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推土機是土方工程機械的一種主要機械，按行走方式分為履帶式和輪胎式兩種.因為輪胎式推土機較少。本文主要講述履帶式推土機的結構與工作原理。
功率大于120KW的履帶式推土機中，絕大多數采用液力-機械傳動(dòng)。這類(lèi)推土機來(lái)源于引進(jìn)日本小松制作所的D155型、D85型、D65型三種基本型推土機制造技術(shù)。國產(chǎn)化后，定型為T(mén)Y320型、TY220型、TY160型基本型推土機。為了滿(mǎn)足用戶(hù)各種使用工作況的需求，我國推土機生產(chǎn)廠(chǎng)家在以上三個(gè)基本型推土機的基礎上，拓展了產(chǎn)品品種，形成了三種系列的推土機。TY220型推土機系列產(chǎn)品，包括TSY220型濕地推土機、TMY220型沙漠推土機、TYG220型高原推土機、TY220F型森林伐木型推土機、TSY220H型環(huán)衛推土機和DG45型吊管機等。TY320型和TY160型系列推土機也在拓展類(lèi)似的系列產(chǎn)品。TY160系列中還有TSY160L型超濕地推土機和TBY160型推扒機等。
推土機產(chǎn)品種的開(kāi)發(fā)拓展，既要滿(mǎn)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(chēng)互換性），這就為廣大用戶(hù)使用維修帶來(lái)極大的方便。為方便用戶(hù)購買(mǎi)配件，生產(chǎn)廠(chǎng)都保留了日本小松公司的零部件編號，只有改型中自行設計的零部件，才冠以自己廠(chǎng)家的編號。
履帶式推土機主要由發(fā)動(dòng)機、傳動(dòng)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(dòng)系統又包括液力變矩器、聯(lián)軸器總成、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、中央傳動(dòng)、轉向離合器和轉向制動(dòng)器、終傳動(dòng)和行走系統等。
動(dòng)力輸出機構（PTO）10以齒輪傳動(dòng)和花鍵連接的方式帶動(dòng)工作裝置液壓系統中工作泵P1、變速變矩液壓系統變速泵P2、轉向制動(dòng)液壓系統轉向泵P3；鏈輪8代表二級直齒齒輪傳動(dòng)的終傳動(dòng)機構（包括左和右終傳動(dòng)總成）；履帶板9包括履帶總成、臺車(chē)架和懸掛裝置總成在內的行走系統。本文將重點(diǎn)介紹上述傳動(dòng)系統中的液力變矩器、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器、轉向離合器和轉向制動(dòng)器的結構、工作原理及其液壓系統的故障及排除。
國產(chǎn)102KW以下的推土機，如T140型、T120型、T70型等小功率推土機，其傳動(dòng)系統的型式都是機械傳動(dòng)的，包括離合器和機械變速器等。這類(lèi)推土機在我國產(chǎn)銷(xiāo)量也較大；其結構較為簡(jiǎn)單，生產(chǎn)年代較早，使用單位較熟悉，使用維修也比較容易。
1、液力變矩器
該變矩器為三元件向心渦輪式，結構簡(jiǎn)單、傳動(dòng)效率高。變矩器由泵輪組件、渦輪組件、導輪組件三部分構成。
泵輪組件中的泵輪由螺栓和驅動(dòng)殼連接，驅動(dòng)齒輪由螺栓和驅動(dòng)殼連接。驅動(dòng)齒輪直接插入發(fā)動(dòng)機飛輪齒圈內，故泵輪隨發(fā)動(dòng)機一起旋轉。導輪由螺栓和導輪轂連接，導輪轂通過(guò)花鍵和導輪座連接，導輪座又通過(guò)螺栓和變矩器殼連接，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(guò)花鍵和渦輪輸出軸連接，渦輪輸出軸通過(guò)花鍵和聯(lián)軸節連接，將動(dòng)力傳遞給其后的傳動(dòng)系統。泵輪隨發(fā)動(dòng)機一起旋轉，將動(dòng)力輸入，導輪不旋轉，渦輪旋轉，將動(dòng)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(chēng)之為葉柵，葉片由曲而構成，呈復雜的形狀。變矩器在工作時(shí)，葉柵中是需要充滿(mǎn)油液的，在泵輪高速旋轉時(shí)，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲面向外流動(dòng)，在葉柵出口處射向渦輪葉柵出口，然后沿渦輪葉柵曲面作向心流動(dòng)，又從渦輪葉柵出口射向導輪葉柵進(jìn)口，穿過(guò)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(chēng)之為循環(huán)圓。由于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(huán)圓中的油液，一方面在循環(huán)圓中旋轉，一方面又隨泵輪和渦輪旋轉，從而形成了復雜的螺旋運動(dòng)，在這種運動(dòng)中，將能量從泵輪傳遞給渦輪。
渦輪的負荷是推土機負荷決定的。推土機的負荷由鏟刀傳遞給履帶行走系統，再傳給終傳動(dòng)、轉向離合器、中央傳動(dòng)、變速器和聯(lián)軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。渦輪負荷小時(shí)，其旋轉速度就快；負荷大時(shí)，旋轉速度就慢。當推土機因超載走不動(dòng)時(shí)，渦輪的轉速也下降為0，成為渦輪的制動(dòng)狀態(tài)。這時(shí)，因渦輪停止轉動(dòng)，由泵輪葉柵射來(lái)的油液，以最大的沖擊穿過(guò)渦輪葉柵沖向導輪，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(shí)渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的2.54倍。渦輪隨著(zhù)負荷增大，轉速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當于一個(gè)無(wú)級變速器在逐漸降速增扭。這種無(wú)級變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器相配合，使推土機獲得了優(yōu)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(dòng)時(shí)，由于沖擊、摩擦，會(huì )消耗能量，使油發(fā)熱，故液力變矩器的傳動(dòng)效率是較低的。目前，國內外最好的液力變矩器其最高效率為88%。當變矩器的渦輪因推土機超負荷而停止轉動(dòng)時(shí)，由泵輪傳來(lái)的能量全部轉化成熱量而消耗掉，此時(shí)變矩器效率為0。要想提高變矩器的傳動(dòng)效率，就要掌握推土機的負荷，使渦輪有適當的轉速、推土機有適當 的速度；即當推土機因負荷過(guò)大而走不動(dòng)時(shí)，要及時(shí)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(shí)油會(huì )有內泄、會(huì )發(fā)熱。這就要求要及時(shí)給變矩器內部補充油，并將發(fā)熱的油替換出來(lái)冷卻，形成一個(gè)循環(huán)。
TY320型和TY220型有完全相似的液力變矩器，只是進(jìn)行了幾何放大。TY160型和TY220型有基本相似的的液力變矩器，人是結構有些變化。它們的故障和維修是基本相同的。
2、行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器
TY220推土機行星齒輪式動(dòng)力換擋變速器的結構圖，該變速器主要由四個(gè)行星排和一個(gè)旋轉閉鎖離合器構成。圖3中標的“I”“II”“III”、“IV”是四個(gè)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(jìn)行輸出的。
“II”行星排的行星架上多裝一個(gè)行星輪，若將齒圈C用離合器固定，當太陽(yáng)輪A右轉時(shí)，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(yáng)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(gè)。第1至第4離合器的油缸體都由螺栓連接在端蓋上，它們是不運動(dòng)的。當油缸體和活塞之間充滿(mǎn)壓力油時(shí)，壓力油在油超過(guò)計劃的密封下，建立油壓并推活塞壓緊摩擦片，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(méi)有行星機構，其工作時(shí)是整體旋轉的。向旋轉油缸中供油時(shí)，需先向中心軸供油。工作時(shí)，壓力油通過(guò)第5離合器固定不動(dòng)的殼體19中的油道，進(jìn)入旋轉油缸，推動(dòng)活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉密封環(huán)進(jìn)行密封。工作完的油液，由于旋轉油缸不停地旋轉，離心力向外甩出，無(wú)法經(jīng)供油道排出，會(huì )增加摩擦片的磨損。為解決此問(wèn)題，在旋轉油道排出，會(huì )增加摩擦片的磨損。為解決此問(wèn)題，在旋轉油缸體上增加一個(gè)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(shí)，它會(huì )甩開(kāi)，開(kāi)放回油孔以回油。
TY220型推土機變速器，在結構上許多特點(diǎn)，利用這些特點(diǎn)，可使維修更為容易進(jìn)行。如第1至第4離合器的摩擦片和光盤(pán)都是通用的；第2至第4行星排的活塞和密封環(huán)相同，行星排離合器導向銷(xiāo)相同，光盤(pán)分離彈簧相同，離合器活塞分離彈簧相同；第1至第3行星排使用同一個(gè)行星架；第4行星排的行星架利用外齒圈插入第3行星排齒圈中，并用彈簧卡圈防止軸向竄動(dòng)等等。
TY320和TY220型推土機系列產(chǎn)品有完全相似的變速器，只是放大了幾何尺寸。TY160型推土機變速器，離合器的排列方式不同，第1離合器為前進(jìn)擋，第2離合器為后退擋，第3旋轉閉鎖離合器為I擋，第4離合器為III擋，第5離合器為II擋。安們有相同的使用維修特點(diǎn)。
3、轉向離合器和轉向制動(dòng)器
變速器的動(dòng)力傳入中央傳動(dòng)后，就從縱向傳動(dòng)變?yōu)闄M向傳動(dòng)，由橫軸分別傳給左、右兩個(gè)轉向離合器。圖4是TY220型推土機的中央傳動(dòng)及轉向離合器結構圖。
該機的轉向離合器是彈簧壓緊、液壓分離、常嚙合、溫式摩擦片結構型式。它包括外鼓1、內鼓5、壓盤(pán)2、外摩擦片3、內齒處4、活塞15、螺栓13、套筒14與活塞15連接成一個(gè)整體，大、小彈簧支撐在內鼓5上，彈簧的安裝負荷推動(dòng)活塞15向右移動(dòng)，帶動(dòng)壓板2將摩擦片3和齒片4壓緊在一起，實(shí)現接合傳力。彈簧共8組，總安裝負荷3.2T，有足夠的壓力壓緊摩擦片以傳遞力矩。
當推土機需要轉向（如拉動(dòng)左轉向拉桿）時(shí)，淮壓油充入轉向離合器活塞15和輪轂6之間的油腔，油壓力推動(dòng)活塞，帶動(dòng)壓盤(pán)向左移動(dòng)，摩擦片和齒片松開(kāi)，不再傳遞力矩，推土機左側失去動(dòng)力，在右側履帶的推動(dòng)下向左轉向。轉向結束時(shí)，松開(kāi)拉桿，液壓油在活塞推動(dòng)下回流，轉向離合器重新接合傳力，推土機恢復直線(xiàn)行駛。
TY220型推土機轉向制動(dòng)器是液壓助力、浮動(dòng)濕式制動(dòng)帶式。它包括安裝在轉向離合器外鼓上的制動(dòng)帶15、助力活塞8、連桿10、浮動(dòng)桿11、連桿14等零件。由于浮動(dòng)機構的優(yōu)越性能，不論離合器外鼓是正轉還是反轉，制動(dòng)時(shí)都很平穩，不會(huì )產(chǎn)生制動(dòng)沖擊。
當制動(dòng)帶1.5上的制動(dòng)帶襯片16磨損后，制動(dòng)帶和外鼓之間間隙變大，制動(dòng)跳板行程增加，當行程增大到一定限度時(shí)，制動(dòng)變得不可靠。因此，要不斷地調整制動(dòng)帶間隙。推土機制動(dòng)踏板標準行程和極限行程如表所示。
制動(dòng)帶間隙調整的方法：拆去調節螺栓的護蓋后，將調節螺栓口右旋，扭緊制動(dòng)帶以抱住外鼓（扭緊力矩約90N·m）然后擰松螺栓（TY160型擰松15/6圈，TY320型擰松11/6圈），使制動(dòng)帶和外鼓間出現0.3mm標準間隙，調整完成。
TY320型、TY160型和TY220型推土機系列產(chǎn)品有相似的轉向離合器和制動(dòng)器，它們有相同的使用和維修特點(diǎn)。
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