建筑施工機(jī)械教程課件 土方機(jī)械ppt教程

1、1,主 編：高文安 楊 庚副主編：陳建軍 馬晉芳 賈 瑜,6 土方機(jī)械,建筑施工機(jī)械（第2版）,JIAN ZHU SHI GONG JI XIE,2,,6.1 推土機(jī),1,6 土方機(jī)械,目 錄,3,【知識(shí)目標(biāo)】掌握推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)及壓路機(jī)的類(lèi)型、特點(diǎn)和工作過(guò)程；了解推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、壓路機(jī)、蛙式打夯機(jī)及內(nèi)燃式打夯機(jī)的構(gòu)造、工作原理和使用場(chǎng)合。【能力目標(biāo)】能夠在土方工程施

2、工過(guò)程中選擇采用推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、挖掘機(jī)、裝載機(jī)、壓路機(jī)、蛙式打夯機(jī)和內(nèi)燃式打夯機(jī)；能組織土方機(jī)械施工；能計(jì)算機(jī)械生產(chǎn)率。,6 土方機(jī)械,4,土方工程施工過(guò)程中使用的機(jī)械稱(chēng)為土方機(jī)械。土方工程的施工過(guò)程主要有土方開(kāi)挖、運(yùn)輸、填筑和壓實(shí)等。土方施工機(jī)械主要有鏟土運(yùn)輸機(jī)械、挖掘機(jī)械、壓實(shí)機(jī)械、水力土方機(jī)械和準(zhǔn)備作業(yè)機(jī)械等。土方機(jī)械根據(jù)行走系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可分為輪胎式和履帶式兩種。土方機(jī)械一般由動(dòng)力裝置（大部分為柴油機(jī)）、傳動(dòng)裝置 、行走裝置和工作裝

3、置等組成。土方工程施工中主要根據(jù)作業(yè)對(duì)象和作業(yè)要求選用土方機(jī)械。,6 土方機(jī)械,5,1．鏟土運(yùn)輸機(jī)械鏟土運(yùn)輸機(jī)械主要用于鏟運(yùn)、推運(yùn)或平整場(chǎng)地。根據(jù)用途又分為推土機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)、裝載機(jī)、平地機(jī)等。選用鏟土運(yùn)輸機(jī)械應(yīng)考慮運(yùn)料距離。例如，推土機(jī)沿地面推運(yùn)物料時(shí)適應(yīng)于30～60m的距離；自行式鏟運(yùn)機(jī)能自裝、自運(yùn)、自卸地面物料，適應(yīng)于180～2000m的長(zhǎng)運(yùn)距；單斗裝載機(jī)與自卸汽車(chē)配套使用時(shí)適于300m以上的運(yùn)距；平地機(jī)適于大面積場(chǎng)地的平整作業(yè)等。

4、,6 土方機(jī)械,6,2．挖掘機(jī)械挖掘機(jī)械用于挖掘高于或低于承機(jī)面的物料（包括土壤、煤、泥沙及經(jīng)過(guò)預(yù)松后的巖土和礦石等），并將其裝入運(yùn)輸車(chē)輛或卸至堆料場(chǎng)。它又分為單斗挖掘機(jī)和多斗挖掘機(jī)兩類(lèi)。3．壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)機(jī)械利用靜壓、振動(dòng)或夯擊原理，密實(shí)地基土壤和道路鋪砌層，使其密度增大，承載能力提高。常用的壓實(shí)機(jī)械有羊足碾、光輪壓路機(jī)、輪胎壓路機(jī)、振動(dòng)壓路機(jī)、蛙式夯和內(nèi)燃打夯機(jī)等。,6 土方機(jī)械,7,4．水力土方機(jī)械水力土方機(jī)械是利用高速水射

5、流沖擊土壤或巖體進(jìn)行開(kāi)挖，然后將泥漿（或巖漿）輸送到指定地點(diǎn)的土方機(jī)械。常用的有水泵、水槍、吸泥泵等。它能綜合完成挖掘、輸送、填筑等作業(yè)，利用刀形或斗形工作裝置切削土壤，效率較高，但消耗水電量大，應(yīng)用有局限性。5．準(zhǔn)備作業(yè)機(jī)械準(zhǔn)備作業(yè)機(jī)械包括松土機(jī)和除荊機(jī)等。,6 土方機(jī)械,8,6.1 推土機(jī),6.1 推土機(jī),9,推土機(jī)是土方工程施工的主要機(jī)械之一，它是以履帶式拖拉機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)必要的加固改裝而成的機(jī)械。推土板多用油壓操縱。推土機(jī)

6、操縱靈活，運(yùn)轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小，行駛速度快，易于轉(zhuǎn)移，能爬30°左右的緩坡，因此應(yīng)用范圍較廣。推土機(jī)適應(yīng)于開(kāi)挖I至Ⅲ類(lèi)土，多用于平整場(chǎng)地、回填土方、開(kāi)挖深度不大的基坑、堆筑堤壩以及配合挖土機(jī)集中土方、修路開(kāi)道等。圖6.1是液壓操縱的T2-100型推土機(jī)外形圖。液壓操縱推土機(jī)除了可以升降推土板外，還可調(diào)整推土板的角度，具有更大的靈活性。,6.1 推土機(jī),10,圖6.1 T2-100型推土機(jī),6.1 推土機(jī),11,1. 固定式

7、推土機(jī)與萬(wàn)能式推土機(jī)固定式推土機(jī)又稱(chēng)為直鏟式推土機(jī)，其推土刀的安裝垂直于拖拉機(jī)縱軸方向并且與頂推架的聯(lián)接為剛性固定。這種推土機(jī)在作業(yè)時(shí)只能進(jìn)行正向前進(jìn)推土，而不能作側(cè)向移土和側(cè)向開(kāi)挖。萬(wàn)能式推土機(jī)又稱(chēng)為回轉(zhuǎn)式推土機(jī)，其推土刀除了可以在水平面向左或向右作傾斜20°～30°安裝外，還可在垂直面相對(duì)水平面轉(zhuǎn)動(dòng)0°～9°安裝。這種推土機(jī)既可以在前進(jìn)推土的同時(shí)作側(cè)向移土，還可以根據(jù)作業(yè)要求進(jìn)行一定深度的

8、側(cè)向開(kāi)挖。,6.1.1 推土機(jī)的類(lèi)型、特點(diǎn)及應(yīng)用,6.1 推土機(jī),12,2. 機(jī)械式推土機(jī)與液壓式推土機(jī)機(jī)械式推土機(jī)又稱(chēng)繩索式推土機(jī)，其推土刀的升降是利用裝在拖拉機(jī)后部的絞盤(pán)和鋼絲繩、滑輪組來(lái)操縱的，推土刀靠自重切入土壤。這種推土機(jī)是我國(guó)20世紀(jì)50年代的老產(chǎn)品，現(xiàn)在工程上很少使用。液壓式推土機(jī)即液壓操縱式推土機(jī)，其推土刀的升降是靠安裝在拖拉機(jī)前方兩側(cè)的雙作用油缸來(lái)操縱的。這種推土機(jī)在作業(yè)中可以隨時(shí)改變推土刀的切入深度。,6.1

9、推土機(jī),13,3. 履帶式推土機(jī)與輪胎式推土機(jī)履帶式推土機(jī)的行走裝置為履帶，是目前使用最普遍的一種推土機(jī)。其主要特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)性大、動(dòng)作靈活、爬坡能力強(qiáng)，履帶與地面的接觸壓強(qiáng)小，可在松軟、濕地作業(yè)。其缺點(diǎn)是行駛時(shí)易損壞路面。輪胎式推土機(jī)有的采用專(zhuān)用底盤(pán)，也有的以輪胎式拖拉機(jī)為基礎(chǔ)，經(jīng)加固改裝而成。其特點(diǎn)是行駛速度快、動(dòng)作靈活、對(duì)路面無(wú)損壞，廣泛用于搶險(xiǎn)，修筑港口、道路，構(gòu)筑軍事掩體等工程。其缺點(diǎn)是接地比壓大，在泥濘、松軟場(chǎng)地作業(yè)時(shí)易打滑

10、、陷機(jī)。,6.1 推土機(jī),14,推土機(jī)的工作裝置主要由推土刀和支持架兩部分組成。推土刀分固定式和回轉(zhuǎn)式兩種，如圖6.2和圖6.3所示。如圖6.2所示為固定式推土裝置，推土鏟刀與主機(jī)軸線固定成90°角。它由頂推架1、斜撐桿2、鏟刀升降油缸3、推土板4和水平撐桿6組成。推桿與推土鏟刀鉸接成一剛架裝在履帶架上。如圖6.3所示為回轉(zhuǎn)式推土裝置，它通過(guò)中間球鉸4、斜撐桿5和下?lián)螚U6與推土板3和頂推架1鉸接成一個(gè)剛架。,6.1.2

11、推土機(jī)的工作裝置與工作過(guò)程,6.1 推土機(jī),15,圖6.2 固定式推土裝置1—頂推架；2—斜撐桿；3—鏟刀升降油缸；4—推土板；5—球形鉸；6—水平撐桿；7—銷(xiāo)連接；8—刀片,6.1 推土機(jī),16,圖6.3 回轉(zhuǎn)式推土裝置1—頂推架；2—鏟刀升降油缸；3—推土板；4—中間球鉸；5—斜撐桿；6—下?lián)螚U；7—鉸接；8—刀片,6.1 推土機(jī),17,由于斜撐桿可以根據(jù)作業(yè)的需要固定在頂推架兩邊不同位置的耳座上，所以推土鏟刀可調(diào)節(jié)成斜鏟。

12、當(dāng)調(diào)節(jié)兩提升缸為不同長(zhǎng)度時(shí)，便可調(diào)成側(cè)鏟。若要改變推土鏟刀切削角，只要同時(shí)調(diào)節(jié)左、右斜撐桿的長(zhǎng)度就可以實(shí)現(xiàn)。,6.1 推土機(jī),18,操縱機(jī)構(gòu)有液壓操縱和機(jī)械鋼索操縱兩大類(lèi)，目前多采用液壓式。圖6.4為推土機(jī)工作裝置的液壓操縱系統(tǒng)圖，它由單向定量泵、四位四通手動(dòng)換向閥、溢流閥、濾油器、液壓缸和管路等組成。換向閥有上升、靜止、下降和浮動(dòng)四個(gè)工作位置。,6.1.3 推土機(jī)的操縱機(jī)構(gòu),6.1 推土機(jī),19,圖6.4 推土機(jī)工作裝置的液壓操

13、縱系統(tǒng)圖(a)液壓操縱示意圖；（b）四位四通閥工作原理示意圖1—油箱；2—粗濾器；3—精濾器；4—單向閥；5—單向定量泵；6—溢流閥；7—四位四通換向閥；8—液壓油缸,6.1 推土機(jī),20,當(dāng)閥桿處于上升或下降位置時(shí)，由于閥的頂端裝有彈簧復(fù)位裝置，只要放松操縱桿，就能自動(dòng)回到封閉（靜止）位置。當(dāng)閥桿處于浮動(dòng)位置時(shí)，換向閥四個(gè)油口全通，油液可以自動(dòng)地流入或流出液壓缸的上、下腔，此時(shí)推土刀處于浮動(dòng)狀態(tài)（即非切土狀態(tài)），推土刀可隨地面阻

14、力自動(dòng)升降，以適應(yīng)運(yùn)土和平整作業(yè)的需要。,6.1 推土機(jī),21,1．作業(yè)過(guò)程（1）切土過(guò)程在推土機(jī)前進(jìn)的同時(shí)推土板放下切入土中，從地表切削的土屑聚集在推土板前。此時(shí)推土機(jī)采用I檔行駛速度。（2）運(yùn)土過(guò)程鏟土過(guò)程結(jié)束后，推土板在運(yùn)行中提升到地面高度，將土推運(yùn)到卸土地點(diǎn)。此時(shí)可采用 Ⅲ 檔的行駛速度，液壓操縱系統(tǒng)的換向閥處于浮動(dòng)狀態(tài)，一般運(yùn)距在100m以?xún)?nèi)。,6.1.4 推土機(jī)的作業(yè)過(guò)程和生產(chǎn)率計(jì)算,6.1 推土機(jī),22,（3）卸土過(guò)

15、程卸土方法有兩種：一種是棄土法，即推土機(jī)將土運(yùn)至卸土處，將推土板提升后返回，卸掉的土壤無(wú)一定的堆放要求；另一種是按施工要求分層鋪卸土壤，此時(shí)推土機(jī)將土運(yùn)至卸土地點(diǎn)后，將推土板提升一定高度，推土機(jī)繼續(xù)前進(jìn)，土壤即從推土板下方卸掉，然后將推土板略提高一些返回。（4）返回過(guò)程即推土機(jī)由卸土地點(diǎn)以最高的速度返回鏟土地點(diǎn)。為了縮短空行程時(shí)間，在30~50 m的運(yùn)距內(nèi)，應(yīng)以最高的倒擋速度退回。,6.1 推土機(jī),23,2．作業(yè)法選擇履帶式推土機(jī)能

16、對(duì)土壤、石碴、帶卵石的混合土進(jìn)行推運(yùn)作業(yè)，也可以在條件較差的地段和沼澤地進(jìn)行作業(yè)。對(duì)Ⅲ級(jí)以下土壤可直接進(jìn)行推運(yùn)作業(yè)，而在Ⅳ級(jí)以上土壤和凍土區(qū)作業(yè)時(shí)，必須預(yù)松。推土機(jī)的作業(yè)方法如下：（1）直鏟作業(yè)法它是推土機(jī)的主要作業(yè)方法，能對(duì)土壤、石碴進(jìn)行推運(yùn)和場(chǎng)地的平整。其經(jīng)濟(jì)運(yùn)距如下：小型履帶式推土機(jī)為50m以?xún)?nèi)；中型履帶式推土機(jī)為50~100m；大型履帶式推土機(jī)為50~100m，也可達(dá)150m。推土機(jī)在經(jīng)濟(jì)運(yùn)距內(nèi)比鏟運(yùn)機(jī)有更高的生產(chǎn)率。,6.1

17、 推土機(jī),24,（2）斜鏟作業(yè)法它用于填土、鏟土、單側(cè)棄土或落方推運(yùn)。此時(shí)推土板水平回轉(zhuǎn)(左、右極限轉(zhuǎn)角為25 °)，運(yùn)距宜短，生產(chǎn)效率低。（3）側(cè)鏟作業(yè)法對(duì)坡度不大的切削硬土、掘溝作業(yè)，推土板可以在垂直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)作業(yè)。但工作場(chǎng)地以縱向坡度不大于30°、橫向坡度不大于25°為宜。,6.1 推土機(jī),25,3. 推土機(jī)的生產(chǎn)率計(jì)算推土機(jī)的生產(chǎn)率指單位時(shí)間內(nèi)所完成的土方量或平整場(chǎng)地的面積。（1）推土作業(yè)生產(chǎn)

18、率QT(m3/h) 式中V——每鏟最大推土量，m3，常用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算， V=0.86BH2，B為鏟刀寬度，H為鏟刀高度；Kt——時(shí)間利用系數(shù)，取Kt=0.85~0.90；Kn——推土量損漏系數(shù)，取Kn=0.5~1.0；Ky——坡度影響系數(shù)，按表6.2選取(祥見(jiàn)課本128 頁(yè)）；T——作業(yè)循環(huán)時(shí)間，s。,（6.1）,6.1 推土機(jī),26,式中l(wèi)1——切土距離，一般為6~10m；

19、 l2——運(yùn)土距離，一般小于100m，60m最佳；v1,v2,v3——切土、運(yùn)土、返回速度，m/s； t5——推土機(jī)調(diào)頭時(shí)間，可取10s； t6——換擋時(shí)間，每次換擋時(shí)間取4~5s。,6.1 推土機(jī),27,（2）平地作業(yè)生產(chǎn)率Qp(m2/h)式中B——鏟刀寬度，m；α——鏟刀水平回轉(zhuǎn)角；m——相鄰兩次平整時(shí)重疊部分寬度，m；L——平整地段長(zhǎng)度，m；n——每段地的平整次數(shù)；v

20、——推土機(jī)平地速度，取0.8~1.0m/s；t5——推土機(jī)調(diào)頭時(shí)間，取t5=10s。,（6.2）,6.1 推土機(jī),28,（3）提高生產(chǎn)率的措施①加強(qiáng)機(jī)械的維護(hù)保養(yǎng)，使推土機(jī)經(jīng)常保持良好的狀態(tài)。②減少輔助時(shí)間，加快作業(yè)循環(huán)，提高時(shí)間利用率。③遇硬土?xí)r，用松土機(jī)預(yù)先松土，或在鏟土刀后面加裝鋼齒，在倒退時(shí)進(jìn)行松土。④土質(zhì)松軟時(shí)，可將鏟刀兩側(cè)的擋土板加長(zhǎng)，提高鏟刀前的堆土量。⑤正確選擇運(yùn)行路線，盡量利用下坡推土，或分批集中，一次

21、推送。條件允許的大面積土方作業(yè)，可采用多機(jī)并進(jìn)式推土。,6.1 推土機(jī),29,6.2 鏟運(yùn)機(jī),6.2 鏟運(yùn)機(jī),鏟運(yùn)機(jī)是大面積填挖土方中循環(huán)作業(yè)式高效鏟土運(yùn)輸機(jī)械。,30,（1）鏟運(yùn)機(jī)產(chǎn)品類(lèi)型較多，按運(yùn)行方式可分為拖式和自行式兩種。①拖式常用履帶式拖拉機(jī)牽引，其運(yùn)距為70～800m。②自行式其運(yùn)距為1500～5000m，生產(chǎn)率較高。（2）按操縱機(jī)構(gòu)可分為液壓式和機(jī)械式兩種。,6.2.1 鏟運(yùn)機(jī)的類(lèi)型及特點(diǎn),6.2 鏟運(yùn)機(jī),31

22、,（3）按卸土方式可分為強(qiáng)制卸土、半強(qiáng)制卸土和自由卸土三種。①?gòu)?qiáng)制卸土 土是被可向前移動(dòng)的后斗壁強(qiáng)制推出。即使是黏土、過(guò)濕土，斗底和側(cè)壁均卸得干凈，功率消耗大。②半強(qiáng)制卸土 斗底連同后斗壁向前翻轉(zhuǎn)，以強(qiáng)制方式卸去一部分土，其余土壤靠自重卸出，不能徹底消除斗內(nèi)土壤。③自由卸土 鏟斗是整體結(jié)構(gòu)，卸土?xí)r將鏟斗傾翻，靠土的自重卸去。所需功率較小，但卸土不徹底，一般為小型鏟運(yùn)機(jī)所采用。,6.2 鏟運(yùn)機(jī),32,鏟運(yùn)機(jī)在工作過(guò)

23、程中可獨(dú)立地完成鏟、運(yùn)、卸三個(gè)工序，如圖6.5所示。工作時(shí)鏟運(yùn)機(jī)工作裝置的斗門(mén)打開(kāi)，斗體落地，斗體前部的刀片切入土壤，借助牽引力在行駛中將土鏟入斗內(nèi)，如圖6.5（a）所示。土裝滿后關(guān)閉斗門(mén)抬起斗體，使鏟運(yùn)機(jī)進(jìn)入運(yùn)輸狀態(tài)，如圖6.5（b）所示。到達(dá)卸土地點(diǎn)后，鏟運(yùn)機(jī)一邊行駛一邊打開(kāi)斗門(mén)，在卸土板的作用下強(qiáng)制卸土，如圖6.5（c）所示。與此同時(shí)，斗體前面的刀片將土拉平，完成鏟、運(yùn)、卸三個(gè)工序。,6.2.2 鏟運(yùn)機(jī)的工作過(guò)程,6.2 鏟運(yùn)機(jī)

24、,33,圖6.5 鏟運(yùn)機(jī)的工作情況（a）鏟土；（b）運(yùn)土；（c）卸土,6.2 鏟運(yùn)機(jī),34,鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)率Q（m3/h）可按下式計(jì)算：式中V——鏟斗的幾何容量，m3；K1——土的松散系數(shù)，取K1=1.1~1.4； K2 ——鏟斗的充盈系數(shù)，取K2=0.6~1.25； K3——時(shí)間利用系數(shù)，取K3=0.85~0.90； T——每一工作循環(huán)所延續(xù)的總時(shí)間，s。,6.2.3 鏟運(yùn)機(jī)的生產(chǎn)

25、率,（6.3）,6.2 鏟運(yùn)機(jī),35,6.3 挖掘機(jī),6.3 挖掘機(jī),36,挖掘機(jī)有循環(huán)作業(yè)式和連續(xù)作業(yè)式兩大類(lèi)，即單斗挖掘機(jī)和多斗挖掘機(jī)。單斗挖掘機(jī)是土方工程中的一種主要施工機(jī)械，它可以單獨(dú)進(jìn)行基坑的挖掘作業(yè)或配合汽車(chē)等運(yùn)輸工具進(jìn)行遠(yuǎn)距離的土的運(yùn)移，目前已被廣泛應(yīng)用于建筑施工、交通運(yùn)輸、水利電力、礦山采掘以及軍事工程等。,6.3 挖掘機(jī),37,單斗挖掘機(jī)的種類(lèi)很多，按傳動(dòng)方式不同分為機(jī)械式和液壓式兩類(lèi)。在中、小型單斗挖掘機(jī)中主要

26、采用液壓式。按工作裝置的不同，液壓?jiǎn)味吠诰驒C(jī)有反鏟、正鏟、抓鏟和拉鏟四種主要形式。反鏟用于挖掘停機(jī)面以下的土壤，其工作靈活，使用較多，是液壓挖掘機(jī)的一種主要工作裝置形式。正鏟主要用于挖掘停機(jī)面以上的土壤，大面積開(kāi)挖時(shí)采用此形式。抓鏟則主要用于小面積深挖，如挖井、深坑等。拉鏟主要用于大面積開(kāi)挖。,6.3.1 單斗挖掘機(jī)的種類(lèi)和特點(diǎn),6.3 挖掘機(jī),38,以上幾種工作裝置的主要形式如圖6.6所示。,圖6.6 單斗挖掘機(jī)工作簡(jiǎn)圖（a）正

27、鏟挖掘機(jī)；(b)反鏟挖掘機(jī)；(c)拉鏟挖掘機(jī)；(d)抓鏟挖掘機(jī),6.3 挖掘機(jī),39,按行走機(jī)構(gòu)的不同，液壓挖掘機(jī)可分為履帶式、輪胎式、汽車(chē)式、懸掛式和拖式等形式。履帶式具有良好的通過(guò)性，輪胎式具有良好的越野性，而后三種直接采用汽車(chē)或拖拉機(jī)底盤(pán)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低。按動(dòng)力裝置的不同，挖掘機(jī)可分為電驅(qū)動(dòng)、內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)和復(fù)合驅(qū)動(dòng)等形式。單斗液壓挖掘機(jī)采用內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)。單斗挖掘機(jī)型號(hào)編制規(guī)定見(jiàn)表6.3。（祥見(jiàn)課本131頁(yè)）,6.3 挖掘機(jī),40

28、,單斗液壓挖掘機(jī)主要由工作裝置、回轉(zhuǎn)平臺(tái)和行走機(jī)構(gòu)三大部分組成，工作裝置又包括動(dòng)臂、斗桿、鏟斗以及它們的油缸，如圖6.7所示。發(fā)動(dòng)機(jī)（常用柴油機(jī)）驅(qū)動(dòng)兩個(gè)液壓泵，把高壓油輸入到兩個(gè)換向閥組。操縱換向閥，將高壓油送往有關(guān)執(zhí)行元件，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作。圖6.7所示為液壓挖掘機(jī)最常用的反鏟工作裝置工作情況。,6.3.2 單斗液壓挖掘機(jī)的基本組成及傳動(dòng),6.3 挖掘機(jī),41,圖6.7 液壓挖掘機(jī)基本組成及傳動(dòng)示意圖 1—鏟斗；2—

29、斗桿；3—?jiǎng)颖郏?—連桿；5，6，7—油缸；Ⅰ—挖掘裝置；Ⅱ—回轉(zhuǎn)裝置；Ⅲ—行走裝置,6.3 挖掘機(jī),42,工作時(shí)，操縱換向閥，接通回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)液壓馬達(dá)，使工作裝置轉(zhuǎn)到挖掘地點(diǎn)。同時(shí)操縱換向閥，使動(dòng)臂油缸5回縮，動(dòng)臂下降至鏟斗接觸工作面。然后再操縱換向閥，使斗桿油缸6和鏟斗油缸7伸出，鏟斗向下旋轉(zhuǎn)挖掘。斗滿后，操縱換向閥，將油缸6和7關(guān)閉，動(dòng)臂油缸5伸出，動(dòng)臂上升離開(kāi)工作面，然后操縱換向閥接通回轉(zhuǎn)馬達(dá)，使鏟斗轉(zhuǎn)到卸載地點(diǎn)，再操縱

30、換向閥使油缸6和7回縮，鏟斗反轉(zhuǎn)卸土。卸完后再進(jìn)行第二次循環(huán)挖掘工作。,6.3 挖掘機(jī),43,挖掘機(jī)生產(chǎn)率（m3/h）可按下式計(jì)算：式中q——鏟斗的幾何容量，m3； T——每一工作循環(huán)持續(xù)時(shí)間，s； K1——土的松散系數(shù)，取K1=1.1~1.4；K2——鏟斗的充盈系數(shù)，取K2=0.8~1.1；K3——時(shí)間利用系數(shù)，取K3=0.7~0.9。,6.3.3 單斗液壓挖掘機(jī)的生產(chǎn)率,（6.4）,6.3 挖掘

31、機(jī),44,提高單斗挖掘機(jī)生產(chǎn)率的主要方法是盡量縮短工作循環(huán)時(shí)間，一般可采用如下措施：（1）在挖土?xí)r，工作裝置即斗與斗桿不要離工作面太遠(yuǎn)，如機(jī)械式的斗柄不要伸出過(guò)長(zhǎng)，最好不超過(guò)全行程的2/3。這樣能保證鏟斗具有足夠的挖掘力和提升力，能縮短挖土?xí)r間。（2）保持斗齒鋒利，形狀正確。試驗(yàn)表明，磨損的斗齒雖然還能使用，但切削阻力會(huì)增加64%~90%，因此要及時(shí)更換磨鈍的斗齒。,6.3 挖掘機(jī),45,（3）采用合理的開(kāi)挖方法，以獲得較小的回轉(zhuǎn)角

32、，并保證適當(dāng)?shù)墓ぷ髅?，減少機(jī)械移位次數(shù)。（4）采用多種工序聯(lián)合操縱方式。,6.3 挖掘機(jī),46,1. 挖掘機(jī)數(shù)量的確定根據(jù)土方量的大小、工期長(zhǎng)短，并考慮合理的經(jīng)濟(jì)效果，挖掘機(jī)的數(shù)量（臺(tái)）計(jì)算公式如下： 式中V——土方量，m3Q——挖掘機(jī)的生產(chǎn)率，m3/h；T——工期，工作日；C——每天工作班數(shù)； K3——時(shí)間利用系數(shù)，取K3=0.8~0.85。 在實(shí)際工作中，當(dāng)挖掘機(jī)數(shù)量已確

33、定時(shí)，也可利用上述公式計(jì)算工期。,6.3.4 施工中機(jī)械數(shù)量的確定,（6.5）,6.3 挖掘機(jī),47,2. 運(yùn)輸車(chē)輛數(shù)量的確定運(yùn)輸車(chē)輛的裝載容量常取挖掘機(jī)3~4斗的卸土容量，且應(yīng)保持挖掘機(jī)連續(xù)工作，因此運(yùn)輸車(chē)輛的數(shù)量可按下式計(jì)算：式中T——運(yùn)送一次循環(huán)時(shí)間，s。 t裝——挖掘機(jī)每裝一輛所需時(shí)間，s。,裝,（6.6）,6.3 挖掘機(jī),48,式中L——運(yùn)距，m； V平——空車(chē)和重車(chē)時(shí)的平均速度，m/s，自卸

34、 汽車(chē)取V平=20~30km/h； t卸——自卸汽車(chē)的卸土?xí)r間，取t卸=1~2s； t輔——自卸汽車(chē)的輔助時(shí)間，取t輔=2~3s； t裝——自卸汽車(chē)的裝車(chē)時(shí)間，t裝=nt。,卸,裝,輔,平,（6.7）,6.3 挖掘機(jī),49,式中n——汽車(chē)每車(chē)裝土斗數(shù)，斗；m——自卸汽車(chē)裝載質(zhì)量，t；ρ——土的自然容積密度，取ρ=1.7t/m3；k——鏟斗利用系數(shù)，取k=0.8~0.95。在實(shí)際

35、使用中上述計(jì)算只能作為參考，其實(shí)際影響因素較多，很難用公式準(zhǔn)確計(jì)算，可采用實(shí)際測(cè)定的方法得出正確結(jié)論。,（6.8）,6.3 挖掘機(jī),50,6.4 裝載機(jī),6.4 裝載機(jī),51,裝載機(jī)是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建筑工程的土石方施工機(jī)械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對(duì)礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。換裝不同的輔助工作裝置還可進(jìn)行推土、起重和其他物料如木材的裝卸作業(yè)。在道路，特別是在高等級(jí)公路施

36、工中，裝載機(jī)常用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場(chǎng)的集料與裝料等作業(yè)。此外它還可進(jìn)行推運(yùn)土壤、刮平地面和牽引其他機(jī)械等作業(yè)。由于裝載機(jī)具有作業(yè)速度快、效率高、機(jī)動(dòng)性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此它已成為工程建設(shè)中土石方施工的主要機(jī)種之一。,6.4 裝載機(jī),52,對(duì)于常用的單斗裝載機(jī)，可按發(fā)動(dòng)機(jī)功率、傳動(dòng)形式、行走機(jī)構(gòu)、裝卸方式的不同進(jìn)行如下分類(lèi)：1. 發(fā)動(dòng)機(jī)功率（1）功率小于74kW的稱(chēng)為小型裝載機(jī)；（2）功率為74～147k

37、W的稱(chēng)為中型裝載機(jī)；（3）功率為147～515kW的稱(chēng)為大型裝載機(jī)；（4）功率大于515kW的稱(chēng)為特大型裝載機(jī)。,6.4.1 裝載機(jī)的種類(lèi)和特點(diǎn),6.4 裝載機(jī),53,2. 傳動(dòng)形式（1）液力機(jī)械傳動(dòng)沖擊振動(dòng)小，傳動(dòng)件壽命長(zhǎng)，操縱方便，車(chē)速與外載間可自動(dòng)調(diào)節(jié)，一般多在大中型裝載機(jī)上采用；（2）液力傳動(dòng)可無(wú)級(jí)調(diào)速，操縱方便，但啟動(dòng)性較差，一般僅在小型裝載機(jī)上采用；（3）電力傳動(dòng)無(wú)級(jí)調(diào)速，工作可靠，維修簡(jiǎn)單，費(fèi)用較高，一般在大

38、型裝載機(jī)上采用。,6.4 裝載機(jī),54,3. 行走機(jī)構(gòu)（1）輪胎式質(zhì)量輕，速度快，機(jī)動(dòng)靈活，效率高，不易損壞路面，接地比壓大，通過(guò)性差，應(yīng)用廣泛。（2）履帶式接地比壓小，通過(guò)性好，重心低，穩(wěn)定性好，附著力強(qiáng)，牽引力大，比切入力大，速度低，靈活性相對(duì)較差，成本高，行走時(shí)易損壞路面。,6.4 裝載機(jī),55,4. 裝卸方式（1）前卸式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，視野好，適合于各種作業(yè)場(chǎng)地，應(yīng)用較廣；（2）回轉(zhuǎn)式工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn)360

39、76;的轉(zhuǎn)臺(tái)上，側(cè)面卸載不需要調(diào)頭，作業(yè)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，質(zhì)量大，成本高，側(cè)面穩(wěn)定性較差，適用于較狹小的場(chǎng)地；（3）后卸式前端裝、后端卸，作業(yè)效率高，作業(yè)的安全性欠佳。裝載機(jī)代號(hào)用“Z”表示，“Z”后面的數(shù)字為額定承載力。輪胎式裝載機(jī)用“ZL”表示。,6.4 裝載機(jī),56,1. 機(jī)型的選擇主要依據(jù)作業(yè)場(chǎng)合和用途進(jìn)行選擇和確定。在采石場(chǎng)和軟基地進(jìn)行作業(yè)時(shí)，一般多選用履帶式裝載機(jī)。2. 動(dòng)力的選擇一般多采用工程機(jī)械用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，

40、在特殊地域作業(yè)，如海拔高于3000m的地方時(shí)，應(yīng)采用特殊的高原型柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。,6.4.2 選用原則,6.4 裝載機(jī),57,3. 傳動(dòng)形式的選擇一般選用液力機(jī)械傳動(dòng)。其中關(guān)鍵部件是變矩器。目前我國(guó)生產(chǎn)的裝載機(jī)多選用雙渦輪、單級(jí)兩相液力變矩器。在選用裝載機(jī)時(shí)，還要充分考慮裝載機(jī)的制動(dòng)性能。制動(dòng)器有蹄式、鉗盤(pán)式和濕式多片式三種。制動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)一般采用加力裝置，其動(dòng)力源有壓縮空氣、氣頂油和液壓式三種。目前常用的是氣頂油制動(dòng)系統(tǒng)，一般采

41、用雙回路制動(dòng)系統(tǒng)，以提高行駛的安全性。,6.4 裝載機(jī),58,單斗裝載機(jī)的工作裝置如圖6.8所示。根據(jù)鏟斗有無(wú)托架，其工作裝置可分為有托架式和無(wú)托架式兩種。有托架式的動(dòng)臂5和連桿4的前端與鏟斗托架3鉸接，其后端分別與車(chē)架支座鉸接。托架上部與鏟斗油缸2的缸體鉸接，托架下部與鏟斗1鉸接，鏟斗油缸2的活塞桿與鏟斗上另一點(diǎn)鉸接。托架、動(dòng)臂、連桿及車(chē)架支座組成平行四桿機(jī)構(gòu)。,6.4.3 裝載機(jī)的工作裝置和工作過(guò)程,6.4 裝載機(jī),59,圖6.

42、8 裝載機(jī) 的工作裝置（a）有托架式鏟斗；（b）無(wú)托架式鏟斗1—鏟斗；2—鏟斗油缸；3—鏟斗托架；4—連桿；5—?jiǎng)颖郏?—?jiǎng)颖塾透祝?—搖臂,6.4 裝載機(jī),60,當(dāng)動(dòng)臂提升，鏟斗油缸閉鎖時(shí)，鏟斗始終保持平移，斗內(nèi)物料不會(huì)撒落。由于鏟斗油缸及鏟斗都是直接鉸接在托架上，鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)角大，所以使用靈活。托架結(jié)構(gòu)雖然簡(jiǎn)單，但因動(dòng)臂前端裝有比較重的托架，因而減少了鏟斗的載重量。而無(wú)托架式鏟斗，當(dāng)動(dòng)臂提升時(shí)，是通過(guò)反轉(zhuǎn)連桿機(jī)

43、構(gòu)以使鏟斗中物料不撒落的。無(wú)托架式鏟斗的結(jié)構(gòu)較有托架式鏟斗的結(jié)構(gòu)復(fù)雜一些。,6.4 裝載機(jī),61,裝載機(jī)用于裝卸松散物料時(shí)，其作業(yè)過(guò)程主要由鏟裝、收斗提升、卸料和空車(chē)返回四個(gè)工序組成。根據(jù)物料種類(lèi)不同，鏟裝作業(yè)分為一次插入鏟裝法和配合鏟裝法兩種。一次插入鏟裝法常用于鏟裝顆粒狀松散的輕物料，它是通過(guò)裝載機(jī)低速直線駛向料堆，插入深度大于鏟斗的深度，然后鏟斗上翻。這種鏟裝方法簡(jiǎn)單，操作容易，但所需功率大。,6.4 裝載機(jī),62,若鏟裝礦石和塊

44、狀不均勻物料時(shí)可采用配合鏟裝法，即在鏟斗插入料堆不大的深度時(shí)，配合鏟斗間斷上翻或動(dòng)臂間斷提升鏟裝。這種方法使鏟斗插入阻力大大減小，所需功率相應(yīng)減小，可以縮短作業(yè)時(shí)間。實(shí)際作業(yè)時(shí)，熟練的司機(jī)在卸完料駛向料堆的過(guò)程中就放斗、變速，使鏟斗插入料堆一定深度時(shí)即轉(zhuǎn)斗、提臂，使鏟斗裝滿，后退調(diào)頭，在駛向卸料地點(diǎn)的過(guò)程中，提臂至卸料高度，并把物料卸入運(yùn)輸工具等動(dòng)作是同時(shí)連續(xù)進(jìn)行的。,6.4 裝載機(jī),63,裝載機(jī)的生產(chǎn)率是指單位時(shí)間內(nèi)裝載機(jī)裝載物料的重

45、量，單位為kN/h，由下式計(jì)算： 式中q——裝載機(jī)額定承載力，kN。 KH——鏟斗裝滿系數(shù)。松散土壤取1.1~1.3；砂石取 0.9~1.2；經(jīng)破碎塊度小于40mm的石灰石、碎石和塊度小于50mm的礫石取1.0~1.2；經(jīng)破碎塊度小于50mm的堅(jiān)硬巖石取0.7~1.0。 Kp——物料松散系數(shù)，常取1.25。 T——一個(gè)作業(yè)循環(huán)的時(shí)間，s。,6.4.4 裝載機(jī)的生產(chǎn)率,（6.9）,6.

46、4 裝載機(jī),64,6.5 壓實(shí)機(jī)械,6.5 壓實(shí)機(jī)械,65,壓實(shí)機(jī)械是用來(lái)壓實(shí)由土和各種松散材料（碎石、礫石、砂及各種混合料）所組成的任何建筑工程的基礎(chǔ)及其承載面層，使其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，能承受一定的載荷并且有抗侵蝕能力。土壤的壓實(shí)是指對(duì)土壤施加作用力，使土粒移動(dòng)，土壤孔隙中的空氣被擠出，土體的體積縮小，密實(shí)度和干容積密度增大，使其承載能力和抗剪強(qiáng)度得到提高，沉陷量和透水性降低。壓實(shí)機(jī)械根據(jù)壓實(shí)的原理不同，可分為沖擊式、碾壓式

47、和振動(dòng)夯實(shí)機(jī)械三大類(lèi)。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,66,沖擊式壓實(shí)機(jī)械的工作原理是：把重物提升到一定高度，然后利用重物自重落下沖擊土壤，使土壤在動(dòng)載荷作用下產(chǎn)生永久變形而被壓實(shí)。沖擊式壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)土的厚度大，沖擊時(shí)間短，對(duì)土壤的作用力大，適用于壓（夯）實(shí)黏性較小的土壤，但有噪音污染。,6.5.1 沖擊式壓實(shí)機(jī)械,6.5 壓實(shí)機(jī)械,67,1. 蛙式打夯機(jī)蛙式打夯機(jī)的組成如圖6.9所示。工作時(shí)由于偏心塊旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力使夯錘升起又落下，夯實(shí)土

48、壤，而且能邊夯邊前進(jìn)，像青蛙行走一樣，故得其名。蛙式打夯機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作維護(hù)簡(jiǎn)便，夯實(shí)效果好。但因它是連續(xù)沖擊，機(jī)體的金屬結(jié)構(gòu)部分易出現(xiàn)斷裂，同時(shí)夯頭架上的聯(lián)接螺栓也易松動(dòng)，如不經(jīng)常檢查偏心塊會(huì)飛出傷人。蛙式打夯機(jī)在工地上使用較多，但作業(yè)效率低，有被淘汰的趨勢(shì)。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,68,圖6.9 蛙式打夯機(jī)1—偏心塊；2—前軸；3—夯頭架；4—夯板；5—拖板,6.5 壓實(shí)機(jī)械,69,2. 內(nèi)燃式打夯機(jī)內(nèi)燃式打夯機(jī)是一種以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力

49、的夯實(shí)機(jī)械。由于其沖擊頻率很高，因此具有振動(dòng)作用，適用于多種土壤，尤其適用于砂質(zhì)土壤。工作時(shí)，內(nèi)燃機(jī)汽缸內(nèi)混合氣被火花塞點(diǎn)燃，燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體將整個(gè)夯機(jī)抬升到最高點(diǎn)，然后以自由落體的形式下落，夯擊地面，形成振動(dòng)沖擊，將土壓實(shí)。振動(dòng)沖擊夯適用于窄小場(chǎng)地和溝槽作業(yè)，可用于室內(nèi)地面的壓實(shí)，特別適用于柱角、屋角和墻邊的夯實(shí)。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,70,碾壓式壓實(shí)機(jī)械是利用機(jī)械本身的重力或加重（靜力）通過(guò)碾壓輪作用在被壓實(shí)的土壤上，使被壓實(shí)

50、土壤產(chǎn)生永久變形。它的壓實(shí)效果與機(jī)重有關(guān)。常用的碾壓機(jī)械有自行式壓路機(jī)（如光輪式壓路機(jī)、輪胎式壓路機(jī)等）和拖式壓路機(jī)（如羊足碾、光輪路滾等）。,6.5.2 碾壓式壓實(shí)機(jī)械,6.5 壓實(shí)機(jī)械,71,1. 光輪壓路機(jī)光輪壓路機(jī)主要由柴油機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)和滾輪等組成。按滾輪和輪軸的數(shù)目可分為兩軸兩輪式和兩軸三輪式。光輪壓路機(jī)的加載方法是在前后滾輪內(nèi)加注水或裝沙，用來(lái)壓實(shí)路基土方和路面基礎(chǔ)，以及用來(lái)完成礫石、碎石和瀝青混凝土路面的

51、施工。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,72,2. 輪胎壓路機(jī)輪胎壓路機(jī)是一種多輪胎的特種車(chē)輛，其工作裝置是由前后輪密排的輪胎組成，它們既是行駛輪也是碾壓輪。由于輪胎的彈性作用，使壓實(shí)層受力均勻，碾壓面平滑，壓實(shí)時(shí)不致破壞壓實(shí)層的黏結(jié)，壓實(shí)層之間能有良好的結(jié)合，能用較少的碾壓次數(shù)達(dá)到較大的碾壓深度。增減配重或增減輪胎內(nèi)壓可改變接觸壓力，使其適用于黏性和非黏性土的壓實(shí)。輪胎式壓路機(jī)主要用于路基和碎石、礫石及瀝青混凝土路面的壓實(shí)。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,

52、73,3. 羊足碾在拖式壓路機(jī)中，羊足碾較常用。它的光面滾輪上裝有許多凸爪，由于這些凸爪與羊足相似，故稱(chēng)羊足碾，如圖6.10所示。羊足碾是基礎(chǔ)土方壓實(shí)的常用機(jī)械，最適用于黏性和半黏性土壤的碾壓。羊足碾與土壤的接觸面積小，單位壓力大。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,74,圖6.10 羊足碾1—羊足式鋼棒；2—滾筒；3—刮刀；4—拖架；5—充水口；6—轅桿；7—拖拉機(jī)（部分）,6.5 壓實(shí)機(jī)械,75,羊足插入土體時(shí)，土壤受到擠壓和揉搓的綜合作用

53、，壓實(shí)效果好。另外，由于羊足碾的滾動(dòng)，表層土壤不斷被翻松搗碎，使黏性土內(nèi)的氣泡和水泡受到破壞，利于濕土晾干和干土灑水，從而使土層與土層之間結(jié)合良好，土壤的密度增大。羊足碾適用于黏性土壤，不適用于壓實(shí)沙土和工程面層。,6.5 壓實(shí)機(jī)械,76,利用機(jī)械的高頻振動(dòng)把能量傳給土壤，使土壤顆粒重新組合而達(dá)到密實(shí)的機(jī)械稱(chēng)為振動(dòng)式壓實(shí)機(jī)。振動(dòng)式壓實(shí)機(jī)有兩種，一種為手扶平板式振動(dòng)壓實(shí)機(jī)（又稱(chēng)振動(dòng)平板夯），另一種為振動(dòng)壓路機(jī)。前者可用于小面積的地基夯實(shí)

54、，后者可用于大面積的土壤壓實(shí)。,6.5.3 振動(dòng)式壓實(shí)機(jī)械,6.5 壓實(shí)機(jī)械,77,振動(dòng)式壓路機(jī)是目前比較高效、經(jīng)濟(jì)的壓實(shí)機(jī)械，其生產(chǎn)率高，壓實(shí)效果好，能壓實(shí)多種性質(zhì)的土壤，在大型的土石方填筑工程中配合大容量、高功能的挖裝和運(yùn)輸機(jī)械施工，施工進(jìn)度快、成本低，因此應(yīng)用較廣。振動(dòng)壓路機(jī)也可分為自行式和牽引式兩種。自行式機(jī)型小，行駛速度快，機(jī)動(dòng)靈活，適用于狹小場(chǎng)地的壓實(shí)。牽引式機(jī)型較大，由拖拉機(jī)牽引，壓實(shí)厚度大、生產(chǎn)率高，一般多用于大型的