鏟運(yùn)機(jī)是以帶鏟刀的鏟斗為工作部件的鏟土運(yùn)輸機(jī)械,兼有鏟裝、運(yùn)輸、鋪卸土方的功能,鋪卸厚度能夠控制,主要用于大規(guī)模的土方調(diào)配和平土作業(yè)。由于鏟運(yùn)機(jī)一機(jī)就能實(shí)現(xiàn)鏟裝、運(yùn)輸,還能以一定的層厚進(jìn)行均勻鋪卸,比其他鏟土機(jī)械配合運(yùn)輸車作業(yè)具有較高的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性,廣泛用于公路、鐵路、港口、建筑、礦山采掘等土方作業(yè),如平整土地、填筑路堤、開挖路埑以及浮土剝離等工作。此外,在石油開發(fā)、軍事工程等領(lǐng)域也得到廣泛的應(yīng)用。

圖1-23 鏟運(yùn)機(jī)
1.分類及表示方法
鏟運(yùn)機(jī)主要根據(jù)行走方式、行走裝置、裝載方式、卸土方式、鏟斗容量、操縱方式等進(jìn)行分類
(1)按行走方式分:
拖式鏟運(yùn)機(jī):工作時(shí)常由履帶式拖拉機(jī)牽引,具有接地比壓小、附著能力大和爬坡能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在短運(yùn)距離和松軟潮濕地帶工程中普遍使用。
自行式鏟運(yùn)機(jī):自身具有行走能力,行走裝置有履帶式和輪胎式兩種。履帶式自行鏟運(yùn)機(jī)又稱鏟運(yùn)推土機(jī),它的鏟斗直接裝在兩條履帶的中間,用于運(yùn)距不長、場地狹窄和松軟潮濕等地帶工作。輪胎式自行鏟運(yùn)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、行駛速度快、機(jī)動性好,在中距離的土方轉(zhuǎn)移施工中應(yīng)用較多。

a.拖行式 b.自行式
圖1-24 鏟運(yùn)機(jī)
(2)按裝載方式分:
升運(yùn)式:也稱鏈板裝載式,在鏟斗鏟刀上方裝有鏈板運(yùn)土機(jī)構(gòu),把鏟刀切削下的土升運(yùn)到鏟斗內(nèi),從而加速裝土過程,減小裝土阻力,可有效地利用本身動力實(shí)現(xiàn)自裝,不用助鏟機(jī)械即可裝至堆尖容量,可以單機(jī)作業(yè)。土壤中含有較大石塊時(shí)不宜使用,其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距在1000m之內(nèi)。
普通式:也稱開斗鏟裝式,靠牽引機(jī)的牽引力和助鏟機(jī)的推力,使用鏟刀將土鏟切起,在運(yùn)行中將土屑裝入鏟斗,其鏟裝阻力較大。

a.升運(yùn)式(鏈板裝載式) b.普通式(開斗鏟裝式)
圖1-25 鏟運(yùn)機(jī)
(3)按卸土方式分:
自由卸土式:當(dāng)鏟斗傾斜(有向前、向后兩種形式)時(shí),土壤靠其自重卸出。這種卸土方式所需功率小,但土壤不易卸凈(特別是粘附在鏟斗側(cè)壁上合斗底上的土),一般只用于小容積鏟運(yùn)機(jī)。
半強(qiáng)制卸土式:利用鏟斗傾斜時(shí)土壤自重和斗底后壁沿側(cè)壁運(yùn)動時(shí)對土壤的擠推作用共同將土卸出。這種卸土方式仍不能使粘附在鏟斗側(cè)壁上合斗底上的土卸出干凈。
強(qiáng)制卸土式:利用可移動的后斗壁(也稱卸土板)將土壤從鏟斗中自后向前強(qiáng)制推出,卸土效果好,但移動后壁所消耗的功率較大,通常大中型鏟運(yùn)機(jī)采用這種卸土方式。
(4)按鏟斗容量分:
小型鏟運(yùn)機(jī):鏟斗容量小于5m³;
中型鏟運(yùn)機(jī):鏟斗容量5~15m³;
大型鏟運(yùn)機(jī):鏟斗容量15~30m³;
特大型鏟運(yùn)機(jī):鏟斗容量30m³以上。
(5)按工作機(jī)構(gòu)的操縱方式分:
機(jī)械操縱式:用動力絞盤、鋼索和滑輪來控制鏟斗、斗門及卸土板的運(yùn)動,結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)落后,已逐漸被淘汰。
液壓操縱式:工作裝置各部分用液壓操縱,能使鏟刀刃強(qiáng)制切入土中,結(jié)構(gòu)簡單,操縱輕便靈活,動作均勻平穩(wěn),應(yīng)用廣泛。
電液操縱式:操縱輕便靈活,易實(shí)現(xiàn)自動化,是今后發(fā)展的方向。
編號表示方法:鏟運(yùn)機(jī)的型號編號用字母C表示,L表示輪式,無L為履帶式,T表示拖式,后面的數(shù)字表示鏟運(yùn)機(jī)的幾何斗容。如:C-6表示幾何斗容為6m³的鏟運(yùn)機(jī)。
2.鏟運(yùn)機(jī)基本構(gòu)造
(1)拖行式鏟運(yùn)機(jī)
拖行式鏟運(yùn)機(jī)本身不帶動力,工作時(shí)由履帶式或輪式拖拉機(jī)牽引。這種鏟運(yùn)機(jī)的特點(diǎn)是牽引車的利用率高,接地比壓小,附著能力大和爬坡能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),在短距離和松軟潮濕地帶工程中普遍使用,工作效率低于自行式鏟運(yùn)機(jī)。(圖1-26)
 
a. 拖行式 b. 自行式
圖1-26鏟運(yùn)機(jī)
(2)自行式鏟運(yùn)機(jī)
自行式鏟運(yùn)機(jī)多為輪胎式,一般由單軸牽引車和單軸鏟運(yùn)車組成。(圖1-26)
單軸牽引車是自行式鏟運(yùn)機(jī)的動力部分,由發(fā)動機(jī)、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、懸掛裝置、車架等組成;
鏟運(yùn)車是工作裝置,由轅架、鏟斗、尾架及卸土裝置組成。

1- 發(fā)動機(jī);2-駕駛室;3-傳動裝置;4-中央框架;5-前輪;6-轉(zhuǎn)向油缸; 7-轅架-;8-Ⅱ型架; 9-鏟運(yùn)斗;10-斗門油缸;11-后輪;12-尾架
圖1-27 自行式鏟運(yùn)機(jī)
1)傳動系統(tǒng)
自行式鏟運(yùn)機(jī)大多采用液力機(jī)械式傳動或全液壓傳動。
2)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
現(xiàn)代輪胎自行式鏟運(yùn)機(jī)多采用鉸接式雙作用雙油缸動力轉(zhuǎn)向,有帶換向閥非隨動式和四桿機(jī)構(gòu)隨動式兩類。隨動式又有機(jī)械反饋和液壓反饋之分。
3)懸架系統(tǒng)
自行式鏟運(yùn)機(jī)在裝載作業(yè)時(shí),為使其工作穩(wěn)定,有較高的鏟裝效率,需要采用剛性懸架的底盤,通常采用油氣式彈性懸架。
4)工作裝置
a.開斗鏟裝式工作裝置
工作時(shí),鏟斗前端的刀刃在牽引力的作用下切入土中,鏟斗裝滿后,提斗并關(guān)閉斗門,運(yùn)送到卸土地點(diǎn)時(shí)打開斗門將土卸出。

圖1-28 開斗鏟裝工作
b.履帶自行式鏟運(yùn)機(jī)工作裝置
這種鏟運(yùn)機(jī)的工作裝置如下圖,鏟運(yùn)斗直接安裝在兩條履帶中間,鏟運(yùn)斗也作機(jī)架用,前面裝有輔助推土板,后部裝發(fā)動機(jī)和傳動裝置。上部是駕駛室,駕駛員座位橫向安裝,前后行駛時(shí)方便觀察。

圖1-29 履帶式自行鏟運(yùn)機(jī)
c.鏈板裝載自行式鏟運(yùn)機(jī)工作裝置
鏟運(yùn)斗前部刀刃上方裝有鏈板升運(yùn)裝置,用來把切削下來的土壤輸送到鏟斗內(nèi),加快裝載過程和減小裝土阻力,故可單機(jī)作業(yè),不用推土機(jī)助鏟,適用于運(yùn)距短、路面平坦的場合。


圖1-30 鏈板裝載自行式鏟運(yùn)機(jī)
d.螺旋裝載自行式鏟運(yùn)機(jī)工作裝置
在鏟運(yùn)斗中垂直安裝了一個(gè)螺旋裝料器,把標(biāo)準(zhǔn)式鏟運(yùn)機(jī)與鏈板式鏟運(yùn)機(jī)結(jié)合起來,結(jié)構(gòu)簡單,更換迅速,易于在一般鏟運(yùn)機(jī)上安裝。

圖1-31 螺旋裝載自行式鏟運(yùn)機(jī)
3.鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)過程
鏟運(yùn)機(jī)的作業(yè)過程包括鏟土、運(yùn)土、卸土和回程四道工序。鏟運(yùn)機(jī)前駛,斗門升起,鏟斗放下,刀片切削土壤,并將土裝入斗內(nèi),是鏟土作業(yè);待土裝滿后,關(guān)閉斗門,升起鏟斗,機(jī)械重載運(yùn)行,這是運(yùn)土作業(yè);當(dāng)運(yùn)土至卸土處,打開斗門,放下鏟斗并使斗口距地面一定距離,卸土板前移,機(jī)械在慢行中卸土,并利用鏟刀將卸下的土壤推平,這是卸土作業(yè);卸土完成后,鏟斗升起,機(jī)械快速空駛回鏟土處,準(zhǔn)備下一個(gè)作業(yè)循環(huán),這是回駛過成。
施工作業(yè)類型:
(1)平整場地:平整作業(yè)應(yīng)先在挖填區(qū)高差大的地段進(jìn)行,鏟高填洼。待整個(gè)區(qū)域標(biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高變差在20~30cm以后,先從平域中部(或一側(cè))平整出一條標(biāo)準(zhǔn)帶,然后由此向外逐步擴(kuò)展,直到整個(gè)區(qū)域達(dá)標(biāo)為止。
(2)填筑路堤:填筑路堤的施工范圍是:取土坑離路中線在100m以上,路堤填土高度要求在2m以上。填筑路堤有縱向填筑路堤和橫向填筑路堤兩種施工方法。
(3)開挖路埑:開挖路埑的作業(yè)方式有移挖作填、挖土棄掉式綜合施工等。圖2-43為綜合作業(yè)方式的運(yùn)行路線。鏟運(yùn)機(jī)開挖路埑,應(yīng)從路埑兩邊開始,以保證邊坡的質(zhì)量,防止超挖和欠挖;否則,將增加邊坡修整作業(yè)量。
(4)傍山挖土:這是修筑山區(qū)道路的挖土方法。挖土前先用推土機(jī)將坡頂線推出,并修出鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)的上下坡道。作業(yè)應(yīng)按邊坡線分層進(jìn)行,保持里低外高的作業(yè)斷面。若施工作業(yè)斷面里高外低時(shí),可先在里面鏟裝幾斗,形成一土坎,并使一側(cè)輪胎位于土坎上,使鏟運(yùn)機(jī)向里傾斜,然后鏟裝幾斗后,便可形成外高內(nèi)低的工作面。
(5)鏟挖基坑(槽)或管溝:用鏟挖基坑(槽)或管溝時(shí),其寬度應(yīng)在4m以上。作業(yè)場地足夠大時(shí),可放外坡道;若施工場地比較狹窄,則可設(shè)置內(nèi)坡道,待中段土方挖完后,再用人工清楚坡道。施工中應(yīng)注意挖邊,使其保持兩邊低中間高。操作方法與傍山挖土基本相同。
(6)鏟運(yùn)沙子:用普通鏟運(yùn)機(jī)裝運(yùn)沙子及松散砂土?xí)r,應(yīng)保證刃口鋒利。鏟裝開始時(shí)油門要加大,鏟入要深,斗門開啟要大。鏟運(yùn)砂料時(shí),最好用升運(yùn)式鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)。升運(yùn)式鏟運(yùn)機(jī)可容易地將砂料裝滿鏟斗,操作方便,生產(chǎn)效率高。但因沙子的松散性和流動性較強(qiáng),對機(jī)械和輪胎磨損較大,因而在施工中要加強(qiáng)保養(yǎng)。
圖1-32 鏟運(yùn)機(jī)作業(yè)
4.主要性能參數(shù)
鏟運(yùn)機(jī)的主要技術(shù)性能參數(shù)有:鏟斗的幾何斗容(平裝斗容)、堆尖斗容、發(fā)動機(jī)的額定功率、鏟刀寬度、鏟土深度、鋪卸厚度、鏟斗離地間隙、爬坡能力等,其中鏟斗的斗容量是主要參數(shù),使選擇鏟運(yùn)機(jī)的主要依據(jù)。
5.常見設(shè)備
1、自行輪胎式鏟運(yùn)機(jī)
2、自動履帶式鏟運(yùn)機(jī)
3、鏈板輪胎式鏟運(yùn)機(jī)
4、雙發(fā)動機(jī)輪胎式鏟運(yùn)機(jī)
5、拖式機(jī)械鏟運(yùn)機(jī)
6、拖式液壓鏟運(yùn)機(jī)
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