第二章装载机

1、 第一节 概述 第二节 装载机的总体构造 第三节 装载机工作装置 第四节 装载机液压操纵系统 一、装载机的用途及分类： v在公路施工中，装载机主要用于路基工程的填挖、在公路施工中，装载机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；也可沥青和水泥混凝土料场的集料、装料等作业；也可 对岩石、硬土进行轻度铲掘作业对岩石、硬土进行轻度铲掘作业 。 v装载机的作业对象主要是：各种土壤、砂石料、装载机的作业对象主要是：各种土壤、砂石料、 灰料及其它筑路用散状物料等。主要完成铲、装、灰料及其它筑路用散状物料等。主要完成铲、装、 运、卸等作业。装载机具有作业速度快、效率高、运、卸等作业。

2、装载机具有作业速度快、效率高、 操作轻便等优点。操作轻便等优点。 v通过更换不同的工作装置，装载机还可作为抓载机、通过更换不同的工作装置，装载机还可作为抓载机、 起重机、抓斗式挖掘机、叉车等使用。起重机、抓斗式挖掘机、叉车等使用。 1、用途 2、分类、特点及适用范围 1 1）、按发动机功率分）、按发动机功率分: : 功率功率74kW74kW 功率功率74-147kW74-147kW 功率功率147-515kW147-515kW 功率功率515kW515kW 小小 型型 中中 型型 大大 型型 特大型特大型 2）、按传动型式分: （1 1）机械传动）机械传动 （2 2）液力机械传动）液力机械传动

3、 v结构简单、制造容易、成本低、使用维修较容易；传动结构简单、制造容易、成本低、使用维修较容易；传动 系冲击振动大，功率利用差。仅小型装载机采用。系冲击振动大，功率利用差。仅小型装载机采用。 v传动系冲击振动小，传动件寿命高、车速随外载自动调传动系冲击振动小，传动件寿命高、车速随外载自动调 节、操作方便、减少司机疲劳。大中型装载机多采用。节、操作方便、减少司机疲劳。大中型装载机多采用。 v无级调速、操作简单；启动性差、液压元件寿命较短。无级调速、操作简单；启动性差、液压元件寿命较短。 仅小型装载机上采用。仅小型装载机上采用。 （3 3）液压传动）液压传动 （4 4）电传动）电传动 v无级调速、

4、工作可靠、维修简单；设备质量大、费用高。无级调速、工作可靠、维修简单；设备质量大、费用高。 大型装载机上采用。大型装载机上采用。 3）、按行走系结构分： （1）轮胎式装载机: v轮胎式装载机又可分轮胎式装载机又可分 为为车架装载机与车架装载机与 车架装载机。车架装载机。 v这种型式的装载机质量轻、速度快、机动灵活、这种型式的装载机质量轻、速度快、机动灵活、 效率高、不易损坏路面；但接地比压大、通过性效率高、不易损坏路面；但接地比压大、通过性 差、稳定性差、对场地和物料块度有一定要求。差、稳定性差、对场地和物料块度有一定要求。 应用范围广泛。转弯半径小、纵向稳定性好，生应用范围广泛。转弯半径小、

5、纵向稳定性好，生 产率高。不但适用于路面，而且可用于井下物料产率高。不但适用于路面，而且可用于井下物料 的装卸运输作业。的装卸运输作业。 铰接式车架装载机： 整体式车架装载机： v车架为整体式的，转向方式有车架为整体式的，转向方式有、 、及及。仅小型全液压驱动。仅小型全液压驱动 和大型电动装载机采用。和大型电动装载机采用。 v接地比压小，通过性接地比压小，通过性 好、重心低、稳定性好、好、重心低、稳定性好、 附着性能好、牵引力大、附着性能好、牵引力大、 比切入力大；速度低、比切入力大；速度低、 机动灵活性差、制造成机动灵活性差、制造成 本高、行走时易损路面、本高、行走时易损路面、 转移场地需拖

6、运。用在转移场地需拖运。用在 工程量大，作业点集中，工程量大，作业点集中， 路面条件差的场合。路面条件差的场合。 （2 2）履带式装载机）履带式装载机: : 1 1）前卸式前卸式：前端铲装卸载，结构简单、工作可靠、：前端铲装卸载，结构简单、工作可靠、 视野好。适用于各种作业场地，应用广；视野好。适用于各种作业场地，应用广； 2 2）回转式回转式： 工作装置安装在可回转工作装置安装在可回转9090-360-360的的 转台上，侧面卸载不需调车，作业效率高；结构转台上，侧面卸载不需调车，作业效率高；结构 复杂、质量大、成本高、侧稳性差。适用狭小的复杂、质量大、成本高、侧稳性差。适用狭小的 场地作业

7、；场地作业； 3 3）后卸式后卸式：前端装料，后端卸料，作业效率高；作：前端装料，后端卸料，作业效率高；作 业安全性差，应用不广；业安全性差，应用不广； 4 4）侧卸式侧卸式：前端装料，侧面卸料，适用于地下或场：前端装料，侧面卸料，适用于地下或场 地狭窄的作业场地。地狭窄的作业场地。 4 4）、按装载方式分：）、按装载方式分： 侧卸式装载机 装载机的型号表示方法：装载机的型号表示方法： 国产装载机的型号一般用字母国产装载机的型号一般用字母Z Z表示，表示， 第二个字母第二个字母L L代表轮胎式装载机，无代表轮胎式装载机，无L L表示表示 履带式装载机，后面的数字代表额定载重履带式装载机，后面的

8、数字代表额定载重 量。如：量。如：ZL50ZL50，代表额定载重量为，代表额定载重量为50KN50KN的的 轮胎式装载机。轮胎式装载机。 二、装载机的主要技术参数二、装载机的主要技术参数 装载机的主要技术参数有装载机的主要技术参数有发动机额定功率发动机额定功率、额定载重额定载重 量量、铲斗容量铲斗容量、机重机重、最大掘起力最大掘起力、卸载高度卸载高度、卸载距离卸载距离、 铲斗的收斗角和卸载角铲斗的收斗角和卸载角等。等。 斗容：斗容：3.3立方米立方米 操作重量：操作重量：19.1T 牵引力：牵引力：160KN铲斗铲斗 举升时间：举升时间：5.7S 铲斗前倾时间：铲斗前倾时间：1.2S 最大卸载

9、高度：最大卸载高度：3025mm 转弯半径（前轮外侧）：转弯半径（前轮外侧）： 6590mm 变速箱形式：行星动力换档变速箱形式：行星动力换档 最高车速：最高车速：34 工作液压系统压力：工作液压系统压力：16mpa 额定载重量：额定载重量：6T 额定功率额定功率/转速：转速： 169KW/2000 掘起力：掘起力：180KN 铲斗下降时间：铲斗下降时间：2.5S 最大爬坡能力：最大爬坡能力：25 转向角转向角:38 变矩器形式：双导轮，反转变矩器形式：双导轮，反转 档位：前进档位：前进2 （ 012.6km/h、 034.0 km/h），后退），后退1 （015.7 km/h） 轮胎：轮胎：

10、23.525 三、装载机发展概况三、装载机发展概况 装载机自装载机自2020世纪世纪2020年代问世以来，一直处于不断发展之年代问世以来，一直处于不断发展之 中。传动系从机械式传动到液力中。传动系从机械式传动到液力- -机械传动、全液压传动和电机械传动、全液压传动和电 传动，目前广泛采用液力传动，目前广泛采用液力- -机械传动。机械传动。 近年来，国内外装载机的发展趋势可归结如下几个方面。近年来，国内外装载机的发展趋势可归结如下几个方面。 产品开发形成系列，并在发展大型轮式装载机的同时向产品开发形成系列，并在发展大型轮式装载机的同时向 小型化发展，产品系列化、成套化、多品种化称为主流。大小型化

11、发展，产品系列化、成套化、多品种化称为主流。大 小规格向两头延伸并向高卸位、远距离作业方向发展。小规格向两头延伸并向高卸位、远距离作业方向发展。 采用新结构、新技术，以改进和完善整机性能，提高机采用新结构、新技术，以改进和完善整机性能，提高机 器的器的，使作业更为精确快捷并，使作业更为精确快捷并。 产品普遍采用了高性能发动机和自动换挡变速器、大流量负产品普遍采用了高性能发动机和自动换挡变速器、大流量负 荷传感液压系统、防滑差速器、多片湿式盘式制动器、行走荷传感液压系统、防滑差速器、多片湿式盘式制动器、行走 颠簸减震等先进技术，工作装置连杆机构推陈出新，各种自颠簸减震等先进技术，工作装置连杆机构

12、推陈出新，各种自 动功能更趋成熟、完善。动功能更趋成熟、完善。 第二节 装载机底盘构造 一、装载机总体构造： v装载机以柴油发动机或电动机为动力装置，行走装置为轮胎或履装载机以柴油发动机或电动机为动力装置，行走装置为轮胎或履 带，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。带，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。 v轮胎式装载机（图轮胎式装载机（图2-12-1）由动力装置、车架、行走装置、传动系统、）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。转向系统、制动系统、液压系统和工作装置等组成。 图图2-1 2-1 轮胎式装载

13、机结构简图轮胎式装载机结构简图 1-1-柴油机；柴油机；2-2-传动系统：传动系统：3-3-防滚翻与落物保护装置；防滚翻与落物保护装置；4-4-驾驶室；驾驶室；5-5-空调系统；空调系统；6-6-转转 向系统；向系统；7-7-液压系统；液压系统；8-8-前车架；前车架；9-9-工作装置；工作装置；10-10-后车架；后车架；11-11-制动系统；制动系统；12-12-电电 器仪表系统；器仪表系统；13-13-覆盖件覆盖件 履带式装载机（图履带式装载机（图2-22-2）以专用底盘或工业拖拉机为基础）以专用底盘或工业拖拉机为基础 车，装上工作装置并配装适当的操纵系统。车，装上工作装置并配装适当的操

14、纵系统。 图图2-2 履带式装载机结构简图履带式装载机结构简图 1-行走机构；行走机构； 2-发动机；发动机； 3-动臂；动臂； 4-铲斗；铲斗； 5-转斗油缸；转斗油缸； 6-动臂油缸；动臂油缸； 7-驾驶室；驾驶室； 8-燃油箱燃油箱 轮胎式装载机传动系统（图轮胎式装载机传动系统（图2-32-3）。）。 动力传递路线动力传递路线：发动机：发动机液力变矩器液力变矩器变速器变速器传动轴传动轴 前、后驱动桥前、后驱动桥轮边减速器轮边减速器车轮。车轮。 履带式装载机传动系统与履带式推土机相同。履带式装载机传动系统与履带式推土机相同。 图图2-3 2-3 轮式装载机传动轮式装载机传动 系统简图系统简

15、图 1-1-发动机发动机 2-2-液力变矩器液力变矩器 3-3-变速油泵变速油泵 4-4-工作装置油泵工作装置油泵 5-5-转向油泵转向油泵 6-6-变速器变速器 7-7-手制动手制动 8-8-传动轴传动轴 9-9-驱动桥驱动桥 10-10-轮边减速器轮边减速器 11-11-脚制动器脚制动器 12-12-轮胎轮胎 三元件液力变矩器简图三元件液力变矩器简图 右图所示为一种最简右图所示为一种最简 单的的变矩器，它有单的的变矩器，它有 泵轮泵轮1 1、涡轮、涡轮2 2与导轮与导轮3 3 等三个工作轮。当发等三个工作轮。当发 动机带动泵轮动机带动泵轮1 1旋转时，旋转时， 油液自油液自A A端进入泵轮

16、叶端进入泵轮叶 片间的通道，自片间的通道，自b b端流端流 出冲向蜗轮出冲向蜗轮2 2的叶片，的叶片， 使蜗轮转动再从蜗轮使蜗轮转动再从蜗轮 的的c c端流出后，经导轮端流出后，经导轮 3 3在进入泵轮的在进入泵轮的a a端如端如 此循环实现动力的传此循环实现动力的传 递。递。 1-1-泵轮泵轮2-2-涡轮涡轮3-3-导轮导轮4-4-工作轮内环工作轮内环5-5-涡轮槽涡轮槽 泵轮泵轮 泵轮是变矩器的主动轮，它是通过罩泵轮是变矩器的主动轮，它是通过罩 轮、弹性扳与柴油机的飞轮连成一体，轮、弹性扳与柴油机的飞轮连成一体， 同速同向旋转。当工作油液进入泵轮同速同向旋转。当工作油液进入泵轮 时，由柴油

17、机带动泵轮所发出的机械时，由柴油机带动泵轮所发出的机械 能就转换为工作油液的动能。此时，能就转换为工作油液的动能。此时， 工作油液沿泵轮叶片方向高速自内向工作油液沿泵轮叶片方向高速自内向 外切向甩出，冲击涡轮的叶片外切向甩出，冲击涡轮的叶片。 涡轮涡轮 涡轮是变矩器的被动轮。它的叶片涡轮是变矩器的被动轮。它的叶片 接受来自泵轮甩出的工作油液冲击接受来自泵轮甩出的工作油液冲击 之后，涡轮便产生旋转，也就是说之后，涡轮便产生旋转，也就是说 来自油液的动能转换为涡轮旋转的来自油液的动能转换为涡轮旋转的 输出机械能。输出机械能。 导轮导轮 导轮由花键连接固定在导轮座上，而导轮由花键连接固定在导轮座上，

18、而 导轮座又固定在变矩器的壳体，所以导轮座又固定在变矩器的壳体，所以 导轮不会旋转。它的叶片与涡轮叶片导轮不会旋转。它的叶片与涡轮叶片 的方向相反，因此它一方面可用来改的方向相反，因此它一方面可用来改 变工作油液的流动方向，使油液能按变工作油液的流动方向，使油液能按 泵轮泵轮-涡轮涡轮-导轮导轮-泵轮泵轮循环流动；循环流动； 另一方面还可以增加涡轮的输出力矩。另一方面还可以增加涡轮的输出力矩。 导轮增加涡轮的输出力矩导轮增加涡轮的输出力矩 因为来自涡轮的高速液流冲击与涡轮叶片因为来自涡轮的高速液流冲击与涡轮叶片 相反的导轮叶片时，导轮叶片对高速液流相反的导轮叶片时，导轮叶片对高速液流 有一个反

19、作用力，且反作用在涡轮叶片上，有一个反作用力，且反作用在涡轮叶片上， 使涡轮叶片事实上受到泵轮甩出的高速液使涡轮叶片事实上受到泵轮甩出的高速液 流之冲击的同时，也受到导轮叶片给予高流之冲击的同时，也受到导轮叶片给予高 速液流的反作用力。即涡轮的输出扭矩实速液流的反作用力。即涡轮的输出扭矩实 际上等于泵轮输出扭矩与导轮的反作用扭际上等于泵轮输出扭矩与导轮的反作用扭 矩之总和。因此，导轮可以增加涡轮的输矩之总和。因此，导轮可以增加涡轮的输 出扭矩。出扭矩。 优点优点1 1 （1 1）由于变矩器是利用液力传动油作为传）由于变矩器是利用液力传动油作为传 动介质，主动轮（泵轮）与被动轮（涡轮）动介质，主

20、动轮（泵轮）与被动轮（涡轮） 并不是直接的刚性传动，因此，二者可以并不是直接的刚性传动，因此，二者可以 允许有很大的转速差，可以各自在一起范允许有很大的转速差，可以各自在一起范 围内自动调节输出扭矩和速度。它可以满围内自动调节输出扭矩和速度。它可以满 足装载机在作业时，随着外界负荷的变化足装载机在作业时，随着外界负荷的变化 而自动改变其速度和扭矩，即使装载机具而自动改变其速度和扭矩，即使装载机具 有自动适应作业的能力。有自动适应作业的能力。 优点优点2 2 （2 2）由于介质（油液）在传动中能缓）由于介质（油液）在传动中能缓 冲或吸收来自柴油机或外载负荷的冲冲或吸收来自柴油机或外载负荷的冲 击

21、力和振动，避免传动齿轮因受冲击击力和振动，避免传动齿轮因受冲击 而损坏，因而可提高车辆的使用寿命。而损坏，因而可提高车辆的使用寿命。 这对于经常处于在恶劣条件下进行工这对于经常处于在恶劣条件下进行工 作的装载机来说，意义更大作的装载机来说，意义更大。 优点优点3 3 （3 3）在柴油机不熄火的情况下，由）在柴油机不熄火的情况下，由 于变矩器的涡轮输出速度可以达到任于变矩器的涡轮输出速度可以达到任 意小（甚至为零）。所以装载机在行意小（甚至为零）。所以装载机在行 驶时轮胎的附着力可以很大，当它在驶时轮胎的附着力可以很大，当它在 凹凸不平的工作地上行走或泥泞雪地、凹凸不平的工作地上行走或泥泞雪地、

22、 沙地等软土道路上行走时，都能顺利沙地等软土道路上行走时，都能顺利 通过，可以说它的通行性能十分良好。通过，可以说它的通行性能十分良好。 优点优点4 4 （4 4）操纵简便：由于变矩器本身就是一个）操纵简便：由于变矩器本身就是一个 在一定范围内的无级变速器，柴油机与变在一定范围内的无级变速器，柴油机与变 矩器匹配后，其变速范围可得到相应地扩矩器匹配后，其变速范围可得到相应地扩 大，这样装载机变速箱的档位数可以大大大，这样装载机变速箱的档位数可以大大 减少，其结构也会较为紧凑，换档必然较减少，其结构也会较为紧凑，换档必然较 为简便。此外，如外载负荷突然增长（即为简便。此外，如外载负荷突然增长（即

23、 使是装载机速度为零），驾驶员也不必担使是装载机速度为零），驾驶员也不必担 心柴油机会熄火，因而可以降低驾驶员的心柴油机会熄火，因而可以降低驾驶员的 劳动强度。劳动强度。 2.2.变速器变速器 采用两个行星排组成的三个挡位的动力采用两个行星排组成的三个挡位的动力 换档变速箱。前进换档变速箱。前进挡和倒挡由制动器实现挡和倒挡由制动器实现 换档；前进换档；前进挡（直接挡）由结合闭锁离合挡（直接挡）由结合闭锁离合 器实现。采用液压操纵，并在动力不切断下器实现。采用液压操纵，并在动力不切断下 换档，整机生产率上升。换档，整机生产率上升。 图图2-3 2-3 轮式装载机传动系统简图轮式装载机传动系统简图

24、 1-1-发动机发动机 2-2-液力变矩器液力变矩器 3-3-变速油泵变速油泵 4-4-工作装置油泵工作装置油泵 5-5-转向油泵转向油泵 6-6-变速器变速器 7-7-手制动手制动 8-8-传动轴传动轴 9-9-驱动桥驱动桥 10-10-轮边减速器轮边减速器 11-11-脚制动器脚制动器 12-12-轮胎轮胎 采用双桥驱动，采用双桥驱动， 主传动采用一级螺主传动采用一级螺 旋锥齿轮减速器，旋锥齿轮减速器， 全浮式半轴。行星全浮式半轴。行星 传动式轮边减速器。传动式轮边减速器。 差速器器差速器器 三、转向系统三、转向系统 1 1、结构特点：、结构特点： 1 1）前后车架由两只铰销相连。）前后车

25、架由两只铰销相连。 （一）折腰式动力转向系：（一）折腰式动力转向系： 2 2）操纵转向加力器）操纵转向加力器 中的转向分配阀，使中的转向分配阀，使 油泵将油液泵出后，油泵将油液泵出后， 油液压入油缸中的任油液压入油缸中的任 一油腔，而另一油腔一油腔，而另一油腔 回油回油; ; 油压力使前后油压力使前后 车架相对销轴偏转而车架相对销轴偏转而 实现整机的转向。实现整机的转向。 1 1、结构特点：、结构特点： （一）折腰式动力转向系：（一）折腰式动力转向系： 2 2、转向工作原理：、转向工作原理： 轮式装载机常用的转向方式为全液压铰接车架转向，其轮式装载机常用的转向方式为全液压铰接车架转向，其 转向

26、原理如图转向原理如图2-42-4所示。所示。 系统由转向液压泵、滤油器、全液压转向器、分流阀、系统由转向液压泵、滤油器、全液压转向器、分流阀、 转向液压缸等组成。转向液压缸等组成。 图图2-4 2-4 轮式装载机转向液轮式装载机转向液 压系统原理图压系统原理图 1-1-转向油缸转向油缸2-2-流量放大阀流量放大阀 3-3-精滤油器精滤油器4-4-散热器散热器 5-5-转向泵转向泵6-6-减压阀减压阀7-7-全液全液 压转向器压转向器 四、制动系统四、制动系统 制动系统按功能分为制动系统按功能分为行车制动行车制动和和驻车制动驻车制动( (手刹手刹) ) 作用作用 用来产生阻碍车辆运动或运动趋势的

27、力的部件用来产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件 摩擦制动器：摩擦制动器： 利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制 动力的制动器。动力的制动器。 鼓式制动器：摩擦副为旋转的制动鼓和固定不动鼓式制动器：摩擦副为旋转的制动鼓和固定不动 的制动蹄（或制动带）的制动蹄（或制动带） 盘式制动器：摩擦副为旋转的制动盘和固定不动盘式制动器：摩擦副为旋转的制动盘和固定不动 制动钳制动钳 图图2-5 2-5 行车制动系统行车制动系统 1-1-钳盘式制动器钳盘式制动器2-2-加力器加力器3-3-制动灯开关制动灯开关4-4-双管路气制动阀双管路气制动阀5-5-压力控制器

28、压力控制器6-6-分分水排水排 水器水器7-7-空气压缩机空气压缩机8-8-储气罐储气罐9-9-单向阀单向阀10-10-气喇叭开关气喇叭开关11-11-气压表气压表12-12-气喇叭气喇叭 图图2-52-5所示为气顶油、四轮制动的双管路行车制动系统，属于所示为气顶油、四轮制动的双管路行车制动系统，属于 气液混合方式控制。由空气压缩机、油水分离器、储气筒、气液混合方式控制。由空气压缩机、油水分离器、储气筒、 双管路气制动阀、加力器和钳盘式制动器等组成。双管路气制动阀、加力器和钳盘式制动器等组成。 1 1、行车制动、行车制动 2 2、驻车制动、驻车制动( (手刹手刹) ) 主要用于驻车制动主要用于

29、驻车制动 驻车制动要求：驻车制动要求：保证汽车在原地可靠驻车不自动滑行保证汽车在原地可靠驻车不自动滑行 驻车制动系统组成驻车制动系统组成 手制动操纵杠杆、拉杆、锁止装置、绳索、驻车制动器等手制动操纵杠杆、拉杆、锁止装置、绳索、驻车制动器等 驻车制动系统驻车制动系统 第三节 装载机的工作装置及液压系统 v 轮式装载机工作装置中的转斗机构广泛采轮式装载机工作装置中的转斗机构广泛采 用用和和。 一、工作装置 v履带式装载机工作装置多采用履带式装载机工作装置多采用或或 。正转六连杆机构形成两个正转四连杆。正转六连杆机构形成两个正转四连杆 机构。该机构的转斗油缸通常布置在动臂后上方并铰机构。该机构的转斗

30、油缸通常布置在动臂后上方并铰 接在机架上，铲斗物料撒漏时不易损伤油缸。因工作接在机架上，铲斗物料撒漏时不易损伤油缸。因工作 装置的重心靠近装载机，故有利于提高铲斗的装载量。装置的重心靠近装载机，故有利于提高铲斗的装载量。 六杆机构结构简单，但连杆传动比铰小，六杆机构结构简单，但连杆传动比铰小， 常用在中小型装载机上；八杆机构结构较复杂，常用在中小型装载机上；八杆机构结构较复杂， 但连杆传动比较大，较适合大中型装载机。但连杆传动比较大，较适合大中型装载机。 正转机构在工作时杆件运动干涉小，动臂正转机构在工作时杆件运动干涉小，动臂 可做成直线型，加工简单。反转机构为了避免可做成直线型，加工简单。反

31、转机构为了避免 杆件的运动干涉，动臂做成杆件的运动干涉，动臂做成“Z”Z”形，并且，多形，并且，多 采用转斗液压杆布置在框架中的结构形式。采用转斗液压杆布置在框架中的结构形式。 国产轮式装载机的工作装置一般采用反转国产轮式装载机的工作装置一般采用反转Z Z 型六连杆机构。型六连杆机构。 平移性、卸料性、良好的动力传递性能。平移性、卸料性、良好的动力传递性能。 ：在动臂油缸作用下铲斗升降时（转斗：在动臂油缸作用下铲斗升降时（转斗 油缸封闭），连杆机构应保证铲斗保持平移或接近油缸封闭），连杆机构应保证铲斗保持平移或接近 平移，以免物料撒落。平移，以免物料撒落。 ：铲斗在任何卸料位置，在转斗油缸作：

32、铲斗在任何卸料位置，在转斗油缸作 用下（动臂油缸封闭），通过连杆机构使铲斗向下用下（动臂油缸封闭），通过连杆机构使铲斗向下 翻转卸料，要保证卸料角不小于翻转卸料，要保证卸料角不小于4545，卸料干净。，卸料干净。 ：连杆机构应具有良好的：连杆机构应具有良好的 动力传递性能，运动中不发生干涉，视野良好，且动力传递性能，运动中不发生干涉，视野良好，且 具有足够的强度与刚度。具有足够的强度与刚度。 装载机工作装置的连杆机构应具备的特性：装载机工作装置的连杆机构应具备的特性： 轮胎式装载机工作装置： v轮胎式装载机轮胎式装载机 工作装置由工作装置由动臂动臂、 摇臂摇臂、铲斗铲斗、连连 杆杆、动臂油缸动

33、臂油缸与与 转斗油缸转斗油缸等组成。等组成。 组成： 反转六连杆转斗机构反转六连杆转斗机构 正转八连杆转斗机构正转八连杆转斗机构 履带式装载机工作装置： 履带式装载机工作装置多采用正转八连杆转斗机构，它履带式装载机工作装置多采用正转八连杆转斗机构，它 主要由铲斗、动臂、摇杆、拉杆、弯臂、转斗油缸和动臂油主要由铲斗、动臂、摇杆、拉杆、弯臂、转斗油缸和动臂油 缸等组成缸等组成 1、铲斗： 土方工程装载机铲斗斗体常用低碳、耐磨、高强土方工程装载机铲斗斗体常用低碳、耐磨、高强 度钢板焊接而成，切削刃采用耐磨的中锰合金钢材料，度钢板焊接而成，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

34、耐磨材料制成。侧切削刃和加强角板都用高强度耐磨材料制成。 装载机的铲斗由装载机的铲斗由、 、和和等组成。等组成。 铲斗结构图 铲斗切削刃的形状 齿形的选择应考虑插入阻力、耐磨性和易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，履带式装载机多采用钝齿载机多采用尖形齿，履带式装载机多采用钝齿 形；斗齿的数目视斗宽而定，一般平齿距在形；斗齿的数目视斗宽而定，一般平齿距在 150300mm150300mm比较合适。斗齿结构分整体式和分比较合适。斗齿结构分整体式和分 体式，中小型装载机多采用整体式；大型装载体式，

35、中小型装载机多采用整体式；大型装载 机由于作业条件恶劣，斗齿磨损严重，常用分机由于作业条件恶劣，斗齿磨损严重，常用分 体式。分体式斗齿分为基本齿和齿尖两部分，体式。分体式斗齿分为基本齿和齿尖两部分， 磨损后只需更换齿尖。磨损后只需更换齿尖。 铲斗切削刃的形状 带分体式斗齿的铲斗 2.2.动臂动臂 工作装置的动臂用来安装和支承铲斗，并工作装置的动臂用来安装和支承铲斗，并 通过举升油缸实现铲斗升降。通过举升油缸实现铲斗升降。 动臂的结构按其纵向中心形状可分为动臂的结构按其纵向中心形状可分为 和和两种。两种。 动臂的断面有动臂的断面有、和和三种结构三种结构 形式。单板式动臂结构简单，工艺性好，制造形

36、式。单板式动臂结构简单，工艺性好，制造 成本低，但扭转刚度较差，中小型装载机多采成本低，但扭转刚度较差，中小型装载机多采 用。大中型装载机则多采用双板形或箱形断面用。大中型装载机则多采用双板形或箱形断面 结构动臂，以加强和提高抗扭刚度。结构动臂，以加强和提高抗扭刚度。 工作装置的摇臂有工作装置的摇臂有和和两种。两种。 单摇臂铰接在动臂横梁的摇臂铰销上，双摇臂单摇臂铰接在动臂横梁的摇臂铰销上，双摇臂 则分别铰接在双梁式动臂的摇臂铰销上。则分别铰接在双梁式动臂的摇臂铰销上。 装载机不同工作装置的更换 3.3.限位机构限位机构 工作装置中设有铲斗前倾、后倾限位，动臂升降自动限工作装置中设有铲斗前倾、

37、后倾限位，动臂升降自动限 位装置和铲斗自动放平机构。位装置和铲斗自动放平机构。 装载机如果换装不同的工作装置，还可完成推土、起重、装载机如果换装不同的工作装置，还可完成推土、起重、 装卸等工作，如图所示。装卸等工作，如图所示。 装载机工作过程： 2、切土： 整机整机I I、IIII档前驶，对较档前驶，对较 硬土堆动臂油缸活塞不硬土堆动臂油缸活塞不 断伸缩，在抖斗中将物断伸缩，在抖斗中将物 料铲入斗内，或在动臂料铲入斗内，或在动臂 油缸活塞依次外伸中实油缸活塞依次外伸中实 现阶梯状切土；现阶梯状切土； 1、放斗： 动臂与转斗油缸活塞收，动臂与转斗油缸活塞收， 铲斗斗底贴地；铲斗斗底贴地； 3、翻

38、斗及举升： 转斗油缸活塞转斗油缸活塞伸，整伸，整 机驶至卸料地点后在动臂机驶至卸料地点后在动臂 油缸活塞油缸活塞伸中实现；伸中实现； 4、卸料： 在在转斗油缸活塞转斗油缸活塞收中收中 实现，且在抖斗中将物料实现，且在抖斗中将物料 卸尽。卸尽。 装载机的切土过程 装载机的生产率装载机的生产率 装载机的生产率是指单位时间内装载机装载物 料的重量，单位为kN/h，由下式计算： 式中q装载机额定承载力，kN。 KH铲斗装满系数。松散土壤取1.11.3； 砂石取 0.91.2；经破碎块度小于 40mm的石灰石、碎石和块度小于50mm 的砾石取1.01.2；经破碎块度小于 50mm的坚硬岩石取0.71.0

39、。 Kp物料松散系数，常取1.25。 T一个作业循环的时间，s。 3600 N p qK Q TK 装载机工作装置液压系统的工作原理如图装载机工作装置液压系统的工作原理如图2-2- 1212所示，以所示，以CAT966DCAT966D型装载机反转六连杆机构工型装载机反转六连杆机构工 作装置液压控制系统为例。它主要由作装置液压控制系统为例。它主要由工作油泵、工作油泵、 分配阀、安全阀、动臂油缸、转斗油缸、和油箱、分配阀、安全阀、动臂油缸、转斗油缸、和油箱、 油管等组成。油管等组成。 液压系统应保证工作装置实现铲掘、提升、液压系统应保证工作装置实现铲掘、提升、 保持和转斗等动作，因此，要求动臂油缸

40、操纵阀保持和转斗等动作，因此，要求动臂油缸操纵阀 必须具有提升、保持、下降和浮动四个位置，而必须具有提升、保持、下降和浮动四个位置，而 转斗油缸操纵阀必须具有后倾、保持和前倾三个转斗油缸操纵阀必须具有后倾、保持和前倾三个 位置。位置。 966D966D装载机工作装置的液压系统采用先导式装载机工作装置的液压系统采用先导式 液压控制，由工作装置主油路系统和先导油路系液压控制，由工作装置主油路系统和先导油路系 统组成。主油路多路换向阀由先导油路系统控制。统组成。主油路多路换向阀由先导油路系统控制。 二、工作装置液压系统二、工作装置液压系统 图图2-12 966D型装载机工作装置液压系统型装载机工作装

41、置液压系统 1-油箱；油箱；2-油泵组；油泵组；3-单向阀；单向阀；4-举升先导阀；举升先导阀；5-转斗先导阀；转斗先导阀；6-先导油路调先导油路调 压阀；压阀；7-转斗油缸换向阀；转斗油缸换向阀；8-举升油缸换向阀；举升油缸换向阀；9、10-安全阀；安全阀；1l-补油阀；补油阀； 12-液控单向阀；液控单向阀；13-转斗油缸；转斗油缸；14-举升油缸；举升油缸；15-主油路限压阀；主油路限压阀； A-主油泵；主油泵；B-转向油泵；转向油泵；C-先导油泵先导油泵 先导控制油路是低压油路，由先导油泵先导控制油路是低压油路，由先导油泵C C供油。手动操供油。手动操 纵举升先导阀纵举升先导阀4 4和

42、转斗先导阀和转斗先导阀5 5，分别控制动臂油缸换向阀，分别控制动臂油缸换向阀8 8 和转斗油缸换向阀和转斗油缸换向阀7 7主阀芯左右移动改变工作位置，使工作主阀芯左右移动改变工作位置，使工作 油缸实现铲斗升降、转斗或闭锁等动作。油缸实现铲斗升降、转斗或闭锁等动作。 在先导控制油路上设有先导油路调压阀在先导控制油路上设有先导油路调压阀6 6和单向阀和单向阀3 3，当，当 发动机突然熄火，先导油泵无法向先导控制油路供油的情况发动机突然熄火，先导油泵无法向先导控制油路供油的情况 下，动臂油缸依靠工作装置的自重作用，无杆腔的油液可通下，动臂油缸依靠工作装置的自重作用，无杆腔的油液可通 过单向阀过单向阀

43、3 3向先导控制油路供油，同样可以操纵举升先导阀向先导控制油路供油，同样可以操纵举升先导阀 和转斗先导阀，使铲斗下降、前倾或后转。和转斗先导阀，使铲斗下降、前倾或后转。 先导油路的控制压力应与先导阀操纵手柄的行程成比例，先导油路的控制压力应与先导阀操纵手柄的行程成比例， 先导阀手柄行程大，控制油路的压力也大，主阀心的位移量先导阀手柄行程大，控制油路的压力也大，主阀心的位移量 也相应增大。也相应增大。 由于工作装置多路换向阀由于工作装置多路换向阀( (或称主阀或称主阀) )主阀主阀 芯的面积大于先导阀阀芯的面积，故可实现操芯的面积大于先导阀阀芯的面积，故可实现操 纵力放大，使操纵省力。纵力放大，

44、使操纵省力。 在转斗油缸在转斗油缸1313的两腔油路上，分别设有安的两腔油路上，分别设有安 全阀全阀9 9和和1010。当转斗油缸超载时，两腔的压力油。当转斗油缸超载时，两腔的压力油 可分别通过安全阀可分别通过安全阀9 9和安全阀和安全阀1010直接卸荷，流回直接卸荷，流回 油箱。油箱。 当铲斗前倾卸料速度过快时，转斗油缸可当铲斗前倾卸料速度过快时，转斗油缸可 能出现供油不足。此时，可通过补油阀能出现供油不足。此时，可通过补油阀1111直接直接 从油箱向转斗油缸补油，避免产生气穴现象，从油箱向转斗油缸补油，避免产生气穴现象， 消除机械振动和液压噪声。同理，动臂举升油消除机械振动和液压噪声。同理

45、，动臂举升油 缸快速下降时，也可通过液控单向阀缸快速下降时，也可通过液控单向阀1212直接从直接从 油箱向动臂油缸上腔补油。油箱向动臂油缸上腔补油。 966D 966D型装载机的工作装置设有两组自动限型装载机的工作装置设有两组自动限 位机构，分别控制铲斗的最高举升位置和铲斗位机构，分别控制铲斗的最高举升位置和铲斗 最佳切削角的位置。最佳切削角的位置。 自动限位机构设在先导操纵杆的下方，通自动限位机构设在先导操纵杆的下方，通 过动臂油缸举升定位传感器和转斗油缸定位传过动臂油缸举升定位传感器和转斗油缸定位传 感器的无触点开关，自动实现铲斗限位。感器的无触点开关，自动实现铲斗限位。 当定位传感器的无触点开关闭合时，对应当定位传感器的无触点开关闭合时，对应 的定位电磁铁即通电，限位连杆机构产生少许的定位电磁铁即通电，限位连杆机构产生少许 位移，铲斗回转定位器或动臂举升定位器与支位移，铲斗回转定位器或动臂举升定位器与支 承滚之间出现间隙，在先导阀回位弹簧的作用承滚之间出现间