装载机结构原理
一、概述
1、装载机的用途 装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、
建筑、水电、港口等工程的土方施工机械，它主 要用来铲、装、卸、运散装物料，也可对岩石、 硬土进行轻度铲掘作业，短距离转运工作。
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更换不同的工作装置，还可以用来推土、起重、 装卸其它物料和货物。
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A、无齿型铲斗
B、有齿铲斗 C、无齿轻型材
料铲斗 D、任意型铲斗
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2）履带式装载机
❖接地比压小，通过性好、重 心低、稳定性好、附着性能 好、牵引力大、比切入力大； 速度低、机动灵活性差、制 造成本高、行走时易损路面、 转移场地需拖运。用在工程 量大，作业点集中，路面条 件差的场合。
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2、按装载方式分
3）后卸式 ❖前端装料，后端卸料，作业效率高；作 业安全性差，应用不广；
装载机的多功 能
二、装载机的分类
1、按行走装置分：轮胎式、履带式两种。
1）轮胎式装载机 ❖又分为整体式车架装载机与铰接式车架装载机。 ❖前者车架为整体式的，转向方式有后轮转向、全轮转向、 前轮转向及差速转向。仅小型全液压驱动和大型电动装载 机采用。 ❖后者质量轻、速度快、机动灵活、效率高、不易 损坏路面，但接地比压大、通过性差、稳定性差、 对场地和物料块度有一定要求。应用范围广泛。转 弯半径小、纵向稳定性好，生产率高。 ❖ 铰接式装载机特别适于井下物料装卸运输作业。
“V”型作业法：自卸车与工作面成60度角，装载机装满铲 斗后，在倒车驶离工作面的过程中掉头60度使装载机垂直 于自卸车，然后驶向自卸车卸料。卸料后装载机驶离自卸 车，并掉头驶向料堆，进行下一个作业循环。
“L”型作业法：自卸车垂直于工作面，装载机铲装物料后 后退并调转90度，然后驶向自卸车卸料，空载装载机后退， 并调整90度，然后直线驶向料堆，进行下一个作业循环。
“T”型作业法：该作业法便于运输车辆顺序就位装料驶走。
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作业
1）履带式行走装置与轮胎式行走装置比较有何优缺点？
2）轮式装载机Z型反转六连杆机构性能有哪些特点？
3）有的轮式装载机设计采用了 机构，利用超越离合器 等结构来解决柴油机熄火后转向、托启动以及排气制动 等问题。
4）铲装密度较大的石块等物料一般选用（ ）。
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❖履带式装载机工作装置多采用正转八连杆或正转六连杆 转斗机构。正转六连杆机构形成两个正转四连杆机构。该 机构的转斗油缸通常布置在动臂后下方并铰接在机架上， 铲斗物料撒漏时不易损伤油缸。因工作装置的重心靠近装 载机，故有利于提高铲斗的装载量。
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反转六连杆机构性能特点
3）通过Z型反转杆机构铰点的优化设计，可实现装载机在 动臂升举和运载过程中，铲斗保持接近平移运动，物料不 易撒落，提高装载机装卸的作业质量。同时也可实现在任 意高度位置上卸载，并使卸载角大于45°以保证卸净。
4）Z型反转连杆易于实现铲斗自动放平，可以提高装载机 铲装和平地作业效率。
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连杆机构性能特点 六杆机构结构简单，但连杆传动比小些，在大型装载机
上要保证连杆传动效率，将使连杆机构尺寸很大；八杆 机构结构较复杂，但连杆传动比较大，较适合大中型装 载机。
正转装载机构在工作时杆件运动干涉少，动臂可做成 直线型，加工简单；反转装载机构，为了避免运动中杆 件的干涉，动臂常做成“Z”形，并且，只能采用一个转 斗油缸布置在框架中间。
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四、装载机的基本构造
（一）轮式装载机组成
❖主要由动力装置、车架、行走装置、传动系统、转向系 统、制动系统、液压系统和工作装置等组。
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装载机传动系统
❖
三合一机构 （1）托启动 （2）熄火转向 （3）排气制动（托运时）
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（二）轮式装载机结构特点
正转六杆机构在动臂提升过程中，铲斗收斗角（后倾角） 变化很大，易洒料，而反转六杆机构和正转八杆机构铲 斗后倾角随动臂升降变化较小，工作时不易洒料。
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（四）铲斗 铲斗斗体常用低碳、耐磨、高强度钢板焊接而成，切削
刃采用耐磨的中锰合金钢材料，侧切削刃和加强角板都用高 强度耐磨材料制成。
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（三）装载机的转斗机构
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Z型反转六连杆机构性能特点
1）装载机铲掘转斗时，转斗油缸大腔进油，掘起力大，其 掘起力将随斗齿(或铲斗刀刃)离开地面向上转动而逐渐增 大，有利于提高装载机的铲掘能力。
2）当动臂升举至卸料高度时，转斗油缸小腔开始进油为动 力，铲斗向前翻转卸料，因铲斗转动角速度较小，由Z型 杆机构的运动特性保证了铲斗卸料角速度可得到有效控制， 故铲斗卸载惯性小，减轻了机构的卸载冲击。
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六、装载机的工作过程
铲装、转运、卸料和返回四个过程构成一个工作 循环
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作业方式
装载机与自卸车配合进行 作业时，常见 的作业方式有
以下4种
直线型作业
V型作业
L型作业
T型作业
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“I”型作业法：装载机装满铲斗后直线后退一段距离，在装 载机后退并把铲斗举升到卸载高度的过程中，自卸车后退 到与装载机相垂直的位置，铲斗卸载后，自卸车前进一段 距离，装载机前进驶向料堆铲装物料，进行下一个作业循 环，直到自卸车装满为止。作业效率低，只有在场地较窄 时采用。
❖大多数轮胎式装载机附有液力变矩器、动力换档的 液力机械传动型式； ❖采用液压操纵、铰接式车架转向； ❖采用全桥驱动、宽基低压轮胎行驶； ❖工作装置多采用反转连杆机构。
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五、装载机的工作装置
（一）轮式装载机工作装置 1、组成
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（二）履带式装载机工作装置
（1）大型化和小型化 （2）新结构、新技术的采用 （3）向机、电、液一体化，电子化方向发展 （4）轮胎化 （5）多功能化
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发展概况
上世纪20年代问世 40年代开始出现全轮驱动的装载机 60年代中开始出现铰接式转向装载机 80年代，装载机进入了机电液一体化 新世纪：智能化
4）侧卸式 ❖前端装料，侧面卸料，适用于地下或场 地狭窄的作业场地。
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3、按转向方式分：有整体式、铰接式
铰 接 转 向
滑
全
移
轮
转
向
转
向
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4、按铲斗的额定载重量分： 小型＜0.5t； 中型0.6—2t； 大型4.1—10t； 特大型＞l0t。
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三、发展方向
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1、铲斗的机构形式
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2、铲斗切削刃的形状
注：齿形的选择应考虑插入阻力、耐磨性和易于更换等因素。齿形分尖 齿和钝齿，轮胎式装载机多采用尖形齿，履带式装载机多采用钝齿形； 斗齿的数目视斗宽而定，一般平齿距在150—300mm比较合适。斗齿 结构分整体式和分体式，中小型装载机多采用整体式；大型装载机由于 作业条件恶劣，斗齿磨损严重，常用分体式。分体式斗齿分为基本齿和 齿尖两部分，磨损后只需更换齿尖。
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发展概况
美国克拉克公司生产的675型，功率达1000kW。 美国卡特匹勒公司开发了斗容量为17.5－30.4m3的大
型装载机。 日本东洋运搬株式会社生产的“310”型小型轮胎式装载
机(1975年)，斗容量仅为0.1m3，功率约为l0kW。 我国从60年代初 第一台。 ZLl00型(斗容量5.4m3)， 临沂工程机械厂开发的ZL72B型(斗容量6.1m3)。 国内厂家：柳工，厦工，龙工，成工，常工五大品牌。