沙地作业装载机的适应性改进

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《装备制造技术)2013年第9期沙地作业装载机的适应性改进周之希。覃忠平(广西柳工机械股份有限公司，广西 柳州 545007)摘 要：普通轮式装载机在沙地工况作业效率偏低，针对沙土松散细软特点，分析沙地作业工况，提出调整牵引力、减小前悬、优化桥荷分配、选用合适的轮胎、增加倾翻稳定性综合改进方案。设计 出适应沙地作业的轮式装载机，试验结果显示，改进方案有效。

关键词：沙地；装载机 ；改进中图分类号：TH243 文献标识码：B 文章编号：1672—545X(2013)09—0159—03沙土在我国广泛分布在内陆沙漠地带或风蚀沙化严重的地区以及河湖沿岸和滨海滩地，这类土壤的沙粒含量超过 8O％，黏土粒含量小于 20％；沙土颗粒间孔隙大，保水性差，黏度低松散。现有某常规50型轮式装载机在沙地作业中，会出现在某些松软沙地转移工作地点时，轮胎容易陷入沙地，通过性能不好；作业时前轮易陷入沙地，加大司机操控强度，影响工作效率等工况适应性问题。

1 工况分析和改进方向1．1工况分析1．1．1沙地行驶的特点【1](1)速度：沙地驾驶主要靠运用速度，例如通过松软的沙地要避免停车，一定要保持车轮匀速转动；在沙地行驶时，切勿突然加大油门，有可能导致某个驱动轮空转，车子失去前进的动力，陷入沙内。

(2)牵引力：沙地黏度低松散，轮胎附着力小，过大的牵引力会破坏沙土层导致“刨坑”，从而降低通过性。

(3)胎压：沙地胎压可取正常胎压 8O％左右，过低的胎压容易导致轮胎脱出轮毂，轮胎容易磨损 ，胎压还要根据轮胎标准和质量而定。

(4)重量：车辆的重量可能会直接影响到通过能力，如遇到颗粒更细的软沙地 ，还要考虑车辆载重量和车身前后重量配比，尽量不要让车头更沉，前轮轻才不至于吃人更多的沙中，也就更容易转向和通过。

(5)换挡：起步应尽可能平顺 ，换挡要快速和熟练，保持动力不中断。

1．1．2 沙地作业分析(1)沙地路面平整：施工需要，在松软的原生沙地修整出一条通道，开辟工作面。

(2)沙土搬运：空载前进—铲斗插人沙土堆、提臂收斗一换倒档 ，满载后退一中途 (50—100 m)运输一卸料一高速返回一重复作业。

1_2 改进方向针对沙土的特点以及沙地作业工况的要求，解决现有装载机在沙地作业中出现的问题，需要在以下方面进行适应性改进：(1)调整牵引力，避免轮胎“刨坑”；采用适应沙地作业的轮胎花纹 ；提高松软沙地的行驶性能；(2)优化工作装置和铲斗，减小铲装阻力，缩短铲装时间；优化桥荷分配，减小前桥负荷；改善沙土铲装作业时前轮容易陷入沙地的现象；(3)提高各个档位的车速；增加整机稳定性，提升作业效率；2 技术方案2．1降低牵引力，提高车速在不更换发动机情况下，改变发动机和驱动轮之间的传动比，可改变机器的行驶速度和牵引力，根据沙地作业工况，设定牵引力设计目标值为 150 kN，I档车速为 13 km／h，这可以通过调整变速箱输出齿轮速比实现。调整速比对比如表 l所示，计算结果如表2所示。

表 1 速比改进前后对比表收稿日期：2013—06—11作者简介：周之希(1972一)，男，湖南人，工程师，大学，研究方向为工程机械。

输出齿轮 改进前 改进后Z5 61 63Z6 45 43速比 0．737 0．683159
《装备制造技术}2013年第9期对直：： (1)乃全转向：： 鱼 (2)n式中，G 后桥测定负荷(铲斗空载)；￡3为轴距；厶为后桥到铰接转向支点距离；n为最大力矩力臂；A。为铰接转向角；为极限倾翻载荷。

根据倾翻载荷计算公式 (1)、(2)，增大后桥荷G ，或增大轴距 ，，或减小力臂值 n，可使倾翻载荷增大。缩短前悬、增加平衡重，可增大倾翻载荷，改进前后整机倾翻值见表4。

表 4 改进前后倾翻载荷对比改进前 改进后平衡重重量(kg) l 8O0 2 200整机重重量(kg】 l6 5o0 l690o倾翻计算(对直)kN ll5 l20倾翻计算(全转向)kN l0 lO63 试验验证牵引力和车速测试如表5所示，桥荷分配测试如表 6所示，改进后的沙地型装载机发往陕西榆林沙地用户进行使用。根据司机反映，在松软的沙地作业，相对普通的装载机产品，整机稳定性好，工作流畅，操控性和作业效率得到很大的提高。

表 5 改进前后牵引力、车速对比表 6 改进前后桥荷分配对比改进前 改进后前桥荷(kg) 8 200 7 950后桥荷(kg) 8 20o 895O前桥荷占比 50％ 47％后桥荷占比 50％ 53％4 结束语本文针对沙地作业的装载机作业的特点，实施了六项措施，包括：降低牵引力，提高车速；提高动力传动的平顺性，减小传动冲击；采用适应沙地作业的轮胎花纹；优化工作装置和铲斗，缩短前悬和减重；优化桥荷分配，减小前桥负荷；提高整机倾翻载荷，保证运输时的平稳性。经过沙地用户试用，改进后的装载机可以满足沙地用户的特殊使用要求 ，达到了产品适应性改进的目的。

参考文献：【1】张光裕 ，许纯新．工程机械底盘设计fM】．北京 ：机械工业出版社，1984.

【2】王国彪 ，杨力夫．装载机工作装置优化设计【M】．北京 ：机械工业出版社．1996.

【3】吉林工业大学工程机械教研室．轮式装载机设计【M】．北京 ：中国建筑工业出版社，1982.

Improved Sand Homework Loader AdaptabilityZHOU Zhi-xi，QIN Zhong-ping(Guangxi Liugong Machinery Co．，Ltd．，Liuzhou Guangxi 540007，China)Abstract：The ordinary wheel loader is low in the operation efficiency of sand conditions，according to thecharacteristics of loose soft sand，sand working condition，put forward to adjust the traction，reduce the front suspension，optimization of axle load distribution，appropriate choice of tires，increase the comprehensive improvement scheme oftilting stability．Designed to meet the loader wheeled sand，test results show，the efective improvement plan.

Key words：sand；loader；improvement161