高原型履带式推土机设计开发研究论文资料.pdf

土石方机械与施工技术 e a rt h w o r k m a c h i n e ry 推土机; 人一 机工程; 制氧机 中图分类号: u 4 1 5文献标识码: a文章编号: 1 0 0 0 - 0 3 3 x ( 2 0 0 5 ) 0 8 - 0 0 4 9 - 0 3 d e s i g n o f t y 1 6 0 p l a t e a u t y p e c r a w l e r d o z e r x i o n g j i a n 一 u n , l i u z h a o ( s c h o o l o f m e c h a n i c a l e n g i n e e ri n g , t o n g j i u n i v e r s i t y , s h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 , c h i n a ) a b s t r a c t : b a s e d o n a n a l y s i s o f t h e i m p a c t o n c r a w l e r d o z e r c a u s e d b y t h e p l a t e a u c l i m a t e a n d c i r c u m s t a n c e , t h e d e s i g n r e q u i r e m e n t s o f p l a t e a u t y p e c r a w l e r d o z e r a r e i n t h e o r y a n d t e c h n i c a l l y , a n d t h e r e s o l v e n t o f p l a t e a u p r o b l e m f r o m p o w e r , r e l i a b i l i t y , m a n - m a c h i n e e n g i n e e r i n g a r e p r e s e n t e d . k e y w o r d s : p l a t e a u ; c r a w l e r d o z e r ; m a n - m a c h i n e e n g i n e e r i n g ; o x y g e n - m a k i n g m a c h i n e 随着中国西部建设的进一步推进，特别是青藏 铁路、 西气东输等重大项目的开展， 迫切需要能在海 拔4 0 0 0 m以上高原地区正常作业的工程机械。目 前， 国外的工程机械行业对高原机械研究不多， 而国 内对高原式工程机械的研究多停留在3 0 0 0 m 以下 的中、 低高原地区。本文介绍了t y 1 6 0 高原型履带式 推土机的设计和开发，并对高原工程机械的设计开 发提出了一些探讨性意见。 1 高原地区环境特点及对推土机和人的影响 1 . 1 高原地区环境特点 ( 1 ) 高海拔、 低气压; ( 2 ) 低气温; ( 3 ) 风沙大; (#)强太阳 辐射。 1 . 2 对推土机和人的影响 1 . 2 . 1 对推土机的影响 ( 1 ) 高原地区的空气稀薄、 大气压力低， 造成发动 机进气量不足， 汽缸内的压缩终了压力和温度达不到 应有的水平， 从而引 起发动机燃烧压力降 低， 燃烧不完 全， 输出 功率达不到平原时的标定功率。 并引起发动机 的 烟色变差、 排温升高、 增压器超速、 机油失效， 导致发 动机故障率增高。 由 表1 可知， 随海拔的升高， 柴油机的 输出功率和扭矩明显下降。 表1 康明斯n t 8 5 5 - c 2 8 0 高原型柴油机在不同海拔高度的性能变化 海拔 2 0 0 m海拔2 2 0 0 m 海拔3 8 0 0 m 转a _ / ( r m i ri ) 1 8 0 01 2 5 01 8 0 01 2 5 01 8 0 0 1 2 5 0 扭矩/ ( n m ) 数值9 4 5 . 5 1 1 2 6 . 99 3 6 . 4 1 0 9 2 . 5 9 1 9 . 21 0 5 0 . 3 增量00 - 0 . 9 6- 3 . 0 5- 2 . 7 8- 6 . 8 0 功率/ k w 数值 1 7 8 . 21 4 7 . 51 7 6 . 51 4 3 . 01 7 3 . 2 71 3 7 .4 8 增量 00- 0 . 9 5- 3 . 0 5- 2 . 7 8 - 6 . 8 0 比油耗1 g ( k w h ) 一 ， 数值 2 1 6 . 02 1 7 . 62 3 2 .42 2 3 . 42 1 7 . 12 2 6 . 0 增量 00+ 7 . 5 6+ 2 . 6 4+ 0 . 4 7+ 3 . 8 4 环境温度/ 2 43 08 ( 2 ) 低气压引 起冷却液的沸点降低， 风扇的重力风 速下降， 冷却系统能力变差， 水箱容易开锅。 ( 3 ) 低气压打破了密封元件原先建立的压力平衡， 柴油、 机油、 液压油管路密封和耐压值要求提高。 () 低气温使得机油、 柴油的粘度变大， 流动性变 差， 启动阻力增大， 发动机启动困难， 低负荷时的燃油 经济性变差。 (5 ) 0 以 下的 气温使得以 水为介质的 冷却液结冰， 极易损坏冷却系统的零件。 (6 ) 低气温使蓄电 池电 解液粘度增加， 电阻率增高， 嗯 昏 r m 奢 笋 稼 价帐 敏 毛 叹 垮 袭 魂 蕊 粼嗽 瀚黔艘今 泞 娜娜碱易镬 撒 器乡 黯岌 孚 赘 夔 泞 如今 很 未 粼兹猫 凌 落 怪 菠 黔 半 翻愉秘漏滋 消豚 赞 赞珍礴 场 袋 蟋 叙 滩路 黔我形 蜜 溺嫂 潞袭 今 毅 瑞魏舞 溯器势 岁邹 势 爵终份接 疾 余 揣毅 燕翻罗 浮 粉岁 “ 秀 书 藉 护 秀 系 撇 强 渊恕袭 粥 努 等 辞溶 姗 袭 名 ; 抓接 浮 鑫 器 溉渭子 哪卡 辞洲冰沃 漏 豁矛 舒裂岑 赘瘫解 ( 1 ) 结构件的材料需采用具有良 好冲击性能的低 温材料， 保证推土机在严寒条件下作业时不会出 现零 件脆裂故障。 ( 2 ) 对于焊接件， 应采用低温焊接技术进行焊接， 确保焊接质量能适应高原寒冷地区作业环境。 ( 3 ) 对于橡塑件， 应选用耐低温、 防紫外线的橡塑 材料， 特别是橡胶软管还应适当 提高其耐压值以防止 软管在高原低气压的环境下爆裂。 () 电 气元件也应选择耐低温的元件， 确保电 气系 统在低温环境下不会出现故障。 ( 5 ) 加装必要的防 护装置防 止风沙对发动机、 风扇、 皮带轮等造成的损伤。 3 . 3 人一 机工程方面 在设计高原型推土机时， 应采取有效措施来改善 工作环境， 降低劳动强度。 ( 1 ) 在设计驾驶室时， 不仅要考虑其视野及密封性 问 题， 还应增加防紫外线要求， 配置防紫外线玻璃， 减 少紫外线对人体的 伤害。 由于高原地区的 早晚温差大， 在高原型推土机上应配置取暖及降 温设备( 如空调、 暖 风) 和除霜装置。在高原型推土机上配置微增氧设备， 还可解决高海拔环境下缺氧的问题。 另外， 为改善工作 环境， 可在驾驶室内 配置音响、 点烟器、 加压热水器等 设备， 并配置一些必要的 保护装置( 如r o d s 防 翻滚架) 可在意外情况下为操作者提供保护。 ( 2 ) 在设计高原型推土机的操纵系统时， 应将尽量 少的 操作手柄安排在合适的位置， 并尽可能减小手柄 的 操作力对降低劳动强度非常重要。 目 前， 工作装置的 操纵系统多采用了 液压先导操纵， 大大减小了 操作力。 ( 3 ) 配置一些必要的辅助设备也是人性化设计的 体现， 如配置液压绞盘， 实现自 救和互救; 配置跨接电 缆线， 以实现2 台 机器之间取电与供电。 4 t y 1 6 0 高原型履带式推土机方案简介 t y 1 6 0 高原型履带式推土机采用重庆康明斯发动 机有限公司的n t 8 5 5 - c 2 8 0 ( b c ii i ) 高原型发动机， 其额 定功率1 2 2 k w， 额定转速1 8 5 0 r / m i n ， 最低油耗2 1 2 g / ( k w h ) ， 许用海拔高度4 8 0 0 m 。通过选用进口的低 温润滑油和冷却液循环加热装置对发动机进行预热， 发动机可实现在一 3 0 环境温度下的正常启动。 在整机的底盘中， 台车架、 车架、 后桥箱及推土铲 等零部件的关键部份选用高强度， 低温冲击韧性好， 脆 性转变温度低的 材料， 并应用低温焊接技术确保金属 焊接件高原低温环境下不会出现脆裂故障。密封件选 用耐低温产品， 特别是橡胶软管选用了防紫外线辐射 性能较好的 p a r k e r 产品， 确保橡胶产品不会出现过 早老化而爆裂。 在人一 机工程方面， 采用加大型驾驶室， 并配置了 副座， 使驾驶室的可乘人数增加到2 人， 并采用专用的 防紫外线玻璃， 对驾乘人员进行了 紫外线防护。另外， 在驾驶室内 还安装了 单冷空调及暖风， 大大改善了 驾 驶员的工作环境; 工作装置操纵采用液压先导操纵系 统， 降低了工作手柄的操作力; 配置了车载式制氧机， 可向 驾驶室内 连续提供分离的高富氧， 改善了 高原环 境下工作时的缺氧状况; 在推土机的后方还配置了1 0 t 级的液压后绞盘， 可满足其自 救、 互救的需要， 扩展了 推土机的功能， 实现了一机多用; 另外配置饮水机、 跨 接电 缆及枪支固定架、工兵锹镐固定夹等装置还可满 足其野外连续作业的要求。 5 结语 ( 1 ) t y 1 6 0 高原型履带 式推土机经过 4 5 0 0 m 高原实 地试验， 其各项性能指标均达到设计要求， 特别是其作 业率达到 2 4 0 m 3/ h ， 超过指标值1 6 0 m / ii 很多。 (2 ) 首批2 0 台 t y 1 6 0 高原型履带式推土机交付用户 使用， 反应很好。 ( 3 ) t y 1 6 0 高原型履带式推土机从动力性、 产品的 可靠性、人一 机工程3 个方面进行产品的设计开发， 为 其他类型的高原工程机械的设计开发提供了一个成功 的范例。 参考文献: 1 孙 崎， 张云飞一 工程机械用柴油机高原运行性能的研究 j . 内 燃机 工程， 2 0 0 1 ,2 3 ( 2 ) : 3 5 -3 7 . 2 孙崎. 液力传动式推土机高原动力特性的研究【 j . 工程机械， 2 0 0 2 , 3 3 ( 1 ) : 1 2 -1 4 . 旧 王高原， 李国强. 对高原工程机械的要求汇 j 工程机械与维修， 2 0 0 3 , ( 7 ) : 1 0 3 -1 0 4 . 收稿日 期: z o o s - o l - 1 7 责任编辑: 董强柱 q l ag 1 aag t aag i g i ag i aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa 中 国 公 路 机 械 网 v u w w .r o a d m 一 c h in a .c o