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裂土器存在問(wèn)題及原因分析

裂土器懸掛在推土機(jī)或平地機(jī)尾部，推土機(jī)或平地機(jī)可根據(jù)施工需要，在行進(jìn)過(guò)程中，將松土器的松土齒下壓插入作業(yè)面，進(jìn)行松土作業(yè)，耙裂凍土、巖層或堅(jiān)硬的路面。裂土器工作條件惡劣，作業(yè)過(guò)程中其松土齒和齒套承受巨大的拉力。

1.存在問(wèn)題

推土機(jī)在松土作業(yè)過(guò)程中，其松土器齒套發(fā)生開(kāi)裂故障，開(kāi)裂部位在齒套底部后側(cè)，齒套開(kāi)裂后，維修人員采用焊接方法進(jìn)行加固，仍然未能遏制裂紋的擴(kuò)展，最終導(dǎo)致松土器無(wú)法使用。

2.原因分析

推土機(jī)松土器松土齒與齒套之間具有較大的間隙，造成松土齒齒桿在齒套內(nèi)出現(xiàn)擺動(dòng)，松土器松土?xí)r，齒桿與齒套分別在區(qū)域1 和區(qū)域2 接觸。松土器處于工作狀態(tài)時(shí)，其底座距離接觸區(qū)域2 較遠(yuǎn)，依力矩平衡原理，使區(qū)域2 承受的載荷較大，而區(qū)域2 僅有5mm的接觸面，可視為為線接觸，具有明顯的應(yīng)力集中問(wèn)題。

2 容易產(chǎn)生開(kāi)裂故障，我們對(duì)其應(yīng)力進(jìn)行分析。該應(yīng)力計(jì)算方法有2 種，一種是用赫茲接觸公式計(jì)算，另一種是用有限元軟件模擬分析。我們觀察齒套裂紋較長(zhǎng)，說(shuō)明齒套損壞主要是深層應(yīng)力，該裂紋形狀不適合使用赫茲接觸公式計(jì)算接觸應(yīng)力，只能使用有限元軟件模擬分析。

模擬分析時(shí)采用松土器位于入土深度工況，且作業(yè)中突然撞擊石塊，為此選取沖擊系數(shù)為2，在該工況下模擬分析齒套的應(yīng)力分布。從分析結(jié)果可以看出，齒套接觸區(qū)域2 附近的局部應(yīng)力達(dá)到1063.7MPa，已超過(guò)材料的強(qiáng)度極限，該分析結(jié)果與實(shí)際開(kāi)裂位置相符合，說(shuō)明有限元軟件模擬分析基本符合實(shí)際工況。

裂土器特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)

裂土器又稱之為裂土器或斗鉤，可松散硬土層、凍土層、軟石、風(fēng)化巖、有裂縫的巖層，還可以撥除樹(shù)根，為施工作業(yè)清除障礙等，方便挖掘機(jī)挖掘及裝載。具有力大、耐用、工作高效等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于巖石的松動(dòng)，其有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)

1、安裝在挖掘機(jī)斗桿上的裂土器，在許多裂土工作上，可以減少引入第二部機(jī)器的需要。

2、高強(qiáng)度耐磨鋼使它可以經(jīng)受最困難的工作條件。

3、相比作業(yè)，裂土作業(yè)應(yīng)用更為廣泛、更環(huán)保、操作更安全。

4、如果與專用快速連接器配合使用，挖掘機(jī)可在30秒內(nèi)完成松土器的安裝。

5、松土器以其特有的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造與使用成本低等優(yōu)點(diǎn)，愈來(lái)愈廣泛地被應(yīng)用于建筑工程、筑路工程、礦山工程及水利工程等領(lǐng)域。在土石方工程中使用松土器，打破傳統(tǒng)的打眼放炮的施工方法，可以簡(jiǎn)化施工工藝，減少施工機(jī)具，加快工程進(jìn)度，提高作業(yè)效率和施工的安全性，從而減少了施工成本。

6、挖掘機(jī)在遇到風(fēng)化石和凍土環(huán)境下能有效提高施工效率、降低施工成本。

裂土器的兩種基本結(jié)構(gòu)

不可調(diào)松土角的四連桿結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)，整體強(qiáng)度比較高，各部件受力均衡，抗沖擊性能較好，但只有提升液壓缸而沒(méi)有傾斜液壓缸， 齒尖運(yùn)動(dòng)軌跡基本固定不變，在松土的過(guò)程中，松土器支角僅能上下移動(dòng)，而不能調(diào)節(jié)齒尖的松土角度，無(wú)法兼顧齒尖人土?xí)r和松土?xí)r對(duì)松土角的不同要求。由于大型推土機(jī)松土器的工作對(duì)象是黏土、 鹽礦、凍土、巖層等多種硬度不同的作業(yè)面，不同的 工況對(duì)裂土器松土角的要求是不同的，因此這種結(jié) 構(gòu)的使用范圍受到了一定的限制，僅適用于中小型 推土機(jī)。

可調(diào)松土角的四連桿結(jié)構(gòu)同時(shí)配有提升液壓缸和傾斜液壓缸，不僅具有不可調(diào)松土角的四連桿結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，還可以根據(jù)工況要求在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)齒尖的松土角，以獲得的入土角和松土角，改善松土器的受力狀態(tài)，使裂土器始終保持良好的松土性能。