推土机铲刀与土壤相互作用理论.doc

推土机铲刀与土壤相互作用 相互作用理论 目 录 一.推土机国内外研究概况与发展趋势 4 二.推土机简介 5 2.1 推土机分类及其方式 5 2.1.1 推土机功率 5 2.1.2 推土机行走方式 5 2.1.3 推土机传动方式 5 2.1.4 推土机用途 6 2.1.5 推土机铲刀安装方式 7 三.推土机铲刀与土壤相互作用研究的意义 8 3.1 推土机铲刀与土壤相互作用的研究方法 8 3.2 推土机铲刀与土壤相互作用研究规划 10 3.2.1 推土机铲刀切削阻力研究 10 3.3 土壤的振动切削研究 12 四. 推土机铲刀阻力的计算 15 4.1 切削阻力的计算 15 15 4.2 铲刀前积土的推移阻力的计算 15 4.3 铲刀刀刃与土壤摩擦阻力的计算 16 4.3.1 土壤沿铲刀上升的摩擦阻力的水平分力 17 五.直铲推土机典型工况受力分析 18 六.展望 20 七.写的比较好的地方 21 八.自己的见解 21 九.参考文献 22 摘要： 推土机是一种在拖拉机前面装推土铲装载的筑路机械，用于推土、平整建筑场地等。例如在道路建设施工中，推土机可以完成路基基底的处理，路侧取土横向添建筑高度不大于米的路堤，沿道路中心线向铲挖转移，运土壤的路基挖填工程，依山取土修筑半堤半堑的路基。此外，推土机还可以用于平整场地，堆积松散材料，清除作业地段内的障碍物等。 推土机推土机 推土机(track-type tractor，也有称crawler dozer）是由美国人Benjamin Holt在1904 年研制成功的，它是在履带式拖拉机前面安装人力提升的推土装置而形成，当时的动力是蒸汽机，之后又先后研制成功由天然气动力驱动和汽油机驱动的履带式推土机，推土铲刀也由人力提升发展为钢丝绳提升。Benjamin Holt也是美国卡特彼勒（Caterpillar Inc.）公司的创始人之一，1925年5Holt制造公司和C.L,Best推土机公司合并，组成卡特彼勒推土机公司，成为世界首家推土设备制造者，并于1931年成功下线第一批采用柴油发动机的60 推土机。随着技术的不断进步，推土机动力已经全部采用柴油机，推土铲刀和松土器全部由液压缸提升。推土机除履带式推土机外，还有轮胎式推土机，它的出现要比履带式推土机晚十年左右。由于履带式推土机具有较好的附着性能，能发挥更大的牵引力，因此在国内外，其产品的品种和数量远远超过轮胎式推土机。 我国生产推土机，是新中国成立以后才开始的。最初是在农用拖拉机上加装推土装置。随着国民经济的发展，大型矿山、水利、电站和交通等部门对中大型履带式推土机的需求不断增加，我国中大型履带式推土机制造业虽有较大发展，但已不能满足国民经济发展的需要。为此，自1979 年以来，我国先后从日本小松公司和美国卡特彼勒公司引进了履带式推土机生产技术、工艺规范、技术标准及材料体系，经过消化吸收和关键技术的攻关，形成了以,20世纪80-90 年代小松技术产品为主导的格局。 从20世纪60年代至今，国内推土机行业的生产企业一直稳定在4家左右，原因是推土机产品的加工要求高、难度大，批量生产需要较大的投入，因此一般企业不敢轻易涉足。但是随着市场的发展，从“八五”开始，国内一些大中型企业根据自身实力，开始兼营推土机，如内蒙古第一机械厂、徐州装载机厂等，扩充了推土机行业队伍。目前国内推土机的生产企业主要有：山推工程机械股份有限公司、河北宣化工程机械股份有限公司、上海彭浦机器厂有限公司、天津建筑机械厂、陕西新黄工机械有限责任公司、一拖工程机械有限公司等。上述公司除生产推土机外，也开始涉足生产其他工程机械产品，如山推还生产压路机、平地机、挖掘机、装载机、叉车等。 式中： —推土机铲挖力； —切削力； —推移拖曳土堆的力； —用于克服土屑穿过拖曳土堆阻力的力； 然而，由于土的非均匀性质，以及影响铲挖力的因素十分复杂，目前通用的计算方法大多是建立在试验基础上的一些经验公式。例如，在计算推土机铲刀切削力 时，常采用以下经验公式： 式中： —平均单位铲挖力，其值用试验方法确定，从Ⅰ到Ⅴ级土，对于铲刀型工作部件 —土屑截面的平均面积。 平均单位铲挖力取决于下列因素： 1. 土的物理—机械性能：土的压缩比阻、拉断比阻、弯曲比阻和剪切比阻，土的弹性模量、剪切模量，土与土、土与钢的摩擦系数，土的密度。 2. 铲刀和土屑的形状与参数：土的受挤压面积，铲刀切削刃口磨损表面面积和长度，土屑的厚度和面积。 3.铲刀与土相互作用过程中的运动学参数：切削角，轨迹角。 可见，影响平均单位铲挖力的因素十分复杂，因此有必要通过大量试验研究探求平均单位铲挖力与众多影响因素之间的内在因果