一、裝載機的基礎知識

（一）裝載機的用途

裝載機是在底盤(pán)的前方鉸裝以由動(dòng)臂、連桿機構和裝載斗組成的工作裝置，在行進(jìn)中鏟裝、運送、卸載和平整作業(yè)的自走式土方機械。若換裝相應的工作裝置，還可以進(jìn)行推土、起重、裝卸木料及鋼管等作業(yè)，是一種用途十分廣泛的工程機械。

裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑、水電、港口、礦山等建設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(jìn)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，裝載機用于路基工程的填挖、瀝青混合料和水泥混凝土料場(chǎng)的集料與裝料等作業(yè)。此外還可進(jìn)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(dòng)性好、操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因此它成為工程建設中土石方施工的主要機種之一。

（二）裝載機的分類(lèi)

1、按發(fā)動(dòng)機功率分，可分為大中小型。發(fā)動(dòng)機功率小于74千瓦(100馬力)，稱(chēng)為小型裝載機。發(fā)動(dòng)機功率為74～147千瓦(100～200馬力)，稱(chēng)為中型裝載機。發(fā)動(dòng)機功率為147～515千瓦(200～700馬力)，稱(chēng)為大型裝載機。

2、按行走機構分，可分為輪胎式和履帶式兩種。輪胎式裝載機是以輪胎式專(zhuān)用底盤(pán)為基礎，配置工作裝置及其操縱系統而構成的。履帶式裝載機是以專(zhuān)用履帶底盤(pán)或工作拖拉機為基礎，裝上工作裝置及操縱系統而構成的。輪胎式裝載機的優(yōu)點(diǎn)是重量輕、速度快、機動(dòng)靈活、效率高、行走時(shí)不破壞路面。特別是在工程量不大，作業(yè)點(diǎn)不集中，轉移較頻繁的情況下，生產(chǎn)率超過(guò)履帶式裝載機，在工程及農田基本建設中被廣泛使用。

3、按車(chē)架結構型式及轉向方式分，可分為鉸接車(chē)架折腰轉向和整體車(chē)架偏轉車(chē)輪轉向兩種。

4、按卸載方式分，可分為前卸式(裝載機在其前端鏟裝與卸載)和回轉式(裝載機的動(dòng)臂安裝在轉臺上，工作時(shí)鏟斗在前端鏟裝，卸載時(shí)轉臺可相對車(chē)架轉過(guò)一定的角度)兩種。

（三）轉胎式裝載機

輪胎式裝載機總體布置 ZL系列是我國自行設計的輪胎式單斗裝載機，在ZL50的基礎上，設計發(fā)展了ZL100、ZL40、ZL30、ZL20裝載機系列產(chǎn)品，并在這個(gè)系列的基礎上發(fā)展了DZL50和DZL40型供地下礦坑和隧道施工用的地下裝載機變型產(chǎn)品。輪胎式單斗裝載機由發(fā)動(dòng)機、傳動(dòng)系統、行走部分、制動(dòng)系統、工作裝置及液壓系統等組成，其中發(fā)動(dòng)機，變矩器，變速箱，前、后驅動(dòng)橋是組成裝載機的主要部件，簡(jiǎn)稱(chēng)四大件

1、發(fā)動(dòng)機

輪胎式單斗裝載機發(fā)動(dòng)機均采用柴油機。常用的柴油機有135系列柴油機，ZL50、ZL40型裝載機多用6135K型柴油機。小型輪式裝載機多采用95及105系列柴油機。

2、傳動(dòng)系統

裝載機的傳動(dòng)有機械傳動(dòng)與液力機械傳動(dòng)兩種方式。機械傳動(dòng)結構簡(jiǎn)單，但傳動(dòng)系統扭振和沖擊載荷較大，影響使用壽命。液力機械傳動(dòng)，能吸收沖擊載荷，提高使用壽命，自動(dòng)適應外界阻力的變化，改善裝載機的使用性能。因此，大中型輪胎式裝載機多采用液力機械傳動(dòng)。傳動(dòng)系統采用雙渦輪變矩器、動(dòng)力換檔行星變速箱，經(jīng)過(guò)前后傳動(dòng)軸傳到前后驅動(dòng)橋，再經(jīng)半軸和帶輪邊減速器驅動(dòng)低壓輪胎。

變矩器上有三個(gè)泵，工作泵（供應舉升，翻斗壓力油）轉向泵（供應轉向壓力油）變速泵也稱(chēng)行走泵（供 應變矩器，變速箱壓力油），有些機型轉向泵上還裝有先導泵（供應操縱閥先導壓力油）。

（1）雙渦輪變矩器 液力變矩器按布置在泵輪和導輪之間的渦輪數，分為單級和多級變矩器。單級變矩器結構簡(jiǎn)單、效率高、工作可靠，但變矩系數K比多級變矩器小;多級變矩器雖然變矩系數較大，但結構復雜、效率低，故裝載機多采用單級變矩器。液力變矩器根據工作輪相互配合配合作用的數目，可分為單相、兩相和三相變矩器，在推土機一節中所述的單級三元件變矩器為單相變矩器。下面介紹的是輪式裝載機常用的雙渦輪單級兩相變矩器。這種結構形式的變矩器在小傳動(dòng)比范圍內具有較大的變矩器在小傳動(dòng)比范圍內具有較大的變矩系數和較高的效率。當裝載機在輕載高速時(shí)，變矩器只用二級渦輪工作，而在重載低速時(shí)，一、二級渦輪同時(shí)工作。這樣，變矩器本身在速度轉換時(shí)，相當于有兩檔速度，并隨外負荷自動(dòng)變化，因此，可以減少變速箱的檔數，簡(jiǎn)化變速箱結構。與其配套的動(dòng)力換檔行星變速箱又有兩個(gè)前進(jìn)檔，一個(gè)倒檔。

（2）動(dòng)力換檔行星變速箱

變速箱有一體的（行星式）和分體的（定軸式）兩種。

行走油路：變速箱油底殼油，行走泵，一路進(jìn)變矩器一路進(jìn)檔位閥，變速箱離合器。

（3）驅動(dòng)橋 輪胎式裝載機，為了充分利用其附著(zhù)重量，以提供較大的牽引力，都采用全橋驅動(dòng)。前后驅動(dòng)橋之間一般都不裝橋間差速器，多在變速箱后裝設脫橋機構，作業(yè)時(shí)采用全橋驅動(dòng)，高速行駛時(shí)利用操縱桿將一個(gè)驅動(dòng)橋脫開(kāi)，采用單橋驅動(dòng)。

驅動(dòng)：傳動(dòng)軸，主差速器，輪邊減速器

由于裝載機作業(yè)速度低，所以驅動(dòng)橋的減速比都比汽車(chē)、拖拉機大的多。為此，在輪胎式裝載機上都采用單級或雙級行星輪邊減速機構，用較小的結構尺寸得到較大的減速比。行星輪邊減速機構裝置在驅動(dòng)橋輪轂內，便于拆裝保養。為了保證在鏟裝作業(yè)時(shí)的穩定性，裝載機因車(chē)速低一般不裝設彈性懸架，多采用將驅動(dòng)橋和車(chē)架由縱向銷(xiāo)軸鉸接，使它能繞縱向銷(xiāo)軸相對車(chē)架上下擺動(dòng)一定角度，擺角由限位塊限制。擺動(dòng)橋一般布置在輪胎式裝載機的后驅動(dòng)橋上。

3、轉向與制動(dòng)

轉向油路：油箱，轉向泵，穩流閥（或者優(yōu)先閥）轉向器，轉向油缸

（1）轉向 輪胎式裝載機按其車(chē)架及轉向方式分為鉸接車(chē)架折腰轉向及整體車(chē)架偏轉車(chē)輪轉向兩種。

①鉸接車(chē)架折腰轉向

②整體車(chē)架偏轉車(chē)輪轉向 整體式車(chē)架裝載機的車(chē)架是一個(gè)整體。其轉向方式有后輪轉向、前輪轉向及全輪轉向。為了便于安裝鏟斗及其操作機構，用農業(yè)輪式拖拉機改裝的裝載機上仍用前輪轉向。

工作液壓油路，液壓油箱，工作泵，多路閥，舉升油缸和翻斗油缸。

（2）制動(dòng) 制動(dòng)系統是裝載機的一個(gè)重要組成部分，關(guān)系到行車(chē)及作業(yè)的安全。裝載機的制動(dòng)系統一般由雙管路行車(chē)制動(dòng)、停車(chē)制動(dòng)和緊急制動(dòng)三部分組成。

①行車(chē)制動(dòng) 行車(chē)制動(dòng)器大多裝在驅動(dòng)橋輪轂內的輪邊減速裝置上，有蹄式、鉗盤(pán)式和油浸多片式三種結構型式。鉗盤(pán)式制動(dòng)器(簡(jiǎn)稱(chēng)盤(pán)式制動(dòng)器)的制動(dòng)圓盤(pán)露在外面，散熱快，能自動(dòng)甩掉泥水，磨損均勻，易于調整更換，近年來(lái)在輪胎式裝載機上得到廣泛的應用。油浸多片式制動(dòng)器采用循環(huán)油冷卻、散熱好，多片制動(dòng)片制動(dòng)面積大，制動(dòng)效果好，在一些大型裝載機上被采用。

②停車(chē)制動(dòng) 是供裝載機停車(chē)時(shí)或在坡道上停歇制動(dòng)用，為帶式或蹄式結構，裝在變速箱輸出軸上，由手操縱機構控制。

③緊急制動(dòng) 是用來(lái)供遇到特殊情況緊急制動(dòng)或當行車(chē)制動(dòng)發(fā)生故障時(shí)使用。利用停車(chē)制動(dòng)機構完成，當制動(dòng)系統氣壓降低時(shí)能自動(dòng)合上停車(chē)制動(dòng)和發(fā)出警告。

4、工作裝置

裝載機的工作裝置的任務(wù)是鏟掘和裝卸物料，有前卸式和回轉式兩種機型。其工作裝置由鏟斗、動(dòng)臂、搖臂、連桿(或托架)、轉斗油缸、動(dòng)臂油缸和車(chē)架等組成。

鏟斗是工作裝置的重要部件，鏟斗由切削刃、斗底、側臂及后斗臂組成，其易損件為斗齒、齒座和側齒，常用的鏟斗為直型帶齒鏟斗。

裝載機作業(yè)時(shí)工作裝置應能保證：當轉斗油缸閉鎖、動(dòng)臂油缸舉升或降落時(shí)，連桿機構使鏟斗上下平動(dòng)或接近平動(dòng)，以免鏟斗傾斜而撒落物料；當動(dòng)臂處于任何位置、鏟斗繞動(dòng)臂鉸點(diǎn)轉動(dòng)進(jìn)行卸料時(shí)，鏟斗傾斜角不小于45°，卸料后下降時(shí)又能使鏟斗自動(dòng)放平。綜合國內外裝載機工作裝置的結構型式，主要有七種類(lèi)型，即按連桿機構的構件數不同，分為三桿式、四桿式、五桿式、六桿式和八桿式等；按輸入和輸出桿的轉向是否相同又分為正轉和反轉連桿機構等。

土方工程用裝載機鏟斗結構，其斗體常用低碳、耐磨、高強度鋼板焊接制成，切削刃采用耐磨的中錳合金鋼材料，側切削刃和加強角板都用高強度耐磨鋼材料制成。鏟斗切削刀的形狀分為四種。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，而履帶式裝開(kāi)機多采用鈍形齒。斗齒數目視斗寬而定，斗齒距一般為150-300mm。斗齒結構分整體式和分體式兩種，中小型裝載機多采用整體式，而大型裝載機由于作業(yè)條件差、斗齒磨損嚴重，常采用分體式。分體式斗齒分為基本齒2和齒尖1兩部分損，磨后只需要更換齒尖。

其它裝載機特殊工作裝置

①加大斗 在標準機型配置的基礎上，加大鏟斗容量，以提高工作效率，滿(mǎn)足比重較輕物料的鏟裝，如：煤炭等。

②巖石王 主要針對裝卸巖石工況，鏟斗的斗臂板、支撐板斗進(jìn)行了加強，并配備了高耐磨的副刀板、高耐磨精鑄斗齒，從而提高了整個(gè)鏟斗的使用壽命。

③高卸黑金王 滿(mǎn)足貨車(chē)日益增高的圍欄高度，對于煤炭等比重較低的物料，即可滿(mǎn)足高卸載，又可滿(mǎn)足大裝載量，大大提高工作效率。

④側卸斗 針對場(chǎng)地狹小特別是隧道作業(yè)工況的工作裝置，鏟斗可單向側翻，在隧道作業(yè)中可有效降低駕駛員的勞動(dòng)強度。

⑤夾木叉 主要用于林場(chǎng)及港口進(jìn)行物料的搬運和裝卸。

⑥快換裝置 主要針對工作場(chǎng)地中存在多種物料需要裝卸的工作環(huán)境，駕駛員坐在駕駛室內即可對工作裝置進(jìn)行快速更換，使用方便、作業(yè)效率高，可更換的工作裝置有：鏟斗、夾木叉等。

⑦抓草斗 主要應用于植物秸稈等抓取，具有開(kāi)口大、壓實(shí)緊、抓草效率高等特點(diǎn)。

（四）變型裝載機

為了擴大輕便式拖拉機的使用范圍，充分發(fā)揮拖拉機的潛力，天津拖拉機廠(chǎng)和洛陽(yáng)拖拉機研究所共同研制了采用快速聯(lián)接機構、能進(jìn)行一般鏟運裝卸作業(yè)的鐵牛-55G型裝載機。中國第一拖拉機工程機械公司在引進(jìn)意大利菲亞特技術(shù)生產(chǎn)的LF90系列拖拉機基礎上配套設計了前裝載、后挖掘具有多種功能的東方紅-904WZ型挖掘裝載機(俗稱(chēng)兩頭忙拖拉機)。它的前裝載裝置和后挖掘裝置與拖拉機的聯(lián)接牢固可靠，拆裝方便，農忙時(shí)可迅速投入田間作業(yè)，農閑進(jìn)裝上附加設備可投入農田水利建設，充分發(fā)揮拖拉機的利用率，以上兩種變型號相當于ZL10的額定裝載重量。此外，煙臺工程機械廠(chǎng)在該廠(chǎng)生產(chǎn)的ZL15型裝載機的基礎上，開(kāi)發(fā)了ZL15WJ型裝載挖掘機，在后部增加了額定斗容量0.14平方米挖斗，實(shí)現了一機多用。

二、裝載機的發(fā)展

中國裝載機的發(fā)展史——中國裝載機歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，取得了長(cháng)足的進(jìn)步。尤其值得稱(chēng)道、令國人自豪的是裝載機產(chǎn)業(yè)如今年產(chǎn)銷(xiāo)已超過(guò)16萬(wàn)臺，在如今國際品牌林立的中國市場(chǎng)，國產(chǎn)品牌裝載機仍占據著(zhù)絕大部分的市場(chǎng)。

1978年中國裝載機年產(chǎn)量?jì)H為1315臺，而且累計產(chǎn)量才9454臺，2007年銷(xiāo)量就突破了16萬(wàn)臺，僅出口量就超過(guò)萬(wàn)臺，比改革開(kāi)放以前的歷史累積總產(chǎn)量還多；同樣，中國推土機在1978年的年產(chǎn)量?jì)H為1909臺，累計產(chǎn)量為1192臺。當時(shí)進(jìn)口數量較大，到1980年累積進(jìn)口達到3333臺，特別是在80年代末，進(jìn)口量占到市場(chǎng)近30%。2007年推土機的銷(xiāo)量超過(guò)7390臺，不僅占據了國內絕大部分的市場(chǎng)，還大量出口，僅2007年出口就達2065臺，超過(guò)1978年全國推土機總產(chǎn)量。

裝載機發(fā)展趨勢——發(fā)展趨勢國產(chǎn)輪式裝載機正在從低水平、低質(zhì)量、低價(jià)位、滿(mǎn)足功能型向高水平、高質(zhì)量、中價(jià)位、經(jīng)濟實(shí)用型過(guò)渡。從仿制仿造向自主開(kāi)發(fā)過(guò)渡，各主要廠(chǎng)家不斷進(jìn)行技術(shù)投入，采用不同的技術(shù)路線(xiàn)，在關(guān)鍵部件及系統上技術(shù)創(chuàng )新，擺脫產(chǎn)品設計雷同，無(wú)自己特色和優(yōu)勢的現狀，從低水平的無(wú)序競爭的怪圈中脫穎而出，成為裝載機行業(yè)的領(lǐng)先者。

（1）大型和小型輪式裝載機，在近幾年的發(fā)展過(guò)程中，受到客觀(guān)條件及市場(chǎng)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(lái)越快。

（2）根據各生產(chǎn)廠(chǎng)家的實(shí)際情況，重新進(jìn)行總體設計，優(yōu)化各項性能指標，強化結構件的強度及剛度，使整機可靠性得到大步提高。

（3）細化系統結構。如動(dòng)力系統的減振、散熱系統的結構優(yōu)化、工作裝置的性能指標優(yōu)化及各鉸點(diǎn)的防塵、工業(yè)造型設計等。

（4）利用電子技術(shù)及負荷傳感技術(shù)來(lái)實(shí)現變速箱的自動(dòng)換擋及液壓變量系統的應用，提高效率、節約能源、降低裝載機作業(yè)成本。

（5）提高安全性、舒適性。駕駛室逐步具備FOPS&ROPS功能，駕駛室內環(huán)境將向汽車(chē)方向靠攏，方向盤(pán)、座椅、各操縱手柄都能調節，使操作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(zhù)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，許多大城市已經(jīng)制定機動(dòng)車(chē)的噪聲和排放標準，工程建設機械若不符合排放標準，將要限制在該地區的銷(xiāo)售。

（7）廣泛利用新材料、新工藝、新技術(shù)，特別是機、電、液一體化技術(shù)，提高產(chǎn)品的壽命和可靠性。

（8）最大限度地簡(jiǎn)化維修盡量減少保養次數和維修時(shí)間，增大維修空間，普遍采用電子監視及監控技術(shù)，進(jìn)一步改善故障診斷系統，提供司機排除問(wèn)題的方法。

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