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摘要:随着经济的发展,滑移式装载机的需求量日益增长,本文论述国内外滑移式装载机的发展概况,主要性能参数,主要用途和结构特点。 

1 小型多功能工程机械的发展状况 

小型多功能机械通常包括微型挖掘机、挖掘装载机(俗称两头忙)和滑移式装载机,其共同的特点都是在一个小型的通用底盘上配置多种不同的工作装置,以适应各种不同的作业要求。 

多功能工程机械是世界工程机械市场的焦点。世界上几乎所有大型工程机械厂家对小型多功能工程机械均有一定规模的批量生产,其中著名的如美国的CLACK、CATERPILLAR、CASE、德国的LIEBHERR、日本的KOMATSU、TOYOTA、前捷克的ZTS等。卡特彼勒公司1997年财政年度报告中指出,当前小型多功能工程机械的市场总额已达36亿美元,并且近年来以每年11%的速度增长。十年前全世界滑移式装载机的产量就已达三万多台,约占当时装载机总产量的五分之一,若按此推算,目前滑移式装载机的总产量在六七万台左右,这与小松公司1998年度财政报告中认为全球多功能工程机械市场的年需求量约为二十万台的数字是相吻合的。反观国内小型多功能工程继续的市场远不及工业化国家,但随着经济的发展,对该类产品的需求亦必将随之增长。市场究竟有多大,见仁见智,难以定论。但目前我国国内生产根本无法满足国内市场对滑移式装载机的需求,更遑论如何打进国际市场。无疑在短期内,国内市场的需求大部分需要依靠进口。 

我国小型多工程机械的生产发展缓慢,生产滑移式装载机的厂家更是廖若星辰,除去少数拖拉机厂家开发生产皮带传动机型以外,算得上专业生产厂的为数不多。较早期的一家当推北京施工机械厂,在1977~1980年前后,该厂即自行开发、生产0.8t级全液压滑移式装载机,前后三次改型,于1980年6月间推出ZLY—80型,并逐步形成一定的生产规模。其产品结构近似于六、七十年代即进入我国的“bobcat725”,采用独特的串联柱塞泵和链条终传动结构;其次是徐州装载机厂,该厂早在80年代初期,即已开发、生产基于链条传动的“XM—14”,随后在80年代中叶,引进美国盖尔公司的SL4610和SL4510;再后是泰安柴油机厂,于1993年引进前捷克的ZTS公司的UN060,随后改型为ZLY10W。这些产品的主要性能参数见表1。

小型多功能工程机械常用的三种底盘中,微型挖掘机的动力大多在20kW以下,整机质量1000~3000kg、采用履带行走机构,行走速度不足5km/h,多用于农场、园林等小规模的土方作业。由于其机型偏小,造价较高,目前在国内尚难以普及;挖掘装载机的动力多在30~60kW 机重较大,质量约在5000~8000kg之间,挖掘能力较强,多采用轮式行走机构,全轮驱动,利用转向驱动桥或铰接转向,车速较高,达20km/h以上,国外大量用于农场、基建、道路维修等工程的土石方作业和大型施工现场的辅助性作业。该机型外形较大,灵活性较差,一般难以适应狭小场地的作业;滑移式装载机亦称多功能工程车,是一种利用两侧车轮线速度差而实现车辆转向的轮式通用底盘,采用轮式行走机构,全轮驱动,滑移转向,可于作业现场随机快速更换或挂接各种工作装置,以适应不同的工作环境和作业内容。滑移式装载机的动力一般为20~50kW,主机质量2000~4000kg,车速为10~15km/h左右。其主要是用于作业场地狭小,地面起伏不平,作业内容变换频繁的场合,同时为大型工程机械施工机械辅助设备使用。 

2 滑移式装载机的主要用途 
滑移式装载机最大的特点是整机外形尺寸小,且可实现原地转向;可在作业现场随机快速更换或挂接各种工作装置。其用途主要有以下几个方面。 

(1)由于其最小转向半径尚不足同等级铰接装载机的一半,特别适用于如城市基础设施、道路或建筑工地、厂房车间、仓库、码头、轮船甲板甚至船舱内等狭窄场地的作业。 

(2)采用全轮驱动,不设轮间差速器有利于在起伏不平的场地上进行作业。 

(3)于作业现场瞬息间即可更换或挂接不同的工作装置,一般仅需数分钟。从而可分别进行铲运、堆垛、起重、挖掘、钻孔、破碎、抓取、推扒,松土、开沟、道路清扫和路面压实等作业。 

(4)用于大型工程机械的后勤保障、场地清理及工程收尾等作业。 

(5)可以作为移动式泵站使用,为手持式液压镐等液压机具提供动力源。 

3 滑移式装载机的结构特点 

滑移式装载机的主机泵系一台前端式装载机(见题图),无一例外地被设计为短轴距、短后悬,动臂支承点在车辆后上方。驾驶室位于两侧动臂间,司机须跨越工作装置才能进入驾驶室内。仪表盘分置司机左、右侧或布置在前上方。发动机后置,纵向或横向布置。不设前后桥,四个驱动轮各自独立悬挂在传动箱(车架)上。由于轴距短,各轮均为刚性悬挂,车辆高速行驶时,容易发生跳动。

除松土器可固定装设在车辆后部以外,几乎所有的工作装置均系挂接在动臂前端。挂接方式一般有两种形式,少数如反铲挖掘装置,直接挂接在动臂前端,而绝达多数的工作装置则是公共快换装置与动臂相接。至于挂接工作装置的快换装置的结构形式,随生产厂家而各异,各有千秋,难分高下。 

主机动臂多采用箱形截面结构,借以提高其扭转刚度。为整机布置所限,动臂提升只能采用双液压缸的形式。转斗液压缸通常设置在动臂前端,为解决在动臂提升过程种的“铲斗平移”问题,部分机型如ZLY10W采用四连杆结构,以减少动臂提升过程中铲斗的后翻角度,但却有碍司机视野。即便如此,也依然无法实现动臂下降时的“铲斗自动放平”。其原型机UNC060别出心裁在动臂后短装设一对补偿缸,使其与转斗缸同向并联,上述“铲斗平移”和“铲斗自动放平”的问题有所改善的同时,巧妙地利用铲斗载荷力矩的作用,增大了动臂提升过程中的提升力。 

滑移式装载机的工作装置采用液压传动,其行走驱动系统,除极个别采用皮带传动或链条传动的机型外,滑移式装载机几乎均采用全液压方案,双回路闭式系统、斜盘式双向变量泵、斜轴式高速马达,其典型系统见图1。由于行走液压回路封闭,车辆停车即制动,不须另设行车制动装置,为消除由于车辆惯性力而产生的过大冲击,液压马达进出处加设限压阀。液压件多是该回路的特色:两个行走变量柱塞泵+补油泵,一个工作齿轮泵,部分机型还有先导操纵回路的低压泵;bobcat采用发动机直接驱动串联泵,将所有柱塞泵和齿轮泵串联成一串,这种泵国内尚不多见,维修、配套困难。ZTS则采用齿轮箱传动,分别驱动各液压泵,这种驱动方式除了可以采用单泵配套外,尚可利用不同的传动,使各油泵在合适的转速下运转,以获得较理想的系统匹配。ZTS在这个齿轮箱上加设了主离合器。用于发动机气动时卸荷。 

滑移式装载机的传动系统如何将左、右两侧高速马达的扭矩传递给各驱动轮,典型结构如图2显示的一级圆柱传动加一级链条传动系“bobcat743”单侧传动结构;

 

图3显示的一级螺旋伞齿轮传动加三级圆柱齿轮传动系“ZTS UNC060”单侧传动结构。 

该系统将马达垂直放置,不必占用驾驶室空间。但螺旋伞齿轮的配套困难。

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