大型推土机松土器的设计

何金伟 杜玉炜

摘要：本文对大型推土机松土作业的特点进行了分析，并且着重的对大型推土机松土器合理结构进行了阐述，给出了大型推土机松土器设计思路。

关键词：大型推土机松土器；设计合理性

松土器是悬挂于推土机尾部的工作装置，其主要用途是工作面预松作业。针对于大型推土机来说，松土器不仅能够作用在黏土、硬化冻土等土层的松散，还能够用在砂砾石、板结的盐矿等坚硬作业面的剥离，因为其具有生产成本低廉、安全性能好及高效率，并且能够代替部分钻孔爆破的优良特性，受到了使用者的广泛好评，故此，推土机松土器的范围日益广泛，而且其地位也愈来愈重要。

1.松土器结构选择

通过松土器使用的经验，推土机的生产厂家不断研发出各种类型的松土器。在目前使用较为广泛，并且使用性能良好的主要由可调松土角四连杆结构及不可调松土角四连杆结构这两种基本结构构成。可调松土角四连杆结构同时配备有提升液压缸及倾斜液压缸，不但具备不可调松土角四连杆结构的优良特性，还能够依据工程的实际情况及要求，在可调范围内对齿尖松土角进行调节，以此来得到最佳入土角及松土角，对松土器受力的状态进行改善，是松土器能够最大程度的应用于大型推土机松土作业。不可调松土角四连杆结构是超静定结构。其具有整体强度高，部件的受力较为均衡，对抗冲击的性能优良好的特性，但是其只配有提升液压缸没有倾斜液压缸。其齿尖的运动轨迹呈固定的状态，在松土的过程中支角只能做上下移动，无法对松土的角度进行相应的调节，无法满足入土角度不同的要求。因为大型推土机松土器作业的主要对象是黏土、冻土、盐矿以及岩层等硬度不一的作业面，对于具体情况有着不同的要求，这样就对不可调松土角四连杆结构松土器有所限制，使其仅能在中小型的推土机上进行作业。

2.松土器设计的基本参数

2.1松土器的重量

通常情况下，松土器是安装于推土机的尾部，松土器的重量对于推土机运行轨迹的平稳性及作用效率有着相应的影响。松土器的重量偏重会使机器重心靠后，在进行铲土作业时入土的压力变小，进而导致铲刀入土能力变低；若松土器的重量偏轻，推土机运行至颠簸路面时出现翘尾的情况，进而失去稳定性能。从大型推土机松土器设计的经验考虑，单齿松土器的重量通常情况下为整个机器重量的百分之九左右。

2.2松土角度

松土器齿尖前端同地面之间的夹角称之为松土角β。松土角影响着整个松土器的入土及松土性能，而且土质的不同对于松土角也有着不同的要求，在作业中需要根据实际情况对松土角进行相应的调整。例如在风化岩石作业时，需要调大松土角，以利于其将齿尖插入岩层。故此，在松土角的选择上需要满足不同介质及作业内容的要求。相对于大部分情况而言，松土角的角度在30°-40°时，其切削的性能最优，但是入土角的范围就会相应变大，故此大型推土机松土角度选完30°-60°最为适宜，因为松土角设置为45°时，松土器不但具备良好的入土性同时还兼具良好的剥离性，所以理论入土角通常为45°。松土器齿尖后面同地面间的夹角为夹角α。松土器角度设计必须满足后角α不小于7.5°的要求，否则容易造成齿尖后侧挤压、摩擦土壤，使松土的阻力加大，进而是齿尖的磨损速度加快。

2.3松土器宽度

松土器宽度的设定主要是由松土器横梁宽度所决定。通常情况下，松土器横梁宽度不得超出推土机双侧履带外边缘总宽度，以此来对松土器的通过性进行保证。

2.4松土器长度

松土器支角安装的位置尺寸决定了松土器的长度，其对整台机器性能有着相应的影响。若支角安装的位置与车体过于接近容易使剥离的土壤或是石块卡在支角同履带间，导致车辆损害；若距离过大，将会导致性能的总体下降，进而达不到预期的目的。松土角度选定为45°时，齿尖距驱动轮中心距离L1同整机履带接地长度L的比值为0.5到0.6最为适宜，使松土器能够良好作业，同时具备良好的稳定性能。

2.5液压缸设计

松土器具有两对提升机倾斜液压缸，为松土器升降及调角提供动能。液压缸最大的工作压力同推土机液压最大工作压力基本一致，液压缸钢筒及活塞杆直径需要在达到使用强度的条件之上依照有关标准进行选取。一般依照最大工作压力之下能够使推土机翘尾来进行计算，安全系数选择1.5-2.0，最好选择液压缸钢筒与倾斜液压缸活塞杆直径相同，如此做法便于零件的更换及维修。

3.结语

推土机在土石方工程中的应用十分广泛，在我国的建筑、道路等工程项目之中更是被普遍的使用，其具有独立挖土、卸土及运土作业，并且具有操控灵活、工作面小、运转灵活以及参与工程效率高的特性，大型推土机松土器设计关系着我国大型工程机械的发展，为此，松土器设计的合理性就显得尤为重要。在松土器设计时从来要考虑上文中提到的事项之外，还需要充分考虑支架距地面最小距离、横梁硬度、护板与齿尖加强筋结构等问题。设计时要从实际的工程情况出发，与大型推土机的特点充分结合，方能设计出与实际高度匹配的松土器。

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作者简介：何金伟，（1981.12-），男，汉族，本科，助理工程师，从事机械设计工作。