方机械74水力土方机械水力土方机械水力土方机械是利用高速水射流冲击土壤或岩体进行开挖，然后
4、将泥浆（或岩浆）输送到指定地点的土方机械。常用的有水泵、水枪、吸泥泵等。它能综合完成挖掘、输送、填筑等作业，利用刀形或斗形工作装置切削土壤，效率较高，但消耗水电量大，应用有局限性。5准备作业机械准备作业机械准备作业机械包括松土机和除荆机等。6 土方机械土方机械86.1 推土机推土机6.1 推土机推土机9推土机是土方工程施工的主要机械之一，它是以履带式拖拉机为基础，经必要的加固改装而成的机械。推土板多用油压操纵。推土机操纵灵活，运转方便，所需工作面较小，行驶速度快，易于转移，能爬30左右的缓坡，因此应用范围较广。推土机适应于开挖I至类土，多用于平整场地、回填土方、开挖深度不大的基坑、堆筑堤坝以及
5、配合挖土机集中土方、修路开道等。图6.1是液压操纵的T2-100型推土机外形图。液压操纵推土机除了可以升降推土板外，还可调整推土板的角度，具有更大的灵活性。6.1 推土机推土机10图图6.1 T2-100型推土机型推土机 6.1 推土机推土机111.固定式推土机与万能式推土机固定式推土机与万能式推土机固定式推土机又称为直铲式推土机，其推土刀的安装垂直于拖拉机纵轴方向并且与顶推架的联接为刚性固定。这种推土机在作业时只能进行正向前进推土，而不能作侧向移土和侧向开挖。万能式推土机又称为回转式推土机，其推土刀除了可以在水平面向左或向右作倾斜2030安装外，还可在垂直面相对水平面转动09安装。这种推土机
6、既可以在前进推土的同时作侧向移土，还可以根据作业要求进行一定深度的侧向开挖。6.1.1 推土机的类型、特点及应用推土机的类型、特点及应用6.1 推土机推土机122.机械式推土机与液压式推土机机械式推土机与液压式推土机机械式推土机又称绳索式推土机，其推土刀的升降是利用装在拖拉机后部的绞盘和钢丝绳、滑轮组来操纵的，推土刀靠自重切入土壤。这种推土机是我国20世纪50年代的老产品，现在工程上很少使用。液压式推土机即液压操纵式推土机，其推土刀的升降是靠安装在拖拉机前方两侧的双作用油缸来操纵的。这种推土机在作业中可以随时改变推土刀的切入深度。6.1 推土机推土机133.履带式推土机与轮胎式推土机履带式推土
7、机与轮胎式推土机履带式推土机的行走装置为履带，是目前使用最普遍的一种推土机。其主要特点是机动性大、动作灵活、爬坡能力强，履带与地面的接触压强小，可在松软、湿地作业。其缺点是行驶时易损坏路面。轮胎式推土机有的采用专用底盘，也有的以轮胎式拖拉机为基础，经加固改装而成。其特点是行驶速度快、动作灵活、对路面无损坏，广泛用于抢险，修筑港口、道路，构筑军事掩体等工程。其缺点是接地比压大，在泥泞、松软场地作业时易打滑、陷机。6.1 推土机推土机14推土机的工作装置主要由推土刀和支持架两部分组成。推土刀分固定式和回转式两种，如图6.2和图6.3所示。如图6.2所示为固定式推土装置，推土铲刀与主机轴线固定成90
8、角。它由顶推架1、斜撑杆2、铲刀升降油缸3、推土板4和水平撑杆6组成。推杆与推土铲刀铰接成一刚架装在履带架上。如图6.3所示为回转式推土装置，它通过中间球铰4、斜撑杆5和下撑杆6与推土板3和顶推架1铰接成一个刚架。6.1.2 推土机的工作装置与工作过程推土机的工作装置与工作过程6.1 推土机推土机15图图6.2 固定式推土装置固定式推土装置1顶推架；2斜撑杆；3铲刀升降油缸；4推土板；5球形铰；6水平撑杆；7销连接；8刀片6.1 推土机推土机16图图6.3 回转式推土装置回转式推土装置1顶推架；2铲刀升降油缸；3推土板；4中间球铰；5斜撑杆；6下撑杆；7铰接；8刀片 6.1 推土机推土机17由
9、于斜撑杆可以根据作业的需要固定在顶推架两边不同位置的耳座上，所以推土铲刀可调节成斜铲。当调节两提升缸为不同长度时，便可调成侧铲。若要改变推土铲刀切削角，只要同时调节左、右斜撑杆的长度就可以实现。6.1 推土机推土机18操纵机构有液压操纵和机械钢索操纵两大类，目前多采用液压式。图6.4为推土机工作装置的液压操纵系统图，它由单向定量泵、四位四通手动换向阀、溢流阀、滤油器、液压缸和管路等组成。换向阀有上升、静止、下降和浮动四个工作位置。6.1.3 推土机的操纵机构推土机的操纵机构6.1 推土机推土机19图图6.4 推土机工作装置的液压操纵系统图推土机工作装置的液压操纵系统图(a)液压操纵示意图；（b
10、）四位四通阀工作原理示意图1油箱；2粗滤器；3精滤器；4单向阀；5单向定量泵；6溢流阀；7四位四通换向阀；8液压油缸 6.1 推土机推土机20当阀杆处于上升或下降位置时，由于阀的顶端装有弹簧复位装置，只要放松操纵杆，就能自动回到封闭（静止）位置。当阀杆处于浮动位置时，换向阀四个油口全通，油液可以自动地流入或流出液压缸的上、下腔，此时推土刀处于浮动状态（即非切土状态），推土刀可随地面阻力自动升降，以适应运土和平整作业的需要。6.1 推土机推土机211作业过程作业过程（1）切土过程在推土机前进的同时推土板放下切入土中，从地表切削的土屑聚集在推土板前。此时推土机采用I档行驶速度。（2）运土过程铲土过
11、程结束后，推土板在运行中提升到地面高度，将土推运到卸土地点。此时可采用 档的行驶速度，液压操纵系统的换向阀处于浮动状态，一般运距在100m以内。6.1.4 推土机的作业过程和生产率计算推土机的作业过程和生产率计算6.1 推土机推土机22（3）卸土过程卸土方法有两种：一种是弃土法，即推土机将土运至卸土处，将推土板提升后返回，卸掉的土壤无一定的堆放要求；另一种是按施工要求分层铺卸土壤，此时推土机将土运至卸土地点后，将推土板提升一定高度，推土机继续前进，土壤即从推土板下方卸掉，然后将推土板略提高一些返回。（4）返回过程即推土机由卸土地点以最高的速度返回铲土地点。为了缩短空行程时间，在3050 m的运
12、距内，应以最高的倒挡速度退回。6.1 推土机推土机232作业法选择作业法选择履带式推土机能对土壤、石碴、带卵石的混合土进行推运作业，也可以在条件较差的地段和沼泽地进行作业。对级以下土壤可直接进行推运作业，而在级以上土壤和冻土区作业时，必须预松。推土机的作业方法如下：（1）直铲作业法它是推土机的主要作业方法，能对土壤、石碴进行推运和场地的平整。其经济运距如下：小型履带式推土机为50m以内；中型履带式推土机为50100m；大型履带式推土机为50100m，也可达150m。推土机在经济运距内比铲运机有更高的生产率。6.1 推土机推土机24（2）斜铲作业法它用于填土、铲土、单侧弃土或落方推运。此时推土板
13、水平回转(左、右极限转角为25)，运距宜短，生产效率低。（3）侧铲作业法对坡度不大的切削硬土、掘沟作业，推土板可以在垂直平面内转动作业。但工作场地以纵向坡度不大于30、横向坡度不大于25为宜。6.1 推土机推土机253.推土机的生产率计算推土机的生产率计算推土机的生产率指单位时间内所完成的土方量或平整场地的面积。（1）推土作业生产率）推土作业生产率QT(m3/h)式中V每铲最大推土量，m3，常用经验公式计算，V=0.86BH2，B为铲刀宽度，H为铲刀高度；Kt时间利用系数，取Kt=0.850.90；Kn推土量损漏系数，取Kn=0.51.0；Ky坡度影响系数，按表6.2选取(祥见课本128 页）
14、；T作业循环时间，s。3600tnyTVK K KTQ（6.1）6.1 推土机推土机26式中l1切土距离，一般为610m；l2运土距离，一般小于100m，60m最佳；v1,v2,v3切土、运土、返回速度，m/s；t5推土机调头时间，可取10s；t6换挡时间，每次换挡时间取45s。1212561232Tllllttvvv6.1 推土机推土机27（2）平地作业生产率）平地作业生产率Qp(m2/h)式中B铲刀宽度，m；铲刀水平回转角；m相邻两次平整时重叠部分宽度，m；L平整地段长度，m；n每段地的平整次数；v推土机平地速度，取0.81.0m/s；t5推土机调头时间，取t5=10s。cos3600()
15、()atpsBm LKLntvQ（6.2）6.1 推土机推土机28（3）提高生产率的措施）提高生产率的措施加强机械的维护保养，使推土机经常保持良好的状态。减少辅助时间，加快作业循环，提高时间利用率。遇硬土时，用松土机预先松土，或在铲土刀后面加装钢齿，在倒退时进行松土。土质松软时，可将铲刀两侧的挡土板加长，提高铲刀前的堆土量。正确选择运行路线，尽量利用下坡推土，或分批集中，一次推送。条件允许的大面积土方作业，可采用多机并进式推土。6.1 推土机推土机296.2 铲运机铲运机6.2 铲运机铲运机 铲运机是大面积填挖土方中循环作业式高效铲土运输机械。30（1）铲运机产品类型较多，按运行方式可分为拖式
16、和自行式两种。拖式常用履带式拖拉机牵引，其运距为70800m。自行式其运距为15005000m，生产率较高。（2）按操纵机构可分为液压式和机械式两种。6.2.1 铲运机的类型及特点铲运机的类型及特点6.2 铲运机铲运机31（3）按卸土方式可分为强制卸土、半强制卸土和自由卸土三种。强制卸土 土是被可向前移动的后斗壁强制推出。即使是黏土、过湿土，斗底和侧壁均卸得干净，功率消耗大。半强制卸土 斗底连同后斗壁向前翻转，以强制方式卸去一部分土，其余土壤靠自重卸出，不能彻底消除斗内土壤。自由卸土 铲斗是整体结构，卸土时将铲斗倾翻，靠土的自重卸去。所需功率较小，但卸土不彻底，一般为小型铲运机所采用。6.2 铲运机铲运机32铲运机在工作过程中可独立地完成铲、运、卸三个工序，如图6.5所示。工作时铲运机工作装置的斗门打开，斗体落地，斗体前部的刀片切入土壤，借助牵引力在行驶中将土铲入斗内，如图6.5（a）所示。土装满后关闭斗门抬起斗体，使铲运机进入运输状态，如图6.5（b）所示。到达卸土地点后，铲运机一边行驶一边打开斗门，在卸土板的作用下强制卸土，如图6.5（c）所示。与此同时，斗体前面的刀片将土拉平，完
