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轮式装载机简述

2014-7-29 09:04| 发布者: 巨车网| 查看: 2856| 评论: 0

摘要:   轮式装载机(通常为前端式),是今天工程领域使用最为广泛的设备之一,其极强的通用性和承载能力,可低成本地完成种类物料处理作业。轮式装载机主要使用于物料处理、挖掘、载运、公路建设和整地等工程中。国外轮 ...
  轮式装载机(通常为前端式),是今天工程领域使用最为广泛的设备之一,其极强的通用性和承载能力,可低成本地完成种类物料处理作业。轮式装载机主要使用于物料处理、挖掘、载运、公路建设和整地等工程中。国外轮式装载机的顶级制造商有Caterpillar(卡特彼勒)、Deere & Co.(迪尔)、Komatsu(小松)和Volvo(沃尔沃)等。

  轮式装载机的雏形

  上世纪的20年代,小型铰接式的农用拖拉机安装了铲斗用以处理轻质物料,这被认为是现代轮式装载机的早期雏形,这些最早的机器只不过是将一个可翻转的铲斗加上提升臂安装到农场拖拉机上,铲斗通过缆绳来安装到拖拉机上,缆绳由离合器控制的绞盘进行操作,而后由一释放机构通过重力实现卸料。30年代时,一些制造商开始开发将铲斗安装到拖拉机上的小型轮式装载机,英国曼彻斯特的E.Boydell便是最早生产这种产品的公司之一,产品名为Muir-Hill——将一个0.4立方米的铲斗安装于一台28hp的Fordson(福特森)拖拉机上。
 

1929年的轮式装载机,门架式工作装置

  刚性车架的装载机

  1939年,一名来自芝加哥的工程师Frank G. Hough开发出了首台使用橡胶轮胎的两轮驱动装载机,型号为Hough Model HS,这台机器安装了一个0.25立方米容量的铲斗,通过一闩锁机构进行重力卸载。

  其它制造商开始生产集成式四轮驱动装载机,早期的机型大都是刚性车架结构,这样的车架使其回转半径过大,限制了它们在狭隘场合的使用,如Caterpillar开发的三轮装载机就是刚性的车架。其它制造商如Euclid/ Terex(尤克力德/特雷克斯)1957年生产了一台刚性车架的L-7装载机,由此进入了轮式装载机生产领域。

EuclidL-7装载机

  铰接式的装载机

  在轮式装载机的进化过程中,最为重要的里程碑之一就是铰接式车架的出现,美国俄勒冈州波特兰的Mixermobile Manufacturers,在1953年推出的LD-5型前端装载机上首次使用了此技术。1944年工程师Hough又制造了第一台液压驱动铲斗的装载机,这种驱动方式能对铲斗进行更为灵活的控制。1947年,公司开发出了世界首台HM型四轮驱动液压装载机,Hough把轮式装载机的发展再次向前推进。此型号被认为是现代轮式装载机的先驱。

  Mixermobile Manufacturing分别于1952年和1957年开发了H型和HP型装备液压马达的轮式装载机,可以认为是最早推出此类机型的公司,这些机器使用一个中置的单斗杆。

  由Van Dobeus创立的Tractomotive是另一家向美国市场推出液压装载机的公司,机器安装了能在掘进时将液压动力传递给铲斗的装置,此举使装载机从纯粹的轻质散料处理机器转变为了具有挖掘能力的机器。

60年代的Hough装载机

  前置动臂铰轴

  上世纪50年代,轮式装载机的尺寸开始增长,安全性也更加受到重视,尤其是在动臂铰轴处,它位于操作者之后,在上下运转时非常接近操作者,这样就出现了问题:首先是不停运动的斗杆可能会引发事故,其次是运动部件妨碍了操作者侧面的视线,尤其在升起位置时。50年代后期,美国的许多装载机生产商与国家安全部门协作,将铰轴从后面移到了操作人员前面,Hough便是其中之一——它推出了新型设计的更安全的HO型装载机,其它制造商也竞相效仿而采用前置支点设计,包括——1958年的Caterpillar,1959年的Case,1961年的Allis-Chalmers,1962年的Michigan。

  大型轮式装载机

  上世纪60年代到来后,轮式装载机的生产趋势专注于承载能力更强的大型机器,1963年Caterpillar推出了4.6立方米斗容量的988之后,一些行业调查显示市场需要比当前更大的机型。市场需要更为耐用的移动装载设备,而更大型的轮式装载机被视为解决方案。于是各制造商开始向市场投放更大尺寸的机型,万国收割机的Hough分部制造了铲斗容量7.6立方米的H-400,其它制造商也用大尺寸设备来回应市场,其中包括Caterpillar的992,Scoopmobile 1200和Michigan的475等。

  之后多年,行业继续推动装载机载荷能力不断提升,在1975年的CONEXPO展会上,一些铲斗容量空前的机型现身,其中有铲斗容量16立方米的Hough 580 Payloader, Clark-Michigan的超大机型675——斗容18.3立方米。

  1986年,日本露天煤矿挖掘机器技术研究会研制的19立方米装载机SMEC 200,由川崎重工制造完成,再次刷新了载荷记录。其它制造商如Caterpillar, Komatsu和LeTourneau也开始了15.3立方米机型的制造。
 

SMEC 200超大型装载机

  LeTourneau的影响

  制造商LeTourneau素以生产创纪录的重型设备而著称,如今该公司仍在生产世界最大的装载机——L-2350,其功率达到2300hp,标准斗容40.5立方米,掘起力达到惊人的121吨,此机型常用于露天采矿。

  Le Tourneau的轮式装载机使用了自行开发的电驱动技术。上世纪60年代开始生产大型的电力驱动型装载机,转斗和提升由齿轮和齿条来驱动,但这种设计起初并未在商业上获得成功,只生产了很少的几台,其中有个SL-40型,长度有16米。

  如今LeTourneau的装载机发展自1968年生产的L-700系列电动轮型号,它是其当前系列成功机型的先驱。L-700型放弃了齿轮和齿条设计但保留了电驱动形式。使用齿轮和齿条设计的机型虽然销量很少,但事实证明它们有很强的工作能力并且使用寿命超过20年。
 

SL-40装载机

  新的发展

  当前市场上电驱动和内燃机型有同样的载荷能力和通用性。装载机通常都提供各种工作装置和附件来扩展其使用范围,如布管机、叉车等等,还提供各种容量的铲斗来满足不同需要。另有一些机型配置了行驶控制,可使车辆在崎岖路面快速行驶。

  装载机的另一项发展是混合动力的应用,早在2008年的CONEXPO展会上,Volvo就展出了混合动力的预生产原型机L220F,油耗可降低10%。该机型当时计划是第二年量产,从而成为行业首款商业化的混合动力轮式装载机。

  Volvo还提出了名为Gryphin的装载机设计概念,公司认为2020年的装载机就是这个样子。Gryphin拥有柴油混合动力和电驱动马达,代替了当前标准化的变速器、传动系统和车桥,每个车轮内都有轮马达的Gryphin比传统机型运行速度更快,Gryphin的驾驶室也很独特,整个由玻璃围成,使操作者在各个方向都有极佳的视野。

Gryphin概念机

  技术的发展永不停步,明天的装载机会是什么样子?
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