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环卫型推土机的设计与相关研究

杨玉州
【摘 要】为适应城镇化的快速发展进程，响应国家绿色环保的城建发展政策，城乡环卫企业纷纷开始推广环卫型推土机，它能够适应目前城市垃圾场合中散、碎、杂等特点，缓解城市垃圾在各种环境下的处理压力。本文要探讨的重点就是环卫型推土机各个装置部位在设计方面的技术要点。
【关键词】环卫型推土机；设计要点；技术要求；垃圾处理；工况
目前随着我国城镇化改革的大跨步实施，城镇化发展进程也明显加快，但随之而来的还包括城市人口加剧所带来的工业生活垃圾处理压力。据环保部统计，全世界每年产生6亿吨垃圾，我国就占到其中的25%，而随着城镇化的飞速发展，这个数字还在以每年9%的增幅不断上升。所以，我国已经成为世界上垃圾负担最重的国家之一。对城市垃圾的处理水平如何，直接决定了我国城镇化发展的质量与效率，必须加以重视。
1 国内处理城市垃圾的传统模式
在我国，大部分城市在垃圾处理方面都会采用比较传统的焚烧填埋式处理方式，它主要通过高温熔炉进行焚烧，然后再依靠压实机械来将垃圾残渣压实后铺土。考虑到城市所设置的垃圾场环境与自然沼泽地环境非常相近，所以一旦进入雨季以后垃圾场内的垃圾处理工作环境就会变得极其恶劣，此时普通的垃圾压实机就已经难以满足特殊环境工作需求，针对性较差。所以我国城市垃圾场迫切需要一种能够适应各种恶劣工况的新型环卫机械来弥补传统设备的缺陷问题。就目前对环卫推土机的技术发展状况来看，我国现在还在借鉴国外相关产品技术，但无论是借鉴还是仿制，在设计技术方面还缺乏深入性研究。所以本文希望基于环卫理念原则，根据现实的垃圾场工况特征，介绍一种新的环卫型推土机，并阐述它在设计方面的技术要点，推动我国工程机械的技术发展[1]。
2 环卫型推土机的基本工况及作业特点
在大中型垃圾处理场作业中才能用到环卫型推土机，它的主要任务就是无公害化垃圾填埋处理，另外还承担整修道路、开挖土方、集运回填、压实垃圾等工作。
城市中，工业及生活垃圾的组成相当复杂，比如日常生活垃圾、建筑垃圾、工业垃圾以及废料残渣等，这其中包含大量的有机物与无机物，特别是某些有毒害和腐蚀性的化工类物质大量存在。当然还存在大量的已腐烂有机物，所以在垃圾处理场中的空气中也是含有大量有害粉尘和毒气的。另外，垃圾处理场中也含有大量的不易清理销毁的废纸类及塑料物质，这些都给垃圾处理作业带来一定麻烦。而对推土机作业来说，大量的不易处理垃圾还会给机械设备零件与驾驶员操作等等带来不同程度的危害及影响。以高密度粉尘为例，它不但会对推土机驾驶员的健康造成严重威胁，还直接损坏推土机发动机的冷却与进气设备，例如空滤器滤芯堵塞、水箱散热孔隙堵塞等等，这些都会影响到推土机发动机的正常运转。而由于处理场中大量蚊虫的存在，推土机风扇也会将它们吸入到水箱当中堵塞散热孔，影响发动机传动系统的冷却功能。
再者，未分类垃圾是我国垃圾处理的一大隐患，大量从城市而来的未分类垃圾成分相当复杂，其中不乏大量还以化学、物理状态而存在的不确定性物品，它们都会对推土机的日常作业性能带来严重威胁。所以说，本文将要研究的环卫型推土机在设计方面充分考虑到上述工况问题，希望为垃圾处理场正常作业带来较为合理高效的工作环境[2]。
3 环卫型推土机的设计技术要点分析
环卫型推土机是普通推土机的加强版设备，它不但拥有传统推土机的所有功能，还可以根据垃圾处理场的实际作业特点与临时状况进行有针对性的特殊设置，从而适应垃圾处理场的各种特殊环境。本文所要研究的就是在特殊环境下环卫型推土机的设计技术要点。

3.1 动力装置
动力装置设计是环卫型推土机不同于普通推土机的地方，它的设计重点在于发动机附件配置方面，附件的配置一定要适应设备对环境的适应和作业特点。
相比于普通推土机在发动机上设置的直扇叶片吹风型风扇，环卫型推土机所设置的则是特殊曲面设计风扇。它的特色就在于防止垃圾附着于发动机的清洁水箱与机罩内部，其主要原理就是通过风扇转动离心力将垃圾碎屑从风扇中甩出，确保不会有一点垃圾堵塞粘滞在叶片上。目前国外还研究出了一种能自适应调节角度的风扇叶片，当叶片角度变化时，风扇的风向与风力大小都会有所变化，所以这就实现了风扇的反向吹风，让风扇设备能够自动清除发动机上的一切垃圾碎屑。在日本，最先进的三菱自适应自调节风扇叶片通过发动机电子控制模块实现间隔电信号发动式功能，该功能能够稳定控制风扇设备的电磁阀与液压缸，操纵连杆机构来实现风扇扇叶角度的自动调控，而操作人员亦可以通过手动摇杆控制来实现这一功能。
3.2 水箱装置
考虑到垃圾处理场环境的特殊性，环卫型推土机所采用的一般为组合式水箱，这种水箱下部含有两个水室，所采用的是两通道冷却模式，其原理就是将待冷却水从一个水室沿冷却元件送往另一个水室，形成水箱内的水流循环。在这里，冷却元件也是组合式的，且可以独立更换，这就大大节约了对水箱的维护时间。并且，水箱冷却系统的冷却表面面积很大，相比于普通冷却系统在冷却能力方面也更强。
水箱前要加装防护装置，且防护装置距离水箱散热片的距离不能太小，至少在100～120mm以上，这样能有效防止垃圾、杂物等卷入，提高水箱工作效率，延长运行寿命。
3.3 传动装置
在环卫型推土机作业过程中，很容易受到垃圾中某些泥沙或腐蚀性液体的侵蚀，所以在系统设计过程中要注意对终传动、半轴以及引导轮等部位的浮动油封保护。目前比较理想的设计方式就是在浮动油封外围增加迷宫式密封结构，该设计能够对浮动油封起到一定程度的保护作用，因为外部杂质要通过直角密封材料才能达到浮动油封位置，这就缓解了垃圾碎屑对浮动油封的缠绕问题。
3.4 行走系统装置
从环卫型推土机作业时的外部履带来看，它也是非常容易粘连垃圾的部分，过分的垃圾粘连会让履带进入过度紧张状态，影响其牵引性能，同时也缩短了履带带销的使用寿命。在环卫型推土机的行走系统设计方面应该考虑在履带上装配前后刮板，其中前刮板与履带纵轴线在设计时要保持20～30°角度，这样更有利于刮掉履带上的垃圾，在后刮板的安装部分要利用到松土器架，也可以考虑在后桥箱后部设计保护壳体，然后刮板能够与壳体形成一套组件来共同完成履带粘带垃圾的清理工作。在德国的某些环卫型推土机型会配备具有自洁能力的履带板，这种履带板设计的独特之处就在于它拥有开孔结构，这样被刮掉的垃圾就可以从孔结构脱落排出[3]。
3.5 其它装置设计
环卫型推土机要配备照明装置，该照明装置最好安装在推土机高处，比如说前灯要安装于液压缸的顶部，而后灯则要安装在推土机的防翻架上，这样设计布置就能避免照明灯在作业过程中遭到外部冲击损坏；发动机上顶罩及左右侧门最好设计成带网眼板的密封结构，这样设计既阻挡了外界垃圾等异物的进入，又不影响风扇的进气。
4 总结
本文所主要分析的是环卫型推土机在特殊作业环境下设备各个部件位置的设计要点，它们都充分考虑到了设备工况条件的恶劣性，希望推土机能够克服这些不利影响，实现更大动力与更高效率，满足垃圾处理场的特殊需求。
【参考文献】
[1]滑翔，韩毓文.环卫型推土机设计特点浅谈[J].工程机械，2006，37（9）：16-18.
[2]钱春军，张建波.环卫型推土机的设计研究[J].今日工程机械，2011（12）：74-77.

-全文完-