推土机工作装置结构及液压系统设计

摘要

推土机推铲货物的作业是通过工作装置的运动实现的。推土机的工作装置由铲斗，支撑臂、连杆及液压系统等组成。铲斗以推铲物料；支撑臂和支撑臂油缸的作用是提升铲斗并使之与车架连接；转斗油缸通过支撑板，连杆使铲斗转动。支撑臂的升降和铲斗的转动采用液压操作。

先对推土机的发展概况几设计的指导思想、特点、任务进行概述，然后确定方案，在技术设计部分罗列了推土机的主要技术性能和参数，进行了牵引特性计算，工作装置设计。工作装置设计中有工作装置运动分析，对铲斗、支撑臂、连杆机构进行设计等几部分组成。

在工艺设计中叙述了工艺工程。应用程序计算了受力分析。总之，整个设计是有序地完成的。

关键词：推土机；工作装置；强度校核；液压系统

Abstract

Bulldozers shoveling cargo operation is accomplished by movement of working device. Of bulldozer working device by the bucket, bracket, connecting rod and hydraulic system, etc. Bucket to push shovel material; Bracket and the bracket is to improve the action of oil cylinder bucket and connected to the frame; Turning cylinder through the support plate, connecting rod to rotate the bucket. The rise and fall of bracket and the rotation of the bucket adopts hydraulic operation.

General situation of the development of bulldozer first several design guiding principle, characteristics and tasks are summarized, and then determine the scheme, the technical design part listed the main technical performance and parameters of bulldozer, the traction calculation, working device design. Motion analysis device has a job in the design of device, the bucket, bracket, linkage design, etc.

In the process described in the design of process engineering. Application to calculate the stress analysis. In a word, the whole design is done in an orderly fashion.

Key words: bulldozer, Working device; Intensity; The hydraulic system

目录

摘要 (1)

ABSTRACT (2)

第一章绪论 (6)

1.1推土机的介绍 (6)

1.2推土机在地下推铲作业中的应用 (7)

1.3我国推土机的发展前景 (8)

1.4推土机分类 (10)

1.5结构和原理 (11)

1.6推土机总体设计的任务 (11)

1.7课题背景和设计意义 (12)

第二章推土机总体方案设计 (12)

2.1各个机构的选择 ............................................................ 错误！未定义书签。

2.1.1 动力装置..................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.2 传动机构 ................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.3 行走机构 ................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.4 工作装置 ................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1.5 液压系统 ................................................................................... 错误！未定义书签。2.2推土机总体参数选择.................................................... 错误！未定义书签。

2.2.1 推土机重量和接地比压 ............................................................... 错误！未定义书签。

2.2.2 推土机的行走速度 ...................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.3 铲刀的垂直压力及比压入力........................................................ 错误！未定义书签。2.2.4铲刀的提升高度和切削深度 ....................................... 错误！未定义书签。

2.2.5推土机生产率 ............................................................. 错误！未定义书签。

2.2.6推土机重心计算........................................................................... 错误！未定义书签。第三章推土机工作装置设计.. (14)

3.1工作装置结构类型 (14)

3.2工作装置主要参数及结构尺寸的确定 (15)

3.2.1铲刀的高度和宽度 (15)

3.2.2 推土板角度参数的选择 (16)

3.2.3推土板曲率半径 (19)

3.2.4推土板直线部分及档土板尺寸 (19)

3.2.5顶推架于台车架的铰点位置 (19)

3.2.6铲刀钢板厚度 (20)

3.3推土机工作装置的强度计算 (20)

3.3.1土壤的切削性能 (20)

3.3.2推土机受力分析 (22)

3.3.3推土机作业阻力计算 (25)

3.4推土机铲刀的强度计算 (27)

3.4.1计算位置的确定（第一计算位置） (27)

3.4.2超静定计算 (28)

3.4.3斜撑杆强度计算 (36)

3.5第三计算位置 (37)

3.5.1顶推架强度计算 (37)

3.5.2铰销轴强度计算 (38)

第四章推土机液压系统方案设计 (40)

4.1推土机液压系统组成与功能分析 (40)

4.2推土机变速转向液压系统设计 (43)

4.2.1 推土机变速转向液压系统原理分析 (43)

4.2.2 推土机变速转向液压系统原理图的拟定 (46)

4.3推土机工作装置液压系统设计 (51)

4.3.1 推土机工作装置液压系统原理分析 (52)

4.3.2 推土机工作装置液压系统原理图的拟定 (53)

4.4推土机整机液压系统原理图 (56)

总结 (58)

参考文献 (59)

第一章绪论

1.1推土机的介绍

金属矿山的推铲作业可划分为露天推铲作业和地下推铲作业两大类。我国露天矿采以矿石的比重约占70％，但从事地下推铲作业的人员比露天推铲作业的人员多。这是因为地下推铲作业的条件复杂，使用的设备种类繁多，在产量相同的条件下，对地下矿投资的人力和物力远大于露天矿的缘故。

保护自然环境和合理地利用矿藏资源，是发展社会主义经济的必要条件。随着浅埋矿床的耗尽而愈来愈向深部推铲作业，或当露天升采的深度很大而使地表遭受大面积的破坏时，就必须采用地下推铲作业。可以预料今后地下推铲作业仍将逐渐增加。

不论是露天矿推铲作业还是地下矿推铲作业，对矿体较硬的金属矿山，都是经凿岩爆破将崩落松散矿石或岩石，经装运作业运至下步工序的作业地点。装载作业是矿山整个生产过程小既繁重又费时的作业。所以努力提高推土机械的作业能力，对实现矿山生产的高效率低消耗想着重要的作用。

ZL系列履带式推土机是一种高效率的工程机械，具有结构先进，性能可靠，机动性强，操纵方便等优点。广泛应用于矿山，建筑工地，道路修建，水利工程，港口，货场，电站以及其他工业部门，进行装载，推土，铲挖，起重，牵引等多种作业。对加快工程建设速度减轻劳动强度提高工程质量降低工程成本都发挥着重要作用，因此近几年来无论在国内还是国外推土机品种和产量都得到迅速发展，成为工程机械的主导产品之一。

为适应推土机多功能作业的要求，履带式推土机已经向一机功能方向发展。

这主要靠主机控制适合多种作业的组合工作装置完成。80年代国外推土机和液压挖掘机除了不断完善装，挖功能外，正向一机多能方向发展。许多公司竞相生产各式各样的辅助机构。这种机型使用范围很广，其产品受到用户的普遍关注。

在通用拖拉机前端加装载装置，后部加挖掘装置可改装变形成前装后挖拖拉机，亦称挖掘推土机，俗称“两头忙”。

工作装置的性能分析过去多采用作图分析和手工计算法，工作量繁重，精度较低。当分析工矿较多时问题更为突出，为克服手工画图的误差。本次设计前面所进行的工作装置CAD设计是通过看资料、实物，通过初步分析、计算而确定的方案。其次要考虑各个工作液压缸作用力的均衡性，整机的稳定性，整机与地面的附着性、满足结构和布置的可能性，以综合比较初选方案，从而确定机构参数（一般来说，从计算机辅助分析中发现不合理的现象可究其原因，采取改进措施，是设计合理化。对已经拟订的各种方案可通过计算机辅助分析作进一步的取舍和修改，以便确定较合理的方案）。同时，通过性能分析能够很清楚的了解到这个推土机装置在各个位置或各种工况时的里和其它参数，有利于更有效地使用挖掘推土机和使这种推土机工作效率得到最大限度的发挥。

1.2 推土机在地下推铲作业中的应用

地下矿的推铲作业，包括开拓、采准、回采三个步骤。开拓是矿山的基建工程，它是用井巷把地表与山地下矿体接通，并建成完整的运输、通风、排水的并巷工程，包括竖井、斜井、盲井、井底车场，如水泵房、变电室、机修站、火药库等，还有石门、阶段运输巷道、溜井等。

采准是指掘进形成采区外形的一些巷道及为了回采工作面的碎岩和爆破而

需要的自由空间。前者如采区的运输巷道、通风和人行天井，以及电耙巷道等，如切割槽、拉底空间、放矿漏斗等。

回采就是做完采准后，在采区工作面进行的落矿、装运和管理作业。回采中的矿石装运作业是矿山生产的重要环节。

装载作业就是把开拓、采准、回采的矿石或岩石装入运输工具或卸入溜井。开拓、采准和回采三者在使用装运机械方面对比起来，采准工程的特点是：它的装运作业工作量，是在阶段水平以上或矿房内部及矿床上下盘中进行的。一般地说，这些巷道断面尺寸小、长度短，分布在阶段水平以上不同的高度上，要求机械设备轻便灵活，便于调入和调出及迁移到不同高度上。在断面只寸很小的空间内工作，由于设备的调入迁移和使用都比较困难，致使采准工作的机械化程度低、工作效率低、成本高。因此采准工作量的多少，便成为衡量采矿方法好坏的重要指标之一。

1.3 我国推土机的发展前景

随着我国国民经济建设的调整发展，大型履带式推土机的需求量会有大幅度上升，特别是西部大开发，许多大型工程建设等，大型履带式推土机大有用武之地。另外，世界上生产大型履带式装载机的国家、企业也不多，出口前景也非常好，苦于我们还拿不出产品。

1999年，我国全行业ZL60型共销28台，ZL80型及ZL100型一台也未销售。因此，我国大型履带式推土机可以说是基本上未推向市场。影响推出市场的主要原因是，除开发水平较低外，主要是配套件跟不上。大型履带式推土机的配套件国内基本上没有，有少量的也是水平低，可靠性差，不太适用，进口