鬆土器

鬆土器具有破碎、 翻鬆功能的可換工作裝置。分為挖掘機用鬆土器和推土機用鬆土器，挖掘機鬆土器也叫斗鉤，推土機用鬆土器也叫尾鉤，一般是單齒，也有二齒或三齒，挖掘切入力強。一個整體鑄造的鬆土齒，上部有耳孔，分別與斗桿和鏟斗缸相鉸接，齒尖前端有硬合金堆焊的齒帽，當液壓缸的活塞桿伸出時，推動齒尖強制插入並翻動土壤。用於開挖有裂紋的岩石，破碎凍土，也用來挖開瀝青路面。適用於硬土、次堅石、風化石的粉碎、分裂，以便於用挖斗進行挖掘及裝載作業。

基本介紹

• 中文名：鬆土器
• 外文名：scarifier
• 功能：破碎、 翻鬆功能可換工作裝置
• 兩種：挖掘機用鬆土器和推土機用鬆土器
• 分類：鬆土器和推土機用鬆土器

產品簡介

鬆土器屬結構件類產品，由主機板、掛耳板、背板、斗耳板、斗耳套、斗齒、齒座、護板等零配件組成。

工作原理

鬆土器是一種被動牽引工作裝置，一般安裝在 平地機、推土機或拖拉機等自行式機械的後機架上。 目前市場上主要有兩種結構的鬆土器，一種是簡單的 搖桿機構，另一種是平行四邊形機構。

鬆土器

鬆土器主要由鬆土器主體和油缸、液壓管路等組成。工作時，在行進中主機的牽引和液壓油缸的作用下，鬆土齒逐漸下壓到地面下一定的入土深度，之後隨主機一起前行，對土壤進行鬆散，工作結束時鬆土齒通過油缸提升離開地面。

結構及比較

目前結構比較完善、 套用比較廣泛的主要有不可調鬆土角的四連桿結構和可調鬆土角的四連桿結構兩種基本結構形式。

鬆土器

不可調鬆土角的四連桿結構為超靜定結構，整體強度比較高，各部件受力均衡，抗衝擊性能較好，但只有提升液壓缸而沒有傾斜液壓缸， 齒尖運動軌跡基本固定不變，在鬆土的過程中，鬆土器支角僅能上下移動，而不能調節齒尖的鬆土角度，無法兼顧齒尖人土時和鬆土時對鬆土角的不同要求。由於大型推土機鬆土器的工作對象是黏土、 鹽礦、凍土、岩層等多種硬度不同的作業面，不同的 工況對鬆土器鬆土角的要求是不同的，因此這種結 構的使用範圍受到了一定的限制，僅適用於中小型 推土機。

可調鬆土角的四連桿結構同時配有提升液壓缸和傾斜液壓缸，不僅具有不可調鬆土角的四連桿結構的優點，還可以根據工況要求在一定範圍內調節齒尖的鬆土角，以獲得最佳的入土角和鬆土角，改善鬆土器的受力狀態，使機器始終保持良好的鬆土性能。

存在問題

1)鬆土器下拉桿與工作橫樑相連線的部位所受力過大，長時間工作後可能引起塑性變形乃至出現裂紋。因此，需要加強外側鋼板厚度。同時讓應力更加集中於拉桿中間強度更高的部位。

鬆土器

2)鬆土齒由於採用強度較高的合金鋼。應力情況不明顯，基本可以滿足工況要求。但需要注意齒尖部分與護板的連線。

3)支架由於安裝在推土機尾部．與尾部相連線部位所受應力較大。而且連線孔處還受到液壓油缸的反推力，因此，對所受應力最大處增加橫向支撐板，可解決這一問題。

4)工作橫樑上端與液壓油缸 連線部分所受應力最大。容易產生疲勞損傷，故需要選用屈服強度更高的合金鋼材料。此外工作橫樑的管梁與齒套的連線部分所受應力也較大，對該處的材料焊接工藝要求比較高

橫樑開裂

原因

推土機在大型礦山上進行作業時，往往先採用鬆土器將堅硬的土石犁散，然後再進行推土作業，因此要求鬆土器具有較高的結構強度。鬆土器上的橫樑是主要受力部位，在使用過程中，橫樑上的焊縫易出現開裂失效故障。導致橫樑焊縫開裂問題的原因主要集中在以下幾點：

鬆土器

1)齒套材料的焊接性差，易淬裂；

2)焊前未清除待焊區氧化皮，造成焊接熔合不良；

3)焊接過程中電流、電壓過高，熱輸入量大， 導致冷裂紋敏感性增大，同時造成熱影響區組織晶粒粗大，降低了橫樑焊縫強度；

4)焊接電流過大嚴重燒損填充金屬中的Mn、 Si等合金元素，脫氧劑的減少導致焊縫氣孔數量增加，裂紋源增加，降低了焊縫區強度。

改進措施

1)焊前採用氣刨設備對組焊區域進行打磨， 去除表面的鐵鏽、氧化皮和其他雜質；

鬆土器

2)進行組對點焊；

3)正式施焊前，對齒套進行預熱，預熱溫度在 200～250℃，預熱時間45 min；

4)為了保證熔深，打底焊的焊接規範要高於其他層，採用焊接電流280 A，焊接電壓30 V，氣流 量20L/min；

5)隨後3層，焊接電流260 A，焊接電壓28 V， 氣流量20 L/min；

6)蓋面焊不再需要保證熔深，焊接規範應小 一些，採用焊接電流240 A，電壓24 V，氣流量20L/min；

7)焊後對焊縫及熱影響區(靠近齒套側)進行後熱處理，溫度為200℃ 左右，時間30min。

參數確定

額定有效牽引力

由於鬆土器一般安裝在推土機尾部上，因此鬆土器的額定有效牽引力取決於推土機的整機使用質量和工作時土壤對鬆土器支角的反力。 當鬆土器支角人土時，反力向上，對整機的附著質量中有增大的作用；當鬆土器支角正常工作時，反力向下，對整機的附著質量中有減小的作用。

鬆土器的質量

鬆土器一般安裝在推土機的尾部，其質量對推土機的行走穩定性及作業性能有一定的影響。鬆土器過輕易導致推土機在不平路面行走過程中翹尾失穩；過重則使整機重心靠後，推土機鏟刀入土時的壓入力減小，鏟刀入土能力下降。根據大型推土機鬆土器的設計經驗，大型推土機單齒鬆土器的質量(包括液壓缸)一般取整機質量(包括鬆土器)的 9%左右。

鬆土角度的選擇

鬆土角是指鬆土器齒尖前面與地面之間的夾角，對鬆土器的入土及鬆土性能有較大的影響，不同的土質對鬆土角的要求有所不同，同時在鬆土過程中也需要根據工況隨時調節鬆土角，如作業對象為較硬的風化岩時，往往需要較大的鬆土角以便將鬆土器齒尖扎入岩層，甚至需要使推土機翹尾以藉助機重增加壓人力，但在扎入後的岩石剝離過程中則需要相對小一些的鬆土角以利於岩層的撬起破碎。

鬆土器的寬度

鬆土器的寬度主要取決於鬆土器橫樑的寬度。 取值時鬆土器橫樑的寬度一般不允許超過推土機兩側履帶外邊緣的總寬度，以保證推土機鬆土器具有良好的通過性。

鬆土器的長度

決定鬆土器長度的主要因素是鬆土器支角的安裝位置尺寸，同時它也對整機的性能存在一定的影響。支角的安裝位置過於靠近車體容易造成鬆土 器剝離的大塊土壤或石塊卡在支角與履帶之間，造成車輛的損傷；如過於遠離車體，則容易在支角人土過程中將車體抬離地面，減小了鬆土器的最大壓力以及車輛的附著力和牽引力，降低了車輛的鬆土性能。

鬆土器的提升高度

鬆土器的提升高度主要影響車輛的通過性，一 般來說當鬆土器支角提升到最大高度時要求離去角大於20度，設計時可按照鬆土器最大提升高度大於推土機的最小離地間隙即可。

鬆土器支角的參數設計

支角是鬆土作業載荷的主要承載部分，其強度和相關參數對鬆土器的鬆土性能有較大的影響。但是由於其作業對象具有多樣性，受力比較複雜，因此目前還沒有比較成熟的設計計算公式，基本上是依靠經驗進行類比、放大設計以及有限元分析、試驗驗證。