平地机说明文档.docx

平地机说明文档功能用途平地机是土方工程中用于整形和平整作业的主要机械，广泛用于公路、机场等大面积的 地面平整作业。平地机之所以有广泛的辅助作业能力，是由于它的刮土板能在空间完成6 度运动。它们可以单独进行，也可以组合进行。平地机在路基施工中，能为路基提供足够的 强度和稳定性。它在路基施工中的主要方法有平地作业、刷坡作业、填筑路堤。图1平地机平地机是一种高速、高效、高精度和多用途的土方工程机械。它可以完成公路重要内容 场、农田等大面积的地面平整和挖沟、刮坡、推土、排雪、疏松、压实、布料、拌和、助装 和开荒等工作。是国防工程、矿山建设、道路修筑、水利建设和农田改良等施工中的重要设 备。公路路基，是路面的基础，是公路工程的重要组成部分。路基承受由路面传来的交通荷 载，是路面的支承结构物，它必须具有足够的强度、稳定性和耐久性。根据地形的不同，公 路路基一般采用路堤和路堑两种形式。平地机的分类1、按按牵引方式可为拖式和自行式两种。2、按车轮轮胎数目可分为四轮平地机和六轮平地机。四轮平地机：(1) 4X2X2型，前轮转向，后轮驱动。(2) 4X4X4型，全轮转向，全轮驱动。六轮平地机：(1) 6X4X2型，前轮转向，中后轮驱动。(2) 6X6X2型，前轮转向，全轮驱动。(3) 6X6X6型，全轮转向，全轮驱动。3、按铲刀长度或发动机功率可分为轻型、中型和重型。4、按操纵方式可分为机械操纵、液压操纵两种。5、按机架形式可分为：(1) 整体机架式：刚性较好，但机械的转向半径较大。(2) 铰接机架式：转向半径小，便于在窄小地段施工，而且工作装置可随前机架一起 转动，其作业适应范围更宽。发展历史原始的平地机可以追述到19世纪末的美国。自20世纪20年代起，在近80年的发展历 程中，平地机经历了低速到高速、小型到大型、机械操纵到液压操纵、机械换挡到动力换挡、 机械转向到液压助力转向再到全液压转向以及整体机架到铲接机架的发展过程。整机可靠性、 耐久性、安全性和舒适性都有了很大的提高。今天随着高新技术的发展，机械制造和液压技 术的发展与应用。已及它们组合式地在工程机械产品上的应用，以现代微电子技术为代表的 高科技正越来越普遍地用来改造工程机械产品的传统结构。成熟技术的移植应用已大大促进 了平地机综合技术水平的进一步提高。平地机已经发展成自行平地的水平。自动化已经成为 平地机的发展趋势。因此平地机也得已广泛的使用。尤其要特别指出的是，卡特彼勒公司推出的M系列平地机，革命性地将机器的操控系统 集成在一个类似于飞机操控杆的操作手柄上，让操作机手可以更智能的完成施工任务。平路机发展现状平地机国外发展现状平地机已有100多年的发展历史，最早是于19世纪后期在英国出现的拖式平地机。20 世纪20年代出现了自行式平地机。20世纪80年代后期，平地机开始采用机电液一体化技术, 逐步向自动化、智能化方向发展。世界上著名的平地机生产厂商主要有美国的卡特彼勒、约 翰迪尔、德莱赛，日本的小松、三菱，德国的O&K，意大利的菲亚特、阿里斯，瑞典的沃尔 沃(产地加拿大)等。自20世纪80年代开始，平地机经历了从低速到高速、小型到大型、 机械操纵到液压操纵、机械换挡到动力换挡、机械转向到液压助力转向再到全液压转向以及 整体机架到铰接机架的发展过程，整机的可靠性、耐久性、安全性和舒适性都有了很大提高。尤其在20世纪90年代，美国的德莱赛870以及加拿大冠军2款平地机在国内市场享有较高 的知名度，其电控动力换挡系统给机器带来了卓越的载荷自适应性能，大大简化了驾驶员的 操作。图2平地机工作装置实际作业卡特彼勒(CATERPLLAR)美国卡特彼勒公司是世界主要的平地机制造商之一，其代表产品为H系列，共9个型号， 主要部件包括发动机基本都由卡特彼勒公司自行生产制造。卡特彼勒产品的技术特点如下。(1) 卡特彼勒为其平地机自制的动力换挡变速箱，前进8个挡位，倒退6个挡位，1一4 挡用于低速大扭矩作业，5 7挡可用于高效除雪作业;具有不停车全动力换挡功能和微动 功能。(2) 采用CAT3306型6缸涡轮增压发动机，扭矩储备大，发动机抗超载能力强，可克服 短期的突增负载，减少换挡次数，保持工作速度。(3) 变速箱电控系统使换挡更为平顺，对离合器产生的压力更小。(4) 电控超速保护可防止发动机和变速箱因过早降挡或下坡引起的超速而损坏。(5) 通过缓行踏板实现微动功能完成对坡度的精加工及在狭窄场所作业。(6) 采用电喷发动机变功率控制技术提高作业效率，降低燃油消耗并减少轮胎滑转磨损。(7) 2006年最新研制的M系列平地机操纵系统去掉了方向盘，所有的操作可由2个多功 能操纵杆实现，且可附加前加力功能。沃尔沃(VOLVO)瑞典沃尔沃公司是历史最悠久的平地机生产制造商，主要产品有B系列(G710B、G720B、 G726B、G73OB、G740B、G746B、G780B)以及最新推出的 G900 系列(G930、G960、G970、G976、 G990)。G900系列与B系列相比有如下性能改进。(1) 变速箱直接传动。沃尔沃专门为其平地机设计了动力换挡系统HTE840及HTEI160， 有11个变速前进挡位，6个倒挡，为平地提供了高速的行驶速度和很低的精细整平速度， 如G940最高行驶速度50km/h，低速作业速度2km/h，爬行速度可达0.32km/h。支持手动模 式、行驶模式和备选自动换挡模式，自动换挡模式只需选定目标档位，便可在作业过程中根 据需要自动换挡。(2) G946和G976具有3种驱动模式:高效的标准后驱模式、驱动力更大全轮驱动(AWD) 模式以及沃尔沃独有的用于精细整平作业的纯前轮蠕动模式。其中前进方式可额外增加 38kN的驱动力并同时达到38.1km/h的时速，该模式下可完成除雪作业。(3) 采用沃尔沃07发动机，对发动机进行变功率控制，具有3个功率挡，能够达到最佳 工作性能并具有燃油经济性。(4) 智能风扇冷却系统，仅仅在机器需要冷却时消耗功率。约翰迪尔(JOHNDEERE)美国约翰迪尔的C系列平地机共有6种规格型号，其中有2种为全轮驱动。新的O系 列平地机包括670D、672D、770D、772D、87OD以及872D，其产品特点如下。(1) 自制的动力换挡变速箱，前进后退各有8个挡位，4一8挡支持自动换挡。(2) 发动机采用的是变功率控制技术。(3) 具有微动缓行功能，能够轻松绕开障碍物，同时完成精确作业。(4) 双路静液压前轮驱动增强动力40%，全轮驱动前4挡有效，速度达10km/h，独有的 动力管理系统平衡前后轮之间的需求。国外其他平地机品牌除上述各品牌平地机外，还有其他一些厂商占有相当分量的市场份额，比如凯斯、纽荷 兰、小松、德莱赛等知名厂商，还有一些厂商占有少量的市场份额，如德国O&K公司LEEBOY、 NORAM、PSI、WESTERN、HUBER以及INTENSUS等公司也生产不同规格的平地机。图3平地机实际作业平地机国内发展现状中国平地机生产始于20世纪60年代。由天津鼎盛天工(原天津工程机械厂，原中外建 发展股份公司)参照前苏联样机试制第1台机械式平地机，1980年生产出国内第1台Y160A 型平地机，1985年又引进德国O&K公司F系列(5种)机型平地机生产技术。1987年开发 了 PY250型平地机，1990起先后开发生产出了 9大类18个型号50多种配置的系列产品。这些产品的特点为：引进美国克拉克公司先进技术生产的变矩器与上柴发动机匹配;定 轴式动力换挡变速箱，生能可靠，操纵轻便;后桥为三段式结构驱动桥，两级减速装有公司 专利无滑转差速器，保证在各工况下为车轮提供足够的牵引力;铰接机架，大的前桥摆动角， 以及摆动平衡箱；可以根据需要加装前推土板、后松土器、自动调平装置等备件。1987年，哈尔滨四海工程机械公司引进了美国德莱赛公司的平地机生产技术，制造出 800系列平地机，目前主要产品为850和870，其主要配套件均为原装进口。1997年，常林股份公司引进了小松平地机技术，并于1998年生产出117kW和140kW的 平地机。其主要产品有PY165C 3、PY190C 一 3和PY20OC 3。由于采用了小松技术，其 平地机产品具有以下优点：轮边驱动采用小松双排滚子链条技术，强度高；用单个齿轮泵经 分流阀向2个操纵阀供油，回转油路合流，既保证了各动作速度，又降低了整个系统能耗； 为适应重载作业，刮板比一般平地机要厚30%；在铲刀两侧特别设计边刃，能更好地进行挖 沟、路面表层剥离等作业；所有主刃、边刃均为双刃结构，当一侧刃口磨损后，将刃板拆下 后换一个方向重新装上即可用另一侧刃口进行作业。徐工集团虽然进入平地机市场较晚，但凭借自身的技术优势，独立开发、研制出10多 个规格型号的平地机产品，产品更新换代比较快，现在主推K系列、GR系列的165、180、 20、215型平地机。2007年又开发出静液压传动的样机。其产品特点为:铰接车架，后桥为三段式驱动桥， 主传动装有“No SPin”无自转闭锁差速器，前进6挡，倒退3挡的动力变速箱，挡位变 换为电液控制，整机的速度范围为62 42.3km/h。三一重工在广泛吸收国内外平地机先进技术的基础上创新研制成功的全液压平地机将 静液压传动技术应用于平地机的行驶驱动，替代了传统的液力机械传动，具有传动环节少、 操作省时省力、无级变速、自动适应负载能力强以及便于实现自动控制等特点，享有世界专 利。全液压平地机目前仍属于国际前沿技术，重型全液压式平地机在全世界仅有三一重工一 家研制开发并批量生产，国内有个别企业（如徐工、鼎盛天工等）也开始进行相关产品的研制 开发，目前处于初期探索阶段。与其他工程机械产品一样，中国国产平地机经过20世纪末和21世纪初波澜壮阔的跨越 式发展，已站在了与国际同步竞争的舞台上，但应该清楚的看到:中国的平地机产品技术主 要来源于国外，企业缺乏自己的核心技术和专有技术，总体上缺乏对国际前沿技术的研发能 力，加上国产基础件如发动机、液压元件质量不稳定，动力换挡变速范围很小等不足使得国 产平地机和国际知名品牌还有一定的差距。平地机的基本组成平地机主要由发动机、液力机械式传动系统、行走驱动装置、前后机架、工作装置、转向和制动系统，以及液压控制系统所组成。图4 PY160B整体式车架平地机与图5 PY180 铰接式平地机整机外形图如下。图4 PY160B整体式车架平地机外形1-刮刀倾斜油缸；2-刮刀升降油缸；3-齿耙升降油缸；4-改变刮刀铲土角油缸；5-前轮倾向 油缸（刮刀的回转侧伸以及后轮转向三种油缸图中未示出）；6-平衡箱；7-传动轴；8-车架； 9-刮土刀；10-刮土刀会转盘；11-松土器；12-前轮I。 13 14 H 12 110；图5 PY180型铰接式平地机外形1-前推土板；2-前机架；3-摆架；4-刮刀升降油缸；5-驾驶室；6-后发动机罩；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-转向轮国内平地机主要技术参数如下面两个表格所示，表1为山工机械生产的山工SEM919型平地机的主要技术参数，表2为鼎盛天HPY160M型平地机的主要技术参数主要技术参数整机重量15,130 kg铲刀长度3974 mm最大牵引力>78 kN发动机额定功率/马力140kW/190HP额定转速2200rpm型号上柴 SC8D190.1G2排放标准国II排放8.82 L最大扭矩720 Nm铲刀最大提升高度475mm最大铲土深度715mm最大前倾角度40°最大后倾角度5。轮胎规格17.5-25工作液压系统系统压力22 MPa系统特点负荷感应转向系统前桥最大转向角度47.5°最小转弯半径<7.8m串联传动箱前端向上摆动最大角度15°后端向上摆动最大角度25°制动系统行车制动气顶油鼓式制动停车制动气控弹簧助力鼓式制动变速箱型号6WG180型式定轴式动力换档最高车速40km/hr表1山工SEM919型平地机主要技术参数基本参数总体尺寸8500x2600x3500mm带前推后松型9900x2600x3500mm前后桥轴距2150mm前后桥轮距1940mm最大牵引力73.5KN最小转弯半径7500mm发动机型号SC8DWP6G175E226BTA5.9生产厂家上柴潍柴康明斯额定功率125/170129/175125/170额定转速(r/min)220022002300最大扭矩(Nm)600680617最大扭矩转速(r/min)154015001500铲刀长X弦高3660x650mm回转角度360°最大倾斜角90°最大深入地深度500mm车轮轮胎规格17.5/-25 12PR推土板宽X高2450x820mm至前桥距离1550mm最大入地深度205mm松土器松土宽度2000mm松土齿最大入地深度315mm齿数5表2鼎盛天工PY160M型平地机主要技术参数平地机的发展趋势与新技术1、多种传动方式并存 传动方式的多样化可以使操作人员从繁重的换挡操作中解脱 出来，许多直接传动系统同时支持自动换挡。由于液力变矩器的负载自适应能力能使得平地 机能在更复杂的工况下作业，相当一部分的平地机采用变矩器。国内平地机由于受多档位动力换挡变速器制造技术的制约，基本上采用的是变矩器动力 换挡变速的方案。2、多档位变速箱变速箱档位更多，可以增强机械直接传动平地机对变化负载的适应能力。此外，国外的机器全部都有微动缓行功能。3、全液压传动方式 全液压传动方式有传动环节少、操作简单、无级变速，具有载 荷自适应能力、便于控制等优点。主要解决的关键技术有：同步技术、高速行驶与低速作业 性能和载荷自适应保障设计、高速行驶工况下的反托与液压系统闭锁制动的安全问题。目前， 这些方面都取得了突破性进展。4、前轮液压驱动采用静液压技术的前轮驱动系统已成为各大平地机厂商高端产品的标准配置，便于在特殊场合进行精度较高的平整作业。5、电喷发动机变功率控制与节能技术国外新型的平地机普遍采用了更为节能的发动机变功率控制技术。多功率（扭矩）曲线代替了单一特性的匹配方式，发动机使用更为合 理。变功率控制是卡特彼勒M系列机型的标准配置，从低档位到高档位，自动增加3.6kW 的功率。变功率控制也是目前节能控制的重要方法之一。6、操作方式 采用多功能操作手柄替代传统的工作装置控制杆，并取消方向盘，所 有的机器控制动作包括行驶与铲刀调整均通过2个手柄及其上的按钮完成，可大大减少操作 员的工作量。7、工作装置液压系统的效率提升工作装置液压系统普遍采用压力补偿及负载敏感 系统，部分机型采用变量泵，同时定量泵在小功率系统中仍然采用。参考文献1 姜楠，冯柯，吴国祥.平地机的新技术展望J.工程机械,2006,37(11):44-472 王欣，易小刚.国外平地机变功率控制J.筑路机械与施工机械化,2007,24(10):59-613 焦生杰.国内外平地机发展现状与新技术