履帶推土機的結構與工作原理
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推土機和輪胎推土機兩種.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。這類推土機來源于引進日本小松制作所的D155型、D85型、D65型三種基本型推土機制造技術。國產化后，定型為TY320型、TY220型、TY160型基本型推土機。為了滿足用戶各種使用工作況的需求，我國推土機生產廠家在以上三個基本型推土機的基礎上，拓展了產品品種，形成了三種系列的推土機。TY220型推土機系列產品，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(wèi)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似的系列產品。TY160系列中還有TSY160L型超濕地推土機和TBY160型推扒機等。
推土機產品種的開發(fā)拓展，既要滿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(或稱互換性)，這就為廣大用戶使用維修帶來極大的方便。為方便用戶購買配件，生產廠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，才冠以自己廠家的編號。
履帶式推土機主要由發(fā)動機、傳動系統、工作裝置、電氣部分、駕駛室和機罩等組成。其中，機械及液壓傳動系統又包括液力變矩器、聯軸器總成、行星齒輪式動力換擋變速器、中央傳動、轉向離合器和轉向制動器、終傳動和行走系統等。
動力輸出機構(PTO)10以齒輪傳動和花鍵連接的方式帶動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、轉向制動液壓系統轉向泵P3；鏈輪8代表二級直齒齒輪傳動的終傳動機構(包括左和右終傳動總成)；履帶板9包括履帶總成、臺車架和懸掛裝置總成在內的行走系統。本文將重點介紹上述傳動系統中的液力變矩器、行星齒輪式動力換擋變速器、轉向離合器和轉向制動器的結構、工作原理及其液壓系統的故障及排除。
國產102KW以下的推土機，如T140型、T120型、T70型等小功率推土機，其傳動系統的型式都是機械傳動的，包括離合器和機械變速器等。這類推土機在我國產銷量也較大；其結構較為簡單，生產年代較早，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，結構簡單、傳動效率高。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殼連接，驅動齒輪由螺栓和驅動殼連接。驅動齒輪直接插入發(fā)動機飛輪齒圈內，故泵輪隨發(fā)動機一起旋轉。導輪由螺栓和導輪轂連接，導輪轂通過花鍵和導輪座連接，導輪座又通過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，再通過花鍵和渦輪輸出軸連接，渦輪輸出軸通過花鍵和聯軸節(jié)連接，將動力傳遞給其后的傳動系統。泵輪隨發(fā)動機一起旋轉，將動力輸入，導輪不旋轉，渦輪旋轉，將動力輸出，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，稱之為葉柵，葉片由曲而構成，呈復雜的形狀。
變矩器在工作時，葉柵中是需要充滿油液的，在泵輪高速旋轉時，泵輪葉柵中的油液在離心力的作用下沿曲面向外流動，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，又從渦輪葉柵出口射向導輪葉柵進口，穿過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，在這種運動中，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、轉向離合器、中央傳動、變速器和聯軸器總成，最終傳遞給變矩器渦輪。渦輪負荷小時，其旋轉速度就快；負荷大時，旋轉速度就慢。當推土機因超載走不動時，渦輪的轉速也下降為0，成為渦輪的制動狀態(tài)。這時，因渦輪停止轉動，由泵輪葉柵射來的油液，以最大的沖擊穿過渦輪葉柵沖向導輪，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，此時渦輪輸出扭矩最大，為泵輪扭矩的2.54倍。渦輪隨著負荷增大，轉速逐漸降低，扭矩逐漸增加，這相當于一個無級變速器在逐漸降速增扭。這種無級變矩的性能與易操縱而擋位較少的行星齒輪式動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。油液在葉柵中流動時，由于沖擊、摩擦，會消耗能量，使油發(fā)熱，故液力變矩器的傳動效率是較低的。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時，由泵輪傳來的能量全部轉化成熱量而消耗掉，此時變矩器效率為0。要想提高變矩器的傳動效率，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大而走不動時，要及時減小負荷，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，變矩器工作時油會有內泄、會發(fā)熱。這就要求要及時給變矩器內部補充油，并將發(fā)熱的油替換出來冷卻，形成一個循環(huán)。
TY320型和TY220型有完全相似的液力變矩器，只是進行了幾何放大。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、行星齒輪式動力換擋變速器
TY220推土機行星齒輪式動力換擋變速器的結構圖，該變速器主要由四個行星排和一個旋轉閉鎖離合器構成。
離合器有5個。第1至第4離合器的油缸體都由螺栓連接在端蓋上，它們是不運動的。當油缸體和活塞之間充滿壓力油時，壓力油在油超過計劃的密封下，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，它沒有行星機構，其工作時是整體旋轉的。向旋轉油缸中供油時，需先向中心軸供油。工作時，壓力油通過第5離合器固定不動的殼體19中的油道，進入旋轉油缸，推動活塞工作。為防止泄漏，要用旋轉密封環(huán)進行密封。工作完的油液，由于旋轉油缸不停地旋轉，離心力向外甩出，無法經供油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉油道排出，會增加摩擦片的磨損。為解決此問題，在旋轉油缸體上增加一個鋼球止回閥，在壓力油的作用下，它密封油孔以建立油壓，停止供油時，它會甩開，開放回油孔以回油。
TY220型推土機變速器，在結構上許多特點，利用這些特點，可使維修更為容易進行。如第1至第4離合器的摩擦片和光盤都是通用的；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相同，光盤分離彈簧相同，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等等。
TY320和TY220型推土機系列產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。
3、轉向離合器和轉向制動器
變速器的動力傳入中央傳動后，就從縱向傳動變?yōu)闄M向傳動，由橫軸分別傳給左、右兩個轉向離合器
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連接成一個整體，大、小彈簧支撐在內鼓5上，彈簧的安裝負荷推動活塞15向右移動，帶動壓板2將摩擦片3和齒片4壓緊在一起，實現接合傳力。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(如拉動左轉向拉桿)時，淮壓油充入轉向離合器活塞15和輪轂6之間的油腔，油壓力推動活塞，帶動壓盤向左移動，摩擦片和齒片松開，不再傳遞力矩，推土機左側失去動力，在右側履帶的推動下向左轉向。轉向結束時，松開拉桿，液壓油在活塞推動下回流，轉向離合器重新接合傳力，推土機恢復直線行駛。
TY220型推土機轉向制動器是液壓助力、浮動濕式制動帶式。它包括安裝在轉向離合器外鼓上的制動帶15、助力活塞8、連桿10、浮動桿11、連桿14等零件。由于浮動機構的優(yōu)越性能，不論離合器外鼓是正轉還是反轉，制動時都很平穩(wěn)，不會產生制動沖擊。
當制動帶1.5上的制動帶襯片16磨損后，制動帶和外鼓之間間隙變大，制動跳板行程增加，當行程增大到一定限度時，制動變得不可靠。因此，要不斷地調整制動帶間隙。推土機制動踏板標準行程和極限行程如表所示。
制動帶間隙調整的方法：拆去調節(jié)螺栓的護蓋后，將調節(jié)螺栓口右旋，扭緊制動帶以抱住外鼓(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型推土機系列產品有相似的轉向離合器和制動器，它們有相同的使用和維修特點。
