積土機鏟

積土機是一種工程車輛。前方裝有大型的金屬推土刀，使用時放下推土刀，向前鏟削並推送泥、沙及石塊等，推土刀位置和角度可以調整，能單獨完成挖土、運土和卸土工作。

基本介紹

• 中文名：積土機鏟
• 外文名：Fill the shovel
• 領域：工程車輛
• 特點：前方裝有大型的金屬推土刀
• 功能：鏟削並推送泥、沙及石塊等
• 學科：土木工程

分類

行走方式分類

積土機可分為履帶式和輪胎式兩種。履帶式積土機附著牽引力大，接地比壓小(0.04~0.13MPa)，爬坡能力強，但行駛速度低。輪胎式積土機行駛速度高，機動靈活，作業循環時間短，運輸轉移方便，但牽引力小，適用於需經常變換工地和野外工作的情況。

按用途分類

按用途可分為通用型及專用型兩種。通用型是按標準進行生產的機型，廣泛用於土石方工程中。專用型用於特定的工況下，有採用三角形寬履帶板以降低接地比壓的濕地積土機和沼澤地積土機、水陸兩用積土機、水下積土機、船艙積土機、無人駕駛積土機、高原型和高濕工況下作業的積土機等。

結構與工作

積土機開挖的基本作業是鏟土，運土，卸土。積土機產品種的開發拓展，既要滿足不同工況條件的工作適應性，又必須與基本型保持最大限度的零部件通用性（或稱互換性），這就為廣大用戶使用維修帶來極大的方便。

履帶式積土機主要由發動機、傳動系統、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機罩等組成。其中，機械及液壓傳動系統又包括液力變矩器、聯軸器總成、行星齒輪式動力換擋變速器、中央傳動、轉向離合器和轉向制動器、終傳動和行走系統等。

動力輸出機構以齒輪傳動和花鍵連線的方式帶動工作裝置液壓系統中工作泵、變速變矩液壓系統變速泵、轉向制動液壓系統轉向泵；鏈輪代表二級直齒齒輪傳動的終傳動機構（包括左和右終傳動總成）；履帶板包括履帶總成、台車架和懸掛裝置總成在內的行走系統。

傳動系統

積土機採用機械傳動或帶液力變矩器的液力機械傳動系統，也有少數採用液壓傳動系統。

液力變矩器

泵輪組件中的泵輪由螺栓和驅動殼連線，驅動齒輪由螺栓和驅動殼連線。驅動齒輪直接插入發動機飛輪齒圈內，故泵輪隨發動機一起旋轉。導輪由螺栓和導輪轂連線，導輪轂通過花鍵和導輪座連線，導輪座又通過螺栓和變矩器殼連線，故導輪和變矩器殼一起，是不旋轉的。渦輪和渦輪轂用鉚釘鉚接在一起，再通過花鍵和渦輪輸出軸連線，渦輪輸出軸通過花鍵和聯軸節連線，將動力傳遞給其後的傳動系統。泵輪隨發動機一起旋轉，將動力輸入，導輪不旋轉，渦輪旋轉，將動力輸出，三者之間相互獨立，輪間間隙約為2mm。

泵輪、渦輪、導輪自身由許多葉片組成，稱之為葉柵，葉片由曲而構成，呈複雜的形狀。變矩器在工作時，葉柵中是需要充滿油液的，在泵輪高速旋轉時，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲面向外流動，在葉柵出口處射向渦輪葉柵出口，然後沿渦輪葉柵曲面作向心流動，又從渦輪葉柵出口射嚮導輪葉柵進口，穿過導輪葉柵又流回泵輪。泵輪、渦輪、導輪葉柵組成的圓形空間，稱之為循環圓。由於渦輪葉柵曲面形狀的設計，決定了渦輪和泵輪在同一方向旋轉。這樣，變矩器葉柵循環圓中的油液，一方面在循環圓中旋轉，一方面又隨泵輪和渦輪旋轉，從而形成了複雜的螺旋運動，在這種運動中，將能量從泵輪傳遞給渦輪。 渦輪的負荷是積土機負荷決定的。積土機的負荷由鏟刀傳遞給履帶行走系統，再傳給終傳動、轉向離合器、中央傳動、變速器和聯軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。 渦輪負荷小時，其旋轉速度就快；負荷大時，旋轉速度就慢。當積土機因超載走不動時，渦輪的轉速也下降為0，成為渦輪的制動狀態。這時，因渦輪停止轉動，由泵輪葉柵射來的油液，以最大的衝擊穿過渦輪葉柵沖嚮導輪，在不轉的導輪葉柵中轉換成壓力，該壓力反壓向渦輪，增大了渦輪的扭矩，該增加的扭矩和渦輪旋轉方向一致，此時渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的2.54倍。渦輪隨著負荷增大，轉速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當於一個無級變速器在逐漸降速增扭。這種無級變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動力換擋變速器相配合，使積土機獲得了優異的牽引性能。

液力變矩器是依靠液力工作的。油液在葉柵中流動時，由於衝擊、摩擦，會消耗能量，使油發熱，故液力變矩器的傳動效率是較低的。國內外最好的液力變矩器其最高效率為88%。當變矩器的渦輪因積土機超負荷而停止轉動時，由泵輪傳來的能量全部轉化成熱量而消耗掉，此時變矩器效率為0。要想提高變矩器的傳動效率，就要掌握積土機的負荷，使渦輪有適當的轉速、積土機有適當 的速度；即當積土機因負荷過大而走不動時，要及時減小負荷，提一下鏟刀或由II擋換為I擋。 由變矩器的結構和工作原理知，變矩器工作時油會有內泄、會發熱。這就要求要及時給變矩器內部補充油，並將發熱的油替換出來冷卻，形成一個循環。

變速器

行星齒輪式動力換擋變速器主要由四個行星排和一個旋轉閉鎖離合器構成。“I”“II”“III”、“IV”是四個行星排，“V”是旋轉閉鎖離合器。 “I”“II”和“IV”行星排都是固定齒圈，用行星架同向旋轉進行輸出的。 “II”行星排的行星架上多裝一個行星輪，若將齒圈C用離合器固定，當太陽輪A右轉時，行星齒輪B左轉，行星齒輪E右轉，行星架D左轉，則形成了以太陽輪輸入、行星架反向旋轉輸出的行星齒輪減速機構。TY220型推土機變速器即利用第II行星排作為倒擋使用。離合器有5個。第1至第4離合器的油缸體都由螺栓連線在端蓋上，它們是不運動的。當油缸體和活塞之間充滿壓力油時，壓力油在油超過計畫的密封下，建立油壓並推活塞壓緊摩擦片，則可將齒圈固定。

第5號旋轉閉鎖離合器的結構比較特殊，它沒有行星機構，其工作時是整體旋轉的。向旋轉油缸中供油時，需先向中心軸供油。工作時，壓力油通過第5離合器固定不動的殼體19中的油道，進入旋轉油缸，推動活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉密封環進行密封。工作完的油液，由於旋轉油缸不停地旋轉，離心力向外甩出，無法經供油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉油缸體上增加一個鋼球止回閥，在壓力油的作用下，它密封油孔以建立油壓，停止供油時，它會甩開，開放回油孔以回油。

發展方向

除高速公路建設需要大、中馬力積土機外，高等級公路建設和縣鄉級公路網的建設和水利工程、環保工程建設，勢必造就大批量的個體施工者。這樣，對小型積土機（100馬力以下）的需求量必然要增加。同時，我國已建成的高速公路和高等級公路已逐漸進入維修期，隨著東部沿海地區經濟的發展和人民生活水平的提高，小型積土機將逐步成為人們替代體力勞動的工具。這正是小型積土機的市場所在。與北美、西歐和日本市場相比，中國小型積土機市場無論是銷量，還是小型積土機與重型積土機銷售總量中所占的比重，都有相當大的差距。積土機行業必須借這次機遇，努力滿足這一新市場的需求。據有關雜誌介紹，小型機市場已進入成長期，2008-2012年前後進入成長期後期和成熟期前期，2020年前後進入成熟期。

所以，積土機行業的有關企業，應從戰略角度著眼，決不能忽視小型產品的未來市場。但，在中國這樣的開發中國家開發小型工程機械產品，其定位一定要準。應該用不同的技術、針對不同用戶群來解決定位準的問題。應首先開發滿足發達地區廣大農村市場的低端產品。而高端產品更多應考慮未來用戶的需求。