轮式装载机工作原理

轮式装载机基本结构

如图《原理图》所示为轮式装载机总体结构示意图，装载机一般由车架、动力传动系统、行走装置、工作装置、转向制动装置、液压系统和操纵系统等组成。发动机1的动力经变矩器2传给变速箱14，再由变速箱把动力经传动轴13及16分别传到前后桥10，以驱动车轮转动。内燃机动力还经过分动箱驱动液压泵3工作。工作装置由动臂6、摇臂7、连杆8、铲斗9、动臂液压缸12和摇臂液压缸5组成。动臂一端铰接在车架上，另一端安装了铲斗，动臂的升降由动臂液压缸来带动，铲斗的翻转由转斗液压缸通过摇臂和连杆来实现。车架11由前后两部分组成，中间用铰销4连接，依靠转向液压缸可以使前后车架绕铰销相对转动，以实现转向。

轮式装载机原理

从装载机的总体结构图可以看出，装载机可分为：动力系统、机械系统、液压系统、控制系统。装载机作为一个有机整体，其性能的优劣不仅与工作装置机械零部件性能有关，还与液压系统、控制系统性能有关。动力系统：装载机原动力一般由柴油机提供，柴油机具有工作可靠、功率特性曲线硬、燃油经济等特点，符合装载机工作条件恶劣，负载多变的要求。

机械系统：主要包括行走装置、转向机构和工作装置。液压系统：该系统的功能是把发动机的机械能以燃油为介质，利用油泵转变为液压能，再传送给油缸、油马达等转变为机械能。控制系统：控制系统是对发动机、液压泵、多路换向阀和执行元件进行控制的系统。液压控制驱动机构是在液压控制系统中，将微小功率的电能或机械能转换为强大功率的液压能和机械能的装置。它由液压功率放大元件、液压执行元件和负载组成，是液压系统中进行静态和动态分析的核心。

轮式装载机主要功能是对松散物料进行铲装及短距离运输作业。它是工程机械中发展最快、产销量及市场需求最大的机种之一。我们平时看到最多的是轮式装载机，与它相对的是履带式的装载机。与履带式的相比它具有机动性能好，不破坏路面，操作方便等优点。所以轮式装载机得到广泛的应用。

在条件适宜的露天矿，采用轮式转载机可凸显以下几方面的优越性：

1、轮胎式前装机行走速度快，工作循环时间短，装载效率高。据矿山标定资料介绍，斗容为5~8m³的前装机时速可达35km/h以上，比电铲快30~90倍，每个工作循环仅需40~45s，平均台班生产能力可达3500~4000t，平均劳动生产率可提高50%~100%。

2、轮胎式前装机的自重较轻，相当于相同斗容挖掘机质量的1/8~1/6，节省了大量钢材，制造成本仅是挖掘机的1/4~1/3，价格比挖掘机便宜，可以减少矿山的生产设备投资，缩小固定资产比例。

3、轮胎式前装机爬坡能力强，机动灵活性较好，可在挖掘机不允许的斜坡工作面上进行装载作业，尤其是在缺少电力的新建矿山工地也能正常进行工作，从而可加快矿山开拓建设和缩短建设周期。

4、轮胎式前装机的折旧年限仅为挖掘机的1/4~1/8，工作5～6年即可更换新的比较先进的设备，便于矿山管理和维修工作，有利于设备的更新换代。

5、轮胎式前装机比挖掘机容易操纵，因而可缩短司机培训时间，同时一台装载机仅需一名司机操作，可节省人力、物力和财力。

但是，前装机与挖掘机相比，在生产中也有些缺点：

(1)轮胎式前装机比挖掘机的挖掘能力小，当爆破质量不好、大块较多时，其工作效率将明显降低；对于黏性较强的物料需要松动之后才能进行铲装作业和其他辅助作业。

(2)与挖掘机相比，前装机的工作机构尺寸较小；由于安全条件的限制，不宜在爆堆较高的工作面作业，采场台阶高度一般不得超过12m。

(3)前装机的轮胎磨损较快，使用寿命较短。近年来虽然已有加装保护链环或采用垫式履带板等措施，可以减轻轮胎磨损，但轮胎寿命也不过在1500h左右，轮胎费用在生产设备费用中所占比重仍然很大（约为40%~50%，甚至高达60%）。

国内外多年的生产实践证明，轮式装载机适合进行下列几方面工作：

1、用于露天矿山开拓剥离、铁路筑基和修铺道路等工程建设中的装载、推排土、起重和牵引等种作业。

2、在中小型露天矿山用来代替挖掘机和汽车作为矿山的主要采、装、运设备；可与汽车联合作业，也可向破碎站装运矿岩。

3、在某些大型露天矿，配合挖掘机在复杂条件下（如选别开采、工作面尽头、爆堆分散、挖掘堑沟等）进行采装工作及其他辅助作业。

4、可用于坡度较大的工作面进行采、装、运联合作业，完成难度较大的出矿工作。

常见的轮胎式、履带式两种前装机各有其特点。虽然履带式前装机的牵引力和铲取力较大，越野和爬坡等性能较好，但它速度低、不灵活，转移作业地点有时需要拖车，施工成本较高。因此，露天矿山很少采用履带式前装机，世界各国矿山使用最普遍的是轮胎式装载机，所以其生产数量较多，制作技术也发展很快，最大机型斗容已达40m³。

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