第二章裝載機

第二章裝載機第一節(jié)概述第二節(jié)裝載機的總體構(gòu)造第三節(jié)裝載機工作裝置第四節(jié)裝載機液壓操縱系統(tǒng)一、裝載機的用途：在公路施工中，裝載機主要用于路基工程的填挖、瀝青和水泥混凝土料場的集料、裝料等作業(yè)；也可對巖石、硬土進行輕度鏟掘作業(yè)。裝載機的作業(yè)對象主要是：各種土壤、砂石料、灰料及其它筑路用散料狀物料等。裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、操作輕便等優(yōu)點。通過更換不同的工作裝置，裝載機還可作為抓載機、起重機、抓斗式挖掘機、叉車等使用。第一節(jié)概述柳工裝載機進口裝載機裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建筑工程的土石方施工機械，它主要用于鏟裝土壤、砂石、石灰、煤炭等散狀物料，也可對礦石、硬土等作輕度鏟挖作業(yè)。換裝不同的輔助工作裝置還可進行推土、起重和其他物料如木材的裝卸作業(yè)。在道路，特別是在高等級公路施工中，裝載機常用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場的集料與裝料等作業(yè)。此外它還可進行推運土壤、刮平地面和牽引其他機械等作業(yè)。由于裝載機具有作業(yè)速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優(yōu)點，因此它已成為工程建設中土石方施工的主要機種之一。裝載機不同工作裝置的更換對于常用的單斗裝載機，可按發(fā)動機功率、傳動形式、行走機構(gòu)、裝卸方式的不同進行如下分類：1.發(fā)動機功率（1）功率小于74kW的稱為小型裝載機；（2）功率為74～147kW的稱為中型裝載機；（3）功率為147～515kW的稱為大型裝載機；（4）功率大于515kW的稱為特大型裝載機。二、分類、特點及適用范圍2、按傳動型式分:機械傳動液力機械傳動結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低、使用維修較容易；傳動系沖擊振動大，功率利用差。僅小型裝載機采用。傳動系沖擊振動小，傳動件壽命高、車速隨外載自動調(diào)節(jié)、操作方便、減少司機疲勞。大中型裝載機多采用。無級調(diào)速、操作簡單；啟動性差、液壓元件壽命較短。僅小型裝載機上采用。2、按傳動型式分:液壓傳動電傳動無級調(diào)速、工作可靠、維修簡單；設備質(zhì)量大、費用高。大型裝載機上采用。

3、按行走系結(jié)構(gòu)分：1）輪胎式裝載機:輪胎式裝載機又可分為鉸接式車架裝載機與整體式車架裝載機。

這種型式的裝載機質(zhì)量輕、速度快、機動靈活、效率高、不易損壞路面；但接地比壓大、通過性差、穩(wěn)定性差、對場地和物料塊度有一定要求。應用范圍廣泛。轉(zhuǎn)彎半徑小、縱向穩(wěn)定性好，生產(chǎn)率高。不但適用于路面，而且可用于井下物料的裝卸運輸作業(yè)。（1）鉸接式車架裝載機：（2）整體式車架裝載機：車架為整體式的，轉(zhuǎn)向方式有后輪轉(zhuǎn)向、全輪轉(zhuǎn)向、前輪轉(zhuǎn)向及差速轉(zhuǎn)向。僅小型全液壓驅(qū)動和大型電動裝載機采用。接地比壓小，通過性好、重心低、穩(wěn)定性好、附著性能好、牽引力大、比切入力大；速度低、機動靈活性差、制造成本高、行走時易損路面、轉(zhuǎn)移場地需拖運。用在工程量大，作業(yè)點集中，路面條件差的場合。2）履帶式裝載機:1）前卸式：前端鏟裝卸載，結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、視野好。適用于各種作業(yè)場地，應用廣；2）回轉(zhuǎn)式：工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn)90°-360°的轉(zhuǎn)臺上，側(cè)面卸載不需調(diào)車，作業(yè)效率高；結(jié)構(gòu)復雜、質(zhì)量大、成本高、側(cè)穩(wěn)性差。適用狹小的場地作業(yè)；3）后卸式：前端裝料，后端卸料，作業(yè)效率高；作業(yè)安全性差，應用不廣；4）側(cè)卸式：前端裝料，側(cè)面卸料，適用于地下或場地狹窄的作業(yè)場地。4、按裝載方式分：側(cè)卸式裝載機按工作機構(gòu)的結(jié)構(gòu)可分為：鏟斗裝載機；耙斗裝載機；蟹瓜裝載機；立爪裝載機按工作機構(gòu)的動作原理可分為：上取式、底取式和側(cè)取式。耙斗和立爪屬于上取式工作機構(gòu)，鏟斗屬于底取式工作機構(gòu)，蟹爪屬于側(cè)取式工作機構(gòu)。近年來，為了進一步解決掘進機械化的問題，又發(fā)展了把鑿巖臺車和裝載機結(jié)合成一體的鉆裝機，這樣既可鉆眼，又可以裝載。耙斗裝載機鏟斗式裝載機蟹爪式裝載機液壓挖斗裝巖機耙斗裝巖機三裝載機工作過程：2、切土：整機I、II檔前駛，對較硬土堆動臂油缸活塞不斷伸縮，在抖斗中將物料鏟入斗內(nèi)，或在動臂油缸活塞依次外伸中實現(xiàn)階梯狀切土；1、放斗：動臂與轉(zhuǎn)斗油缸活塞收，鏟斗斗底貼地；3、翻斗及舉升：轉(zhuǎn)斗油缸活塞伸，整機駛至卸料地點后在動臂油缸活塞伸中實現(xiàn)；

4、卸料：在轉(zhuǎn)斗油缸活塞收中實現(xiàn)，且在抖斗中將物料卸盡。裝載機用于裝卸松散物料時，其作業(yè)過程主要由鏟裝、收斗提升、卸料和空車返回四個工序組成。根據(jù)物料種類不同，鏟裝作業(yè)分為一次插入鏟裝法和配合鏟裝法兩種。一次插入鏟裝法常用于鏟裝顆粒狀松散的輕物料，它是通過裝載機低速直線駛向料堆，插入深度大于鏟斗的深度，然后鏟斗上翻。這種鏟裝方法簡單，操作容易，但所需功率大。若鏟裝礦石和塊狀不均勻物料時可采用配合鏟裝法，即在鏟斗插入料堆不大的深度時，配合鏟斗間斷上翻或動臂間斷提升鏟裝。這種方法使鏟斗插入阻力大大減小，所需功率相應減小，可以縮短作業(yè)時間。實際作業(yè)時，熟練的司機在卸完料駛向料堆的過程中就放斗、變速，使鏟斗插入料堆一定深度時即轉(zhuǎn)斗、提臂，使鏟斗裝滿，后退調(diào)頭，在駛向卸料地點的過程中，提臂至卸料高度，并把物料卸入運輸工具等動作是同時連續(xù)進行的。裝載機的切土過程四輪式裝載機的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

國產(chǎn)輪式裝載機正在從低水平、低質(zhì)量、低價位、滿足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價位、經(jīng)濟實用型過渡。從仿制仿造向自主開發(fā)過渡，各主要廠家不斷進行技術投進，采用不同的技術路線，在關鍵部件及系統(tǒng)上技術創(chuàng)新，擺脫目前產(chǎn)品設計雷同，無自己特色和上風的現(xiàn)狀，從低水平的無序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機行業(yè)的領先者。(1)大型和小型輪式裝載機，在近幾年的發(fā)展過程中，受到客觀條件及市場總需求量的限制。競爭最為激烈的中型裝載機更新速度將越來越快。(2)根據(jù)各生產(chǎn)廠家的實際情況，重新進行總體設計，優(yōu)化各項性能指標，強化結(jié)構(gòu)件的強度及剛度，使整機可靠性得到大步進步。(3)細化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如動力系統(tǒng)的減振、散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化、工作裝置的性能指標優(yōu)化及各鉸點的防塵、產(chǎn)業(yè)造型設計等。(4)利用電子技術及負荷傳感技術來實現(xiàn)變速箱的自動換擋及液壓變量系統(tǒng)的應用，進步效率、節(jié)約能源、降低裝載機作業(yè)本錢。(5)進步安全性、舒適性。駕駛室逐步具備FOPS＆ROPS功能，駕駛室內(nèi)環(huán)境將向汽車方向靠攏，方向盤、座椅、各操縱手柄都能調(diào)節(jié)，使操縱者處于最佳位置工作。(6)降低噪聲和排放，強化環(huán)保指標。隨著人們環(huán)保意識的增強，降低裝載機噪聲和排放的工作已迫在眉捷，現(xiàn)在很多大城市已經(jīng)制定機動車的噪聲和排放標準，工程建設機械若不符合排放標準，將要限制在該地區(qū)的銷售。(7)廣泛利用新材料、新工藝、新技術，特別是機、電、液一體化技術，進步產(chǎn)品的壽命和可靠性。(8)最大限度地簡化維修盡量減少保養(yǎng)次數(shù)和維修時間，增大維修空間，普遍采用電子監(jiān)視及監(jiān)控技術，進一步改善故障診斷系統(tǒng)，提供司機排除題目的方法。第二節(jié)裝載機總體構(gòu)造

一、輪式裝載機組成：由動力裝置、車架、行走裝置、傳動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)和工作裝置等組成。大多數(shù)輪胎式裝載機附有液力變矩器、動力換檔的液力機械傳動型式；采用液壓操縱、鉸接式車架轉(zhuǎn)向；采用全橋驅(qū)動、寬基低壓輪胎行駛；工作裝置多采用反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)。二、輪胎式裝載機結(jié)構(gòu)特點：三、底盤主要部件簡介：1-發(fā)動機；2-液力變矩器；3-變速油泵；4-工作油泵；5-轉(zhuǎn)向油泵；6-變速箱；7-駐車制動；8-傳動軸；9-驅(qū)動橋；10-輪邊減速器；11-行車制動器；12-輪胎輪式裝載機傳動簡圖（一）傳動系（二）ZL40B裝載機變矩器、變速箱

1-變速泵；2-墊；3-軸齒輪；4-箱體；5-輸入一級齒輪；6-銅套；7-油封環(huán)；8-輸入二級齒輪；9-密封環(huán)10-導輪座；11-油封環(huán)；12-密封環(huán)；13-殼體；14-齒輪；15-工作油泵；16-泵輪；17-彈性銷；18-Ⅰ渦輪19-Ⅱ渦輪；20-墊片；21-紙墊；22-飛輪；23-渦輪罩；24-鉚釘；25-罩輪；26-渦輪轂；27-導輪；28-彈性板；29-油溫表接頭；30-管接頭；31-螺塞；32-壓力閥；33-背壓閥；34-管接頭；35-滾柱；36-彈簧；37-壓蓋；38-隔離環(huán)；39-內(nèi)環(huán)凸輪；40-外環(huán)齒輪；41-中間輸入軸；42-軸承；43-螺栓；44-太陽輪；45-（倒檔）行星輪；46-倒檔行星輪架；47-（Ⅰ檔）行星輪；48-倒檔內(nèi)齒輪；49-前后橋連接拉桿；50-前后橋連接撥叉；51-后輸出軸；52-滑套；53-輸出軸齒輪；54-前輸出軸；55-中蓋；56-圓柱銷；57-中間軸輸出齒輪；58-一檔行星軸；59-盤形彈簧；60-端蓋；61-球軸承；62-直接檔軸；63-直接檔油缸；64-直接檔活塞；65-螺栓；66-直接檔閉鎖離合器；67-直接檔受壓盤；68-直接檔連接盤；69-一檔行星輪架；70-一檔油缸；71-一檔活塞；72-一擋檔內(nèi)齒圈；73-一檔摩擦片離合器；74-彈簧；75-彈簧銷軸；76-倒檔摩擦片離合器；77-倒檔活塞；78-轉(zhuǎn)向油泵；79-轉(zhuǎn)向油泵驅(qū)動齒輪1）采用雙渦輪液力變矩器，加兩速齒輪箱，相當于一個有兩個檔位的自動變速箱，主變速箱的結(jié)構(gòu)簡單，易操縱;2）采用兩個行星排，兩個換檔制動器，一個換檔離合器，采用液壓操縱，并在動力不切斷下?lián)Q檔，整機生產(chǎn)率上升。1、結(jié)構(gòu)特點：2、組成及工作過程：

3、變速箱液壓操縱系統(tǒng)（三）HL760變矩器、變速箱結(jié)構(gòu)

1-變矩器；2-驅(qū)動齒輪；3-第一離合器（K1）；4-第二離合器齒輪轂；5-第二離合器（K2）；6-第三離合器齒輪轂；7-第三離合器（K3）；8-輸出齒輪；9-第四離合器（K4）；10-第四離合器齒輪轂；11-后退離合器；12-倒退離合器（KR）；13-向前離合器；14-向前離合器（KV）（四）裝載機的驅(qū)動橋：由主傳動器1、2；差速器3、4；半軸5；終傳動器7、8；驅(qū)動輪9、橋殼6組成。（五）鉗盤式制動器：

1-夾鉗；2-矩形密封圈；3-防塵圈；4-摩擦片；5-活塞；6-上油缸蓋；7-制動盤；8-銷軸；9-放氣嘴；10-油管；11-止動螺釘；12-管接頭鉗

盤

式

制

動

器

構(gòu)

件

圖制動過程：１）操縱閥使油液入缸，油壓力使活塞推動制動鉗壓向制動盤，在制動器間隙δ消失后實現(xiàn)制動。２）解除制動后油缸3中的油液回油，可利用密閉圈2的恢復變形使δ恢復原值下，實現(xiàn)活塞1及制動鉗的回位，既可實現(xiàn)摩塊磨損后的自動補償作用,又無須調(diào)整δ值。（六）氣推油式制動驅(qū)動機構(gòu)（七）氣推油式制動加力器：

（八）折腰式動力轉(zhuǎn)向系：

1、結(jié)構(gòu)特點：

1）前后車架由兩只鉸銷相連。2）操縱轉(zhuǎn)向加力器中的轉(zhuǎn)向分配閥，使油泵將油液泵出后，油液壓入油缸中的任一油腔，而另一油腔回油;油壓力使前后車架相對銷軸偏轉(zhuǎn)而實現(xiàn)整機的轉(zhuǎn)向。1、結(jié)構(gòu)特點：

（八）折腰式動力轉(zhuǎn)向系：

裝載機轉(zhuǎn)向短片2、轉(zhuǎn)閥式全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng):1）組成與工作過程：由轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向加力器、油箱、油泵、濾油器、溢流閥、轉(zhuǎn)向油缸等組成。(1)轉(zhuǎn)向中的隨動過程是通過加力器的內(nèi)部反饋得以實現(xiàn)的；2）工作特點：(2)發(fā)動機熄火后，轉(zhuǎn)閥相當于一個手搖泵，仍可實現(xiàn)整機的轉(zhuǎn)向。3）轉(zhuǎn)向工作原理：

a）方向盤不動：PO導通，整機直駛。b）方向盤右轉(zhuǎn)：PB、AO導通，在加力器轉(zhuǎn)閥內(nèi)反饋中整機右轉(zhuǎn)向。c）方向盤左轉(zhuǎn)：PA、BO通，在加力器內(nèi)部反饋中整機左轉(zhuǎn)向。4）轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向加力器:（1）組成：轉(zhuǎn)閥式轉(zhuǎn)向加力器主要由閥體、連接塊、閥芯、閥套、聯(lián)軸器、閥蓋、蝶式彈簧、撥銷、單向閥、溢流閥、隔板、定子、轉(zhuǎn)子、端蓋等組成。a.方向盤使連接塊帶動閥芯轉(zhuǎn)動，閥芯與閥套之間產(chǎn)生相對角位移，當轉(zhuǎn)過2°左右時，經(jīng)閥芯、閥套、閥體和隔盤通往馬達的油路開始接通，轉(zhuǎn)過7°油路完全接通;原來的回路完全關閉，馬達進入全流量運轉(zhuǎn)。

（2）工作過程：b.按照轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)動方向的不同，壓力油驅(qū)動轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，使壓力油通過加力器的油道及外部油管進入到轉(zhuǎn)向油缸的左腔或右腔，油壓力推動前后車架相對偏轉(zhuǎn);（2）工作過程：c.轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動中通過聯(lián)軸器、撥銷撥動閥套產(chǎn)生隨動，使閥套與閥芯的相對角位移消失(又回到原來的中位)，液壓馬達的油路重新被封閉，壓力油經(jīng)閥直接回油箱。若繼續(xù)轉(zhuǎn)動方向盤一角位移，重復上述過程。在隨動中實現(xiàn)了整機的轉(zhuǎn)向。（2）工作過程：d.當發(fā)動機熄火或油泵出現(xiàn)故障時，方向盤帶動閥芯、撥銷、聯(lián)軸器、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，這時液壓馬達就成了手搖泵，單向閥在真空作用下打開，將轉(zhuǎn)向油缸一腔里的油吸人泵內(nèi)并壓入另一腔，驅(qū)動轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向，此時需要較大的操縱力。（2）工作過程：第三節(jié)裝載機的工作裝置

輪式裝載機工作裝置中的轉(zhuǎn)斗機構(gòu)廣泛采用正轉(zhuǎn)八連桿和反轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)。我國ZL系列輪式裝載機的工作裝置則多數(shù)采用反轉(zhuǎn)Z型六連桿機構(gòu)。一、裝載機的轉(zhuǎn)斗機構(gòu)：單斗裝載機的工作裝置如圖6.8所示。根據(jù)鏟斗有無托架，其工作裝置可分為有托架式和無托架式兩種。有托架式的動臂5和連桿4的前端與鏟斗托架3鉸接，其后端分別與車架支座鉸接。托架上部與鏟斗油缸2的缸體鉸接，托架下部與鏟斗1鉸接，鏟斗油缸2的活塞桿與鏟斗上另一點鉸接。托架、動臂、連桿及車架支座組成平行四桿機構(gòu)。6.4.3裝載機的工作裝置和工作過程6.4裝載機圖6.8裝載機的工作裝置（a）有托架式鏟斗；（b）無托架式鏟斗1—鏟斗；2—鏟斗油缸；3—鏟斗托架；4—連桿；5—動臂；6—動臂油缸；7—搖臂

6.4裝載機當動臂提升，鏟斗油缸閉鎖時，鏟斗始終保持平移，斗內(nèi)物料不會撒落。由于鏟斗油缸及鏟斗都是直接鉸接在托架上，鏟斗的轉(zhuǎn)動角大，所以使用靈活。托架結(jié)構(gòu)雖然簡單，但因動臂前端裝有比較重的托架，因而減少了鏟斗的載重量。而無托架式鏟斗，當動臂提升時，是通過反轉(zhuǎn)連桿機構(gòu)以使鏟斗中物料不撒落的。無托架式鏟斗的結(jié)構(gòu)較有托架式鏟斗的結(jié)構(gòu)復雜一些。6.4裝載機一、裝載機的轉(zhuǎn)斗機構(gòu)：履帶式裝載機工作裝置多采用正轉(zhuǎn)八連桿或正轉(zhuǎn)六連桿轉(zhuǎn)斗機構(gòu)。正轉(zhuǎn)六連桿機構(gòu)形成兩個正轉(zhuǎn)四連桿機構(gòu)。該機構(gòu)的轉(zhuǎn)斗油缸通常布置在動臂后上方并鉸接在機架上，鏟斗物料撒漏時不易損傷油缸。因工作裝置的重心靠近裝載機，故有利于提高鏟斗的裝載量。（二）輪式裝載機工作裝置1、組成二、輪胎式裝載機工作裝置：輪胎式裝載機工作裝置由動臂、搖臂、鏟斗、連桿，動臂油缸與轉(zhuǎn)斗油缸等組成。（一）組成：（三）履帶式裝載機工作裝置

履帶式裝載機工作裝置

1-斗齒；2-鏟斗；3-拉桿；4-搖桿；5-動臂；6-轉(zhuǎn)斗油缸；7-彎臂；8-銷臂裝置；9-連接板；10-動臂油缸；11-銷軸（三）裝載機施工作業(yè)法：V形作業(yè)法穿梭形作業(yè)法裝載機作業(yè)短片（四）六連桿轉(zhuǎn)斗機構(gòu)的傳力特點：在裝載機進行作業(yè)時，該機構(gòu)能保證：1)當轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖，動臂舉升或降落時，連桿機構(gòu)能使鏟斗上下平動或接近平動，以免鏟斗傾斜而撒落物料；2)當動臂處在任何位置，鏟斗繞動臂鉸點轉(zhuǎn)動進行卸料時，其卸料角不小于45°；3)在最高位置卸料后，當動臂下降時，又能使鏟斗自動放平。裝載機升斗短片（五）鏟斗：土方工程裝載機鏟斗斗體常用低碳、耐磨、高強度鋼板焊接而成，切削刃采用耐磨的中錳合金鋼材料，側(cè)切削刃和加強角板都用高強度耐磨材料制成。鏟斗結(jié)構(gòu)圖鏟斗切削刃的形狀

注：齒形的選擇應考慮插入阻力、耐磨性和易于更換等因素。齒形分尖齒和鈍齒，輪胎式裝載機多采用尖形齒，履帶式裝載機多采用鈍齒形；斗齒的數(shù)目視斗寬而定，一般平齒距在150—300mm比較合適。斗齒結(jié)構(gòu)分整體式和分體式，中小型裝載機多采用整體式；大型裝載機由于作業(yè)條件惡劣，斗齒磨損嚴重，常用分體式。分體式斗齒分為基本齒和齒尖兩部分，磨損后只需更換齒尖。鏟斗切削刃的形狀

帶分體式斗齒的鏟斗第四節(jié)裝載機液壓操縱系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)的三種構(gòu)成形式：第一種為獨立形式，即工作裝置液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)和動力換擋液壓系統(tǒng)均為獨立的液壓系統(tǒng)，分別由各自的液壓泵供油，系統(tǒng)之間無任何聯(lián)系，具有獨立的操作性；第二種是共泵分流形式，工作裝置液壓系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)共用一個液壓泵，通過單路穩(wěn)定分流閥將壓力油分別分配到兩個液壓系統(tǒng)。此種形式的液壓系統(tǒng)通常在小型輪式裝載機上采用；液壓系統(tǒng)的三種構(gòu)成形式：第三種為能量轉(zhuǎn)換形式，工作裝置液壓系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)可通過流量轉(zhuǎn)換閥，自動控制和合理分配轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與工作裝置系統(tǒng)的液壓油流量，使系統(tǒng)既能保障轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)有足夠的穩(wěn)定流量，又能最大限度地滿足工作裝置對流量的要求。裝載機的操縱與控制系統(tǒng)一般由轉(zhuǎn)向、工作裝置和動力換擋液壓系統(tǒng)組成。一、轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)：轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用流量放大系統(tǒng)，是獨立形式的轉(zhuǎn)向液壓回路，油路由先導油路與主油路組成。所謂流量放大，是指通過全液壓轉(zhuǎn)向器以及流量放大閥，可保證先導油路流量變化與主油路中進入轉(zhuǎn)向缸的流量變化具有一定的比例，達到低壓（一般不大于2.5MPa）小流量控制高壓大流量的目的。ZL40裝載機轉(zhuǎn)向系統(tǒng)原理圖1-轉(zhuǎn)向油缸；2-流量放大閥；3-精濾油器；4-散熱器；5-轉(zhuǎn)向泵；6-減壓閥；7-全液壓轉(zhuǎn)向器裝載機工作裝置液壓操縱系統(tǒng)裝載機工作裝置的液壓系統(tǒng)應保證工作裝置能完成鏟掘、提升、保持、翻斗等動作，這就要求動臂油缸操縱閥必須具有提升、保持、下降和浮動四個位置，而轉(zhuǎn)斗油缸操縱閥必須具有后傾、保持和前傾三個位置。目前在大中型現(xiàn)代化裝載機的工作裝置液壓系統(tǒng)中，已普遍采用先導式操縱的液壓系統(tǒng)，用以改善操作性能。采用先導控制方式，還可對多路換向閥進行遠距離操縱，有利于結(jié)構(gòu)較大的多路換向閥進行合理布置，縮短主工作油路，減少沿程壓力損失，以提高大功率裝載機的經(jīng)濟效益。ZL40裝載機工作裝置液壓系統(tǒng)圖1-轉(zhuǎn)斗油缸；2-動臂油缸；3-轉(zhuǎn)斗油缸腔雙作用安全閥；4-轉(zhuǎn)斗油缸腔雙作用安全閥；5-分配閥；6-工作液壓泵；7-測壓點1.機型的選擇主要依據(jù)作業(yè)場合和用途進行選擇和確定。在采石場和軟基地進行作業(yè)時，一般多選用履帶式裝載機。2.動力的選擇一般多采用工程機械用柴油發(fā)動機，在特殊地域作業(yè)，如海拔高于3000m的地方時，應采用特殊的高原型柴油發(fā)動機。選用原則3.傳動形式的選擇一般選用液力機械傳動。其中關鍵部件是變矩器。目前我國生產(chǎn)的裝載機多選用雙渦輪、單級兩相液力變矩器。在選用裝載機時，還要充分考慮裝載機的制動性能。制動器有蹄式、鉗盤式和濕式多片式三種。制動器的驅(qū)動機構(gòu)一般采用加力裝置，其動力源有壓縮空氣、氣頂油和液壓式三種。目前常用的是氣頂油制動系統(tǒng)，一般采用雙回路制動系統(tǒng)，以提高行駛的安全性。二、對裝載機的要求

1)裝載能力大。即要求斗容量大或能連續(xù)裝 2)結(jié)構(gòu)簡單載。堅固耐用，動力單一，操縱簡單，維修方便．3)行動靈活，便于調(diào)動，能在彎曲巷道中工作。4)適應性強。要求能裝載各種不同的塊度，清底干凈，能在一定角度的傾斜巷道中進行裝載。 5)造價低，運轉(zhuǎn)費用少。一種裝載機不可能同時滿足上述全部要求，有的要求是互相矛盾的，但要權衡輕重，盡可能滿足主要方面的要求，適當照顧其次要方面。裝載機的生產(chǎn)率是指單位時間內(nèi)裝載機裝載物料的重量，單位為kN/h，由下式計算：式中q——裝載機額定承載力，kN。 KH——鏟斗裝滿系數(shù)。松散土壤取1.1~1.3；砂石取 0.9~1.2；經(jīng)破碎塊度小于40mm的石灰石、碎石和 塊度小于50mm的礫石取1.0~1.2；經(jīng)破碎塊度小于 50mm的堅硬巖石取0.7~1.0。 Kp——物料松散系數(shù)，常取1.25。 T——一個作業(yè)循環(huán)的時間，s。6.4.4裝載機的生產(chǎn)率（6.9）一鏟斗式裝載機一、概述

鏟斗裝載機是礦山使用最普遍的一種裝載機，主要用于井下巖巷掘進工作面裝載巖石，故又叫裝巖機。它具有結(jié)構(gòu)緊湊、尺寸小、機動靈活、適應性強、工作可靠、操作簡單、能在彎曲巷道內(nèi)工作等優(yōu)點。鏟斗續(xù)載機的工作機構(gòu)是鏟斗。利用鏟斗鏟取巖石，然后提起鏟斗將巖石卸入礦車或其它運輸設備。卸載后再將鏟斗放下進行第二次鏟取。鏟裝工作和耙斗裝載機一體，是間斷式的，適宜裝載較大塊度而且堅硬的巖石。鏟斗裝載機的種類很多，煤礦中使用的鏟斗裝載機，按卸載方式可分為直接卸載式和間接卸載式(帶轉(zhuǎn)載機式)兩種。液壓挖斗裝巖機耙斗裝巖機直接卸載式鏟斗裝載機，按其卸載位置又可分為后卸式和側(cè)卸式兩種。后卸式鏟斗裝載機靠機器牽引力及慣注力將鏟斗鏟入巖堆，裝滿巖石后使鏟斗向后提起，將巖石卸入機器后面的礦車中，其行走方式目前多采用軌輪式。側(cè)卸式鏟斗裝載機的鏟斗保留一個側(cè)壁，鏟取巖石后，通過斗嘴的動作使鏟斗向機器的一側(cè)傾斜，將巖石卸入機器旁側(cè)的礦車或膠帶轉(zhuǎn)載機中。行走方式多采用履帶式，可實現(xiàn)無軌作業(yè)，是今后發(fā)展的方向。二、Z—20B型鏟斗裝載機的主要結(jié)構(gòu)原理

Z-20B型鏟斗裝載機是一種單斗徑型裝載機，它在軌道上工作，適用于水平或傾角小于8°的巖石巷道。適用的巷道最小斷面為：寬3m，高2.5m。主要用來鏟裝塊度在400mm以下的堅硬巖石和松散的巖石。塊度為100～150mm時裝載效果較好。Z-20B型鏟斗裝載機如圖12—10所示。主要由鏟斗及其提升機構(gòu)、鏟斗回轉(zhuǎn)機構(gòu)、機器的行走機構(gòu)和電氣部分等組成。 1、鏟斗及其提升機構(gòu)鏟斗提升機構(gòu)的傳動系統(tǒng)如圖12—12所示。電動機功率10.5kw，轉(zhuǎn)數(shù)680r/min經(jīng)兩級齒輪減速傳動卷筒纏繞提升鏈使鏟斗提升。電動機斷電時，鏟斗借助自重下落。提升鏈采用多層板式滾子鏈。 2、鏟斗自動回中機構(gòu)鏟斗自動回中機構(gòu)如圖12—13所示。它由圓筒l、搖桿2、連桿3和滾輪6等組成。

空心圓筒1中部表面開有對稱形狀的缺口，缺口形狀是兩條相反的螺旋面，缺口展開為一個三角形，其頂部槽口寬度剛可容納滾輪6，圓筒的軸用軸承安在回轉(zhuǎn)臺5上，通過搖桿2、連桿3與斗臂相連。固定在車盤上的一根短軸穿過回轉(zhuǎn)臺的弧形長孔，不妨礙回轉(zhuǎn)臺的搖動，軸端裝有一小滾輪6，它正好處于能接觸圓筒下側(cè)的缺口邊的位置。在鏟斗落到最低位置時，缺口最寬處正好在下側(cè)，故回轉(zhuǎn)臺可以向左側(cè)或右側(cè)擺動30°。隨著鏟斗的提升使圓筒按箭頭順時針方向轉(zhuǎn)動，缺口的較窄處逐漸轉(zhuǎn)到下側(cè)，由于圓筒缺口邊和滾輪6相互擠壓，產(chǎn)生滾輪對圓筒的推力P，也就迫使整個回轉(zhuǎn)臺繞回轉(zhuǎn)臺中心鈾8向中央位置擺動。當鏟斗提升到達卸載位置時，缺口的最窄處正好轉(zhuǎn)到下側(cè)，其寬度正好客納下滾輪，這時回轉(zhuǎn)臺正好把鏟斗帶回到對準礦車的位置。當鏟斗下落時，斗臂使圓筒按箭頭反向轉(zhuǎn)動，滾輪所在的缺口下側(cè)逐漸變寬。故又可用人工使回轉(zhuǎn)臺向左、右擺動。回轉(zhuǎn)臺與車盤之間安裝有無座圈推力滾珠軸承(圖中末表示，滾珠直徑19.05mm，共136個，故人工轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)臺不費大力。 3、行走機構(gòu) 行走機構(gòu)是一個獨立的部件，由一臺13kw單獨的電動機經(jīng)雙面三級減速器傳動車輪沿軌道前進和后退，其傳動系統(tǒng)如圖12-14所示。四個車輪均為主動輪，機器兩側(cè)還掛由配重鐵塊，目的是使機器粘著重力等于機器重力，以加大機器的牽引力，增大鏟斗鏟入巖堆的深度，提高生產(chǎn)率。機器的前進、后退，用按鈕操縱行走電動機的旋轉(zhuǎn)方向來實現(xiàn)。二

耙式裝載機一、概述

耙式裝載機簡稱耙裝機，我國從1963年開始在煤礦中推廣使用，目前巳普及各礦區(qū)。占裝載機使用的80％左右，已成為我國煤礦巷道掘進的主要裝巖設備。耙斗裝載機具有以下優(yōu)點：1)使用范圍廣，目前大量使用于30°以內(nèi)的斜井上下山和平巷，也可用于巷道的交叉處，既可用于10㎡左右的大斷面掘進裝載，也可用于4㎡左右的小斷面裝載。既能裝巖，又可裝煤或半煤巖；

2)裝巖效果好。耙斗鏟入巖堆主要靠耙斗的自重。因耙斗鏟入巖堆及耙運巖石都是沿巖堆表面層進行，所以裝載同量的巖石，巖石對耙斗的阻力小，且阻力變化亦較小，耗能少，裝巖效果好，適于快速掘進；

3）結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，易維護，成本低； 4）操作簡單方便，勞動量小。 耙斗裝載機的缺點是： 1)用于大于30°的斜巷時，裝巖效果迅速降低； 2)目前尚無自行機構(gòu)，依靠其它動力牽引移動，調(diào)動不夠靈活；3)鋼絲繩牽引，磨損嚴重，經(jīng)常需更換鋼絲繩。二、耙斗裝載機的組成與裝載方法國產(chǎn)煤礦耙斗裝載機的組成部分基本相同，它們的主要區(qū)別是牽引絞車的結(jié)構(gòu)型式不同。耙斗裝載機是用牽引絞車拖動一個耙斗來耙取巖石裝入礦車的機械。它的主要組成部分如圖12—1所示。

圖12-1耙斗裝載機 1--耙斗；2--簸箕口；3--連接槽；4--中間槽；5--卸載槽；6--緩沖器返；7--升降裝置；8--臺車；9--絞車；10--卡軌器；11--尾輪；12--工作鋼絲繩；13--返回鋼絲繩

耙斗裝載機主要由耙斗、絞車、臺車和機槽等組成．在耙斗1的前端連接有一工作鋼絲繩12，后端連接有一返回鋼絲繩13。這兩根鋼絲繩各繞過一些導向滑輪后分別固定到絞車9的工作卷筒和回程卷筒上。絞車9安裝在臺車8上。臺車是耙裝機的機架，裝有車輪，移動耙裝機時，用人力推動或用絞車牽引，工作時利用卡軌器10將臺車固定在軌道上。在臺車9的頂上裝有機槽，由簸箕口2、連接槽3、中間槽4和卸載槽5組成，中間槽與水平成25～30°的傾角。耙斗工作時，工作卷筒纏繩，回程卷簡放繩，耙斗從工作面耙取巖碴，沿溜槽的簸箕口、連接槽和中間槽運到卸載槽，巖碴靠自重從卸載槽底板上的卸料口落入停在卸載槽下面的礦車中。然后回程卷筒纏繩，工作卷筒放繩，使耙斗返回工作面，再進行第二次裝載。如此循環(huán)往復，直至裝滿一個礦車。卸料口比耙斗窄，所以巖碴可以卸出，耙斗卻不會從卸料口落下。

圖12-2耙斗裝載機滑輪組與鋼絲繩布置圖1--尾輪；2--返回鋼絲繩；3--上夾輪；4--下夾輪；5--托輪；6--耙斗；7--工作鋼絲繩；8--回程卷筒；9--工作卷筒 顛箕口為進料口，由升降裝置7調(diào)高和放下，其兩側(cè)的擋板引導耙斗進入機槽，又可擋住巖碴使其不能向兩側(cè)散出。擋板用銷子與簸箕口聯(lián)接，以便拆裝。簸箕口與連接糟用鉤環(huán)連接，以便簸箕口靠自重貼著底板。連接槽、中間糟和卸載槽用螺釘連接，以保證機槽的剛度。 滑輪組安裝在卸載槽的尾部，鋼絲繩從卷筒引出后，繞過滑輪組，再分別與耙斗的前端和后端連接，以便往返牽引耙斗。P-30B型耙斗裝載機的滑輪組與鋼絲繩布置如圖12-2所示。緩沖器即緩沖彈簧，耙斗卸載時可能與它碰撞而起緩沖作用。耙斗與機槽之間的間隙，每邊一般不超過50mm，以防巖碴卡入。

尾輪是通過固定在工作面炮眼內(nèi)的固定楔進行懸掛的。懸掛位置應比巖碴堆高0.8～1.0m,并離開巷道兩幫0.5～0.7m，使耙斗耙裝比較方便。固定楔應根據(jù)巖層性質(zhì)選用：在堅硬巖層中使用的固定楔如圖12-3a所示，它由楔體、緊楔和掛環(huán)組成。楔體和緊楔都有斜面，能夠自鎖；在軟巖層中使用的固定楔如圖12-3b所示，它由楔體、鋼絲繩和鋼套組成。鋼絲繩繩尾穿在鋼套內(nèi)，并用鉛封熔在一起，鋼套內(nèi)孔有錐度，以便固定牢固。鋼套外圈也有錐度，起楔緊作用。這樣便可以由孔底較堅固的巖體將尾輪固定住。

圖12-3固定楔1--楔體；2--緊楔；3--掛環(huán)；4--鋼套；5--鋼絲繩三、耙斗耙斗是耙斗裝載機的裝載機構(gòu)。國產(chǎn)耙斗多采用如圖12—7所示的結(jié)構(gòu)型式。它由拉板2、側(cè)板3、尼幫4和筋板5焊接成整體，組成馬蹄形半箱形結(jié)構(gòu)。兩塊耙齒6各用六個鉚釘固定在尾幫下，耙齒以平齒為好，它不會夾住巖碴而防礙耙裝，耙齒用耐磨的高錳鋼ZGMnl3鑄造，磨損后可堆焊硬質(zhì)臺金修補或拆換。耙齒內(nèi)側(cè)面與水平面夾角稱為耙角。圖中的耙角為55°，耙斗合理的耙角一般根據(jù)巷道的傾角來選取，見表12-3。 耙斗體的形狀有耙式和箱式兩種，如圖12—8所示。 圖12—8a為耙式耙斗,其特點是側(cè)板小，適于耙裝塊度大而堅硬的巖石。圖12-8b為箱式耙斗，其特點是側(cè)板的高度較大，適于耙裝松散和塊度小的軟巖。四、耙斗裝載機的基本參數(shù)1、生產(chǎn)率耙斗裝載機的生產(chǎn)能力與耙運距離、耙斗工作與返回行程的速度、耙斗改變行程歷所需時間、耙斗裝滿巖碴程度和巖石松散容重等因素有關。1)耙斗往返耙運一次巖石所需的循環(huán)時間

----耙斗運行距離，m； ----耙斗工作行程速度，m/s； ----耙斗返回行程速度，m/s；----耙斗在兩次改變行程時的間隙。 2)每小時裝載次數(shù)次/h

3）耙斗裝載機的小時生產(chǎn)率Q

，t/h 式中----耙斗容積，m; ----耙斗裝滿系數(shù)；----巖石的松散容重；2、耙斗的容積從上式可以看出，耙斗裝載機的生產(chǎn)能力，不僅與每小時的耙裝次數(shù)i有關，而且與耙斗的容積V有關。如果設計A或選擇的耙斗客積過大，生產(chǎn)率過高，則增加了制造成本。反之，耙斗容積過小，則不能完成裝運任務。因此可以根據(jù)裝載量的任務大小，反過來計算耙斗所需的客積。 根據(jù)計算結(jié)果，取稍大的標準耙斗容積。耙斗的容積，除與幾何尺寸有關外，還和耙斗的結(jié)構(gòu)型式、耙角等因素有關。目前只能按經(jīng)驗公式確定。 對耙式耙斗：

式中----耙斗高度，m； ----耙斗寬度，m；----巖石的自然安息角；----耙斗的耙角。對箱式耙斗：

式中----耙斗的長度。所選或設計的耙斗容積，應大于為了滿足裝載任務要求而計算出來所需的耙斗容積。3、耙斗運行時所需的牽引力1)牽引阻力耙斗做往復耙裝運動時，所需的牽引力，必如克服耙斗在運動中的的牽引阻力。牽引阻力有：(1)耙斗內(nèi)巖石移動的阻力(2)耙斗本身的移動阻力

(3)耙斗耙取巖石時的阻力(4)鋼絲繩在底板上的摩擦阻力(5)鋼絲繩繞過導向滑輪時的運動阻力上面幾項工作阻刀，可分別按下列公式計算。 ----耙斗內(nèi)巖石的重力， ----巖石對巷道底板的摩擦系數(shù)----巷道傾角

式中----耙斗的自重，；----耙斗與巷道底板的摩擦系數(shù)。以上兩公式中耙斗向上耙裝時取“