【文章內(nèi)容簡介】 ；卡特彼勒新的 C 系列挖掘裝載機(jī)加大了動臂液壓缸直徑和發(fā)動機(jī)功率，使舉升能力比前任系列提高了 209／ 0，挖掘和裝載作業(yè)裝置的負(fù)荷傳感液壓系統(tǒng)采用變量泵，提高了作業(yè)性能，所有的挖掘裝載機(jī)都配備了 Ride Control 系統(tǒng)，提高了駕駛舒適性， Cat416C 型還具有平行舉升功能，通過快換接頭，不需離開駕駛室，可在 30 秒內(nèi)換裝各種工作裝置。 英國生產(chǎn)挖掘裝載機(jī)的公司主要有：班福德 (J． BC)、麥塞． 福 格森 (MasseyFerguson)、 亞力山大頓肯有限公司 (Duncan— Alexander)等。綜合三家公司的挖掘裝載機(jī)，共有 1 7 種型號。班福德公司是挖掘裝載機(jī)品種和型號最多的公司，公司創(chuàng)立于 1946 年，原生產(chǎn)農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)。該公司在開發(fā)了液壓挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上，研制了世界上第一臺挖掘裝載機(jī)。其挖掘裝載機(jī)產(chǎn)量占世界第二位，在 50 多個國家中銷量第一。產(chǎn)品有四輪驅(qū)動四輪轉(zhuǎn)向形式，還有蟹行功能供選擇。在提高駕駛舒適性的同時，駕駛室有通風(fēng)系統(tǒng)是其獨具特色。挖掘動臂可配加長斗桿，延長挖掘深度。公司在 1973年就 已經(jīng)向蘇聯(lián)出口了 3D 型， 1989 年蘇聯(lián)商船公司向該公司訂購了 30 臺 4WD 型，用于 14 個港口設(shè)施建設(shè)，價值達(dá) 100 萬英鎊。 歐洲共同體國家生產(chǎn)挖掘裝載機(jī)的公司主要有：德國謝弗 (Schaeff)、漢諾瑪格(Hanomag)、克拉默爾 (Kyamer)公司，意大利菲亞特艾利斯 (Fiatallis)、貝納蒂(Benati)、 Moxy、 Benfra 公司，瑞典沃爾沃 (Volvo)公司。菲亞特艾利斯和約翰迪爾公司進(jìn)行技術(shù)合作，在 1990 年和 1991 年研制出 6種型號整體車架式和鉸接車架式挖掘裝載機(jī)。此外，國外生 產(chǎn)挖掘裝載機(jī)的公司還有 (1)EarthForce America 公司。其系列產(chǎn)品共五種型號： EFl～ EF5，均為四輪轉(zhuǎn)向四輪驅(qū)動，除 EFl 為汽油機(jī)驅(qū)動，其余四個機(jī)型動力為 K1Jbota柴油機(jī)； (2)Terramite公司。產(chǎn)品有 T5C， T5D， T6 型； (3)New Holland公司。 E 系列共有四種型號： 555E， 575E， 655E 和 675E，配 Genesis 發(fā)動機(jī)，特點是直線型裝載動臂和四連桿機(jī)構(gòu)； (4)I)ig— It公司。其新型挖掘裝載機(jī)有 Tiger 2020，Dominator M2208 和 Dominator。 M2208D 三種機(jī)型，基本上采用小型拖拉機(jī)車架， R()PS駕駛室框架。將回轉(zhuǎn)支架的回轉(zhuǎn)銷改為可拆卸式。 我國已開發(fā)、試制或生產(chǎn)挖掘裝載機(jī)的廠家及其型號有： (1)北京建筑機(jī)械廠及福建機(jī)器廠開發(fā)出 WZ2A、 WZ2B，北京建筑機(jī)械廠 1969 年生產(chǎn) WZ2 型挖掘裝載機(jī) (又稱 DY4— 55 型 )， 1980 年改進(jìn)設(shè)計，試制了 WZ2A 型挖掘裝載機(jī)， 1981 年 10 月通過鑒定。之后，在此基礎(chǔ)上又推出了 WZ2B 型挖掘裝載機(jī)，將 WZ2A 型又改進(jìn)為現(xiàn)在生產(chǎn)的 WZ 一 2C型挖掘裝載機(jī)，反鏟鏟斗標(biāo)準(zhǔn)斗容量 0． 2m3。 (2)福 州建筑機(jī)械廠 WZ25 型，反鏟鏟斗標(biāo)準(zhǔn)斗容量 0． 25 m3，裝載額定提升能力 19． 6kN，發(fā)動機(jī)功率 44． 1Kw．，整機(jī)質(zhì)量6580Kg， 1985 年通過部級鑒定。 (3)煙臺工程機(jī)械廠 zLl5WJ 型，反鏟鏟斗標(biāo)準(zhǔn)斗容量0． 14． m3 ，整機(jī)質(zhì)量 6400Kg， 1 988 年通過省級鑒定。該廠近年還開發(fā)出 WZl6． 15E型挖掘裝載機(jī)，以 ZLl5 裝載機(jī)為基礎(chǔ)，額定裝載質(zhì)量 1500Kg，反鏟額定斗容 O． 14m3，整機(jī)操作質(zhì)量 6250Kg。 (4)柳州挖掘裝載機(jī)廠 (中外合資 )的 WZ30— 25 型和 WZ30． 25A型，裝載部分 提升力、反鏟標(biāo)準(zhǔn)斗容分別為 25KN、 1． O m3； WZ4． 5— 30型，裝載部分提升力、反鏟標(biāo)準(zhǔn)斗容分別為 30KN、 1． 25 m3。 (5)山東臨沂裝載機(jī)廠的 zwl0 型履帶式挖掘裝載機(jī)。 (6)洛陽拖拉機(jī)工程機(jī)械公司的 DFII 一 904WZ。 (7)山東廣饒液壓機(jī)械廠的 755Z／ W。 (8)柳州工程機(jī)械廠開發(fā)出 WZ25— 20。 (9)山西機(jī)床廠也與意大利合作組裝生產(chǎn)“兩頭忙”產(chǎn)品。 (10)徐州裝載機(jī)廠開發(fā)研制出 WZ25— 16 型挖掘裝載機(jī)，發(fā)動機(jī)功率為 50KW，裝載斗容量 0． 8m3，反鏟斗容量 0． 25 m3，裝載裝置最大掘 起力≥ 25． 6 KN。目前，中國”兩頭忙”產(chǎn)品年產(chǎn) 300臺左右，市場亟待開發(fā)。 167。 13 挖掘裝載機(jī)發(fā)展特點 綜合國內(nèi)外挖掘裝載機(jī)的發(fā)展情況，在結(jié)構(gòu)上有以下特點： (1)根據(jù)挖掘裝載機(jī)的主要用途，綜合考慮工作速度、作業(yè)要求、道路狀況和配置不同附屬裝置時變形方便等因素，廣泛采用輪胎式行走裝置。 1) 國外歐美大多數(shù)公司仍繼續(xù)生產(chǎn)采用傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)底盤的挖掘裝載機(jī)，而近年來日本卻發(fā)展專用工程機(jī)械底盤的挖掘裝載機(jī)。采用拖拉機(jī)底盤需要增設(shè)專業(yè)用于聯(lián)接工作裝置的加強(qiáng)車架，使機(jī)器工作時產(chǎn)生的扭 轉(zhuǎn)載荷和彎曲載荷由車架承受，而不會傳到傳動裝置。車輪由驅(qū)動輪和導(dǎo)向輪組成。國內(nèi)由北京機(jī)械廠生產(chǎn)的 WZ 一 2C型挖掘裝載機(jī)，采用鐵牛． 55 型拖拉機(jī)底盤，以專用前橋更換原強(qiáng)度不足的前橋。 現(xiàn)代輪胎式挖掘裝載機(jī)則采用鉸接車架的專用底盤。日本生產(chǎn)廠家較多采用鉸接車架底盤，鉸接車架轉(zhuǎn)向角177。 36。～ 43。，工作時前后車架用液壓缸定位，可提高機(jī)械的機(jī)動性。為了保證采用鉸接車架的挖掘裝載機(jī)在工作過程中的穩(wěn)定性，謝弗公司在SK． B600、 SKB900、 SKB90 SKBl000、 SKBl000T 型挖掘裝載機(jī)的底盤上安 裝兩個可以移動的配重。當(dāng)機(jī)器進(jìn)行挖掘作業(yè)時，配重安裝在前橋上方；裝載作業(yè)時，配重安裝在后橋下方。為了提高其通過性能，采用了寬基輪胎等措施。福州機(jī)械廠生產(chǎn)的 WZ25 型挖掘裝載機(jī)采用輪式專用底盤。煙臺工程機(jī)械廠生產(chǎn)的 ZLl5WJ 型挖掘裝載機(jī)采用 ZLl5型裝載機(jī)底盤。 2)如果在固定施工現(xiàn)場及松軟道路狀況上持久穩(wěn)定作業(yè)，或需要經(jīng)常使用較大的切削力鏟裝堅實的物料工況時，則采用履帶式挖掘裝載機(jī)較為適宜，而且采用前置式發(fā)動機(jī)和液力機(jī)械傳動裝置的工業(yè)拖拉機(jī)底盤。約翰迪爾公司生產(chǎn)的 350、 350B、 350C 型裝載機(jī) ，都能在其后部安裝反鏟挖掘裝置。 (2)前、后橋 用裝載斗作業(yè)時，采用全輪驅(qū)動，在道路狀況不好的條件下作業(yè)時，發(fā)揮了機(jī)器的最大牽引力。根據(jù)用戶需要，驅(qū)動橋可以做成后輪驅(qū)動或全輪驅(qū)動。并根據(jù)要求，可在前橋或后橋上裝有防滑差速器，使整機(jī)具有牽引和自救能力高、輪胎磨損小等特點?？ㄌ乇死展?416 和 428型挖掘裝載機(jī)選用了德國蔡夫 (zF)公司的防滑差速器。沃爾沃公司 BW6300 型挖掘裝載機(jī)在后橋上采用了自鎖差速器，由于鎖緊過程是自動完成的，可以省去一套差速鎖的控制系統(tǒng)，適用于挖掘裝置工作工況。 (3)裝載裝置轉(zhuǎn)載斗在舉升過程中能自動調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)和在降落到停機(jī)面時自動復(fù)位機(jī)構(gòu)。反鏟裝置的幾何位置取決于動臂液壓缸的長度 L斗桿液壓缸的長度 L2和鏟斗液壓缸的長度 L3。顯然， L L2 和 L3 為某組確定值時反鏟裝置就相應(yīng)處于一個確定的幾何位置。如圖設(shè)計平面 直角坐標(biāo)系，使 X軸與地面重合， Y 軸與挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)中心線重合。 第二章：鏟斗設(shè)計 167。 2． 1 鏟斗結(jié)構(gòu)形式的選擇 鏟斗是直接用來切削、收集、運輸和卸出物料，裝載機(jī)工作時的插入能力及鏟掘能力是通過鏟斗直接發(fā)揮出來的，鏟斗的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸直接影響裝載機(jī)的作業(yè) 效率和工作可靠性，所以減少切削阻力和提高作業(yè)效率是鏟斗結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要要求。鏟斗。是在惡劣的條件下工作，承受很大的沖擊載荷和劇烈的磨削，所以要求鏟斗具有足夠的強(qiáng)度和剛度，同時要耐磨。 根據(jù)裝載物料的容重，鏟斗做成三種類型：正常斗容的鏟斗用來裝載容重 1． 4～ 1。6噸／米的物料 (如砂、碎石、松散泥土等 )：增加斗容的鏟斗，斗容一般為正常斗容的1。 4～ 1． 6倍，用來鏟掘容重 1． 0噸／米 3左右的物料 (如煤、煤渣等 )；減少斗容的鏟斗，斗容為正常斗容的 O． 6～ 0． 8，用來裝載容重大于 2噸／米 3的物料如鐵礦石、巖石等 )。用于土方工程的裝載機(jī)，因作業(yè)對象較廣，因此多采用正常斗容的通用鏟斗，以適應(yīng)鏟裝不同物料的需要。鏟斗切削刃的形狀根據(jù)鏟掘物料的種類不同而不同，一般分為直線型和非直線型兩種。直線型切削刃簡單并利于地面刮平作業(yè)，但切削阻力較大。非直線型切削刃有 V型和弧形等，裝載機(jī)用的較多的是 V 型斗刃。這種切削刃由于中間突出，在插入料堆時，插入力可以集中作用在斗刃中間部分，易于插入料堆；同時對減少”偏載切入”有一定的效果。但鏟斗的裝滿系數(shù)要小于直線型斗刃的鏟斗。 裝有斗齒的鏟斗，在裝載機(jī)作業(yè)時，插入力由斗齒分擔(dān)，形成較 大的比壓，利于插入密實的料堆疏松物料或撬起大的塊狀物料，便于鏟斗的插入，斗齒磨損后容易更換。因此，對主要用于鏟裝巖石或密實物料的裝載機(jī)，其鏟斗均裝有斗齒。用于插入阻力較小的松散物料或粘性物料，其鏟斗可以不裝斗齒。 斗齒的形狀對切削阻力有影響：對稱齒型的切削阻力比不對稱齒型的大；長而狹窄的齒比寬而短的齒的切削阻力要小?；【€型側(cè)刃的插入阻力比直線型側(cè)刃小，但弧線型側(cè)刃容易從兩側(cè)泄漏物料，不利于鏟斗的裝滿，適于鏟裝巖石。 對主要用于土方工程的裝載機(jī)，在設(shè)計鏟斗時要考慮斗體內(nèi)的流動性，減少物料在斗內(nèi)的移動或 滾動阻力，同時要有利于在鏟裝粘性物料時有良好得倒空性． 167。 2． 2 鏟斗基本參數(shù)的確定 鏟斗的主要參數(shù)是鏟斗寬度和鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑。 鏟斗的寬度要大于裝載機(jī)每邊輪胎外側(cè)寬度 5～ 10厘米，否則 鏟裝物料或分層鏟取土?xí)r，所形成的階梯地面不僅會損傷輪胎的 側(cè)面而且會引起輪胎的打滑影響牽引力的發(fā)揮。 鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑 R0是指鏟斗與動臂轉(zhuǎn)鉸中心 B與切削刃之間 的距離 (圖 2． 1) 由于鏟斗的回轉(zhuǎn)半徑不僅影響鏟起力和插入阻力的大小，而且與 整機(jī)的總體參數(shù)有關(guān)。因此鏟斗的其它參數(shù)依據(jù)它來決定。 鏟斗的回 轉(zhuǎn)半徑 R?？砂聪率接嬎悖? ?????????? ?????????????? ?????0002R01KZ0K01802bc t gs i nb)c os b(VR????? 式中 VK—— 幾何斗容量 (圖 2． 1中所示陰影斷面 ) B0—— 鏟斗 內(nèi)側(cè)寬度 g? ―― 鏟斗 斗底長度系數(shù)，通常 1． 4～ 1． 5； Z? —— 后斗壁長度系數(shù)，通常 =1． 1～ 1． 2； K? —— 擋板高度系數(shù)，通常以 =O． 12～ O． 141 R? ――斗底和后斗壁直線間的圓弧半 徑系數(shù)，通常 R? ＝ . ～ 40 b， —— 擋板與后斗壁 I、自 J的夾角，通常 6， =5。～ 10。； b。 —— 斗底與后斗壁間的夾角，通常 b。 =45。 52。， 由計算可得： R0＝ 1066～ 1178mm. 選取 R0＝ 1085mm 斗底長度 Lg是指由鏟斗切削刃到斗底與后斗壁交點的距離： mmRgRg 1520)~(L 00 ??? ? 后斗壁長度 LZ是指由后斗壁上緣到與斗底相交點的距離： mmRgRg 1194)~(L 00 ??? ? 擋板高度 LK mmRgR ~(L 00K ??? ? 鏟斗圓弧半徑 R1： mmRgR ~(R1 00 ??? ? 鏟斗與動臂鉸銷距斗底的高度 hW=(0． 20～ 0． 25)Ro＝ 260mm 鏟斗側(cè)壁切削刃相對于斗底的傾角 a=50?！?60。 167。 2． 3 斗容的計算 鏟斗的斗容量可以根據(jù)鏟斗的幾何尺寸確定。 1．幾何斗容 (平裝斗容 )VK 鏟斗平裝的幾何斗容可按下式確定。 對于裝有擋板的鏟斗： 32K 32ABV 米－＝ bh 。 式中 A—— 鏟斗橫斷面面積，如圖 2— 1所示陰影面積； B0—— 鏟斗內(nèi)壁寬； H—— 擋板高度； B—— 斗刃刃口與擋板最上部之間的距離。 2．額定斗容 (堆裝斗容 )VH 鏟斗堆裝的額定斗容 V是指斗內(nèi)堆裝物料的四邊坡度均為 1： 2，此時額定斗容可按下式確定。 3202H )(63V 米－＝ chbBbV K ?? 對于裝有擋板的鏟斗： 式中 c—— 物料堆積高度 由作圖法確定，在鏟斗內(nèi)堆裝物料的四邊坡度均為 1： 2，由料堆 尖端 m點作直線 mn 與 cd 垂直，將 mn 延長，與斗刃 刃．口和擋板 最下端之間的連線相交此交點與料堆尖端的距離，即為物料堆積 高度 c． 圖示如下： 經(jīng)計算：額定斗容 VH=1． 6米。 第三章：挖掘裝載機(jī)工作裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 167。 工作裝置方案設(shè)計： 裝載機(jī)鏟掘和裝卸物料的作業(yè)是通過工作裝置的運動實現(xiàn)的。 裝載機(jī)的工作裝置是由鏟斗、動臂、搖臂、連桿托架及液壓系統(tǒng)等組成。鏟斗用以鏟裝物料，動臂和動臂油缸的作用是提升鏟斗并使之與車架相連；轉(zhuǎn)斗油缸通過搖臂一連桿或托架使鏟斗轉(zhuǎn)動。動臂的升降和鏟斗的轉(zhuǎn)動采用液壓操縱。 由動臂，動臂油缸，鏟斗，轉(zhuǎn)斗油缸， 搖臂．．連桿或托架及車架相互鉸接所構(gòu)成的連桿機(jī)構(gòu)在裝載及工作時要保證：當(dāng)動臂處于某種作業(yè)位置不動時，在裝斗油缸的作用下通過連桿機(jī)構(gòu)使鏟斗繞其鉸接點轉(zhuǎn)動；當(dāng)轉(zhuǎn)斗油缸閉鎖使動臂在動臂油缸作用下提升或下降鏟斗過程中連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)能使鏟斗在提升時保持平移或斗底半面與地面的夾角變化控制在很小的范圍，以免裝滿物料的鏟斗由于鏟斗傾斜而使物料灑落；而在動臂下降時又自動將鏟斗放平以減輕駕駛員的勞動強(qiáng)度提高勞動生產(chǎn)率。 裝載機(jī)根據(jù)搖臂一連桿數(shù) H,X 鉸接位置的不同，可組成不同形式的連桿機(jī)構(gòu)。不同形式的連桿機(jī)構(gòu)鏟斗的鏟起力隨鏟 斗轉(zhuǎn)角的變化關(guān)系，傾斜時的角速度大小及工作裝置的運動特性也不同。因此裝載機(jī)工作裝置形式的