環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)的設(shè)計與相關(guān)研究

楊玉州

【摘 要】為適應(yīng)城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展進(jìn)程，響應(yīng)國家綠色環(huán)保的城建發(fā)展政策，城鄉(xiāng)環(huán)衛(wèi)企業(yè)紛紛開始推廣環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)，它能夠適應(yīng)目前城市垃圾場合中散、碎、雜等特點，緩解城市垃圾在各種環(huán)境下的處理壓力。本文要探討的重點就是環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)各個裝置部位在設(shè)計方面的技術(shù)要點。

【關(guān)鍵詞】環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)；設(shè)計要點；技術(shù)要求；垃圾處理；工況

目前隨著我國城鎮(zhèn)化改革的大跨步實施，城鎮(zhèn)化發(fā)展進(jìn)程也明顯加快，但隨之而來的還包括城市人口加劇所帶來的工業(yè)生活垃圾處理壓力。據(jù)環(huán)保部統(tǒng)計，全世界每年產(chǎn)生6億噸垃圾，我國就占到其中的25%，而隨著城鎮(zhèn)化的飛速發(fā)展，這個數(shù)字還在以每年9%的增幅不斷上升。所以，我國已經(jīng)成為世界上垃圾負(fù)擔(dān)最重的國家之一。對城市垃圾的處理水平如何，直接決定了我國城鎮(zhèn)化發(fā)展的質(zhì)量與效率，必須加以重視。

1 國內(nèi)處理城市垃圾的傳統(tǒng)模式

在我國，大部分城市在垃圾處理方面都會采用比較傳統(tǒng)的焚燒填埋式處理方式，它主要通過高溫熔爐進(jìn)行焚燒，然后再依靠壓實機(jī)械來將垃圾殘渣壓實后鋪土?？紤]到城市所設(shè)置的垃圾場環(huán)境與自然沼澤地環(huán)境非常相近，所以一旦進(jìn)入雨季以后垃圾場內(nèi)的垃圾處理工作環(huán)境就會變得極其惡劣，此時普通的垃圾壓實機(jī)就已經(jīng)難以滿足特殊環(huán)境工作需求，針對性較差。所以我國城市垃圾場迫切需要一種能夠適應(yīng)各種惡劣工況的新型環(huán)衛(wèi)機(jī)械來彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)備的缺陷問題。就目前對環(huán)衛(wèi)推土機(jī)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r來看，我國現(xiàn)在還在借鑒國外相關(guān)產(chǎn)品技術(shù)，但無論是借鑒還是仿制，在設(shè)計技術(shù)方面還缺乏深入性研究。所以本文希望基于環(huán)衛(wèi)理念原則，根據(jù)現(xiàn)實的垃圾場工況特征，介紹一種新的環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)，并闡述它在設(shè)計方面的技術(shù)要點，推動我國工程機(jī)械的技術(shù)發(fā)展[1]。

2 環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)的基本工況及作業(yè)特點

在大中型垃圾處理場作業(yè)中才能用到環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)，它的主要任務(wù)就是無公害化垃圾填埋處理，另外還承擔(dān)整修道路、開挖土方、集運(yùn)回填、壓實垃圾等工作。

城市中，工業(yè)及生活垃圾的組成相當(dāng)復(fù)雜，比如日常生活垃圾、建筑垃圾、工業(yè)垃圾以及廢料殘渣等，這其中包含大量的有機(jī)物與無機(jī)物，特別是某些有毒害和腐蝕性的化工類物質(zhì)大量存在。當(dāng)然還存在大量的已腐爛有機(jī)物，所以在垃圾處理場中的空氣中也是含有大量有害粉塵和毒氣的。另外，垃圾處理場中也含有大量的不易清理銷毀的廢紙類及塑料物質(zhì)，這些都給垃圾處理作業(yè)帶來一定麻煩。而對推土機(jī)作業(yè)來說，大量的不易處理垃圾還會給機(jī)械設(shè)備零件與駕駛員操作等等帶來不同程度的危害及影響。以高密度粉塵為例，它不但會對推土機(jī)駕駛員的健康造成嚴(yán)重威脅，還直接損壞推土機(jī)發(fā)動機(jī)的冷卻與進(jìn)氣設(shè)備，例如空濾器濾芯堵塞、水箱散熱孔隙堵塞等等，這些都會影響到推土機(jī)發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。而由于處理場中大量蚊蟲的存在，推土機(jī)風(fēng)扇也會將它們吸入到水箱當(dāng)中堵塞散熱孔，影響發(fā)動機(jī)傳動系統(tǒng)的冷卻功能。

再者，未分類垃圾是我國垃圾處理的一大隱患，大量從城市而來的未分類垃圾成分相當(dāng)復(fù)雜，其中不乏大量還以化學(xué)、物理狀態(tài)而存在的不確定性物品，它們都會對推土機(jī)的日常作業(yè)性能帶來嚴(yán)重威脅。所以說，本文將要研究的環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)在設(shè)計方面充分考慮到上述工況問題，希望為垃圾處理場正常作業(yè)帶來較為合理高效的工作環(huán)境[2]。

3 環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)的設(shè)計技術(shù)要點分析

環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)是普通推土機(jī)的加強(qiáng)版設(shè)備，它不但擁有傳統(tǒng)推土機(jī)的所有功能，還可以根據(jù)垃圾處理場的實際作業(yè)特點與臨時狀況進(jìn)行有針對性的特殊設(shè)置，從而適應(yīng)垃圾處理場的各種特殊環(huán)境。本文所要研究的就是在特殊環(huán)境下環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)的設(shè)計技術(shù)要點。

3.1 動力裝置

動力裝置設(shè)計是環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)不同于普通推土機(jī)的地方，它的設(shè)計重點在于發(fā)動機(jī)附件配置方面，附件的配置一定要適應(yīng)設(shè)備對環(huán)境的適應(yīng)和作業(yè)特點。

相比于普通推土機(jī)在發(fā)動機(jī)上設(shè)置的直扇葉片吹風(fēng)型風(fēng)扇，環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)所設(shè)置的則是特殊曲面設(shè)計風(fēng)扇。它的特色就在于防止垃圾附著于發(fā)動機(jī)的清潔水箱與機(jī)罩內(nèi)部，其主要原理就是通過風(fēng)扇轉(zhuǎn)動離心力將垃圾碎屑從風(fēng)扇中甩出，確保不會有一點垃圾堵塞粘滯在葉片上。目前國外還研究出了一種能自適應(yīng)調(diào)節(jié)角度的風(fēng)扇葉片，當(dāng)葉片角度變化時，風(fēng)扇的風(fēng)向與風(fēng)力大小都會有所變化，所以這就實現(xiàn)了風(fēng)扇的反向吹風(fēng)，讓風(fēng)扇設(shè)備能夠自動清除發(fā)動機(jī)上的一切垃圾碎屑。在日本，最先進(jìn)的三菱自適應(yīng)自調(diào)節(jié)風(fēng)扇葉片通過發(fā)動機(jī)電子控制模塊實現(xiàn)間隔電信號發(fā)動式功能，該功能能夠穩(wěn)定控制風(fēng)扇設(shè)備的電磁閥與液壓缸，操縱連桿機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)風(fēng)扇扇葉角度的自動調(diào)控，而操作人員亦可以通過手動搖桿控制來實現(xiàn)這一功能。

3.2 水箱裝置

考慮到垃圾處理場環(huán)境的特殊性，環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)所采用的一般為組合式水箱，這種水箱下部含有兩個水室，所采用的是兩通道冷卻模式，其原理就是將待冷卻水從一個水室沿冷卻元件送往另一個水室，形成水箱內(nèi)的水流循環(huán)。在這里，冷卻元件也是組合式的，且可以獨(dú)立更換，這就大大節(jié)約了對水箱的維護(hù)時間。并且，水箱冷卻系統(tǒng)的冷卻表面面積很大，相比于普通冷卻系統(tǒng)在冷卻能力方面也更強(qiáng)。

水箱前要加裝防護(hù)裝置，且防護(hù)裝置距離水箱散熱片的距離不能太小，至少在100～120mm以上，這樣能有效防止垃圾、雜物等卷入，提高水箱工作效率，延長運(yùn)行壽命。

3.3 傳動裝置

在環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)作業(yè)過程中，很容易受到垃圾中某些泥沙或腐蝕性液體的侵蝕，所以在系統(tǒng)設(shè)計過程中要注意對終傳動、半軸以及引導(dǎo)輪等部位的浮動油封保護(hù)。目前比較理想的設(shè)計方式就是在浮動油封外圍增加迷宮式密封結(jié)構(gòu)，該設(shè)計能夠?qū)Ω佑头馄鸬揭欢ǔ潭鹊谋Ｗo(hù)作用，因為外部雜質(zhì)要通過直角密封材料才能達(dá)到浮動油封位置，這就緩解了垃圾碎屑對浮動油封的纏繞問題。

3.4 行走系統(tǒng)裝置

從環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)作業(yè)時的外部履帶來看，它也是非常容易粘連垃圾的部分，過分的垃圾粘連會讓履帶進(jìn)入過度緊張狀態(tài)，影響其牽引性能，同時也縮短了履帶帶銷的使用壽命。在環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)的行走系統(tǒng)設(shè)計方面應(yīng)該考慮在履帶上裝配前后刮板，其中前刮板與履帶縱軸線在設(shè)計時要保持20～30°角度，這樣更有利于刮掉履帶上的垃圾，在后刮板的安裝部分要利用到松土器架，也可以考慮在后橋箱后部設(shè)計保護(hù)殼體，然后刮板能夠與殼體形成一套組件來共同完成履帶粘帶垃圾的清理工作。在德國的某些環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)型會配備具有自潔能力的履帶板，這種履帶板設(shè)計的獨(dú)特之處就在于它擁有開孔結(jié)構(gòu)，這樣被刮掉的垃圾就可以從孔結(jié)構(gòu)脫落排出[3]。

3.5 其它裝置設(shè)計

環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)要配備照明裝置，該照明裝置最好安裝在推土機(jī)高處，比如說前燈要安裝于液壓缸的頂部，而后燈則要安裝在推土機(jī)的防翻架上，這樣設(shè)計布置就能避免照明燈在作業(yè)過程中遭到外部沖擊損壞；發(fā)動機(jī)上頂罩及左右側(cè)門最好設(shè)計成帶網(wǎng)眼板的密封結(jié)構(gòu)，這樣設(shè)計既阻擋了外界垃圾等異物的進(jìn)入，又不影響風(fēng)扇的進(jìn)氣。

4 總結(jié)

本文所主要分析的是環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)在特殊作業(yè)環(huán)境下設(shè)備各個部件位置的設(shè)計要點，它們都充分考慮到了設(shè)備工況條件的惡劣性，希望推土機(jī)能夠克服這些不利影響，實現(xiàn)更大動力與更高效率，滿足垃圾處理場的特殊需求。

【參考文獻(xiàn)】

[1]滑翔，韓毓文.環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)設(shè)計特點淺談[J].工程機(jī)械，2006，37（9）：16-18.

[2]錢春軍，張建波.環(huán)衛(wèi)型推土機(jī)的設(shè)計研究[J].今日工程機(jī)械，2011（12）：74-77.