装载机论文

轮式装载机的设计及运动仿真

摘要

装载机是工程机械的重要机种之一，在工程建设和土木建设中有着广泛应用，其工作装置设计为装载机设计中的重中之重，在装载机的整机性能中起决定性的作用。传统的分析方法和设计方法已经无法适应现今装载机的快速发展和行业间的激烈竞争，装载机及设备已是集机、电、液一体化；信息、激光等高新技术以及审美艺术于一身的现代机电产品，并且正在向着远距离控制、自动化和智能化等方向发展。

正基于此，本课题运用CAD三维软件（Pro/E）对装载机进行设计和研究。主要的工作如下：

1、在三维软件Pro/E中对装载机各个部件进行建模

2、在Pro/E中将建模好的部件装配成一个完整的装载机模型；

3、对装载机的工作装置进行运动仿真；

4、对装载机工作装置运用ANSYS软件进行有限元分析，对设计好的工作装置进行动态分析检查有无干涉，分析零件在计算载荷作用下的变形及应力分布，结合设计结果以判断零件设计是否合理。

Abstact

Losder is one of the most important types of the construction machinery and is also been widely applied in engineerning construction and civil construction. The design of losder’s working device is the most important part in the design of a loader and plays a critical role in the function of the shovel loader. However, traditional analysis and design method fail to keep in pace with the rapid development of current loader as well as the fierce competition of the field. Loader and its equipment are modem machinery which combines machinery, electronics and laser as well as aesthetic art. The design theory and method of the engineering machine is on its way to remote control, automation and intelligentization.

Basing on this, this subject use the three-dimensional software of CAD(Pro/E) to design and research on the loader. Main tasks are as follows:

1. The modeling of the various parts of loader are structured.

2. Assembled in the three-dimensional of Pro/E.

3. The motion simulation of the loader working device.

4. The loader working device will be analysis by ANSYS in the dynamic. Analyze dynamically the completed working device to check for the interference. And analyze ANSYS finite element structure respectively according to different situations. Find out the deformation and stress distribution of the components with load and then judge whether the components are suitable on basis of the design

引言

随着现代社会的不断发展，作为现代化基础建设主要工具和手段的工程机械扮演着重要的角色。工程机械设备是集机、电、液一体化和信息、激光等高新技术以及审美艺术于一身的现代机电产品，并且正在向着自动化、远距离控制和智能化等方向发展。装载机作为现代工程机械很重要的一种设备也是如此。装载机主要用于铲装土壤、沙石、煤炭、石灰等散状物料，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以进行推土、起重、、破碎等作业。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，因此广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建筑工程。

在我国，装载机经历了50～60年的发展后，到20世纪90年代中末期国外轮式装载机技术已达到相当高的水平。基于液压技术、微电子技术和信息技术的各种智能系统已广泛应用于装载机的设计、计算操作控制、检测监控、生产经营和维修服务等各个方面，使国外轮式转载机在原来的基础上更加“精致”，其自动化程度也得以提高，从而进一步提高了生产效率，改善了司机的作业环境，提高了作业舒适性，降低了噪声、振动和排污量，保护了自然环境，最大限度地简化维修、降低作业成本，使其性能、安全性、可靠性、使用寿命和操作性能都达到了很高的水平。

概述

1.1. 轮式装载机结构及工作要求

本文所设计的装载机工作机构如图1所示，具体参数如表所示。该机构采用了徐州工程机械有限公司具有特色的铰接式总体设计，其独特的优点是：铰接转向；四轮驱动：整机重心及前后桥荷分配、设计合理；具有杰出的牵引性能和装载挖掘稳定性；铲装及挖掘力大、转弯半径小；机动灵活，便于在狭窄场地作业；空载高速行驶稳定，厂地转移省时高效。

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均采用液压操纵。在装载机作业时，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。

1.2 装载机工作机构设计方案

工作装置由回转体、动臂、斗杆和挖斗组成。动臂为“圆筒+侧板”的H型焊接结构，双向侧板采用曲线优化设计以确保其强度达到预定设计要求，这使装载机整车稳定性能得到大幅度提高。斗杆为封闭式圆管焊接结构，采用了等强度设计，受力合理，在破碎岩石和深度挖掘时，比其他形式的挖掘装置具有更强的稳定性。举升机构采用双侧液压同时驱动形式，保证装载机在实际工作中，动臂可以同时用力，防止动臂因受力不均匀而产生扭曲破坏，或因此产生整车车身侧翻现象的发生。支撑机构采用三角形支架形式，选用高强度优质角钢和槽钢焊接而成，使整个装载机支撑机构坚固耐用，确保举升机构连接可靠、工作平稳，同时为其他机构创建比较好的安装连接平台。

液压系统采用定量齿轮泵进行供油，共分为装载、转向、挖掘、先导四套液压

系统。这些系统主要实现挖掘工作装置作业、装载工作装置作业、车辆转向及液压先导比例操纵等动作。工作装置液压系统采用举升限位装置和下放自动定位装置，避免了机械限位时液压缸行程终了产生的高压和冲击装设的蓄能器可以吸收冲击载荷，并对整机的纵向摇摆起阻尼作用，应用比较广泛的电气控制方式对作业液压系统先导控制回路进行开关控制；并设计有符合人体生理特点的操纵手柄，操纵力小、劳动强度低、控制比例性能好、定位准确，可进行挖

掘装置复合运动，作业效率高。

研究的目的

由于社会发展的需求，装载机已经为人们所熟知以及普遍的使用。装载机以及设备已经是集机、电、液一体化；信息、激光等高新技术以及审美艺术于一身的现代机电产品，并且正在向着远距离控制、自动化和智能化等方向发展。我国装载机的发展历史已有50多年，现代工程机械产品也已发展到较高的技术水平，其中凝结着现代设计技术、方法和理论的创新。目前中国虽然已经成为装载机需求量和生产量的大国，但绝对称不上是强国。设计水平是竞争能力与产品质量的决定因素之一，没有先进的设计理论、方法、手段，就难以设计和生产出具有较高技术水平的、功能完善的创新产品。因此，开展装载机现代设计方法学的研究，对推广现代设计理论与方法，提高我国装载机的设计水平与产品质量，都具有十分重要的理论与现实意义。

装载机的主要工作装置为通用铲斗作业装置，它是装载机的重要组成部分，是用来实现铲掘、装载物料并带液压缸的一个较为复杂的平面连杆机构，它的性能的好坏直接影响着装载机的工作效率和经济性。

装载机的设计

轮式装载机的总体设计

3.1.1 轮式装载机的基本组成

轮式装载机根据使用场合不同可分为两类，即在露天装载作业时使用的前端轮式装载机和主要用于地下矿物开采的井下铲运机。

国产ZL系列前端式轮式装载机的底盘采用的是由柴油机驱动的液力机械传动系统，铰接转向，气顶油式的盘式制动。工作装置系统多采用反转六连杆式，采用液压操纵。

3.1.2 轮式装载机总体参数的确定

轮式装载机的总体参数，是指它的主要性能参数和基本尺寸参数。性能参数包括装载机自重力，额定载重量，铲斗容量，发动机功率，最大插入力，掘起力，最大卸载高度和卸载距离等。基本尺寸参数包括轴距，轮距，轮胎尺寸，外形尺

寸等。

(1)装载机自重力

装载机的自重力通常指由装载机本身的制造装配质量以及发动机的冷却水、燃料油、润滑油、液压系统油、随车必备工具、驾驶员体重等因素引起的重力。

装载机靠行走将铲斗插入料堆，铲斗插入料堆的能力取决于装载机的牵引力，牵引力F d 受装载机附着力的限制，故装载机的自重力应能使其驱动系统产生

足够的附着力，以满足铲斗插入料堆的需求。在插入料堆时，牵引力主要用来克服插入阻力和运行阻力，即

μ≥g m F F s in d + （3-1）

式中F d -装载机行走牵引力，N ；

F in -铲斗插入阻力，N ；

m s -装载机整机质量，kg ；

μ-滚动阻力系数。

φ≤s d m F

（3-2）

式中φ为附着系数

装载机牵引力受地面附着条件限制，所以牵引力的最大值应不大于附着力，由于装载机多为四轮驱动，从而将式(2-1)代入(2-2)式中，可求得装载机自重力为

μ

-φ≥in g s F m G =

（3-3） 其中，由参考文献得：μ=0.10，φ=0.50.通过计算得出in F =17598N

综上可得：N G s 43995≥，此处取N G s 167000=。

（2）装载机额定载重量

装载机额定载重量是在保证装载机必要的稳定性能的前提下，它的最大载重能力。

在本次设计中，对于ZL50轮式装载机，它的额定载重量kg m r 5000=

(3)装载机铲斗容量

装载机铲斗容量分两种：一种称为额定容量，是指铲斗四周均以1/2坡度堆积物料时，由物料坡面与铲斗内廓所形成的容积；另一种称为平装容量，指铲斗的平装容积。通常所说的铲斗容量是指其额定容量。

平装容量与额定容量有如下关系,即

2

.1r s V V =

（3-4）

额定容量与额定载重量有如下关系，即

ρ

r r m V = （3-5）

式中ρ-装载物料密度，取ρ=1666 kg/m 3

计算的：r V =3 m 3

(4)发动机功率

根据设计要求，我选用发动机型号为6135k-9a ，额定转速为2200r/min ，额定功率为210Hp 。

(5)最大插入力

最大插入力是装载机插入料堆时在铲斗斗刃上产生的作用力，其值取决于牵引力，牵引力越大，插入力也越大。在平地匀速运动下不考虑空气阻力时，插入力大小等于牵引力减去滚动阻力。

μ-γF max max s in

i G V P = （3-6）

式中max F i -最大插入力，N ；

m ax P -发动机最大有效功率，W ；

in V -插入速度，m/s ；

γ-传动系统效率；

s G -装载机自重力，N ；

μ-滚动阻力系数。

计算得：max F i =14200N

装载机的最大插入阻力受附着力限制，所以要保证

)μ-φ(≤F m ax s i G

(3-7)

即，66800N ≤F m ax i

对于铲装时停止运动，用推压油缸使铲斗插入料堆的装载机，插入力取决于推压油缸的推力，但最大不超过装载机与地面的静摩擦力。

铲斗插入料堆时，单位长度斗刃上所产生的最大作用力，叫做单位斗刃插入力，也称比切力。比切力是表示装载机铲斗插入料堆能力的指标，比切力越大，铲斗插入料堆的能力越强。

(6)掘起力

装载机掘起力是指在下述条件下，铲斗绕着某一规定铰接点回转时，作用在铲斗切削刃后面100mm 处的最大垂直向上的力(对于非直线型斗刃的铲斗，指其斗刃最前面一点后100mm 处的位置)。

1、装载机停在坚实的水平地面上；

2、装载机具有标准的使用质量；

3、铲斗斗刃底部平行于地面，且与地平面距离的上下误差不超过25mm 。 装载机掘起力标志着装载机铲斗绕规定点回转时动臂举升或铲斗翻转的能力。如果在举升或转斗过程中，引起装载机后轮离开地面，则垂直作用在铲斗上使装载机后轮离开地面的力就是装载机的掘起力。

掘起力是由转斗或动臂油缸提供的，根据装载机的稳定性计算，初步计算时，根据额定载重量按下式近似确定。

g m r z )3.2~8.1(≤F

（3-8）

计算得：F z ≤88200N~112700N

转斗或提升动臂时，单位长度斗刃上产生的最大掘起力叫做单位斗刃掘起力

第4章 轮式装载机工作装置的设计

4.1 轮式装载机的工作装置设计要求

装载机工作装置主要由铲斗和支持铲斗进行装在作业的连杆系统组成，依靠这套装置装载机可以对汽车，火车进行散料装载作业，也可以对散料进行短途运输作业，还可以进行平地修路等作业。把铲斗更换成专门的装置，还可以进行其他装载作业。

装载机工作装置的结构和性能直接影响整机的工作尺寸和参数，因此，工作装置的合理性直接影响装载机的生产效率、工作负荷、动力与运动特性，不同工况下的作业效果、工作循环时间、外形尺寸和发动机功率等。轮式装载机工作装置有多种形式，根据杆数和运动特征可分为正转四杆、正转五杆、正转六杆、反转六杆、正转八杆等。

本次设计研究的是反转六连杆机构，这种机构形式简单、尺寸紧凑。当铲斗铲掘物料时由于是反转机构，转斗油缸大腔进油工作，可以获得较大的铲掘力。也就是说，铲起同样重量的物料，转斗油缸的尺寸可以设计得较小。而且转斗油缸后置，使司机有较好的视野。反转六连杆机构尤其多用于中小型装载机工作装置,我国生产的ZL 系列轮式装载机工作装置多采用这种形式。

轮式装载机的工作装置由铲斗、连杆（或托架）、摇臂、动臂、转斗油缸、动臂

油缸组成。这个机构实质是两个四杆机构。

2.1 轮式装载机的总体结构与特点

轮式装载机是由动力装置、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。

轮式装载机的动力是柴油机发动机，大多数采用液力变矩器，动力换档变速箱的液力机械传动形式（小型装载机有的采用液压传动或机械传动），液压操纵、铰接式车体转向、双桥驱动、宽基低压轮胎，工作装置多采用反转连杆机构。

2.2 轮式装载机的工作原理

轮式装载机是以柴油发动机为动力源，以轮胎行走机构产生推力(或牵引力)，由工作装置来完成土石方工程的铲挖、装载、卸载及运输作业的一种工程施工机械。以常用的轮式装载机为例，其工作过程是发动机的动力经变矩器传给传给变速器，再由变速箱经过前后传动轴分别传给前后桥以驱动车轮转动，使装载机工作装置接近并插入料堆。工作装置动臂的一端铰接在车架上，一端铰接着铲斗，利用转斗油缸通过摇臂和连杆可使铲斗翻转，利用动臂油缸可使动臂绕上铰接点旋转，以举升、放下铲斗，完成装载作业。

2.3 轮式装载机工作装置及液压系统

轮式装载机工作装置如图2-2 所示。它是由铲斗、动臂、摇臂、连杆、转斗油缸和动臂油缸组成。

1-转斗油缸；2-摇臂；3-动臂；4-铲斗；5-斗齿；6-动臂油缸

图2-1 轮式装载机的工作装置

工作装置液压系统原理见图2-3 所示。

1-转斗油缸；2-动臂油缸；3-转斗油缸腔；4-转斗油缸腔；

5-分配阀；6-工作液压泵；7-测压点

图2-2 工作装置液压图

4.2 铲斗的结构和尺寸设计

4.2.1铲斗的分类

铲斗按卸载方式一般可以分为整体前卸式、侧卸式、推卸式和底卸式等几种。

（1）整体前卸式铲斗

图2-1所示的就是整体前卸式。它的突出优点就是结构简单，工作可靠，有效装载容积大，但需要较大的卸载角才能将物料卸净。

（2）侧卸式铲斗

侧卸式铲斗如整体式一样，可以往机器前方卸料。但如果需要往机器一侧卸料时，可以拔去一个侧销，通过转斗油缸动作来卸料。这种铲斗因为没有侧板，插入阻力小，装载效率高，特别是在装载机用于填沟或在狭窄场地往侧旁的运输设备进行装载作业时，其优点就更加显著了。

（3）推卸式铲斗

推卸式铲斗可以用来弥补整体式铲斗卸载高度的不足，在装载机其他尺寸参数相同的时候，能够显著地提高卸载高度和增加卸载距离。同整体前卸式铲斗相比，推卸式铲斗的结构复杂一些，且需另用动力推卸。

图4-1 整体前卸式铲斗卸载工况

1-举升油缸；2-铲斗；3-转斗油缸；4-动臂

（4）底卸式铲斗

底卸式铲斗是用动力打开斗底卸载，同推卸式铲斗一样可以提高卸载高度，但结构也比较复杂。

综上所得，根据本次设计任务的要求，装载机工作装置要求结构简单，并且考虑到产品成本与经济实用性。因此，我采用了整体前卸式铲斗。

4.2.2 铲斗的设计

（1）铲斗的断面形状

铲斗的断面形状由铲斗圆弧半径r、底壁长l、后壁高h和张开角γ四个参数确定，如图4-3所示。

图4-2 铲斗断面基本参数

圆弧半径r 越大，物料进入铲斗的流动性越好，有利于减少物料进入斗内的阻力，卸料时干净而且快捷。但r 过大，斗的开口较大时，不易转满，而且铲斗外形较高，将影响驾驶员观察铲斗斗刃的工作情况。

后壁h是指铲斗上缘至圆弧与后壁切点间的距离。

底壁长l是指斗底壁的直线段长度。l长则铲斗铲入料堆深度大，斗易装满．但掘起力将由于力臂的增加而减小，插入的阻力也将随铲斗铲入料堆的深度而急剧增加。l长亦会减小卸载高度。l短则掘起力大，且由于卸料时铲斗刃口降落的高度小，还可减小动臂举升高度，缩短作业时问，但这会减小斗容，可选择大些。

铲斗张开角γ为铲斗后壁与底壁间的夹角，一般取45～52°适当减小张开角并使斗底壁对地面有一定斜度，可减小插入料堆时的阻力，提高铲斗的装满程度。

铲斗的宽度应大于装载机两前轮外侧间的宽度，每侧要宽出50～l00mm。如铲斗宽度小于两轮外侧间的宽度，则铲斗铲取物料后所形成的料堆阶梯会损伤轮胎侧壁，并增加行驶时轮胎的阻力。

（2）铲斗的基本参数的确定

设计时，把铲斗的回转半径R(即铲斗与动臂铰接点至切削刃之间的距离)作为基本参数，铲斗的其他参数则作为R的函数。

R是铲斗的回转半径(见图4-4)，它的大小不仅直接影响铲斗底壁的长度，而且还直接影响转斗时掘起力及斗容的大小，所以它是一个与整机总体有关的参数。

铲斗的回转半径尺寸可按下式计算。

2.4 轮式装载机的传动系统

轮式装载机传动系统如图2-4 所示。它是由变矩器、变速箱、传动轴、前后驱动桥、桥边减速器等组成。

变矩器采用双涡轮液力机械式，变速箱采用行星式液压换挡。变速箱由箱体、行星齿轮式变速机构、液压动力换器及轮胎轮辋等组成。

主传动器是一级螺旋锥齿轮减速器，主要挡系统等。

轮式装载机的驱动桥分为前桥和后桥，前桥的主动螺旋锥齿轮为左旋，后桥则为右旋。它是由壳体、主传动器、半轴、轮边减速用来增大传动系的扭矩与降

低传动系的转速，并改变传递运动的方向。

差速器是由两个锥形直齿半轴齿轮、十字轴及四个锥形直齿行星齿轮。左右差速器壳组成的行星齿轮传动副，它对左右车轮的不同转速起差速作用，并将主传动器的扭矩和运动传给半轴。

左右半轴为全浮式，它将主传动器通过差速器传来的扭矩和运动传给轮边减速器。

轮边减速器为一行星齿轮传动机构，内齿圈固定在轮边支承轴上，行星轮架与轮辋固定在一起传动，其运动是通过半轴、太阳轮而得到的。轮边减速器的任务是进一步增大传动系的扭矩和降低转速。

2.5变矩器故障检修

变速器的液力变矩器的外壳是采用焊接式的整体结构，不可分解。液力变矩器内部，除了导轮的单向超越离合器和锁止离合器压盘之外，没有互相接触的零件在使用中基本上不会出现故障。

（1）检查液力变矩器外部有无损坏和裂纹，轴套外径有无磨损，驱动油泵的轴套缺口有无损伤。如有异常，就应更换液力变矩器。轴套偏摆量的检查（2）将液力变矩器安装在发动机飞轮上，用千分表检查变矩器轴套的偏摆量（如图1.2所示）。如果在飞轮转动一周的过程中，千分表指针偏摆大于0.03mm，应采用转换角度重新安装的方法予以校正，并在校正后的位置上作一记号，以保证安装正确。若无法校正，应更换液力变矩器。

（3）检查导轮单向超越离合器：将单向超越离合器内座圈驱动杆（专用工具）插入变矩器中；将单向离合器外座圈固定器（专用工具）插入变矩器中，并卡在轴套上的油泵驱动缺口内。转动驱动杆，检查单向超越离合器工作是否正常。在逆时针方向上，单向超越离合器应锁止，顺时针方向上应能自由转动。如有异常，说明单向超越离合器损坏，应更换液力变矩器。

液力变矩器常见的故障主要有：油温过高、供油压力过低、漏油、机器行驶速度过低或行驶无力，以及工作时内部发出异常响声等5种。

2.6万向传动装置结构

由万向节，万向节叉，传动轴等组成主要是连接变速器和驱动桥，方向盘和转向器。

万向传动装置故障检修

万向传动装置在使用中常见的故障是发响和摆振。造成这些故障的原因很多,如零件的磨损、材料质量和加工缺陷等,但在很大程度上是因零件检修不细和装配调整不当而导致故障的发生。

（1）装配不当,导致万向传动装置发响。在金杯汽车上采用的是十字轴式万向节,它是一种不等速万向节,在装配时,必须使一根传动轴两端的万向节叉位于同一平面上,方能保证动力传递的等速要求。若违反了这一原则,将使动力传递不等速,引起发响的故障。若出现此类故障,应重新装配。

（2）使用一段时间后,万向传动装置出现噪声。万向传动装置使用一段以后,由于十字轴颈与轴承之间,花键轴与花键套之间有相对运动,因此,这些零件在使用一段时间后将会磨损,配合间隙增大,而在运动中发出响声。出现此类故障后应检查十字轴与轴承,花键与花键套之间的配合间隙,如间隙过大则应更换花键套和更换十字轴。

（3）传动轴的振动。在万向传动装置中,传动轴细而长,在修理和维护过程中,很容易失去平衡,产生振动,导致装置中零件磨损加剧,工作发响。同时传动轴在本身重力作用下,其中间将产生微量弯曲,当传动轴旋转时,由于质量偏移,将产生离心惯性力,这个离心力又引起传动轴进一步弯曲,产生附加挠度。由于重力的方向、大小是不变的,而离心力的大小、方向都是可变的,故传动轴弯曲的力也周期性地变化。从而传动轴的挠度也随时变化,即传动轴旋转时,伴随有弯曲振动。

传动轴振动的原因有箱上的平衡块丢失;轴跳动过大;传动轴叉或万向节磨损或损坏;焊管两端焊缝开裂;传动轴弯曲或凹陷。

2.7 转向系统

转向系统结构

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4.1为全液压转向系统结构图。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，

1.转向缸

2.流量放大阀LF-32

3.全液压转向器

4.转向柱

5.套管

6.方向盘

7.减压阀

8.转向泵

9.液压油散热器

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。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。

工作装置连杆系统设计

工作装置连杆机构的类型

综合国内外轮式装载机的工作装置形式，主要有7 种类型的连杆机构。按工作机构的构件数不同，可分为三杆，四杆，五杆，六杆和八杆连杆机构。按输入

杆和输出杆的转向是否相同又分为正转和反转连杆机构。

(1)正转八杆机构

正转八杆机构如图4-5,此机构在转斗油缸大腔进油时转斗铲取，所以掘起力较大；各构件尺寸配置合理时，铲斗具有较好的举升平动性能；连杆系统传动比较大，铲斗能获得较大的卸载角和卸载速度，因此卸载干净，速度快；正转八杆机构的主要缺点是机构复杂，不易实现铲斗自动放平。

图4-3 正转八杆机构

（2）转斗油缸前置式正转六杆机构

转斗油缸前置式正转六杆机构见图4-6。其优点是转斗缸直接与摇臂相连接，该工作机构由两个平行四杆机构组成，铲斗平移性较好。结构简单，司机视野较好。缺点是转斗时油缸小腔进油，铲掘力相对较小；连杆机构传力比小，使得转斗缸活塞行程较大，转斗缸加长；由于转斗缸前置，使得工作装置的整体重心外移，增大了工作装置的前悬量，影响整机的稳定性和行驶时的平稳性；铲斗不易实现自动放平。

图4-4 转斗油缸前置式正转六杆机构

（3）转斗油缸后置式正转六杆机构

转斗油缸后置式正转六杆机构见图4-7。此种机构与转斗缸前置式相比，机构前悬较小，传动比较大，活塞行程较短；有可能将动臂、转斗缸、摇臂和连杆机构的中心线设计在同一平面内，从而简化了结构，改善了动臂和铰销的受力状态。缺点是：转斗缸与车架的铰接点位置较高，影响了司机的视野；转斗时油缸小腔进油，掘起力相对较小。

5.制动系统

5.1制动系统结构

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动系统，柳工第二代产品ZL50C的制动系统为这种系统的典型代表。图5.1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、徐工装的ZL50E型机都采用了这样的制动系统。稍有不同的是成工与徐工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，实践证明无必要，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，柳工及徐工装的均为单踏板。另外徐工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5.1所示，目前还有部位产品的制动系统为

双管路行车制动。

6.1.车架

ZL50C采用的是铰接式车架结构具有转向角小，转向灵活方便等优点。起到

承载整车装备质量，连接各部分等功用。

6.1.1车架故障检修

车架主要是检查是否有裂纹，弯曲变形，铰接车架还要观察其铰接处是否出现磨损，断裂等显现，

（1）该车架由数十块大小不等的钢板焊接而成，焊接质量对其使用寿命至关重要，残余应力。焊缝夹渣、气孔和材质等问题不可忽视，因此制造单位对焊缝要逐条目测’，必要时用20倍放大镜或其他仪器检查。

（2）一旦观察到车架出现裂纹，不要盲目补焊加固，要到厂家咨询，以便及时查明原因，减少损失。

（3）装载机作业条件复杂，车架在工作中受冲击载荷，在设计中应特别重视局部尖角区和局部厚度突变区的应力改变，避免强烈的应力集中，应当增加板材的弯曲半径，增大倒角半径，采用倾斜或曲折焊接

（4）铰接处出现过度磨损更换。

6.2轮胎

6.2.1轮胎的检修、管理

1)要不间断地检查有无损伤等：有无帘布的外伤或是橡胶裂缝；有无帘布磨破及拖曳；有无剥落；有无轮胎边损伤。

2)要清除沾附的润滑油之类的易老化异物。

3)气压：轮胎气压要恰当；检查气压后，要确认气门是否漏气；气门要盖上气门盖。

4)磨损：检查轮胎槽深是否达标；检查轮胎面是否有不均匀磨损、阶梯式磨损，其他异常磨损或是帘布外露；双轮时，检查轮胎间是否有不同磨损(磨损差)；防滑钉轮胎时，检查防滑钉是否有明显的脱落、折断。