装载机介绍

装载机介绍     装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建设工程的土石方施式机械，它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料，也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路、特别是在高等级公路中，装载机用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点，因此它成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。   按行走装置的不同，装载机分为轮胎式和履带式两种。   轮胎式装开机由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成，其结构简单图如图1所示。轮胎式装载机采用柴油机为动力装置，液力变矩、动力换档变速箱、双桥驱动等组成的液力机械式传动系统（小型轮胎式装载机有的采用液压传动或机械传动），液压操纵，铰接式车架转向，反转杆机构的工作装置。   轮胎式装载机       履带式装载机以专用底盘或工业拖拉机为基础车，装上工作装置并配装相就原操纵系统而构成，如图2所示。履带式装载机的动力装置也是柴油机，机械式传动系统则采用液压助力湿式离合器或湿式双向液压操纵转向离合器和正转连杆机构的工作装置。 履带式装载机 1-行走机构；2-发动机；3-动臂；4-铲斗；5-转斗油缸；6-动臂油缸；7-驾驶室；8-燃油箱 装载机发展概况    我国现代轮式装载机起始于20世纪60年代中期的Z435型。该机为整体机架、后桥转向。经过几年的努力，在吸收当时世界最先进的轮式装载机技术的基础上，开发成功了功率为162KW的铲接式轮式装载机，定型为Z450（即后来的ZL50），并于1971年12月18日正式通过专家鉴定。就这样诞生了我国第一台铰接式轮式装载机，从而开创了我国装载机行业形成与发展的历史。       Z450型装载机具有液力机械传动、动力换挡、双桥驱动、液压操纵、铰接式动力转向、气推油加力制动等现代轮式装载机的基本结构，为当时世界先进水平。也基本上代表了我国第一代轮式装载的基本结构。该机在总体性能方面具有动力性好，插入力有掘起力大、机动灵活、操纵轻便、作业效率高等一系列优点。       1978年，天工所根据机械部的，制订出以柳工Z450为基型的我国轮式装载机系列标准。制订标准时，保留用Z代表装载机，用L取代“4”代表轮式，改Z450为ZL50，就这样制订出了以柳工ZL50型为基型的我国ZL轮式装载机系列标准，这是我国装载机发展鸣上的重大转折点。该标准制订出来后按当时的行业分工，柳工、厦工制造ZL40以上的大中型轮式装载机，成工、宜工制造ZL30以下的中小型轮式装载机，逐步形成了柳工、厦工、成工和宜工当时的装载机四大骨干企业。到70年代末、80年代初我国装载机制造企业已增加至20多家，初步形成了我国装载机行业。到目前为止，我国轮式装载机已经发展到了第三代，但最基本的结构仍然是由Z450（ZL50）演变而来。第二代变化不很大，第三代变化稍大一些。2001年我国装载机全行业总销售量已突破3万台，居世界装载机市场的前列。因此，目前我国已经成了世界上装载机产销大国。 装载机的性能参数    ZL50型轮式装载机是我国最主要的装载机机种。就以ZL50型轮式装载机为例，阐述我国轮式装载机的总体性能参数。     由于ZL50型装载机市场占有率最高，几乎绝大部分装载机制造企业 都生产ZL50型装载机，但市场占有率最大的仍是几家主要的企业的以该机为主导的产品。这些型号产品中，厦工、龙工的ZL50C-II型及临工的ZL50C型基本上都是第一代至第二代之间的过渡产品，也可以说是对第一产品有较大改进的产品。其余的基本上为第二代产品，柳工的ZL50C型为第二代产品的典型代表。这些产品与世界先进水平的同类机械总体性能参数对比见天，从表中可以看出，总体性能参数差别不大。但与卡特彼勒、小松产品对比差别较大的是转向解、转弯半径及工作循环时间。它们采用了大的转向角，转弯半径小，机动灵活性更好；它们的工作循环时间短，对提高作业效率有利。国产第二代装载机的掘起力普遍比第一代的提高较多，工作循环时间缩短也较明显。    目前，我国已经推出了第三代轮式装载机产品，以柳工和徐装的ZL50G型最具代表性，还有厦工的XGL50型、成工和临工的ZL50G型、山工的ZL50F（G）型、常林的ZLM50F型等，除动力经济性、安全舒适性、节能降耗、作业效率、外观造型有很大的提高改进及各部结构选型采用了当代国内许多先进技术外，总的性能参数也有很大提高。 表1 目前国产ZL50型装载机与国外同类机型主要性能参数对比 公司名称 单位 柳工 厦工 龙工 徐装 临工 山工 常林 成工 美国CAT 日本小松 产品型号 ZL50C ZL50C-II ZL50C-II ZL50E ZL50C ZL50D ZLM50E-3 ZL50B 950B WA380-3 额定斗容(通用斗) m3 3 3 3 2.7 3 2.7 3 3 3.1 3 额定载荷 kg 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 5000 柴油机 型号 　 6135K-9a或WD615.67G3 6135K-9a 6135K-9a 6135K-9a 6135K-9a或WD615.67G3 WD615.67G3 6135K-9a或WD615.67G3 6135K-9a CAT3126DITA 小松S6D114 飞轮功率 kw 154.5 154.5 154.5 154 154.5 162 154.5或162 154.5 134* 146* 额定转递 r/min 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 2200 最大掘起力 kN 160 145 >120 163 125 179 150 125 146 168 最大牵引力 kN 146 140 　 145 　 　 　 137 124 147 整机操作质量 kg 17500 16300 17000 16700 16800 17000 16300 16500 17782 16360 倾复载荷 全转位置 kg 11900 　 　 　 　 ≥10000 ≥10000 　 10710 　 车速 I挡  前进(后退) km/h 10(13) 11.5(16) 11.5(16) 11.5(16.5) 11(16) 8(8) 7.05(9.0) 12(15) 6.9(7.4) 7.7(8.0) II挡 前进(后退) 34 36 36 37 38 15(15) 11.7(13.4) 36 12.7(13.9) III挡 前进(后退) 　 　 　 　 　 23(23) 34.6(38.2) 　 22.3(24.5) 21.4(22.6) IV挡 前进(后退) 　 　 　 　 　 38(38) 　 　 37(40.5) 34.0(35.0) 最大卸载高度 mm 2900 2950 2950 2950 2900 2950 2955 2900 2890 2900 卸载距离(最大卸高时) mm 1050 1290 1290 1100 1000 1325 1105 1000 1270 1170 轴距 mm 3427 2760 2760 3200 2760 3200 3100 3280 3200 3200 轮距 mm 2150 2240 2240 2200 2250 2250 2200 2100 2140 2160 最小离地间隙 mm 485 470 450 450 505 450 450 　 455 455 转向角 ° ±35 ±35 ±35 ±35 ±35 ±35 ±38 ±35 ±40 ±40 最小转弯半径 轮胎外侧 mm 6450 5670 5670 6250 　 6356 5670 6700 　 5475 铲斗外侧 mm 7720 6650 6650 7230 6580 7268 6575 7300 6645 6470 外形尺寸 长 mm 7939 7310 7310 7800 7250 7915 7850 7750 8026 7965 宽 铲斗外侧 mm 2956 2990 2990 2950 2850 3070 2946 2850 2930 　 轮胎外侧 mm 2750 2840 2840 2800 2845 2845 2800 2705 2780 2780 高 mm 3410 3240 3240 3200 3270 3200 3450 3520 3380 3380 工作提升霎时间 提升 s 6.5 6.8 8 　 6.5 7.5 6.2 6.5 6.3 6.1 下降 s 2.5 　 　 　 　 4.8 3.8 3.5 2.2 3.4 卸料 s 3 　 　 　 　 1.5 1.8 2 2.2 1.5 合计 s 12 12.3 14 11.5 　 13.8 11.8 12 10.7 11 轮胎型号 　 23.5-25 23.5-25 23.5-25 23.5-25 23.5-25 23.5-25 23.5-25 23.5-25 23.5-25 23.5-25 装载机的结构原理-转向系统       转向系统    目前我国轮式装载机已普遍采用全液压转向系统。ZL50型轮式装载机由于重量较大，为使操纵轻便，一般都采用全液压流量放大转向系统。柳工ZL50C型用的全液压流量放大转向系统是全行业使用这一系统最早也最成功的。图5为柳工ZL50C型流量放大转向系统结构示意图。操纵方向盘6，打开全液压转向器3，通过全液压转向器的先导、小流量去操纵流量放大阀2的阀杆左右移动，使转向泵8的大流量通过流量放大阀进入左右转向缸，使装载机完成左右转向，这就叫流量放大转向。驾驶员操纵一个排量很小只有125ml的全液压转向器，因此操纵力很小，转向十分轻便灵活，且安全可靠。进入转向器的先导油来自流量放大阀进油道，通过减压阀7减压后进入转向器3。这样省掉了一个先导油泵。使结构简化，且降低了成本。图6为该转向系统的原理图。该系统还增设了液压油散热器，使系统油温下降了10度，对系统元件及密封件大有好处。    未出现全液压向以前，我国第一代ZL50型装载机全都采用螺杆螺母循环球式直接带动转向阀的机械式转向系统，并设有带随动杆的机械反馈。该系统与全液压转向系统相比，转向力及油压压力损失都较大，且可靠性也相对差一些。因此目前已基本上被全液压转向所取代，前面表1中所谈到的8个主要ZL50型产品中，全都采了全液压转向系统。但这8个全液压转向系统又分几种不同的情况。成工的ZL50B型与柳工的ZL50C型全液压流量放大转向系统相同。厦工、龙工的ZL50C-II型采用了优先流量放大转向系统，厦工的增加了卸荷阀，可减少泵的排量及降低系统油压的压力损。图7为厦工ZL50C-II型机械转向系统原理图。其它几家如徐装的ZL50E型、山工的ZL50D型、常林的ZLM50E型等均采了普通全液压转向系统，直接用1000排量的大排量转向器转向，转向泵采用63或80排量的CBG型齿轮泵，使转向流量稳定，在泵与转向器之间装有FLD-60H型单稳阀。图8为该转向系统的原理图。    用大排量转向器的普通全液压转向系统，比螺杆螺母循环球式性能要好，但转向器体积大，仍然不如带流量放大阀的系统优越，因此目前已逐步被淘汰。出现了一种新的同轴流量放大转向系统。用小排量全液压转向器，经过特殊改进设计，可起到放大器的作用。这种系统既起到全液压流量放大系统的作用，又减少了一个流量放大阀，性能优越，结构简单，成本低。目前因同轴流量放大器还存在一些有待解决的问题，因此还未广泛采用。但从发展方向看，今后这种同轴流量放大转向系统（可带可不带优先系统）有可能取代其它的全液压转向系统。    CAT950G型装载机为变量全液压负荷传感转向液压系统，该系统技术先进，是一个节能型转向液压系统。国内目前因负荷传感液压元件还未广泛推向市场，因此负荷传感转向液压系统还未实性地应用。小松的WA380-3型机转向系统为全液压优先流量放大转向系统。 装载机的结构原理-传动系统    图1为我国目前最具代表性的第二代ZL50型轮式装载机的总体结构图。它主要由柴油机系统1、传统系统2、防滚翻及落物保护装置3、驾驶室4、空调系统5、转向系统6、液压系统7、车架8、工作装置9、制动系统10、电气仪表系统11、复盖件12、操纵系统13等13个部分及系统组成。    空调系统及防滚翻与落物保护装置是第一代没有的，是第二产品新增加的，主要是增加安全舒适性。其它部件如转向系统、制动系统、驾驶室、工作装置、车架等也有重大变化，在第一代的基础上采用了十多项先进技术及选进结构。因此，第二代与第一代相比在可靠性、安全舒适性、作业效率等都有相当大的提高，同时外观造型也美观得多。    传动系统    图2所示，为我国当前典型的轮式装载机的传动系统。该系统由变速器（也叫变矩器变速箱总成）3、驱动桥8、传动轴5等组成。    （1）变速器    变速器2由液力变矩器3及变速箱4两部分组成。图示变矩器的一端与柴油机1、另一端与变速箱4直接相连这样结构紧凑、连接可靠，是目前国内外轮式装载机用得最多、最普遍的一种连接方式。其它还有变速器为一整体与柴油机分置，或变矩器与柴油机直接相连而与变速箱分置，之间用传动轴连接。目前山工的ZL50D型、常林的ZLM50E型就是变矩器包括分动箱直接与柴油机相连，与变速箱分置，用传动轴相连的结构型式。    图3有柳工ZL50C型变速器结构图。该变速器为双涡轮液力变矩器加行星式动力换挡变速箱组成。 该变速箱有一个前进、一个后退两个行星排，加上一个直接挡（II挡），共两前进、一后退三个挡。结构简单、挡位少，完全实现了单杆操纵。变矩器有两个涡轮，二涡轮直接传给变速箱输入轴（齿轮），为各挡轻载变速状态。一涡轮是通过超越离合器才传给变速箱输入轴，当各相应挡扭矩加大，速度降低到超越离合器结合时，两个涡轮同时参加工作，为相应挡的低速大扭矩状态，这一切都是由超越离合器通过速度的高低自动实现的。实际上该变速器有4个前进挡，2个后退挡，因每个挡都有一个高低速自动换挡。因此该变速器这方面显示出了它的优点，比普通多挡多杆操纵的变速器操纵性能要好。但它也有一个很主要的缺点，双涡轮变矩器比简单三元件变矩器效率低，功率损失大。目前这种定轴式变速箱还未采用电子技术，因此都为普通的多杆操纵。CAT950B型、小松的WA380-3型均为四进四退变速器，单杆电液换挡或电脑集成控制。变矩器均为三元件简单式，变速箱CAT为多排行星式，小松为定轴式。    目前第三代产品，比如柳工的ZL50G型，采用“ZF”公司生产的由三元件变矩器与四挡前进三挡后退的定轴式变速箱组成的变速器。三元件变矩器效率高，采用微电脑半自动控制的单手柄电液换挡，且作业时增设了I、II挡快速切换按钮（KD按钮）。每个作业循环只需前后拨动一次手柄及按一次KD按钮，简便、快捷、操纵舒适省力，从而大大提高了作业效率。该产品选进就在于它的变速操纵系统。    （2）驱动桥    驱动桥8由前桥10、后桥9组成（图2）。由于装载机需要大的牵引力，因此现代轮式装载机前后桥均为驱动桥。前桥直接固定在前车架上，后桥为摆动桥，通过副车架与后车架相连。现代轮式装载机基本上都采用铰接式转向，因此前后驱动桥除主传动螺旋锥齿轮中的旋向不同外，其它件全部通用。第三代出现了后桥中心摆动式，不再用副车架，而用摆动架与后车架相连，出现了后桥壳体与主传动托架和前桥不通用、其余件仍然与前桥完全通用。    我国目前轮式装载机的驱动桥基本上都是采用整体桥壳，全浮式半轴，具有主传动及轮边两级减速的驱动桥。主传动一般都采用一级螺旋锥齿轮减速，轮边一般都采用行星式轮边减速。图4为柳工ZL50C驱动桥，其结构具有普遍代表性。前面表1中所列的国内8个产品的驱动桥全都是这种结构型式。    目前第三代ZL50型轮式装载机驱动桥出现了带内藏湿式多片式制去路器械及防滑差速器的驱动桥，改善了制动性能和恶劣作业条件下的通过性能及作业性能，柳工第三代产品ZL50G型所用的“ZF”AP400驱动桥就是这种驱动桥。“ZF”AP400型驱动桥壳为整体式，内藏湿式多片式制动器在桥内部轮边减速器的内侧。还有一种桥壳为三节式，轮边减速器及内藏湿式多片式制动器都集中在桥的中部，紧靠主传动的两边。这种结构性能好，但制造难度较大，CAT的950B型，小松的WA380-3型驱动桥都是这样的结构。还有一种与“ZF”的AP400型驱动桥差不多，惟一不同的是内藏湿式多片式制动器在轮边减速器的外侧，这种结构不大好，并不多见。    （3）传动轴    传动轴基本上由汽车传动轴演变而来。我国第一代ZL50型六载机传动轴基本上由“解放牌”、“东风牌”汽车传动轴改装而成。目前仍有很大一部分ZL50型轮式装载机，包括厦工、龙工的ZL50C-II等都仍然用“东风牌”改装的传动轴。以柳工ZL50C型为首的第二代产品，由于力量加大，扭矩加大，这种传动轴可靠性很不适应，改用由重型汽车传动轴经专门设计为轮式装载机专用传动轴，承载能力比“东风”、“解放”传动轴高一倍以上，可靠性大大提高，除柳工ZL50C型以外，已较为普遍地应用在第二代甚至第三代ZL50型轮式装载机产品上。 装载机的结构原理-工作液压系统         目前我国轮式装载机的工作液压系统已发展到采用小阀操纵大阀的先导工作液压系统。但目前用得最多的仍是机械式的轮轴操纵工作液压系统。图9所示为柳工ZL50C型装载的轮轴操纵工作液压系统。该系统由转斗缸1、动臂缸2、分配阀3、操纵杆7、工作泵8、软轴10等主要零部件组成。 该系统分配阀内带有控制系统最高压力的主安全阀，另外在分配阀的下面通转斗缸大小腔分别带有一个双作用安全阀（图中未画出）。其作用是在工作装置运动过程中，转斗缸发生干涉时间起卸压力及补压作用。两根操纵杆7通过两根软轴10直接操纵分配阀的转斗阀及动臂阀，使定量齿轮工作泵8的压力油进入转斗缸或动臂缸，使工作装置完成作业运动。图10a为该系统的工作原理图。    该系统具有典型性及普遍性。表1中所列的9种主要ZL50型装载机基本上都是这样的系统。各个不同企业的产品也有一些小的差别主要差别有2点：（1）泵的排量稍有不同；（2）柳工的双作用安全阀在分配阀的外边，与分栩阀为分体式。而厦工、龙和徐装在分配阀的外边，与分配阀为分体式。而厦工、龙工和徐装等的双作用安全阀在分配阀内部，与分配阀为一整体。图10b为该工作液压系统原理图。    工作液压系统目前已开始普遍采用先导工作液压系统。国产的第二代产品，比如柳工的ZL50C型、成工的ZL50B型早已采用了先导工作液压系统。由于先导阀及与先导阀相匹配的分配阀国内配套一直不成熟，少量装机采购CAT件，由于价格昂贵，只能用于少量进口机型上，国内市场无法推广。最近几年来，由于国内配套企业消化研制引进CAT技术成功，价格合适，因此已开始批量推向市场。常林的ZLM50E-3型已大部分装配先导工作液压系统，柳工、徐装、山工、成工等相应产品也批量装配先导工作液压系统。特别是柳工、徐装等企业的第三代ZL50型产品，基本上以先导工作液压系统为主。先导操纵可实现单杆操纵，且手柄操纵力及行程比机械式操纵小得多，大大降低了驾驶员的劳动强度，大大增加了操纵舒适性，从而也就大大提高了作业效率。图11以柳工ZL50G型先导工作液压系统为例，展示了该系统的基本组成情况。图12为该系统的原理图。系统中有个组合阀，它是由压力选择和溢流阀组合而成的一个整体阀。主要是通过该阀供给先导阀及转向器的所需的先导压力油。图中供转向器的为4.0Mpa ，供先导阀的为3.5Mpa。还有一路由动臂缸大腔通至压力选择阀。当发动机熄火后，可操纵先导阀利用动臂缸大腔的压力油来使在任意位置的铲斗下降到地面。     图中组合阀的进油由充油阀的N口来，这是柳工ZL50G型该系统设置有供全液压制动用的充油阀。如果系统中没有充油阀，组合阀的进油可直接由先导泵提供。    CAT950G型、小松WA380-3型也是采用的先导工作液压泵，但他们现在已采用电液比例先导阀，便于实现更为先进的微电脑集成控制。 装载机的结构原理-制动系统          目前国产ZL50型机主导产品的制动系统多数为带紧急制动的制坳系统，柳工第二代产品ZL50C的制动系统为这种系统的典型代表。图13为柳工ZL50C型机制系统结构示意图。该系统具有行车制动、停车制动及国际流的紧急制动系统。停车制动与紧急制动共用，因紧急制动具有4种功能：（1）停车制动；（2）起步时保护制动作用。气压未达到允许起步气压时，停车制动起作用，且挂下不挡；（3）行车时气路发生故障起安全保护制动作用。当制动系统气路出了故障。降到允许行车气压时，紧急制动会自动刹车，同时变速器会自动挂空挡；（4）紧钯制动。当行车制动出了故障时可选用该系统实施紧急制动，而代替行车制动起作用。这也是紧急制动名称的由来。因此，具有紧急制动系统的柳工ZL50C型机制动安全可靠性是最好。成工目前的ZL50B型机、徐装的ZL50E型机都采用了这样的制动系统。稍有不同的是成工与徐装的在空气罐与紧急和停车制动阀之间加有快放阀。柳工以前的ZL50型机制动系统中也有快放阀，实践无必要，柳工将该阀取消了。还有一点不同的是成工的行车制动是双踏板，柳工及徐装的均为单踏板。另外徐装的紧急和停车制动控制阀为电磁阀，柳工与成工的均为气阀。    如图14所示，目前还有部位产品的制动系统为双管路行车制动。该系统与图13所示的系统相比，其行车制动部分从空气罐开始多了一路，结构元件组成基本上差不多。该系统没有紧急制动部分，但有手柄带软轴直接操纵停车制动器的停车制动。这种制动系统比普通的不带紧急制动的单管路制动系统制动可靠性、安全性要高，但比带紧急制动的制动系统差一些。因此，今后带紧急制动的制动系统应用会更加广泛。目前，山工的ZL500D型机、常林的ZLM50E型机都是用的这种系统。山工的双管路制动阀为双腔并联式，常林的为双腔串联式。另外，山工的在图中的序号10不是批三通接头。而是采用的双回路保险阀，这样的双管路体现得更充分。    目前，还有较少的产品如厦工、龙工的ZL50C-II型机保持原ZL50的单管路行车制动系统。该系统完全同图13中除紧急和停车制动以外的部分。惟一不同是制动阀3去变速操纵阀（虚线长方块部分）切断离合器的管路中增设有制动选择阀，可用该阀对制动时切断与不切断离合器进行选择。从理论上说，该系统不如前两种制动系统安全可靠性高。     目前，柳工的第三代产品ZL50G型机已经出现了全液压制动系统。这种制动系统也可带紧急制动，它没有气路系统，全部用液压油，特别是与内藏湿式多片式制动器配合使用，显示出极大的优越性，在某种程度上代表了今后制动系统的发展方向。CAT的950G型机、小松的WA380-3型机都采用的全液压制动系统。 装载机安全使用注意事项    1、一般安全注意事项    ①驾驶员及有关人员在使用装载机之前，必须认真仔细地阅读制造企业随机提供的使用维护说明书或操作维护保养手册，按资料的事项去做。否则会带来严重重果和不必要的损失。    ②驾驶员穿戴应符合安全要求，并穿载必要的防护设施。    ③在作业区域范围较小或危险区域，则必须在其范围内或危险点显示出警告标志。    ④绝对严禁驾驶员酒后或过度疲劳驾驶作业。    ⑤在中心铰接区内进行维修或检查作业时，要装上“防转动杆”以防止前、后车架相对转动。    ⑥要在装载机停稳之后，在有蹬梯扶手的地方上下装载机。切勿在装载机作业或行走时跳上跳下。    ⑦维修装载机需要举臂时，必须把举起的动臂垫牢，保证在任何维修情况下，动臂绝对不会落下。    2、发动机启动前的安全注意事项    ①检查并确保所有灯具的照明及各显示灯能正常显示。特别要检查转向灯及制动显示灯的正常显示。    ②检查并确保在启动发动机时，不得有人在车底下或靠近装载机的地方工作，以确保出现意外时不会危及自己或他人的安全。    ③启动前装载机的变速操纵手柄应扳到空挡位置。    ④不带紧急制动的制动系统，应将手制动手柄板到停车位置。    ⑤只能在空气流动好的场所启动或运转发动机。如在室内运转时，要把发动机的排气口接到或朝向室外。    3、发动机启动后及作业时安全注意事项    ①发动机启动后，等制动气压达到安全气压时再准备起步，以确保行车时的制动安全性。有紧急制动的把紧急及停车制动阀的按钮按下（只有当气压达到允许起步气压时，按钮才能按下，否则按下去会自动跳起来），使紧急及停车制动释放下，才能挂I挡起步。无紧急制动的只需将停车制动手柄放下，释入停车制动即可起步。    ②清除装载机在行走道路上的故障物，特别要注意铁块、沟渠之类的障碍物，以免割破轮胎。    ③将后视镜调整好，使驾驶员入座后能有最好的视野效果。    ④确保装载机的喇叭、后退信号灯，以及所有的保险装置能正常工作。    ⑤在即将起步或在检查转向左右灵活到位时，应先按喇叭，以警告周围人员注意安全。    ⑥在起步行走前，应对所有的操纵手柄、踏板、方向盘先试一次，确定已处于正常状态才能开始进入作业。要特别注意检查转向、制动是否完好。确定转向、制动完全正常，方可起步运行。    ⑦行进时，将铲斗置于离地400mm左右高度。在山区坡道作业或跨越沟渠等障碍时，应减速、小转角，要注意避免倾翻。当装载面在陡坡上开始滑向一边时，必须立即卸载，防止继续滑下    ⑧作业时尽量避免轮胎过多、过份打滑；尽量避免两轮悬空，不允许只有两轮着地而继续作业。    ⑨作牵引车时，只允许与牵引装置挂接，被牵引物与装载机之间不允许站人，且要保持一定的安全距离，防止出现安全事故。    4、停机时的安全注意事项    ①装载机应停入在平地上，并将铲斗平放地面。当发动机熄火后，需反复多次扳动工作装置操纵手柄，确保各液压缸处于无压休息状态。当装载机只能停在坡道上时，要将轮胎垫牢。    ②将各种手柄置于空挡或中间位置    ③先取走电锁钥匙，然后关闭电源总开关，最后关闭门窗。    ④不准停在有明火或高温地区，以防轮胎受热爆炸，引起事故。    ⑤利用组合阀或储气罐对轮胎进行充气时，人不得站在轮胎的正面，以防爆炸伤人。 装载机的工作装置 装载机的铲掘和装卸物料作业是通过其工作装置的运动来实现的。装载机工作装置由铲斗1、动臂2、连杆3、摇臂4和转斗油缸5、动臂油缸6等组成。整个工作装置铰接在车架7上。铲斗通过连杆和摇臂与转斗油缸铰接，用以装卸物料。动臂与车架、动臂油缸铰接，用以升降铲斗。铲斗的翻转和动臂的升降采用液压操纵。   装载机作业时工作装置应能保证：当转斗油缸闭锁、动臂油缸举升或降落时，连杆机构使铲斗上下平动或接近平动，以免铲斗倾斜而撒落物料；当动臂处于任何位置、铲斗绕动臂铰点转动进行卸料时，铲斗倾斜角不小于45°，卸料后动臂下降时又能使铲斗自动放平。   综合国内外装载机工作装置的结构型式，主要有七种类型，即按连杆机构的构件数不同，分为三杆式、四杆式、五杆式、六杆式和八杆式等；按输入和输出杆的转向是否相同又分为正转和反转连杆机构等。   土方工程用装载机铲斗结构，其斗体常用低碳、耐磨、高强度钢板焊接制成，切削刃采用耐磨的中锰合金钢材料，侧切削刃和加强角板都用高强度耐磨钢材料制成。   铲斗切削刀的形状分为四种。齿形的选择应考虑插入阻力、耐磨性和易于更换等因素。齿形分尖齿和钝齿，轮胎式装载机多采用尖形齿，而履带式装开机多采用钝形齿。斗齿数目视斗宽而定，斗齿距一般为150-300mm。斗齿结构分整体式和分体式两种，中小型装载机多采用整体式，而大型装载机由于作业条件差、斗齿磨损严重，常采用分体式。分体式斗齿分为基本齿2和齿尖1两部分，磨损后只需要更换齿尖。 如何选用装载机    一、用途     装载机主要用来铲、装、卸、运土和石料一类散状物料，也可以对岩石、硬土进行轻度铲掘作业。如果换不同的工作装置，还可以完成推土、起重、装卸其他物料的工作。在公路施工中主要用于路基工程的填挖，沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业。由于它具有作业速度快，机动性好，操作轻便等优点，因而发展很快，成为土石方施工中的主要机械。     二、分类    常用的单斗装载机，按发动机功率，传动形式，行走系结构，装载方式的不同进行分类。    1、发动机功率：      ①功率小于74kw为小型装载机。      ②功率在74～147kw为中型装载机      ③功率在147～515kw为大型装载机      ④功率大于515kw为特大型装载机    2、传动形式：      ①液力—机械传动，冲击振动小，传动件寿命长，操纵方便，车速与外载间可自动调节，一般在中大型装载机多采用；      ②液力传动：可无级调速、操纵间便，但启动性较差，一般仅在小型装载机上采用；      ③电力传动：无级调速、工作可靠、维修简单、费用较高，一般在大型装载机上采用。    3、行走结构：      ①轮胎式：质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易损坏路面、接地比压大、通过性差、但被广泛应用；      ②履带式：接地比压小，通过性好、重心低、稳定性好、附着力强、牵引力大、比切入力大、速度低、灵活性相对差、成本高、行走时易损坏路面。    4、装卸方式：      ①前卸式：结构简单、工作可靠、视野好，适合于各种作业场地，应用较广；      ②回转式：工作装置安装在可回转360O的转台上，侧面卸载不需要调头、作业效率高、但结构复杂、质量大、成本高、侧面稳性较差，适用于较侠小的场地。      ③后卸式：前端装、后端卸、作业效率高、作业的安全性欠好。    三、选用原则    1、机型的选择：主要依据作业场合和用途进行选择和确定。一般在采石场和软基地进行作业，多选用履带式装载机；     2、动力的选择：一般多采用工程机械用柴油发动机，在特殊地域作业，如海拔高于3000m的地方，应采用特殊的高原型柴油发动机；    3、传动型式的选择：一般选用液力—机械传动。其中关键部件是变矩器形式的选择。目前我国生产的装载机多选用双涡轮、单级两相液力度矩器。    4、在选用装载机时，还要充分考虑装载机的制动性能，包括多个在制动、停车制动和紧急制动三种。制动器有蹄式、钳盘式和湿式多片式三种。制动器的驱动机构一般采用加力装置，其动力源有压缩空气，气顶油和液压式三种。目前常用的是气顶油制动系统，一般采用双回路制动系统，以提高行驶的安全性。 装载机的液压系统－转向液压回路 　　目前我国工程建设中广泛使用的国产ZL系列装载机中，ZL40、ZL50两种型号装载机的结构基本相同，其转向系、工作装置、变速箱操纵等均采用液压传动。ZL50型装载机液压系统，如图1所示。 　　一． 转向液压回路 　　ZL50型轮胎式装载机转向液压回路按其所用的转向阀结构型式，分为滑阀式和转阀式两种，其中滑阀常流式转向液压回路使用较多。该装载机采用折腰式液压转向，车架的前后两部分铰接，转向油缸的活塞杆和缸筒分别与前、后车架铰接。操纵方向盘时液压回路使左、右转向油缸分别作伸、缩运动，从而折转前、后车架使装载机转向。该装载机转向液压回路如图2所示，主要有转向油泵5、转向油缸1、全液压转向器7等组成。 　　装载机不转向时转向阀处于中位，转向油泵的输出油液经转向阀流回油箱。因转向阀芯和阀体的轴向间隙在制造时已得到严格控制，此时虽然转向油缸两腔都通回油，但因滑阀的阻尼作用，使油缸中能形成一定的压力，使转向反应灵敏，而且该阻尼作用能维持装载机直线行驶的稳定性。装载机转向时转向阀芯的移动使转向油缸一腔通压力油，另一腔通回油路，从而实现转向。 　　ZL50型装载机用的转向阀与转向器用螺栓连接成一体，并固定在后车架上。转向阀属于三位四通阀，中位为X机能。合理的阻尼作用使得转向系统既反应灵敏，又具有较高的效率，且结构较常压式的简单。如上所述，不转动方向盘时滑阀处于中间位置，转向阀的中位机能保证转向油缸两腔具有较小的压力，维持装载机直线行驶；向右转动方向盘时螺杆和滑阀一起轴向向下移动，于是两转向油缸的一个伸长、一个缩短，使装载机向右转向。与此同时，前后车架的相对转动，通过反馈杆的反馈作用，使滑阀回到中位，停止转向；反之，向左转动方向盘时装载机向左转向。 　　为使转向过程不受柴油机转速变化的影响，该转向液压回路中设有恒流阀。它由节流板2、调压阀3和锥阀6等组成，如图3所示。工作时油液由进油口1进入恒流阀，并经节流板2的孔进入转向阀，通过阀体内部的孔道使节流板两侧的压力分别作用于调压阀的两端，柴油机转速升高时因液压泵的输出流量增大，通过节流板孔的流量加大，从而节流板两侧压力差增大。当通过节流板孔的流量达到一定值时，节流板两侧的压力差将克服调压弹簧的预紧力，使调压阀芯左移、调压阀芯开启，一部分油液流回油箱，使进入转向阀的流量受到限制，转向油缸移动速度将不致因柴油机转速的变化而忽快忽慢。 　　当装载机转向阻力过大时，恒流阀中的锥阀6开启，保证转向液压系统的安全。阻尼孔的作用是防止调压阀移动速度过快而造成的转向运动不稳定现象的发生。 　　ZL50型轮胎式装载机的转向液压回路和工作装置液压回路均采用CBG型齿轮泵，该泵用固定侧板二次间隙密封结构，工作压力高，泄漏量小。 图1 ZL50型轮胎装载机液压系统 1—辅助泵；2—主泵；3—转斗滑阀；4—安全阀；5—油箱；6—滤油器；7—储气筒；8—电磁开关；9—转斗油缸；10—双作用安全阀；11—动臂滑阀；12—动臂油缸；13、14—转向阀；15—转向油缸；16—安全阀；17—转向泵；18—溢流换向阀 图2 ZL50型装载机转向液压回路 1—转向油缸；2—流量放大阀；3—滤油器；4—冷却器；5—转向油泵；6—减压阀；7—全液压转向器 图3 ZL50型装载机用恒流阀 1—进油口；2—节流板；3—调压阀；4—阻尼孔；5—锥杆；6—锥阀；7—调压阀；8—锁紧螺母 装载机的液压系统-工作装置液压回路 　　一． 工作装置液压回路 　　ZL50型轮胎式装载机工作装置液压回路由换向阀、液压泵、动臂油缸和转斗油缸等组成，如图4所示。两转斗油缸的两动臂油缸的油路分别采用并联连接，而换向阀油路则采用串并联连接，即两组执行元件的进油路串联、回油路并联，使两组执行元件不能同时动作，具有互锁作用，以防止误操作。 　　该装载机工作装置液压回路所用的换向阀为二联多路阀，其结构如图5所示。图中P为进油口，与液压泵的出油口连通。O为回油口，与油箱连通。A、B腔分别接转斗油缸的前、后腔，D、C腔分别接动臂油缸的下腔与上腔。换向阀操纵手柄处于中间位置时转斗滑阀和动臂滑阀均处于中位，A、B和C、D腔处于封闭状态，液压泵的输出油液经P、P1、O腔流回油箱。动臂提升时动臂滑阀自中位向右移动，使回油腔封闭，油液由P1腔进入F口，并打开单向阀，经D腔进入动臂油缸下腔，上腔油液则经C、E及O腔流回油箱；反之，动臂下降时动臂滑阀自中位向左移动，油液由P1腔进入油腔E，经油口C进入动臂油缸上腔，然后经D、F腔打开单向阀回油；动臂浮动时动臂滑阀自动臂下降位置再向左移动，此时油口D、C、O、P、P1均相通，液压泵卸荷，动臂油缸上、下腔均处于低压状态，工作装置依靠自重和地面反力的平衡，处于自由浮动状态。 　　铲斗上转时转斗滑阀自中位向右移动，此时P1、O腔被封闭，液压油由P腔进入V腔后顶开单向阀经油口A进入转斗油缸后腔，转斗油缸前腔油液则由B腔进入V腔，并打开单向阀经O腔流回油箱。此时转斗油缸活塞杆外伸，铲斗上转；反之，铲斗下转时转斗滑阀自中位向左移动，使P1、O腔封闭，液压油由P腔进入V腔顶开单向阀，经油口B进入转斗油缸前腔。与此同时，转斗油缸后腔油液经A腔进入O腔，打开单向阀流回油箱。此时转斗油缸活塞杆内缩，铲斗下转。铲斗前倾至极限位置时若提升动臂，反转连杆机构会出现干涉而迫使转斗油缸活塞杆被拉出，转斗油缸的两腔封闭，会导致转斗油缸前腔压力迅速升高。为此，在转斗油缸内设一卸荷阀。当转斗油缸前腔压力达到设定压力时，卸荷阀打开，转斗油缸前腔油液进入后腔，防止了压力进一步上升。 　　为了防止上述动作开始时执行元件因进油腔压力上升滞后而造成的铲斗或动臂的“点头”现象，转向阀中设置有单向阀。 图4 ZL50型准过载机工作装置液压回路 图5 ZL50型装载机用换向阀 1—调整丝杆；2—弹簧；3—调压阀芯；4—安全阀套；5—泄油阀；6、14—钢球；7—回油阀芯；8—转斗滑阀；9—单向阀；10—动臂滑阀；11—回油弹簧；12—动臂回位柱塞；13—固定柱塞；15—活动柱塞；16—限位柱塞 装载机的液压系统-变速箱操纵液压回路 　　ZL50型轮胎式装载机的变速箱操纵液压回路，如图6所示。油泵4通过软管3和滤网 2从变速箱油底壳1吸油，泵出的压力油从箱体壁孔、软管5、滤油器6、软管7进入调压阀8。然后压力油分两路：一路进入变速操纵部分，完成不同挡位工作；另一路经箱壁埋管17进入变矩器19。软管20和22是变矩器壳体与散热器的进、回油管。经过冷却后的低压油回到变矩器壳体，润滑大、小超越离合器和变速箱各行星排后流回油底壳。压力阀18保证变矩器进口油压力0.56MPa，出口油压力0.28~0.45MPa。背压阀23保证润滑用液压油压力为0.1~0.2MPa，超过此值时即打开泄油卸压。 　　ZL50型轮胎式装载机变速箱液压操纵原理如图7所示。其组合阀结构如图8所示，它包括调压阀、离合器切断阀和换挡操纵阀。 　　调压阀的作用是控制离合器（包括制动器）的操纵油压，并使其平衡上升，以实现离合器平顺结合。调压阀包括调压阀杆1、调压弹簧3、蓄能器活塞4和蓄能器弹簧2等。从油泵来的压力油进入A腔，经调压阀杆上斜的小孔油道至调压阀杆端部。当油压达到一定值时，油压克服调压弹簧的弹力，使调压阀杆左移，通往变矩器的油门打开，压力油便流向变矩器。它与一般压力阀不同之处是，控制油压的调压弹簧的另一端不是支撑在壳体上，而是支撑在可移动的蓄能器活塞上。蓄能器活塞移动时改变了弹簧力，从而改变调压阀的控制油压。蓄能器活塞的背面油腔通过单向节流装置与离合器油路沟通，油液经节流孔进入此腔。油液以此腔排出是经单向阀而不经过节流孔（见图7）。当离合器刚接通压力油时，油液流入液压缸，其活塞移动消除离合器片间的间隙，此时蓄能器活塞处于左端位置（见图8）。当离合器片间隙消除后，离合器油缸压力便开始上升，压力油通过节流小孔进入蓄能器，推动其活塞右移，使调压弹簧的弹力增加、油压逐渐上升，最后活塞位于右端位置，压力阀所控制的油压便达到离合器规定的压力值。可见，离合器接合时油压上升的快慢，取决于调压弹簧弹力增加的快慢，亦即蓄能器活塞移动速度的快慢。由于进入蓄能器的油液是通过节流小孔流入的，流量较少，因此蓄能器活塞移动和调压弹簧的弹力增加的速度较慢，离合器的油压上升和摩擦片的接合是缓慢而平稳的。当离合器油路卸压时，蓄能器中的油液不经过节流孔，而是通过单向阀迅速排到离合器油路。 　　离合器切断阀的作用是，踩下制动踏板时使变速箱的离合器自动分离，传给行走系的动力切除，减少动力消耗。离合器切断阀由切断阀杆8、小柱塞7、切断阀弹簧9、汽缸活塞杆6和气阀杆弹簧5等组成（见图8）。装载机不制动时切断阀杆和汽缸活塞杆在弹簧作用下处于左端位置，此时从调压阀来的压力油与离合器油路相通，即离合器可以得到压力油。装载机制动时压缩空气进入汽缸，推动其活塞杆和切断阀杆移至右端位置，此时从调压阀来的压力油被关闭，离合器油路接通回油路，离合器液压缸中的压力油卸压使离合器分离。 　　换挡操纵阀的作用是，操纵各换挡离合器液压缸的充油和泄油，亦即控制各换挡离合器的结合和分离，实现装载机的换挡。换挡操纵阀的操纵阀杆10有四个位置，用钢球定位，依次为Ⅱ挡、Ⅰ挡、空挡和倒挡。操纵阀杆处于哪一个挡位，该挡位的离合器便与压力油接通、处于结合状态；其他离合器都与回油路相通、处于分离状态。图7所示为Ⅰ挡离合器通压力油、处于结合状态，而Ⅱ挡和倒挡离合器泄油、处于分离状态。当操纵阀杆在空挡位置（见图8）时，进入操纵阀的压力油处于封闭状态，所有离合器都泄油、处于分离状态。 　　由于利用液压操纵、移动变速箱操纵阀杆进行各个挡位的变换，因此ZL50型轮胎式装载机的换挡十分轻便。 图6 ZL50型装载机变速箱操纵液压回路 1—油底壳；2—滤网；3、5、7、20、22—软管；4—油泵；6—滤油器；8—调压 阀；9—离合器切断阀；10—换挡操纵阀；11—Ⅱ挡油缸；12—Ⅰ挡油缸；13—倒挡油缸；14—气阀；15—单向节流阀；16—滑阀；17—箱壁埋管；18—压力阀；19—变矩器；21—散热器；23—背压阀；24—大超越离合器 图7 ZL50型装载机变速箱液压操纵原理 1—换挡操纵阀；2—离合器切断阀；3—调压阀 图8 组合阀结构 1—调压阀杆；2—蓄能器弹簧；3—调压弹簧；4—蓄能器活塞；5—气阀杆弹簧；6—活塞；7—小柱塞；8—切断阀杆；9—切断阀弹簧；10—操纵阀杆 装载机工作装置 1．装载机的用途、分类及性能参数； 2．轮武装载机应用技术发展现状及趋势； 3．轮式装载机总体布置、总体结构及工作原理； 4．装载机工作装置的构造； 5．装载机工作装置液压系统的工作原理。 技能点 1．对装载机工作装置进行各级维护； 2．分析装载机工作装置使用中容易出现的故障； 3．排除装载机工作装置的故障。 课题一 装载机的简介、用途、分类及性能参数 　　 一、装载机简介 　　 装载机属于铲土运输机械类，是一种通过安装在前端一个完整的铲斗支承结构和连杆，随机械向前运动进行装载或挖掘，以及提升、运输和卸载的自行式履带或轮胎机械。它广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口和矿山等工程建设。装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点。因此成为工程建设中土石方施工的主要机种之一，对于加快工程建设速度，减轻劳动强度，提高工程质量，降低工程成本都发挥着重要的作用，是现代机械化施工中不可缺少的装备之一。 　　 二、装载机的用途 　　 装载机是一种用途十分广泛的工程机械，可以用来铲装、搬运、卸载、平整散装物料，也可 第95页 以对岩石、硬土等进行轻度的铲掘工作。此外，还可进行刮平地面和牵引其他机械等作业。换装相应的工作装置，装载机还可以进行推土、起重、装卸木料或钢管等作业，其部分可换工作装置如图2—1所示。 　　 三、装载机的分类 　　 装载机—般按以下特点来分类。 　　 1．按行走装置不同分类 　　 按行走装置不同可分为轮胎式和履带式两种。目前国产履带式装载机多是在推土机基础上形成，国内外使用和生产的绝大多数是轮胎式装载机。巾于这两类装载机除行走装置不同外，其他系统和构造大体相似，所以本单元以讲述轮胎式装载机为主。轮胎式装载机简称为轮式装载机，它由车架、工作装置、动力装置、行走装置、传动系统、转向系统、制动系统和液压系统等组成，其结构如图2—2所示。 　　 2．按使用场合不同分类 　　 按使用场合不同可分为露天用装载机和井下用装载机(铲运机)。铲运机结构简单，如图2—3所示。国内外生产和使用的装载机绝大多数是露天用轮式装载机，井下用铲运机是根据井下巷道的工作条件，对发动机的排污和消声，整机高度和工作装置以及驾驶操作系统的布置 推土机工作装置 知识点 1．推土机的用途、类型、基本组成及其工作过程； 2．推土机工作装置的结构及其连接关系； 3．推土机工作装置维护的基本知识。 技能点 1．对推土机工作装置进行维护； 2．运用所学知识对推土机故障进行分析，排除故障。 课题一 推土机概述 　　 一、推土机的用途 　　 推土机是一种土方工程机械，广泛用于公路、建筑、矿山、水利工程中，它可以铲挖并移运土壤、砂石。在公路上程中，推土机町用来填筑低路堤、开挖浅路堑、平整路线、修筑便道、开挖桥基和回填土方。推土机可以完成路基基底的处理、路侧取土横向填筑路堤、沿公路中心级移挖、傍山取土侧移工程。此外，推土机还可用于平整场地，堆集松散材料，清除作业地段内的障碍物等。 　　 推土机虽然用途广泛，但由于受到铲刀容量的限制，推运土壤的距离不宜太长，它只能完成短距离的运土。如运距过长，运土过程中土壤会从铲刀两侧漏失，降低了推土机的生产效率；运距过短，由于换向、换挡操作频繁，在每个工作循环中这些操作所用时间增加，同样也会使推土机生产率降低。通常中小型推土机的运距为50m左右；大型推土机的运距一般不应超过150m。推土机的经济运距为50~80m。 第134页 　　 二、推土机的类型 　　 推土机类型较多，按照分类方式不同有下面几种。 　　 1．按铲刀安装方式 　　 (1)固定式。固定式推土机的铲刀与基础车纵轴线固定为垂直，工作时只能向前推运土壤，故又称正铲或直铲推上机。这种推土机结构简单，刚性连接，整体刚性好。 　　 (2)回转式。回转式推土机的铲刀与推架铰装，根据作业情况需要，通过调整上、下撑杆，使铲刀不但可以与基础车轴线垂直或形成一定角度，还可以使铲刀在水平面内左高右低或左低右高、使铲刀在水平面内向左侧或向右侧斜置。由于回转式推土机的这种性能，扩大了推土矶的使用范围，也称斜铲式或万能式推土机。 　　 2．按推土机的行走方式 　　 (1)履带式推土机。如图3-1所示，以履带拖拉机为基础车，由于履带与地面直接作用，接地比压较小，附着力较大，能发挥出足够的牵引力，通过性能好，爬坡能力强；因此一直是一种主要的结构形式。但其底盘结构笨重、复杂，给维修维护带来一些不便。 　　 (2)轮胎式推土机。如图3-2所示，以特制的专用轮胎底盘作基础车。这种基础车装置了超宽型、可调压的充气轮胎，底盘结构与履带式有根本的不同。行驶速度快，机动性好，底盘结构简单，维修维护方便。由于整机接地比压较高和牵引性能较差，通过性差，使其使用受到一定限制，随着低压和超低压轮胎的研制使用，在一定程度上大大改善了这两项性能，发展潜力很大。 　　 3．按发动机功率的大小 　　 由于柴油机压缩比大，燃油经济性好，功率范围广，工况适应性好，因此广泛应用在工程机械上做动力装置。推土机按发动机功率大小分三种。 　　 (1)小型推土机。功率在37kW以下。 　　 (2)中型推土机。功率在37-250kW。 　　 (3)大型推土机。功率在250kW以上。 液压挖掘机工作装置 知识点 1．全液压挖掘机的用途、类型及基本组成； 2．全液压挖掘机回转装置的结构形式、传动形式； 3．全液压挖掘机工作装置的基本结构； 4．全液压挖掘机的发展趋势。 技能点 1．对