土方施工机械之铲运机

铲运机

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一、铲运机的用途、分类与编号

铲运机是一种利用装在前后轮轴或左右履带之间的铲运斗，在行进中依次进行铲装、运载和铺卸等作业的工程机械。其主要特点是：

（1）多功能。可以用来进行铲挖和装载，在土方工程中可直接铲挖Ⅰ～Ⅱ级较软的土，对Ⅲ～Ⅳ级较硬的土，需先把土耙松才能铲挖。

（2）高速、长距离、大容量运土能力。铲运机的车速比自卸汽车稍低，它可以把大量的土运送到几公里外的弃土场。

铲运机主要用于大规模的土方工程中。它的经济运距在100～1500m，最大运距可达几公里。拖式铲运机的最佳运距为200～400m；自行式铲运机的合理运距为500～5000m。当运距小于100m时，采用推土机施工较有利；当运距大于5000m时，采用挖掘机或装载机与自卸汽车配合的施工方法较经济。

常用铲运机的分类如表2-3-1所示。

铲运机的分类表 2-3-1

铲运机的型号用字母C表示，L表示轮胎式，无L表示履带式，T表示拖式，后面的数字表示铲运机的铲斗几何容量，单位为m3。如CL7表示铲斗几何容量为7m3的轮胎式铲运机。

二、铲运机的构造与工作原理

拖式铲运机本身不带动力，工作时由履带式或轮胎式牵引车牵引。这种铲运机的特点是牵引车的利用率高，接地比压小，附着能力大和爬坡能力强，在短距离和松软潮湿地带的工程中普遍使用，工作效率低于自行式铲运机。

拖式铲运机的结构如图2-3-1所示，由拖杆1、辕架4、工作油缸更多内容请访问久久建筑网
5、机架8、前轮2、后轮9和铲斗7等组成。铲斗由斗体、斗门和卸土板组成。斗体底部的前面装有刀片，用于切土。斗体可以升降，斗门可以相对斗体转动，即打开或关闭斗门，以适应铲土、运土和卸土等不同作业的要求。

图2-3-1 拖式铲运机的构造简图

1-拖杆；2-前轮；3-油管；4-辕架；5-工作油缸；6-斗门；7-铲斗；8-机架；9-后轮

自行式铲运机多为轮胎式，一般由单轴牵引车和单轴铲斗两部分组成，如图2-3-2所示。有的在单轴铲斗后还装有一台发动

机，铲土工作时可采用两台发动机同

时驱动。采用单轴牵引车驱动铲土工

作时，有时需要推土机助铲。轮胎式

自行式铲运机均采用低压宽基轮胎，

以改善机器的通过性能。自行式铲运

机本身具有动力，结构紧凑，附着力

大，行驶速度高，机动性好，通过性

好，在中距离土方转移施工中应用较

多，效率比拖式铲运机高。

图2-3-2为一典型液压操纵自行

式铲运机的构造简图。柴油机1和传

动箱14均安装在机架16上，柴油机

图2-3-2 液压操纵自行式铲运机的构造简图的动力经传动箱（变速箱）传给主传1-柴油机；2-支架；3-主销；4-转向油缸；更多内容请访问久久建筑网
5、11-辕架；动器后再经差速器和半轴传给轮边减6-支臂；7-铲斗升降油缸；8-斗门杠杆；9-铲斗；10-斗门开闭

油缸；12-尾架；13-后轮；14-传动箱；15-前驱动轮；16-机架；速器和驱动轮。当驱动轮转动时，地

17-卸土板；18、23-卸土板油缸；19-导向杆；20-滚轮；21-面给予驱动轮的力使牵引车产生运顶杆；22-套管；24-铲斗侧壁；25-斗门动，从而为牵引其后的铲斗提供了动

力，与此同时传动箱还带动液压泵工作，为铲运机各液压油缸按操作者意图提供压力油。

铲斗9的后部利用尾架12与后轮13的桥壳相连，使铲斗可以绕后轮轴线转动。铲斗的前部通过两侧的两个铲斗升降油缸7吊挂在辕架的支臂6上。辕架5与支架2用两根垂直布置的主销3铰接，用两个转向油缸来控制单轴牵引车相对铲斗的偏转，以实现铲运机的转向。

斗门25通过两侧的斗门杠杆8铰接在铲斗上，斗门杠杆的短臂和斗门开闭油缸10的活塞杆铰接，油缸缸体则铰接在铲斗上，这样，只要使压力油进入油缸，随着活塞杆的伸缩，即可开启或关闭斗门。

卸土板17与两个卸土板油缸18、23的活塞杆相铰接，油缸缸体则铰接在顶杆21上。当压力油进入油缸使活塞杆伸长时，卸土板即沿着斗底前移而进行卸土；若使压力油进入油缸的另一腔，则活塞杆的收缩将使卸土板回位。为了引导卸土板作纵向移动，在尾架上固定有矩形导向杆19，卸土板上固定有与导向杆相配合的套管22，套管上装有滚轮20，当卸土板作纵向移动时，套管便带着滚轮20沿着导向杆19滚动。

三、铲运机的使用技术

1．作业过程

（1）铲装将铲运机驶至装土处，挂上低速档，放下铲斗，同时开启斗门。铲斗靠自重或油缸作用力切入土壤，在牵引力（由牵引车和助铲机产生）作用下铲斗进行充填。铲斗充满后，提起铲斗离开地面，关闭斗门，铲装结束。

（2）装载运输关闭斗门，提升铲斗至运输位置，挂高速档驶向卸土处。

（3）卸土驶至卸土处，挂上低速档，将斗体置于某一高度，按厚度要求边走边卸土。

（4）空车回驶卸完土后，挂上高速档驶回装土处。

2．卸土方式

（1）强制式卸土（图2-3-3a）铲斗的后壁为一块可沿水平导轨移动的推板（即卸土板），当卸土时后壁在动力作用下，由后向前强制地将斗内的土推出。这种卸土方式的优点是能够彻底清除斗底与斗壁上所粘附的土壤，卸土干净，特别适于粘土和较湿的土。但卸土时消耗功率大。

（2）半强制式卸土（图2-3-3b）铲斗的后壁与斗底为一个整体，并且与斗体铰接在前面的刀片座板上。卸土时后壁连同斗底绕铰接轴向前倾翻。土开始时被强制向前推移、上升，当升到一定角度时，借助自重倒出。这种卸土方式可使粘在两侧壁的土壤部分地被清除，消耗的动力较强制式的小。

（3）自由式卸土（2-3-3c）铲斗是一个整体，卸土时依靠动力驱动使铲斗倾翻，使土完全借助自重倒出。这种方式可用来卸干燥松散的土，若为粘土和潮湿的土则效果较差，因土粘附在斗底及侧壁后不易清除，这种卸土方式仅用于小容量的铲斗。

3．施工运行路线规划

规划铲运机施工运行路线时，要综合考虑施工效率、地形条件、机械磨损等因素，以达到运距短、坡道平缓和修筑通道的工作量小等要求。在填筑路堤和开挖路堑工程中，常用的运行路线有：

图2-3-3 铲斗卸土示意图

a）强制式卸土；b）半强制式卸土；c）自由式卸土

1-斗门；2-铲斗；3-刀片；4-后壁；5-斗底与后壁

（1）环形运行路线（图2-3-4a）

铲运机自路线外的单侧或两侧取土坑取土填筑路堤，或挖掘路堑弃土于路堑两侧时可按环形路线运行。完成一个循环的铲土、运土、卸土、回驶四个过程中，有两次转向。这种运行路线，大多用于工作地段狭小，运距短而高度不大的填堤或挖堑工作，被目前现场施工所采用。

（2）“8”字形运行路线（图2-3-4b）

它由两个环形连接而成，省去了两个急转弯。此运行路线中重载上坡的坡道较缓，重载与空载行驶路程较短。一次循环运行中，可完成两次铲土和卸土工作，效率高。机械左、右交替转弯，可减少机械的磨损。其缺点是要有较大的施工工作面，地形要平坦，多机同时施工时容易互相干扰。一般施工中较少采用。

（3）“之”字形运行路线（图2-3-4c）

它成锯齿状，无急转弯，效率高。这种运行路线适用于工作地段较长的施工对象，并适宜于机群工作。其主要缺点在于循环太大（填挖到尽头后再转弯反向运行），施工面太长；多雨季节难以施工，因而停工时间多，必须要有周密的施工组织才行。

（4）穿梭式运行路线（图2-3-4d）

它较上述几种运行路线的优点是全程长度短，空载路程少，一个循环运行中有两次装

土和卸土作业，效率高。其缺点是只适用于两侧取土，转弯时间多。

（5）螺旋形运行路线（图2-3-4e）

它是穿梭式的变形。按此路线运行一圈有两次铲土与卸土，运距短效率高。

4．作业方法

（1）平整场地

作业时应先在挖填区高差大的地段进行，以便铲高填低。待整个区域标高与设计标高高差在20～30cm以后，再沿平整区域中部（或一侧）平整出一条标准带，然后由此向外逐步扩展，直到整个区域达标为止。施工面较大时，可分块进行平整。

（2）填筑路堤

① 纵向填筑路堤

纵向填筑时应从路堤两侧开始，铺卸成层，逐渐向路堤中线靠近，并始终保持两侧高于中部，以保证作业质量和安全。

填筑路堤高度在2m以下时，多采用环形运行路线；如运行地段较长时也可采用“之”字形运行路线。当填筑高度在2m以上时，多采用“8”字形运行路线，这样可使进出口的坡道平缓些。

图2-3-4 铲运机运行路线

a）环形运行路线；b）“8”字形运行路线；c）“之”字形运行路线；

d）穿梭式运行路线；e）螺旋形运行路线

1-取土坑；2-装土；3-卸土

填筑路堤两侧边时，应使铲斗沿路堤边线行驶，并留20～30cm的距离卸土。卸土时尽量放低铲斗，使卸下的土向边线推

挤，从而保证两侧高、中间低的状

况，如图2-3-5所示。

卸土时应将土均匀分布在路

堤上，以便轮胎压实土方，保证路

基的压实质量。

当路基填筑到1m以上高度

时，应修筑进出口上下堤通道，间

图2-3-5 纵向填筑路堤时由两侧向中间填筑

距一般在100m以下，宽度不小于

工地上最宽施工机械的行驶宽度。

② 横向填筑路堤

可选用螺旋形运行路线施工，作业方法同纵向填筑路堤的施工方法。

（3）开挖路堑

开挖路堑的作业方式有移挖作填、挖土弃掉及综合施工等。图2-3-6为综合作业方式的运行路线。

铲运机开挖路堑，应先从路堑两边开始，如图2-3-7所示，以保证边坡的质量，防止超挖和欠挖。否则，将增加边坡修整作业量。

（4）傍山挖土（多用推土机和挖掘机进行）

如图2-3-8所示，它是修筑山区道路的挖土方法，施工前先用推土机推出坡顶线，并修出铲运机作业的上下坡通道，作业应按边坡线分层进行，保持里低外高的作业断面，如图2-3-8a所示。若施工作业断面里高外低时，可先在里面铲装几斗，形成一土坎，并使一侧轮胎位于土坎上，使铲运机向里倾斜，然后铲装几斗后，便可形成外高里低的工作断面，如图2-3-8b所示。