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装载机的工作装置和工作过程

标签:装载机      发布日期:2019-12-30 10:19:23      浏览量:221

  装载机是一种广泛用于公路、铁路、建筑、水电、港口、矿山等建筑工程的土石方施工机械,它主要用于铲装土壤、砂石、石灰、煤炭等散状物料,也可对矿石、硬土等作轻度铲挖作业。换装不同的辅助工作装置还可进行推土、起重和其他物料如木材的装卸作业。在道路,特别是在高等级公路施工中,装载机常用于路基工程的填挖、沥青混合料和水泥混凝土料场的集料与装料等作业。此外它还可进行推运土壤、刮平地面和牵引其他机械等作业。由于装载机具有作业速度快、效率高、机动性好、操作轻便等优点,因此它已成为工程建设中土石方施工的主要机种之一。

  一、装载机的种类和特点

  对于常用的单斗装载机,可按发动机功率、传动形式、行走机构、装卸方式的不同进行如下分类:

  1. 发动机功率

  ①功率小于74kW的称为小型装载机;

  ②功率为74~147kW的称为中型装载机;

  ③功率为147~515kW的称为大型装载机;

  ④功率大于515kW的称为特大型装载机。

  2.传动形式

  ①液力-机械传动冲击振动小,传动件寿命长,操纵方便,车速与外载间可自动调节,一般多在大中型装载机上采用;

  ②液力传动可无级调速,操纵方便,但启动性较差,一般仅在小型装载机上采用;

  ③电力传动无级调速,工作可靠,维修简单,费用较高,一般在大型装载机上采用。

  3.行走机构

  ①轮胎式 质量轻,速度快,机动灵活,效率高,不易损坏路面,接地比压大,通过性差,应用广泛;

  ②履带式 接地比压小,通过性好,重心低,稳定性好,附着力强,牵引力大,比切入力大,速度低,灵活性相对较差,成本高,行走时易损坏路面。

  4.装卸方式

  ①前卸式 结构简单,工作可靠,视野好,适合于各种作业场地,应用较广;

  ②回转式 工作装置安装在可回转360的转台上,侧面卸载不需要调头,作业效率高,但结构复杂,质量大,成本高,侧面稳定性较差,适用于较狭小的场地;

  ③后卸式 前端装、后端卸,作业效率高,作业的安全性欠佳。

  装载机代号用“Z”表示,“Z”后面的数字为额定承载力。轮胎式装载机用“ZL”表示。例如,ZL50表示额定承载力为50kN的轮胎式装载机。

  二、选用原则

  1. 机型的选择

  2. 主要依据作业场合和用途进行选择和确定。在采石场和软基地进行作业时,一般多选用履带式装载机。

  3. 动力的选择

  4. 一般多采用工程机械用柴油发动机,在特殊地域作业,如海拔高于3000m的地方时,应采用特殊的高原型柴油发动机。

  3.传动形式的选择

  一般选用液力-机械传动。其中关键部件是变矩器。目前我国生产的装载机多选用双涡轮、单级两相液力变矩器。

  在选用装载机时,还要充分考虑装载机的制动性能。制动器有蹄式、钳盘式和湿式多片式三种。制动器的驱动机构一般采用加力装置,其动力源有压缩空气、气顶油和液压式三种。目前常用的是气顶油制动系统,一般采用双回路制动系统,以提高行驶的安全性。

  三、装载机的工作装置和工作过程

  单斗装载机的工作装置如下图所示。根据铲斗有无托架,其工作装置可分为有托架式和无托架式两种。

装载机

  装载机的工作装置

  (a)有托架式铲斗;(b)无托架式铲斗1一铲斗;2一铲斗油缸;3一铲斗托架;4一连杆;5一动臂;6一动臂油缸;7一摇臂

  有托架式的动臂5和连杆4的前端与铲斗托架3铰接,其后端分别与车架支座铰接。托架上部与铲斗油缸2的缸体铰接,托架下部与铲斗1铰接,铲斗油缸2的活塞杆与铲斗上另一点铰接。托架、动臂、连杆及车架支座组成平行四杆机构。当动臂提升,铲斗油缸闭锁时,铲斗始终保持平移,斗内物料不会撒落。由于铲斗油缸及铲斗都是直接铰接在托架上,铲斗的转动角大,所以使用灵活。托架结构虽然简单,但因动臂前端装有比较重的托架,因而减少了铲斗的载重量。而无托架式铲斗,当动臂提升时,是通过反转连杆机构以使铲斗中物料不撒落的。 无托架式铲斗的结构较有托架式铲斗的结构复杂一些。

  装载机用于装卸松散物料时,其作业过程主要由铲装、收斗提升、卸料和空车返回四个工序组成。根据物料种类不同,铲装作业分为一次插入铲装法和配合铲装法两种。一次插入铲装法常用于铲装颗粒状松散的轻物料,它是通过装载机低速直线驶向料堆,插入深度大于铲斗的深度,然后铲斗上翻。这种铲装方法简单,操作容易,但所需功率大。若铲装矿石和块状不均匀物料时可采用配合铲装法,即在铲斗插入料堆不大的深度时,配合铲斗间断上翻或动臂间断提升铲装。这种方法使铲斗插入阻力大大减小,所需功率相应减小,可以缩短作业时间。实际作业时,熟练的司机在卸完料驶向料堆的过程中就放斗、变速,使铲斗插入料堆一定深度时即转斗、提臂,使铲斗装满,后退调头,在驶向卸料地点的过程中,提臂至卸料高度,并把物料卸入运输工具等动作是同时连续进行的。

  四、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:

装载机

  式中  q ——装载机额定承载力,kN。

          KH——铲斗装满系数。松散土壤取1.1~1.3;砂石取0.9~1.2;经破碎块度小于40mm的石灰石、碎石和块度小于50mm的砾石取1.0~1.2;经破碎块度小于50mm的坚硬岩石取0.7~1.0。

          Kp——物料松散系数,常取1.25。

          T——一个作业循环的时间,s。

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