土方施工机械之装载机

装载机

一、装载机的用途、分类与编号

装载机是一种用途十分广泛的工程机械，它可以用来铲装、搬运、卸载、平整散状物料，也可以对岩石、硬土等进行轻度的铲掘工作，如果换装相应的工作装置，还可以进行推土、起重、装卸木料及钢管等。因此，它被广泛应用于建筑、公路、铁路、国防等工程中，对加快工程建设速度、减轻劳动强度、提高工程质量、降低工程成本具有重要作用。

常用单斗装载机的分类、特点及适用围如表2-2-1所示。

单斗装载机的分类、特点及适用围表2-2-1

单斗装载机的分类、特点及适用围续表2-2-1

国产装载机的型号用字母Z表示，第二个字母L代表轮胎式装载机，无L代表履带式装

载机，Z或L后面的数字代表额定载重量。例：ZL50型装载机，表示额定载重量为5t的轮胎式装载机。

二、装载机的构造与工作原理

装载机一般由车架、动力装置、工作装置、传动系统、行走系统、转向制动系统、液压系统和操纵系统组成，图2-2-1所示为轮胎式装载机的总体构造示意图。

图2-2-1 轮胎式装载机总体构造

1-发动机；2-液力变矩器；3-驾驶室；4-操纵系统；5-动臂油缸；6-转斗油缸；7-动臂；8-摇臂；9-连杆；10-铲斗；11-前驱动桥；12-传动轴；13-转向油缸；14-变速箱；15-后驱动桥；16-车架发动机1的动力经液力变矩器2传给变速箱14，再由变速箱把动力经传动轴12传到前、后驱动桥11和15以驱动车轮转动。发动机动力还经分动箱驱动液压泵工作，为液压系统提供动力。工作装置（图2-2-2所示）由动臂5、铲斗1、连杆2、摇臂3、动臂油缸4和转斗油缸6组成。动臂一端铰接在车架上，另一端安装有铲斗1，动臂的升降由动臂油缸4的伸缩带动，铲斗的翻转则由转斗油缸6的伸缩通过连杆机构来实现。装载机铲装物料就是通过操纵系统、液压系统使动臂、转斗油缸按一定顺序和程度伸缩来实现的，当然，装载物料的过程中少不了整机的进、退动作。

图2-2-2 轮胎式装载机工作装置

1-铲斗；2-连杆；3-摇臂；4-动臂油缸；5-动臂；6-转斗油缸

铰接转向的装载机（图2-2-1）的车架由前、后两车架组成（如图1-4-12所示），中间用铰销连接。转向时，通过转动方向盘使转向液压系统的转向油缸13伸缩，前、后车架便绕铰销作相对转动，以实现转向。

在每个车轮上都装有制动器，驾驶员踩下制动踏板，通过制动系统使制动器产生制动作用，可降低行驶速度或停车。

装载机液压系统包括工作装置液压控制系统和液压转向系统两部分。下面以ZL50装载机的液压系统为例进行分析。

ZL50装载机工作装置液压控制系统如图2-2-3所示。发动机驱动液压泵1，液压泵输出的高压油通向换向阀4控制转斗油缸7和换向阀5控制动臂油缸6。图示位置为两阀都处在中位，压力油通过两换向阀后直接流回油箱。

换向阀4为三位六通阀，它可控制铲斗后倾、固定和前倾三个动作。换向阀5为四位六通阀，它控制动臂上升、固定、下降和浮动四个动作。动臂

的浮动位置是装载机在作业时，由工作装置的自重支于地面，铲料时随着地形的高低而浮动。这两个换向阀之间采用顺序回路组合，即两个阀只能单独动作而不能同时动作，保证液压缸推力大，以利于铲掘。

安全阀2的作用是限制系统工作压力，当系统压力超过额定值时安全阀打开，高压油流回油箱，以免损坏其他液压元件。两个双作用溢流阀3并联在转斗油缸的油路中。它们的作用是用于补偿由于工作装置不是平行四边形结构，而在运动中产生的不协调。

ZL50装载机转向系统如图2-2-4所示。该转向系统采用流量放大系统，油路由先导油路与主油路组成。所谓流量放大，是指通过全液压转向器和流量放大阀，可保证先导油路的流量变化与主油路中进入转向油缸的流量变化具有一定的比例关系，达到低压小流量控制高压大流量的目的。方向盘不转动时，转向器7两出口关闭，流量放大阀2的主阀杆在复位弹簧作

用下保持在中位，转向泵5与转向油

图2-2-3 轮胎式装载机工作装

置液压系统原理图 1-液压泵；2、3-溢流阀；4、5-换向阀；

6-动臂油缸；7-转斗油缸 图2-2-4 轮胎式装载机转向系统液压原理图 1-转向油缸；2-流量放大阀；3-滤油器；4-散热器；

缸1之间的油路被断开，主油路的液压油经过流量控制阀直接回油箱。转动方向盘时，转向器7排出的油与方向盘的转角成正比，先导油进入流量放大阀后，通过主阀杆上的计量小孔控制主阀杆位移，即控制开口的大小，从而控制进入转向油缸1的流量。由于流量放大阀采用了压力补偿，使得进出口的压差基本上为一定值，因而进入转向油缸1的流量与负载无关，而只与主阀杆上开口的大小有关。停止转向后，主阀杆一端先导压力油经计量小孔卸压，两端油压趋于平衡，在复位弹簧的作用下，主阀杆回复到中位，从而切断到油缸的主油路。

液压操纵转向操纵力小，驾驶员不易疲劳，动作迅速，有利于提高生产率。故在大中型的轮式机械中多采用液压转向机构。

三、装载机的使用技术

1．作业过程

装载机的作业过程由铲装、转运、卸料和返回四个过程组成，并习惯地称之为一个工作循环。

（1）铲装过程首先将铲斗的斗口朝前，并平放到地面上（图2-2-5a），机械前进，铲斗插入料堆，斗口装满物料。然后，将斗收起，使斗口朝上（图2-2-5b），完成铲装过程。

（2）转运过程用动臂将斗升起（图2-2-5c），机械倒退，转驶至卸料处。

（3）卸料过程先使铲斗对准停止在运料车厢的上空，然后将斗向前倾翻，物料即卸入车厢（图2-2-5d）。

（4）返回过程将铲斗翻转成水平位置，机械驶至装料处后，放下铲斗，准备再次铲装。

图2-2-5 单斗装载机的工作过程

a）铲装；b）收斗；c）升斗；d）卸料

2．铲装方法

（1）铲装松散物料

首先将铲斗放在水平位置，并下放至与地面接触，然后以一档或二档速度（视物料性质）前进，使铲斗斗齿插入料堆中。此后，边前进边收斗，待铲斗装满后，将动臂升到运输位置（离地面约0.5m）（如图2-2-6a所示），再驶离工作面。若铲斗装满有困难，可操纵铲斗上下颤动或稍举动臂，如图2-2-6b所示。

图2-2-6 装载机铲装松散物料

a）边前进边收斗，装满后，举升至运输位置；b）操纵铲斗上下颤动

（2）铲装停机面以下物料

铲装时应先放下铲斗并转动，使其与地面成一定的铲土角，然后前进，使铲斗切入土，如图2-2-7所示。切土深度一般保持在150～200mm左右，直至铲斗装满。装满收斗后将铲斗举升到运输位置，再驶离工作面并运至卸料处。铲斗下切的铲土角约为10～30（随土壤性质而定）。对于难铲的土壤，可操纵动臂使铲斗颤动，或者稍改变一下切入角度。

图2-2-7 装载机铲装停机面以下土壤

（3）装载机铲装土丘

铲装土丘时，可采用分层铲装法或分段铲装法。分层铲装时，装载机向工作面前进，随着铲斗插入工作面，逐渐提升铲斗，或者随后收斗直到装满，或者装满后收斗，然后驶离工作面。开始作业前，应使铲斗稍稍前倾。这种方法由于插入不深，而且插入后有提升动作的配合，所以插入阻力小，作业比较平稳。由于铲装面较长，可以得到较高的充满系数，如图2-2-8所示。