1、主要常見工礦企業內機動車輛之二裝載機和裝運機一、概述裝載機、裝運機是一種使用橡膠輪胎以發動機、電力或壓縮空氣為動力，僅需1人操作即可完成鏟、裝、運輸及自卸的多功能聯合裝運機械。它具有運轉靈活、平穩的特點，既可在露天礦場進行作業，也可在狹窄地下巷道快速行駛，例如：C30和CG12型裝運機可在井下有壓氣設備的開拓、回采巷道中進行裝運礦石工作，并可將礦石直接卸入溜井、溜槽或其他運輸設備上，該類型裝運機通常是由動力裝置、車架、行走裝置、傳動裝置、轉向系統、制動系統、液壓系統和工作裝置部件組成，有多種機型，操縱方便靈活，可靠性高，維修也方便，大功率的裝運則采用裝載機。裝載機是一種廣泛用于公路、鐵路、建筑

2、、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。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。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的集料與裝料等作業。此外還可進行推運土壤、刮平地面和牽引其他機械等作業。由于裝載機具有作業速度快、效率高、機動性好、操作輕便等優點，因此它成為工程建設和礦山施工的主要機種之一。二、裝載機（裝運機）的分類和技術參數1、分類根據不同的使用要求，裝載機（裝運機）發展形成了不同的結構類型。（1）按行走裝置不同，分為輪式和履帶

3、式。（2）按使用場合不同，分為露天用裝載機和井下用裝載機。（3）按動力傳動系統的不同，分為機械傳動、液力機械傳動、全液壓傳動和電動式、氣動式。（4）按裝卸的方式不同，分為前卸式、側卸式、回轉式和后卸式。輪式裝載機基本上都是前卸式。（5）按轉向方式不同，分為整體式和鉸接式。2、裝載機（裝運機）技術參數1）裝運機技術參數（見表31）表31裝運機類型與技術參數型 號 項 目（ZYQ-14）C30CR08鏟斗容積 m30.300.30裝載能力 m3/n1012車箱容積 m31.80平均行車速度 m/s1.01.2轉彎半徑 m6.5工作氣壓 kgf/cm257提升氣動機功率 HP20行走氣動機功率 HP

4、14行走輪胎規格9.0020轉向輪胎規格7.5015風管接頭內徑1.52平均耗風量 m3/min20整機外形長寬高 mm454018902640405014202380整機重量 kg50001600額定裝載重量 kg600發動機型號 ZS115GM額定功率 kw14.71額定轉速 r/min2200卸載高度 mm2100動臂提升時間 s5動臂下降時間 s3卸載距離 mm700卸料時間 s3.50最小轉彎半型 mm2700表31裝運機類型與技術參數（續）性能型號CR-06CR-08額定裝載質量（Kg）600800額定斗容量（m3）0.30.4整機質量（Kg）16001800發動機型號ZS115G

5、MCT1125AM 額定功率（Kw）14.7118.38額定轉速（r/min）22002200卸載高度（mm）21002350卸載距離（mm）700750動臂提升時間（S）54.5動臂下降時間（S）33卸料時間（S）3.51.5最小轉變半徑（mm）27003500外形尺寸（長*寬*高）mm4050*1420*23804045145522152）裝載機技術參數（見表32）ZL40ZL50DZL50ZL50CZL90標準斗容量（m3）32.03.03.05.0額定載重（t）53.65.06.09.0動臂提升時間（滿載）76.58.06.09.5鏟臂提升時間（空載）2.53.03.03.03.0車速

6、（km/h）前進后退前進后退前進后退前進后退前進后退檔010010014010013010013010013檔034013035034034032最大牽引力（kN）126.9（空載）103.9（滿載）147（滿載）147（滿載）279.3（滿載）最大爬坡度3030303030整機質量（t）18.5（帶駕駛室）12（帶駕駛室）16.8（帶駕駛室）16.736（帶駕駛室）最大卸載高度（mm）295028002850170035003、裝載機特點：以ZL30型裝載機為例，裝載機具有下列主要特點：（1）采用液力機械傳動，即在發動機與變速箱之間裝有液力變矩器，能充分利用發動機功率，增大輸出扭矩，并能在一

7、定范圍內適應外界負荷變化，自動調節，達到無級變速，能保護發動機避免熄火及過載而損壞機件。（2）采用液壓換檔變速箱，操縱輕便安全。（3）采用前后橋四輪驅動，輪邊減速和低壓寬斷面輪胎，驅動力大，爬坡能力強，可以在崎嶇不平的地面行駛和工作。（4）采用鉸接式車架，轉彎半徑小，機動靈活。（5）采用全液壓轉向器，操縱輕便，結構緊湊，維修方便。（6）采用雙管路的氣頂油鉗盤式制動，制動力大，拆裝方便，安全可靠。（7）工作裝置采用液壓操縱系統，動作平穩，靈敏可靠。（8）采用全封閉駕駛室，寬敞明亮，視野廣闊，座椅減震性好，乘坐舒適。三、工作原理和結構（一）工作原理裝載機（裝運機）的工作機構是用鏟斗鏟取碎石、礦石或

8、散狀物，提升到一定高度后，通過驅動輪運轉，使設備移動到指定地點，再通過翻轉鏟斗，將塊狀物卸到指定場所（井、槽或其他運輸機上或場地上）。輪胎式裝載機結構如圖3-28。圖3-28 輪胎式裝載機結構簡圖1-鏟斗；2-搖臂；3-動臂；4-轉斗油缸；5-前車架；6-動臂油缸；7-駕駛室；8-變矩器；9-發動機；10-水箱；11-配重；12-后橋；13-后車架；14-變速箱；15-前橋；16-連桿（二）結構裝載機一般由車架、發動機、傳動系統、行走系統、工作裝置、轉向系統、制動系統、液壓系統、電氣系統和駕駛室等部件組成。裝載機的發動機布置在后部，駕駛室在中間，這樣整機的重心位置比較合理，駕駛員視野較好，有利

9、于提高作業質量和生產率。動力從柴油發動機傳遞到液力變矩器，再經過萬向聯軸節，傳遞到變速箱。通過變速箱，動力分別傳遞到前、后橋驅動車輪行走。工作裝置是由油泵、動臂、鏟斗、杠桿系統、動臂油缸和轉斗油缸等構成。油泵的動力來自柴油發動機。動臂鉸接在前車架上，動臂的升降和鏟斗的翻轉，都是通過相應液壓油缸的運動來實現的。為了完成各種形式的工作，裝載機配備了各種可更換的工作機具。如側卸式鏟斗，萬能推土板，腭式抓斗，起重吊鉤等。1、工作裝置裝運機（裝載機）的鏟掘和裝卸物料作業是通過其工作裝置的運動來實現的。工作裝置由1-鏟斗2-連桿3-搖臂4-動臂油缸5-動臂和6-轉斗油缸等組成。整個工作裝置鉸接在7-車架上

10、。鏟斗通過連桿和搖臂與轉斗油缸鉸接，用以裝卸物料。動臂與車架、動臂油缸鉸接，用以升降鏟斗。鏟斗的翻轉和動臂的升降采用液壓操縱。參見圖3-29工作裝置。圖3-29 輪胎式裝載機工作裝置1-鏟斗；2-連桿；3-搖臂；4-動臂油缸；5-動臂；6-轉斗油缸作業時工作裝置應能保證：當轉斗油缸閉鎖、動臂油缸舉升或降落時，連桿機構使鏟斗上下平動或接近平動，以免鏟斗傾斜而撒落物料；當動臂處于任何位置、鏟斗繞動臂鉸點轉動進行卸料時，鏟斗傾斜角不小于45，卸料后動臂下降時又能使鏟斗自動放平。綜合國內外工作裝置的結構型式，主要有七種類型，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

11、和輸出桿的轉向是否相同又分為正轉和反轉連桿機構等。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，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，磨損后只需要更換齒尖。2、轉向系統目前我國輪式裝載機已普遍采用全液壓轉向系統。ZL50型輪式裝載機由于重量較大，為使操縱輕便，一般都采用全液壓流量放大轉向系統。柳工ZL50C型用的全液壓流量放大轉向系統是全行業使用這一系統最早也最成功的。未出現全液壓向以

12、前，我國第一代ZL50型裝載機全都采用螺桿螺母循環球式直接帶動轉向閥的機械式轉向系統，并設有帶隨動桿的機械反饋。該系統與全液壓轉向系統相比，轉向力及油壓壓力損失都較大，且可靠性也相對差一些。因此目前已基本上被全液壓轉向所取代，用大排量轉向器的普通全液壓轉向系統，比螺桿螺母循環球式性能要好，但轉向器體積大，仍然不如帶流量放大閥的系統優越，因此目前已逐步被淘汰。出現了一種新的同軸流量放大轉向系統。用小排量全液壓轉向器，經過特殊改進設計，可起到放大器的作用。這種系統既起到全液壓流量放大系統的作用，又減少了一個流量放大閥，性能優越，結構簡單，成本低。目前因同軸流量放大器還存在一些有待解決的問題，因此還

13、未廣泛采用。但從發展方向看，今后這種同軸流量放大轉向系統（可帶可不帶優先系統）有可能取代其它的全液壓轉向系統。3、傳動系統我國當前典型的輪式裝載機的傳動系統由變速器（也叫變矩器變速箱總成）、驅動橋、傳動軸等組成。參見圖3-30輪胎式裝載機傳動系統圖3-30 輪胎式裝載機傳動系統1-發動機；2-液力變矩器；3-變速油泵；4-工作油泵；5-轉向油泵；6-變速箱；7-駐車制動；8-傳動軸；9-驅動橋；10-輪邊減速器；11-行車制動器；12-輪胎（1）變速器變速器由液力變矩器及變速箱兩部分組成。變矩器的一端與柴油機另一端與變速箱直接相連這樣結構緊湊、連接可靠，是目前國內外輪式裝載機用得最多、最普遍的

14、一種連接方式。其它還有變速器為一整體與柴油機分置，或變矩器與柴油機直接相連而與變速箱分置，之間用傳動軸連接。目前山工的ZL50D型、常林的ZLM50E型就是變矩器包括分動箱直接與柴油機相連，與變速箱分置，用傳動軸相連的結構型式。參見圖3-31變矩器、變速箱結構。圖3-31 變矩器、變速箱結構1-變矩器；2-驅動齒輪；3-第一離合器（K1）；4-第二離合器齒輪彀；5-第二離合器（K2）；6-第三離合器齒輪彀；7-第三離合器（K3）；8-輸出齒輪；9-第四離合器（K4）；10-第四離合器齒輪彀；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）柳工ZL50C型變

15、速器為雙渦輪液力變矩器加行星式動力換擋變速箱組成。 該變速箱有一個前進、一個后退檔，加上一個直接擋（II擋），共兩前進、一后退三個擋。結構簡單、擋位少，完全實現了單桿操縱。變矩器有兩個渦輪，二渦輪直接傳給變速箱輸入軸（齒輪），為各擋輕載變速狀態。一渦輪是通過超越離合器才傳給變速箱輸入軸，當各相應擋扭矩加大，速度降低到超越離合器結合時，兩個渦輪同時參加工作，為相應擋的低速大扭矩狀態，這一切都是由超越離合器通過速度的高低自動實現的。實際上該變速器有4個前進擋，2個后退擋，因每個擋都有一個高低速自動換擋。目前第三代產品，比如柳工的ZL50G型，采用“ZF”公司生產的由三元件變矩器與四擋前進三擋后退的

16、定軸式變速箱組成的變速器。三元件變矩器效率高，采用微電腦半自動控制的單手柄電液換擋，且作業時增設了I、II擋快速切換按鈕（KD按鈕）。每個作業循環只需前后撥動一次手柄及按一次KD按鈕，簡便、快捷、操縱舒適省力，從而大大提高了作業效率。該產品先進就在于它的變速操縱系統。（2）驅動橋驅動橋由前橋、后橋組成。由于裝載機需要大的牽引力，因此現代輪式裝載機前后橋均為驅動橋。前橋直接固定在前車架上，后橋為擺動橋，通過副車架與后車架相連。現代輪式裝載機基本上都采用鉸接式轉向，因此前后驅動橋除主傳動螺旋錐齒輪中的旋向不同外，其它件全部通用。第三代出現了后橋中心擺動式，不再用副車架，而用擺動架與后車架相連，出現

17、了后橋殼體與主傳動托架和前橋不通用、其余件仍然與前橋完全通用。我國目前輪式裝載機的驅動橋基本上都是采用整體橋殼，全浮式半軸，具有主傳動及輪邊兩級減速的驅動橋。主傳動一般都采用一級螺旋錐齒輪減速，輪邊一般都采用行星式輪邊減速。目前第三代ZL50型輪式裝載機驅動橋出現了帶內藏濕式多片式制動器及防滑差速器的驅動橋，改善了制動性能和惡劣作業條件下的通過性能及作業性能。（3）傳動軸傳動軸基本上由汽車傳動軸演變而來。我國第一代ZL50型裝載機傳動軸基本上由“解放牌”、“東風牌”汽車傳動軸改裝而成。4、制動系統目前國產ZL50型機主導產品的制動系統多數為帶緊急制動的制動系統，該系統具有行車制動、停車制動及國

18、際流的緊急制動系統。停車制動與緊急制動共用，因緊急制動具有4種功能：（1）停車制動；（2）起步時保護制動作用；（3）行車時氣路發生故障起安全保護制動作用。當制動系統氣路出了故障。降到允許行車氣壓時，緊急制動會自動剎車，同時變速器會自動掛空擋；（4）緊急制動。當行車制動出了故障時可選用該系統實施緊急制動，而代替行車制動起作用。這也是緊急制動名稱的由來。因此，具有緊急制動系統的柳工ZL50C型機制動安全可靠性是最好。成工目前的ZL50B型機、徐裝的ZL50E型機都采用了這樣的制動系統。稍有不同的是成工與徐裝的在空氣罐與緊急和停車制動閥之間加有快放閥。柳工以前的ZL50型機制動系統中也有快放閥，現將

19、該閥取消了。還有一點不同的是成工的行車制動是雙踏板，柳工及徐裝的均為單踏板。另外徐裝的緊急和停車制動控制閥為電磁閥，柳工與成工的均為氣閥。目前還有部分產品的制動系統為雙管路行車制動。該系統與前述系統相比，其行車制動部分從空氣罐開始多了一路，結構元件組成基本上差不多。該系統沒有緊急制動部分，但有手柄帶軟軸直接操縱停車制動器的停車制動。這種制動系統比普通的不帶緊急制動的單管路制動系統制動可靠性、安全性要高，但比帶緊急制動的制動系統差一些。因此，今后帶緊急制動的制動系統應用會更加廣泛。目前，還有較少的產品如廈工、龍工的ZL50C-II型機保持原ZL50的單管路行車制動系統。從理論上說，該系統不如前兩

20、種制動系統安全可靠性高。目前，柳工的第三代產品ZL50G型機已經出現了全液壓制動系統。這種制動系統也可帶緊急制動，它沒有氣路系統，全部用液壓油，特別是與內藏濕式多片式制動器配合使用，顯示出極大的優越性，在某種程度上代表了今后制動系統的發展方向。CAT的950G型機、小松的WA380-3型機都采用的全液壓制動系統。5、工作液壓系統目前我國輪式裝載機的工作液壓系統已發展到采用小閥操縱大閥的先導工作液壓系統。但目前用得最多的仍是機械式的輪軸操縱工作液壓系統。柳工ZL50C型裝載的輪軸操縱工作液壓系統由轉斗缸、動臂缸、分配閥、操縱桿、工作泵、軟軸等主要零部件組成。該系統分配閥內帶有控制系統最高壓力的主

21、安全閥，另外在分配閥的下面通轉斗缸大小腔分別帶有一個雙作用安全閥。其作用是在工作裝置運動過程中，轉斗缸發生干涉時間起卸壓力及補壓作用。兩根操縱桿通過兩根軟軸直接操縱分配閥的轉斗閥及動臂閥，使定量齒輪工作泵的壓力油進入轉斗缸或動臂缸，使工作裝置完成作業運動。工作液壓系統目前已開始普遍采用先導工作液壓系統。國產的第二代產品，比如柳工的ZL50C型、成工的ZL50B型早已采用了先導工作液壓系統。先導操縱可實現單桿操縱，且手柄操縱力及行程比機械式操縱小得多，大大降低了操作人員的勞動強度，大大增加了操縱舒適性，從而也就大大提高了作業效率。系統中有個組合閥，它是由壓力選擇和溢流閥組合而成的一個整體閥。主要

22、是通過該閥供給先導閥及轉向器的所需的先導壓力油。供轉向器的為4.0Mpa ，供先導閥的為3.5Mpa。還有一路由動臂缸大腔通至壓力選擇閥。當發動機熄火后，可操縱先導閥利用動臂缸大腔的壓力油來使在任意位置的鏟斗下降到地面。CAT950G型、小松WA380-3型也是采用的先導工作液壓泵，但他們現在已采用電液比例先導閥，便于實現更為先進的微電腦集成控制。圖3-32所示為ZL50裝載機液壓系統原理圖，執行元件有轉向液壓缸、鏟斗液壓缸和動臂液壓缸。動力源為柴油機驅動一組雙聯泵和一臺單泵，柴油機的工作轉速范圍為n=6002200r/min，根據裝載機的工作特點，要求：1）轉向部分在n=6001500r/m

23、in時，由流量轉換閥4保證有一恒定流量qZ，以優先滿足轉向要求,n1500r/min后，qZ隨n增大而增大。轉向閥6為一手動伺服閥，操作轉向手輪，可開啟通往轉向缸的閥口，停止操作，機械反饋使閥回到中位；2）動臂缸、鏟斗缸要求單獨動作，鏟斗優先。圖3-321-工作泵 2-輔助泵 3-轉向泵 4-流量轉換閥 5-溢流閥 6-轉向閥 7-轉向缸 8-動臂缸9-鏟斗缸 10-雙作用安全閥 11-多路換向閥六、輪胎裝載機和裝運機經常在劣質道路、松軟和碎石場地行駛與作業。行駛時速度比較高，又經常在重負荷下作業。所以一般采用工程機械寬級低壓輪胎。輪胎的使用壽命在很大程度上取決于使用方法，盡量不使輪胎打滑，避

24、免接觸尖鋒的碎石。七、電動鏟運機 “地下鏟運機”一詞系參考英文“LHD unit” load-haul-dump unit 。即裝運卸設備演繹而來。但與地面或露天礦使用的“鏟運機”是截然不同的兩種設備。地下鏟運機是以柴油機或以拖曳電纜供電的電動機為原動機、液壓或機械傳動、鏈接式支架，輪胎、前置前卸式鏟斗的裝載、運輸和卸載設備。主要用于地下礦山和隧道工程。它與地面或露天礦使用的裝載機有許多相似之處。其主要區別是地下鏟運機機身低矮、駕駛室橫向布置，采用光面或半光面地下礦用耐切割工程輪胎且裝有柴油機尾氣凈化裝置。按動力源來分，可分為柴油機為動力的內燃鏟運機和以電動機為動力的電動鏟運機。按斗容來分，大

25、致可分為：小型鏟運機：斗容1.5m3（2碼3）及以下的鏟運機；中型鏟運機：斗容24m3（3-5碼3）的鏟運機；大型鏟運機：斗容4m3以上（5碼3以上）的鏟運機地下鏟運機的產品分類、技術要求、試檢方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸、貯存和質量保證期應符合下列中華人民共和國機械行業標準的規定：JB6114-92地下內燃鏟運機JB/T5500-91地下電動鏟運機地下鏟運機的整機性能試驗、工業性試驗和技術鑒定的內容、方法、試驗準備及結果整理應符合中華人民共和國機械行業標準JB/T5500-91地下內燃鏟運機試驗方法的規定。地下鏟運機的安全要求應符合中華人民共和國機械行業標準JB8518-1997地下鏟運機安全要求的規定。此外，原中國有色金屬工業總公司所屬的衡陽有色冶金機械總廠和金川有色金屬公司第二機械廠生產的地下鏟運機型號采用“CY”系列或“JCY”系列命名方法，其產品分類、技術要求等基本符合JB6114-92 JB/T