單斗裝載機(jī)簡(jiǎn)史

最早的單斗裝載機(jī)是在拖拉機(jī)前端裝上一門架和鏟斗，靠拖拉機(jī)前進(jìn)使鏟斗插入料堆，鏟斗用鋼絲繩升降，用于農(nóng)村的積肥和堆垛草料。1937年開(kāi)始用油缸操縱鏟斗的升降。1944年美國(guó)制造了專用底盤取代拖拉機(jī)，增加了牽引力，1947年又將門架改為連桿機(jī)構(gòu)，提高了提升速度、卸載高度和掘起力，因而可用于鏟裝松散的土方和石方。1951年，美國(guó)首先采用液力機(jī)械傳動(dòng)，使整機(jī)結(jié)構(gòu)的性能進(jìn)一步完善。60年代初鉸接式車架得到應(yīng)用。此后，裝載機(jī)向大型化發(fā)展，到80年代初最大單斗裝載機(jī)的功率已達(dá)968千瓦，斗容量達(dá)18米3。

單斗裝載機(jī) - 分類

單斗裝載機(jī)按行走裝置不同可分為輪胎式和履帶式兩種。輪胎式行駛速度高，機(jī)動(dòng)靈活，使用方便。履帶式接地比壓低，牽引力大，適用于不需要在工地間自行轉(zhuǎn)移的場(chǎng)合。各國(guó)輪胎式單斗裝載機(jī)的產(chǎn)量均已超過(guò)履帶式單斗裝載機(jī)。

單斗裝載機(jī)

利用由動(dòng)臂、連桿和鏟斗等組成的工作裝置，在行進(jìn)中進(jìn)行鏟裝、運(yùn)送和傾卸土石方及散粒物料的自行式機(jī)械(見(jiàn)彩圖)。由工作裝置、動(dòng)力裝置和底盤等組成。分履帶式和輪胎式兩種。工作裝置的卸載可以前卸、后卸或側(cè)卸。整機(jī)轉(zhuǎn)向有鉸接式、偏轉(zhuǎn)車輪式和滑移轉(zhuǎn)向式等方式。輪胎式前卸鉸接裝載機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安全、機(jī)動(dòng)靈活，應(yīng)用最廣。

裝載機(jī)的工作裝置包括由鏟斗、動(dòng)臂、轉(zhuǎn)斗液壓缸等組成的連桿系統(tǒng)，以及由液壓泵、閥等組成的液壓系統(tǒng)。鏟斗裝于動(dòng)臂前端，動(dòng)臂后端與前車架鉸接。轉(zhuǎn)斗液壓缸的一端也與前車架鉸接，其活塞桿一端通過(guò)連桿與鏟斗相聯(lián)。轉(zhuǎn)斗液壓缸油路不通而動(dòng)臂升降時(shí)，該連桿系統(tǒng)能保證所裝物料不從鏟斗中撒出。當(dāng)轉(zhuǎn)斗液壓缸油路接通時(shí)，鏟斗可進(jìn)行鏟掘或傾卸作業(yè)。動(dòng)力裝置為柴油機(jī)，其動(dòng)力經(jīng)液力變矩器、動(dòng)力換擋變速箱、傳動(dòng)軸、 驅(qū)動(dòng)橋、輪邊減速器驅(qū)動(dòng)車輪， 從而推進(jìn)裝載機(jī)。

傳動(dòng)系統(tǒng)采用液力機(jī)械傳動(dòng)，也有采用機(jī)械傳動(dòng)或全液壓傳動(dòng)的。其底盤大多采用鉸接車架，分前、后兩段，用垂直銷鉸接。前、后車架在轉(zhuǎn)向液壓缸推動(dòng)下可繞垂直銷作相對(duì)偏轉(zhuǎn)，從而使機(jī)械轉(zhuǎn)向。主要技術(shù)參數(shù)為額定載重量或額定斗容。

裝載機(jī)裝卸物料的作業(yè)循環(huán)是:裝載機(jī)駛向料堆,放下動(dòng)臂，鏟斗插入料堆，操縱工作液壓缸裝滿鏟斗，倒車退出，舉升動(dòng)臂至運(yùn)輸高度,前進(jìn)駛向卸料點(diǎn)卸料,倒車退出，動(dòng)臂放至運(yùn)輸位置，準(zhǔn)備下一作業(yè)循環(huán)。履帶式裝載機(jī)適用于不經(jīng)常轉(zhuǎn)移工地的松軟地帶。輪胎式裝載機(jī)廣泛應(yīng)用于各種工程建設(shè)中。在運(yùn)距不大的情況下，可采用自鏟、自裝、自運(yùn)、自卸方式;運(yùn)距較遠(yuǎn)時(shí)，則與自卸運(yùn)輸車配合。大斗容裝載機(jī)主要用于露天礦裝載爆破后的礦石。全液壓小型滑移轉(zhuǎn)向裝載機(jī)的機(jī)動(dòng)性好、適用于狹小地區(qū)作業(yè)。

單斗裝載機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、車架、行走裝置、工作裝置和操縱系統(tǒng)等組成(圖1)。①發(fā)動(dòng)機(jī):大多使用柴油機(jī)，某些礦用大型單斗裝載機(jī)采用電動(dòng)機(jī)。②傳動(dòng)裝置:它將動(dòng)力傳遞給行走裝置，分為機(jī)械傳動(dòng)、液力機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)等型式。機(jī)械傳動(dòng)使用較少，常用于履帶式單斗裝載機(jī)。液壓傳動(dòng)是由發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，通過(guò)高壓油驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)使行走裝置運(yùn)轉(zhuǎn);液壓傳動(dòng)可充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)功率、降低燃油消耗、提高生產(chǎn)率，但行駛速度較低。液力機(jī)械傳動(dòng)使用最廣，主要由液力變矩器和動(dòng)力換擋變速箱等組成。液力變矩器裝在發(fā)動(dòng)機(jī)與變速箱之間，使單斗裝載機(jī)車速和牽引力變化范圍增大，隨外阻力的增加車速可自動(dòng)下降至零，而牽引力達(dá)到最大;還可減少?zèng)_擊、保護(hù)機(jī)器。③車架:上面裝有發(fā)動(dòng)機(jī)、工作裝置和司機(jī)室等。車架分整體車架和鉸接車架兩種。鉸接車架包括前車架和后車架。前、后車架用垂直銷軸聯(lián)接，利用轉(zhuǎn)向油缸使其相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)單斗裝載機(jī)轉(zhuǎn)向。這種車架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)向半徑小，便于卸料。60年代以來(lái)，斗容量為0.5米3以上的單斗裝載機(jī)大多采用這種結(jié)構(gòu)。④行走裝置:分為輪胎式和履帶式。輪胎式行走裝置的輪胎大多為低壓寬斷面輪胎，以提高機(jī)器的附著性能。氣壓為0.15~0.44兆帕。為使單斗裝載機(jī)適用于礦山工程，可采用輪胎保護(hù)裝置(圖2)， 以減少輪胎的磨損。履帶式行走裝置的結(jié)構(gòu)和形式與履帶式拖拉機(jī)的行走裝置相似。⑤工作裝置:包括鏟斗和連桿機(jī)構(gòu)(圖3)。發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)油泵，再通過(guò)油缸使工作裝置運(yùn)動(dòng)。連桿機(jī)構(gòu)有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)兩種:正轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)的搖臂轉(zhuǎn)動(dòng)方向與鏟斗的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同;反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)則相反。中、大型單斗裝載機(jī)一般采用反轉(zhuǎn)連桿機(jī)構(gòu)。

作業(yè)時(shí)裝載機(jī)駛向料堆，鏟斗置于地面，一邊前進(jìn)一邊轉(zhuǎn)斗，利用牽引力將鏟斗插入料堆，利用掘起力將物料裝入鏟斗。裝滿后裝載機(jī)后退離開(kāi)料堆，同時(shí)鏟斗升至運(yùn)輸位置。裝載機(jī)行駛至卸料處時(shí)鏟斗升到卸料高度，前傾鏟斗卸料，然后駛回料堆，開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。

常用的單斗裝載機(jī)，按發(fā)動(dòng)機(jī)功率，傳動(dòng)形式，行走系結(jié)構(gòu)，裝載方式的不同進(jìn)行分類。

1、發(fā)動(dòng)機(jī)功率∶

①功率小于74kw為小型裝載機(jī)。

②功率在74~147kw為中型裝載機(jī)

③功率在147~515kw為大型裝載機(jī)

④功率大于515kw為特大型裝載機(jī)

2、傳動(dòng)形式∶

①液力-機(jī)械傳動(dòng)，沖擊振動(dòng)小，傳動(dòng)件壽命長(zhǎng)，操縱方便，車速與外載間可自動(dòng)調(diào)節(jié)，一般在中大型裝載機(jī)多采用;

②液力傳動(dòng)∶可無(wú)級(jí)調(diào)速、操縱間便，但啟動(dòng)性較差，一般僅在小型裝載機(jī)上采用;

③電力傳動(dòng)∶無(wú)級(jí)調(diào)速、工作可靠、維修簡(jiǎn)單、費(fèi)用較高，一般在大型裝載機(jī)上采用。

3、行走結(jié)構(gòu)∶

①輪胎式∶質(zhì)量輕、速度快、機(jī)動(dòng)靈活、效率高、不易損壞路面、接地比壓大、通過(guò)性差、但被廣泛應(yīng)用;

②履帶式∶接地比壓小，通過(guò)性好、重心低、穩(wěn)定性好、附著力強(qiáng)、牽引力大、比切入力大、速度低、靈活性相對(duì)差、成本高、行走時(shí)易損壞路面。

4、裝卸方式∶

①前卸式∶結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、視野好，適合于各種作業(yè)場(chǎng)地，應(yīng)用較廣;

②回轉(zhuǎn)式∶工作裝置安裝在可回轉(zhuǎn)360O的轉(zhuǎn)臺(tái)上，側(cè)面卸載不需要調(diào)頭、作業(yè)效率高、但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大、成本高、側(cè)面穩(wěn)性較差，適用于較俠小的場(chǎng)地。

③后卸式∶前端裝、后端卸、作業(yè)效率高、作業(yè)的安全性欠好。