轮式装载机国家标准

轮式装载机国家标准（精选7篇）

篇1：轮式装载机国家标准

轮式装载机干式驱动桥故障反馈及分析改进

驱动桥位于轮式装载机传动系统的末端，其主要功用是将传动轴传来的转矩传递给驱动轮，以降低变速箱的输出转速，增大输出扭矩，同时使两轮边具有差速功能，以实现轮式装载机的转向。除此之外，驱动桥还承担着支承整机重量和传力的作用。通常，干式驱动桥总成主要由驱动桥壳体、主减速器总成（含差速器）、轮边减速器总成、制动钳以及全浮式左右半轴等部分组成。通过对２００５年和２００６年干式驱动桥外反馈来看，其故障主要表现为以下几个方面。

一、主减速器总成（含差速器）部分 １、差速器坏

通过对整桥进行放油，可发现桥内油液污染较为严重，油品颜色发黑，并有刺鼻气味，油液脏（内有杂质、磨屑等）；挚片、齿面出现磨损。这主要是由于驱动桥密封圈损坏，引起外部灰尘、杂质进入；同时，驱动桥内齿轮件的表面缺陷所产生的金属磨屑也会进入到油液之中。

改进措施：

(1)定期更换润滑油，保证油液清洁；

(2)改进设计，将桥壳主传动放油螺塞设计为带磁性的油塞，以吸附磨屑。

齿面出现早期缺陷，如磨损、点蚀、胶合等；齿面出现早期接触疲劳或齿根弯曲。点蚀一般发生在前桥。

改进措施：

(1)加强对主、从动螺旋锥齿轮、半轴齿轮、行星锥齿轮等齿面硬度、热处理以及齿形加工误差的控制。(2)调整主、从动螺旋锥齿轮啮合印痕，使其达到合理的齿面接触区域。

(3)调整轴承游隙，使轮齿沿齿长方向磨损均匀，并减小冲击和噪声。差速器壳、十字轴、半轴齿轮、锥齿轮及挚片的磨损严重，导致差速器损坏。改进措施：优化差速器壳的剖分面，使其通过十字轴各轴颈的中心线。

止推螺栓间隙调整不当或磨损后间隙超差（磨损后未重新调整），使从动锥齿轮支承刚度不足，变形量大，轮齿受载不均匀。

改进措施：

(1)装配时从动锥齿轮背面和止推螺栓末端的间隙应调整到０．２５～０.４０ｍｍ；

(2)使用一段时间后要重新调整。

２．主减速器油封漏油，输入法兰及主动锥齿轮花键跳动量大，油封座和轴承套同轴度累积误差大，法兰轴径和座腔同轴度偏差大，使油封的密封唇偏心接触，加快磨损，缩短了油封的使用寿命，出现漏油故障。装配时，未清洗输入法兰轴表面和油封座安装座孔，或油封没装，发生扭曲。输入法兰轴表面粗糙度未达到要求。

改进措施：

(1)加强过程控制，在装配油封时，用设备压入；

(2)改进设计，采用两道油封密封结构，加强密封效果；改进设计，采用止口和定位套结构。

二、轮边部分

１．轮边漏油：密封件装配面本身质量低，如尺寸超差、精度低、热处理不到位等，均会引起密封面漏油。旋转轴唇形密封最重要的作用面是在密封唇和轴表面间的接触面，此接触面对防漏和使用寿命有着重要意义。对拆下的骨架油封进行检查，发现唇口有被磨平的痕迹，轮边支承轴也存在磨痕，但未发现有渗漏油痕迹。

改进措施：

(1)在密封件装配面上，表面应没有螺线，最好经切入磨削或滚子挤压加工。一般圆柱外表面粗糙度要求为０．２～０．８，硬度至少为５５ＨＲＣ（在有介质污染、或尘埃侵入时）。

(2)轮毂与支承轴之间的密封采用双油封，直接与支承轴配合，这样可有效改善漏油现象。

(3)轮边油封处速度低，采用丁腈橡胶油封即可，但要保证油封及相关件本身质量。

２．轮边打坏：主要表现为内齿圈打齿。改进措施：

(1)提高齿面硬度和降低表面粗糙度；

(2)许可范围内采用大变位系数，以增大综合曲率半径；(3)采用粘度较高的润滑油。３．半轴断。

改进措施：对半轴重新优化设计，提高强度及刚度。

三、桥壳部分

１．反馈情况：主要是前桥壳体产生变形与裂纹和轮边减速支承轴轴承安装面磨损。前桥桥壳开裂的主要部位为，车架安装座与壳体变截面连接的附近区域和支承轴、桥壳以及制动支架三者的密集焊接区域；而桥壳变形主要是前桥桥壳的整体弯曲变形；支撑轴轴承安装面的磨损主要在轮毂内侧轴承安装处（靠近制动钳端）。２．故障分析：

车架安装座与壳体变截面连接的附近区域开裂主要是由于该处壁厚，截面尺寸和过渡圆弧偏小，引起应力集中。改进措施：通过ＰＲＯ／Ｅ有限元的定量比较分析，合理设计桥壳的抗弯和抗扭截面模量ｗ和过渡圆弧值Ｒ，分散应力。

支承轴、桥壳以及制动支架三者密集焊接区域开裂主要是由于焊缝集中，焊后产生的残余应力不可避免地在近缝区产生微裂纹，在不平路面上行驶及紧急制动时，在该部位产生冲击载荷与峰值应力导致微裂纹的加速扩展。

改进措施：

设计上尽量将支承轴、桥壳以及制动支架三者的焊缝间距拉大；同时采用“Ｕ”形坡口焊缝形式，提高其承载能力和焊接质量；并且要求焊后缓冷保温，避免形成淬硬组织、冷裂而造成裂纹源。

桥壳的弯曲变形危害最大，变形后将改变壳体上零件间的相对位置精度及齿轮间的啮合关系，该故障一般是整体变形（含焊接变形），市场反馈较少，主要原因是壳体整体刚度与强度不足。

改进措施：设计时适当加大安全系数；铸造时彻底进行时效处理以及焊后变形校正。

支承轴轴承配合面的磨损是由于该处表面精度和表面质量存在缺陷；表面接触强度达不到侧滑所承受的极限载荷。

改进措施：设计时提高表面加工精度，同时对该表面及其圆弧过渡处进行高频淬火与表面强化处理，以提高其疲劳寿命。

四、制动钳部分

制动钳部分反馈的主要问题有：制动钳漏油、刹车活塞外矩形圈，防尘罩损坏、制动钳密封件损坏、刹车钳抱死、活塞不回位和刹车盘断裂或磨损。前五种故障的主要原因为矩形圈损坏。改进措施：为减少高温对矩形圈的影响，将制动盘往里移，远离轴承高温区，有利于散热。同时选用性能好的乙丙橡胶材料，最高使用温度１５０℃，正常５０～１３０℃，优于丁腈橡胶；同时增加防尘罩的厚度。

对于后一种情况，主要原因为制动盘太薄，改进措施为加大刹车盘厚度和采用强度高的材料，增大强度。

篇2：轮式装载机国家标准

1、职业概况 1.1职业名称 装载机司机 1.2职业定义

操纵装载机、进行散装货物装、运作业，并维护保养机械的人员。1.3职业等级

本职业共设四个等级，分别为：初级（国家职业资格五级）、中级（国家职业资格四级）、高级（国家职业资格三级）、技师（国家职业资格二级）。1.4职业环境

室外，常温，在移动的装载机上，接触噪声、震动、粉尘。1.5职业能力特征

有较强的空间感和形体知觉；手指、手臂灵活，动作协调；有一般的计算能力；心理及身体素质五职业禁忌症，听力在20分贝以上；辨色力正常，双眼矫正视力不低于4.9.1.6基本文化程度 初中毕业。

1.7培训要求 1.7.1培训期限

全日制职业学校教育，根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限：初级不少于256标准学时；中级不少于208标准学时；高级不少于180标准学时；技师不少于120标准学时。1.7.2培训教师

培训初、中、高级装载机司机的教师应具有本职业技师及以上职业资格证书或相关专业中级及以上专业技术职务任职资格，培训技师的教师应具有相关专业高级专业技术职务任职资格；从事操纵技能培训的教师应同时具有地方技术监督部门颁发的特种设备作业人员操作证。

1.7.3培训场地设备

满足教学需要的标准教室、技能培训基地、演练场地或作业现场，有必要的设备、工具、量具、电器及仪表。1.8鉴定要求 1.8.1适用对象

从事或准备从事本职业的人员。1.8.2申报条件

申报者应年满18周岁以上（初学驾驶员年龄不得超过45周岁）——初级（具备以下条件之一者）

（1）经本职业初级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书。（2）在本职业连续见习工作2年以上。（3）本职业学徒期满。

——中级（具备以下条件之一者）

（1）取得本职业初级职业资格证书后，连续从事本职业工作4年以上。

（2）取得经劳动和社会保障行政部门审核认定的、以中级（四级）技能为培养目标的中等以上职业学校本职业（专业）毕业证书。——高级（具备以下条件之一者）

取得本职业中级（四级）职业资格证书后，连续从事本职业工作5年以上。——技师（具备以下条件者）取得本职业高级（三级）职业资格证书后，连续从事本职业工作2年以上。

1.8.3鉴定方式

分为理论知识考试和技能操作考核。理论知识考试采用闭卷笔试等方式，技能操作考核采用现场实际操作方式。理论知识考试和技能操作考核均实行百分制，成绩皆达到60分及以上者为合格。技师还须进行综合评审。

1.8.4考评人员与考生配比

理论知识考试考评人员与考生配比为1:15，每个标准教室不少于2名考评人员；技能操作考核考评员与考生配比为1:5，且不少于3名考评员；综合评审委员不少于5人。1.8.5鉴定时间

理论知识考试时间为120min；技能操作考核时间按实际需要和考核项目确定，原则上不少于60min，综合评审时间不少于45min。1.5.6鉴定场所设备

理论知识考试在标准教室进行；技能操作考核在职业技能鉴定基地、作业现场或演练场进行；场地条件及工具、量具、仪表等应满足实际操作的需要，必要时课酌情配设辅助操作人员。2.基本要求 2.1职业道德

2.1.1职业道德基本知识 2.1.2职业守则

（1）敬业爱岗，遵章守纪（2）服从指挥，顾全大局（3）平稳操作，安全使用（4）精心养护，文明生产（5）钻研技术，提高素质（6）节能降耗，保护环境 2.2基础知识

2.2.1基本知识

（1）常用数学、力学知识

（2）机械制图基本知识

（3）相关电工、钳工、电气焊知识

（4）常用金属材料及其加工和热处理知识（5）土方工程有关知识（6）全面质量管理知识

（7）铁路货物运输作业组织及有关规定（8）液压原理、液力传动有关知识

（9）燃油、润滑油（脂）、液压油基本知识

（10）装载机的类型、规格、基本构造和技术参数

（11）柴油发动机的构造、原理、特性及主要性能指标、技术参数、各机构（系统）部件的构造、作用。

（12）液压传动系统的构造和工作原理（13）走行系统的构造和工作原理（14）转向系统的构造和工作原理（15）工作系统的构造和工作原理（16）制动系统的构造和工作原理（17）电气系统的工造和工作原理（18）装载机各级技术保养的内容和技术要求（19）装载机大修的主要技术要求、竣工验收标准（20）装载机各种故障的诊断分析和排除方法（21）装载机润滑要求

（22）装载机驾驶和作业操作知识（23）铲料基本原理知识 2.2.2法律、法规和规章知识

（1）《中华人民共和国劳动法》相关知识（2）《中华人民共和国安全生产法》相关知识（3）《中华人民共和国铁路法》相关知识（4）《中华人民共和国交通安全法》相关知识（5）《中华人民共和国道路交通管理条例》

（6）《特种设备安全监察条例》国务院令第373号相关知识（7）《特种设备质量监督与其安全监察规定》国家质量技术监督局令第13号相关知识（8）《装载机安全操作规程》相关知识（9）《铁路装卸作业组织管理规则》有关规定（10）《铁路运输装卸机械管理规则》有关规定（11）《铁路装卸作业安全技术管理规则》有关规定（12）《铁路装卸机械检修技术规范》有关规定

（13）铁路装卸作业标准（TB 1936.1~7-87，TB 1938-87）相关知识

3.工作要求

篇3：国产中型轮式装载机故障分析

一、装载机传动系统故障分析与检查

国产中型轮式装载机普遍采用了串联功率流式的液力机械传动方式。其中液力变矩器采用一级涡轮或二级涡轮输出,变速器则采用动力换挡的行星变速器或定轴式变速器。国产装载机主要采用以下三种类型的变矩器与变速器:占主导地位的是双涡轮4元件变矩器+2进1退行星式变速器;高挡装载机中主要是采用德国ZF公司(进口或柳州合资生产)的变速器,单涡轮3元件变矩器+4进3退定轴式变速器;部分装载机厂家或部分产品采用的国产变速器,单涡轮3元件变矩器+4进4退、4进2退或3进3退定轴式变速器。其传动系统主要包括了液力变矩器、变速泵、换挡操作阀、动力换挡变速器、液力传动油过滤和冷却装置、管路及换挡操作机构。

1. 液力传动油压力、温度不正常

国产中型轮式装载机设定的变速油压一般为1.1~1.5MPa。由变矩器泵轮轴驱动取力箱,再由取力箱输出轴驱动变速油泵产生油压,通过变速器箱体上的调压阀调定为1.1~1.5MPa,以供变矩器、变速器换挡油缸工作及变速器各部件润滑用。正常工作时油温为65~75℃。

液力传动油压力不正常一般表现为油压偏低,油压不稳,并经常伴随着油温升高。无论这类故障是突发性的还是渐进性的,都会造成装载机驱动力不足。如果不及时排除故障,不仅装载机不能正常使用,而且可能造成传动系统更大的损坏。

出现这一类故障后,首先应确定液力传动油油量是否足够,有无变质、乳化现象;变速泵吸油量是否充足,吸油管路是否有松动导致吸空或堵塞的现象;液力传动油散热器、滤芯及其旁通阀是否工作正常。

检查这一类问题应以目视、听声、感觉温度变化的方法为主,拆检手段为辅。这些方面的问题需经确认排除后,再行拆检变速泵。

如果完成上述检查内容并确认正常后,故障仍然存在或仅有少量缓解,则需要拆下变速器油底壳,检查油底壳滤网上的杂质与粉末。

根据粉末的组成成分和颗粒大小可以初步判断变矩器、超越离合器、换挡离合器及传动齿轮的损坏情况,为下一步彻底维修传动系统提供依据。

2. 变矩器异响

变矩器异响无论是突发性的还是渐进性的,一般伴有一定程度的偏心振动,造成的原因很大可能是弹性连接板开裂,取力箱齿轮、轴承损坏。对于ZL30等带有变矩器驱动传动轴和联轴器的装载机来说,则更大可能是传动轴十字节和联轴器弹性块损坏造成的。查找这一类故障发生的原因,一般只有在进行下一步的拆检后才能最后确定。

3. 变速油压正常,部分挡位缺失或驱动无力,其余挡位工作正常

(1)这一类故障发生的可能性较小,如果出现,一般是突发性的,或者是在对变速器进行了全面的拆检维修后。由于仅部分挡位缺失或驱动无力,而其余挡位工作正常,则基本上可以判定变速泵、变矩器、调压阀、换挡操作阀上的主压力阀和制动脱挡阀、公共油路都运转正常。

在确认这些部件工作正常后,应首先检查换挡操作机构及换挡操作阀工作是否正常,拆检并更换换挡操作阀垫子,以确保换挡操作阀油道不会窜油。如果完成上述检查并确认正常后,此故障仍然存在,则做如下分析、检查:

对于行星齿轮变速器的传动系统,由于倒挡行星排齿圈与1挡行星排行星架为一个整体部件,2挡为直接驱动挡。因此,可能出现的故障现象及原因如下:

如果2挡工作正常,仅1挡和倒挡中的某一挡位缺失或驱动无力,则应首先检查在挂上故障挡位时变速油压的变化。如果挂上该挡位时发生变速油降压现象,则很大可能是该挡的换挡油缸和进油道密封件(进油道O型圈、油缸活塞密封环)损坏,甚至有可能是换挡油缸拉缸,以至于挂上该挡后因内泄而使变速油压下降,导致该挡离合片不能压紧,使该挡挂挡离合器打滑而出现该挡驱动无力甚至是缺挡。如果挂上故障挡未出现变速油降压现象,则说明故障挡位行星排有部件损坏以至于将该挡行星排卡死。

如果1挡和倒挡同时缺失,2挡工作正常,这种情况下挂1挡或倒挡很少可能出现变速油降压的现象。这种故障现象基本上可以判定是1挡和倒挡行星排有部件损坏。

如果1挡和倒挡工作正常,而2挡出现驱动无力甚至缺失,则挂2挡时很大可能会发生变速油降压的现象,此时应依次检查2挡油道密封件(变速器端盖上的2挡进油道O型圈及2挡轴上的密封环)、2挡换挡油缸、换挡离合器片。

上述故障现象的原因经分析和检查确认后,则要全面拆检、维修变矩器和变速器。

(2)对于定轴式变速器,为便于理解其传动原理,我们可以想象他是串联工作的主、副变速器。每个完整挡位的动力传动链,都必须有2个挂挡离合器处于结合状态。即倒、前进挡中的一个挂挡离合器和1、2、3挡中的一个挂挡离合器同时结合。

这类变速器出现缺挡故障后,应首先以(1)中的方法进行检查,确认变速器外部的换挡机构、变速泵、换挡操作阀等部件工作正常后,再按下述过程进行分析、检查。

定轴式变速器出现的缺挡或部分挡位驱动无力的故障情况主要有:所有前进挡或者所有倒挡缺失或驱动无力;某前进挡和其对应倒挡(例如前进1挡和倒1挡)同时缺失或驱动无力。

这时常伴随着变速油压在挂故障挡时降压的现象。这种故障现象较为明显,根据故障现象就可以比较准确地判断故障原因产生于挂挡油缸、挂挡离合器及相应油道密封件。由于定轴式变速器与行星变速器结构不同,因而定轴式变速器发生轴系回转件断裂、移位而使变速器传动系统卡死的故障发生概率很小,这也是定轴式变速器相对于行星变速器的一项优点。

4. 整机驱动力不足

装载机整机驱动力不足,无论是出现在其进行铲掘和插入料堆作业时,还是出现在坡道行驶时,都是装载机较常见的故障。

出现这一类型故障,首先应检查发动机运转情况,排除发动机故障造成的动力输出不足。鉴于本文内容,发动机输出动力不足故障的分析、检查在此不做叙述。

装载机整机驱动力不足这一类型故障大部分是随着装载机的使用而逐步产生并加剧的。传动系统方向造成这一故障的原因比较多,但很少是由于某一部件的故障而单方面造成的。这种故障往往是在装载机的使用过程中因传动系统各部件逐步磨损,传动效率逐步降低而累积、加剧产生的。其故障原因主要有如下几个方面:

(1)液力传动油油量不足,变质乳化,受到污染。

(2)变速泵吸油1管松动、老化,或者吸油道被变速器油底壳积存的金属磨屑堵塞,因而造成变速泵吸油不足或吸入空气。

(3)变速泵磨损过度,调压阀、换挡操作阀、主压力阀磨损造成变速油压不足或供油量不足,导致换挡油缸不能产生足够的压紧力来压紧换挡离合器。

(4)变速油道不通畅;其密封件老化、各密封环磨损而导致内泄。

(5)变矩器涡轮磨损过度,1、11级涡轮轴向间隙过大,导致变矩器输出力矩不足。

(6)超越离合器滚柱磨损过度,甚至超越离合器完全失去作用,导致1级涡轮的输出力矩不能有效地通过超越离合器作用在变速器输入轴上,以至于变矩器仅有11级涡轮在输出力矩。

(7)挂挡离合器、挂挡油缸活塞密封环磨损过度导致挂挡力不足,摩擦片打滑。

出现这一类故障,并经全面分析和检查,基本确定故障原因后,就需要将整个变矩器、变速器进行拆检,全面检查其内部各零部件,更换磨损过度和已损坏的各配件,清洗油道,重新按相关技术要求进行装配。

具体的拆检方法、更换件标准、装配技术要求本文不再赘述。

5. 乱挡

乱挡的故障现象较为复杂,往往随带着挂双挡的故障。其故障现象的总体特征是挡位操作杆在某一挂挡位置,但装载机却不处于正确的运行挡位。造成这一故障的原因首先可能是换挡操作机构、换挡操作阀及其油道,某一挡的挂挡离合器不能正确回位。此类故障多为突发性的。

笔者曾遇到一台常林ZL50E装载机。1、2、3挡操作杆挂任一挡位,挂前进挡时装载机运行正常,但挂空挡时装载机仍处于前进挡,挂倒挡时装载机不能行走。在检查并确定换挡操作机构和换挡操作阀工作正常后,拆检变速器,发现前进挡换挡油缸的活塞已拉伤并卡死在缸体内,不能正确回位,致使前进挡挂挡离合器始终处于压紧状态。

因此,出现了前进挡工作正常,空挡时由于前进挡未脱开仍保持前进挡,而挂倒挡时却形成了同时挂前进挡与倒挡,使装载机无法移动。

对于ZF定轴式变速器,由于其采用了电磁阀进行挂挡操作,因此系统更为复杂。如果出现了乱挡故障,首先应分析检查相应的电磁阀工作是否正常,电磁阀的线路有无故障。

6. 突发失去驱动力和脱挡

(1)对于突发性的失去驱动力的故障,造成的原因主要如下。

变速泵故障;调压阀弹簧故障;换挡操作阀上的主压力阀故障;制动脱挡阀故障及相应的制动系统气压控制元件,如制动总泵等故障。

出现这一类故障时,应首先检查变速系统油压,根据油压变化情况依次分析、检查上述部位。

(2)装载机变矩器的1、2级涡轮的输出力矩通过一个超越离合器结合在一起,当装载机高速行驶时,此时装载机遇到的阻力较小,动力仅由2级涡轮通过超越离合器的输出齿轮轴输出;当装载机在进行插入料堆和铲掘作业或在坡道行驶时,此时装载机受到较大的阻力,因此需要给传动系统输入更大的扭矩,以产生更大的牵引力,这时,动力不仅由2级涡轮输出,并且更主要的是由1级涡轮通过超越离合器的滚柱作用,共同从超越离合器的输出齿轮轴输出,以提供足够的扭矩。同时,由于超越离合器滚柱的单向驱动功能,还能在装载机低负荷高速行走时使1级涡轮不会被超越离合器的输出齿轮轴带动而超速旋转,以保护变矩器。因此,超越离合器的滚柱的磨损状况对传动系统动力输出的影响很大。

笔者曾遇一台成工ZLSOB装载机,在其铲掘物料时,驾驶员会偶尔感觉到装载机突然产生驱动力不足。此时松开加速踏板,让发动机转速下降后再次加速,驱动力又能恢复正常,故障现象就像脱挡。检查确认变速油压、制动脱挡阀、主压力阀等部件正常,而故障现象仍然存在。直到又使用一段时间后,出现了整机驱动无力。最后拆检变矩器、变速器,发现超越离合器已完全失效,而其他部件基本正常。

由于装载机在挂挡起步时需要较大的驱动力,故这一故障现象会在装载机起步时发生,这样就易与上述所描述的换挡冲击故障的现象相混淆。因此,遇到这一情况时应仔细区分故障现象的表现差别。

由于装载机的变矩器、变速器是一套封闭的总成,所以当传动系统出现上述各类型故障后不易直观地进行故障判断,而且拆检变矩器、变速器的维修工作量较大。因此,为了避免不必要的维修工作,我们在实际的故障分析、检查工作中必须仔细观察和分辨各种类型的故障现象,根据各种装载机不同类型的传动系统的原理与结构进行故障原因分析,由外至内、从简单到复杂地进行检查,尽可能准确地判断故障发生的原因,以便及时、高效地排除故障

二、结束语

由于装载机使用条件多变,工况较为复杂,因此装载机在实际使用中发生故障的原因也千差万别,不尽相同,而且诱发故障的原因往往也是多方面的。

篇4：轮式装载机能量回收技术研究

关键词：轮式装载机；能量回收技术；电液系统；节能减排；发动机 文献标识码：A

中图分类号：TH243 文章编号：1009-2374（2015）18-0089-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.18.046

隨着我国国民经济的飞速发展，作为工程机械应用最广的装载机的保有量急剧增加，截至2013年底装载机全国保有量已经达到150万台，同比增长5.24%。同时，作为装载机能量源泉的石油在2013年的进口量达到2.82万吨，对外依存度上升至57.39%，我国的能源安全受到了严重的威胁。目前，我国经济可持续发展同时面临着能源危机与环境污染双重挑战。因此，针对装载机的节能技术研究，特别是整机能量回收技术的研究，对减少燃油消耗与降低排放有着重要意义。

1 能量回收技术研究进展

在节能与环保的双重压力下，研究人员发现装载机在部分工作过程中存在有较大的能量，为了能够将这些能量加以回收利用，人们分别提出了飞轮蓄能、液力蓄能、蓄电池蓄能及超级电容蓄能等多种能量回收方式，然后在装载机起步、加速时辅助发动机进行工作。相关资料表明，通过有效地回收制动能量并合理地加以利用，可以使特定工况下（加速、减速）每循环平均油耗降低30%，极大地提高了整车经济与排放性能。因此，在目前节能减排的严峻形式下，根据装载机的特点选择合适的能量回收就显得尤为重要。

为了能够有效回收能量，人们分别使用液压和电动技术对各种驱动型汽车进行研究，结果表明：通过能量的回收与利用，可以使每循环（加速、减速）平均油耗降低30%，极大地提高了装载机的燃油经济性、降低了排放量。根据装载机能量回收系统储能装置形式的不同，能量回收系统可以分为飞轮储能回收系统、液压储能回收系统及电储能回收系统。

2 回收形式分析

2.1 飞轮储能回收系统

飞轮储能回收系统是以飞轮作为能量储备元件，用飞轮的高速旋转进行储存和释放能量的一种装置，是一种机械惯性势能进行蓄能的装置。储能飞轮在装载机减速时装载机的惯性势能使飞轮加速，使装载机的动能储存进高速飞轮中；当装载机加速时，高速旋转的飞轮减速将储存的能量释放出来驱动装载机行驶。由于飞轮蓄能的技术要求高，反之节油效果不高。飞轮储能的主要缺点是抗震性能较差，噪声大，对工作环境要求苛刻，结构复杂，制造要求精度高。因此，尽管飞轮蓄能具有较好的应用前景，但目前还尚停留在试验阶段，距离工程化应用还有一段较长距离。

2.2 液压储能回收系统

液压蓄能器是通过液压能形式将能量进行存储，其中气体皮囊式蓄能器使用最为广泛。液压储能回收系统利用液压蓄能器与液压泵/马达组成能量回收及利用系统，当装载机减速时，液压泵/马达以泵的形式工作将惯性势能转化成液压能储存到蓄能器中，实现能量回收。当装载机启动、加速或爬坡时，液压泵/马达以马达的形式工作将液压能转变为机械能供应装载机动力。

2.3 蓄电池储能回收系统

蓄电池储能回收系统相对于以上两种能量回收系统技术相对成熟，蓄电池与具有可逆作用的电动机/发电机组成辅助动力单元，从而实现对装载机能量的回收与利用。近年来，蓄电池回收技术得到了快速的发展，但主要局限于轿车业。主要原因在于虽然蓄电池储能性能较好，但功率密度较低，充放电速度小，不能迅速转化大功率，因此蓄电池储能不利于负载变化较快的传动系统进行能量回收和利用。对于乘用车及工程机械用装载机，启动频繁和要求能量快速释放与回收，而蓄电池由于自身的缺点，使得电储能回收系统在乘用车及工程装载机上的应用无法大面积推广应用。

2.4 其他能量回收系统

除了上述能量回收系统外，有人提出复合式能量回收系统，比如液压-飞轮能量回收系统、蓄电池-飞轮储能系统和液电混合能量回收系统，其中液电能量回收系统在装载机制动时，液压蓄能系统将泵/马达以泵的形式工作，装载机行驶的动能带动泵旋转，将高压油压入蓄能器中，实现动能或者势能到液压能的转化；在装载机行进时，液压蓄能系统再将泵/马达以马达的形式工作，高压油从蓄能器中输出带动马达，马达与蓄电池系统中发电机/电动机通过离合器连接，此时以发电机形式工作，并将产生的电输送至蓄电池，从而将液压能转变为电能。在装载机启动、加速时液压蓄能系统与蓄电池蓄能系统同时工作，将储存能量转变机械能辅助发动机为装载机提供能量。

3 能量回收技术的应用

在20世纪70年代，美国威斯康辛大学的Norman H.Beachley等研究人员就已经开始了对能量回收进行研究。1979年，丹麦P.Buchwald等研究人员对能量回收理论进行详细研究，并以Ford EscortVan车为原型，研制出液压蓄能式制动能量再生系统。1987年，日本三菱公司在公交汽车上应用了新开发了一种液压储能系统，使经济性得到显著提高。2004年，美国环保署（EPA）在全球汽车工程师会议（SAE）上展示了一台串联液压储能商务SUV，据根据相关报道，油耗可降低55%。1987年，哈尔滨工业大学姜继海教授开始液压节能技术方面的研究，1997年研究了二次调节静液驱动系统并从2001年开始将该技术进行应用于城市公交车，应用二次调节静液传动节能技术回收势能回收，同时深入地研究了液压抽油机、挖掘机等工程机械。赵尚福、刘昕晖详细地分析了装载机液压系统中能量损失较大的部位，分析并找出了能量损失的原因，并改进了动臂下降过程中的节流损失。曲金玉、任传波、李东荣等人提出一种基于液压蓄能节能的装载机节能系统，该系统通过回收动臂和铲斗静止时发动机输出的多余能量、装载机制动过程中的制动动能和动臂下降与铲斗翻转卸料过程中的重力势能，使发动机工作在一个相对稳定功率的经济工况下，从而提高装载机的工作效率，同时降低燃油消耗。

4 结语

本文通过对各种能量回收方式特点进行分析后，指出液电混合能量回收系统将会成为能量回收研究的重点。液电能量回收系统通过液压蓄能系统和蓄电池蓄能系统之间的能量传递，实现了快速回收能量，同时具备较大的能量和功率密度的特点，通过现有技术即可实现。液电能量回收再生系统的实现，对目前装载机的节能减排有着至关重要的意义。

参考文献

[1] 2013年装载机销售情况数据分析.http：//news.lmjx.net/2014/201401/2014012009492337.shtml.

[2] 沈胜强，李素芬，徐钢.可持续发展战略与节能技术节能[J].节能，1998，（12）.

[3] 姚怀新.工程装载机液压动力学与控制原理[M].北京：人民交通出版社，2006.

[4] 罗玉涛，俞明，陈炳坤，等.电动车制动能量再生反馈控制研究[J].机床与液压，2002，（5）.

[5] 曾小华，王庆年，王伟华.混合动力汽车混合度设计方法研究[J].农业机械学报，2006，（12）.

作者简介：朱文华（1970-），男，江苏泗阳人，淮阴工学院技师。

篇5：厦工XG982型轮式装载机

厦工XG982型轮式装载机装备原装进口康明斯发动机,该发动机采用涡轮增压和低燃油消耗等技术,实现了低噪声和低排放的环保要求。XG982采用德国采埃孚4WG308型变速器,4进3退多挡位,满足多种工况需求,传动效率更高,经济性好。微电脑半自动变速系统,换挡轻便、迅速、平稳,操作手柄上的KD开关,满足频繁换挡和频繁换向的特殊要求,提高了生产效率。XG982采用采埃孚AP420型湿式制动驱动桥,带限滑差速器,提高了附着力和稳定性,可靠性高。后桥最大摆动±13°,始终保持在路面上4轮都能贴地,即使在恶劣的场地也能保持正常的作业效率,可减少30%轮胎磨损。

XG982液压系统采用全套原装进口配套件,包括德国力士乐公司的先导阀、工作阀,日本川崎公司的转向阀和美国派克公司的叶片泵及液压胶管。液压系统实现了最优配置,可靠性高,安全耐用。配备德国力士乐全液压制动系统,具备低压保护功能,性能稳定可靠,集成阀管路简化,维修简便。工作装置、车架铰接均采用CAT980技术,坚固耐用。前后车架采用全箱式断面结构,这种结构能承受扭力和冲击力,为发动机、变速器总成和驱动桥提供了坚固的基础。配置进口集中自动润滑系统,润滑充分,有效提高各摩擦副的可靠性,延长使用寿命。具有转向优先的流量放大转向系统和双泵合分流的工作液压系统,更加高效节能,动力性更佳。

XG982安装了铲斗自动放平与举升限位的电子装置,从而改善了作业性能。采用液压限位阀进行转向限位,有效减小了车架的转向冲击。液压系统采用压力油箱,改善泵的自吸能力,延长泵的寿命,同时降低噪声,使外界的灰尘和水分不易进入油箱污染油液。XG982的内藏式滚翻保护机构大大改善了视野及外观造型。

篇6：轮式装载机国家标准

关键词:装载机摇臂断裂分析预防

0 引言

轮式装载机是工程机械的主要机种之一,广泛用于建筑、矿山、水电、桥梁、铁路、公路、港口、码头等国民经济各部门。我公司在对XG951系列装载机进行多年售后反馈统计显示,其断裂现象明显高于工作装置中其它结构件,有效分析其断裂原因和采取相应预防措施,可降低其断裂发生机率,减少质量事故的发生和三包维修费用,对提高企业的信誉和经济效益起到重要作用。

1 摇臂断裂原因分析

1.1 摇臂的结构形式

图1为轮式装载机摇臂产品图纸及爆炸分解图。

摇臂主要是由中厚板拼装焊接而成,其材料选用低合金高强度钢Q345,焊接性能优良,焊接结构牢固可靠。我公司目前采用半自动CO2气体保护焊工艺焊接。

1.2 摇臂的断裂原因分析 摇臂为焊接结构件,失效形式主要是断裂,且以在轴座处断裂现象居多,造成整个摇臂的报废。

我们根据其失效特性利用因果分析图法,将影响质量的因素:人、机器、材料、方法、测量和环境等分别标在枝干上,进行系统的整理、分析,找出了断裂的各类原因和主要影响因素。

经分析可看出,摇臂断裂的主要原因集中在人员操作、材料化学成分不合格和焊接缺陷的处理预防不当上。重点控制的是焊接缺陷的处理预防,因焊接本身是特殊过程,难以控制,而其造成缺陷则是直接导致摇臂断裂的根本原因。

1.2.1 人员操作不当 主要是焊工技术水平低,未达到焊工等级要求,焊工对所制造产品的工艺规程不熟悉,焊接參数调整不当,且监控管理机制不健全造成。另外其责任心不强,导致不严格按规程操作,甚至野蛮操作,装配时操作者调整不当,造成零件磨损甚至干涉,因此结构过早遭到破坏,最终导致断裂失效。

1.2.2 材料满足不了要求 主要是原材料、焊接材料等不达标,化学成分及有害杂质硫、磷元素超标、机械性能不达标造成,首先摇臂使用的主材为Q345钢,含碳量低,无淬硬倾向,有良好的塑性和焊接性,适用于各种焊接方法,因此碳元素含量高低影响摇臂的焊接性能。硫、磷等有害杂质超标引致热脆裂纹,最终导致摇臂整体断裂。因此,焊接结构中碳元素、有害杂质的含量直接影响焊接结构的强度。

1.2.3 焊接缺陷导致摇臂断裂 结构中断裂均有两个步骤组成,首先在缺陷尖端或应力集中处产生裂纹,然后该裂纹以一定形式扩展,最后造成结构失效破坏。大量的研究和实验表明,固体材料的实际断裂强度只有它的理论断裂强度1/10—1/1000。专家认为,在任何固体材料里本来就存在着一定数量大小的裂纹和缺陷,从而导致固体材料在低应力下发生脆性断裂。如果能使裂纹减少或者使其尺寸降低,则物体的强度便会增加。焊接裂纹缺陷是导致摇臂断裂的根本原因。摇臂焊接中产生的裂纹主要是热裂纹,因此有效控制裂纹的产生就可防止摇臂的断裂。此外,还应控制的焊接缺陷还包括未熔合未焊透、夹渣、弧坑、偏析等,他们可形成尖端应力集中,并间接形成裂纹而导致摇臂断裂。

2 采取措施预防和解决问题

2.1 人员培训考核,建立监控机制 公司建立起焊工等级考核制度,定期为焊工进行技能培训,每季度举办焊工比武大赛,比赛结果与个人收入挂钩,此方法激励焊工不断学习和改进提高自身技能,对提升产品的质量起到良好作用。除此,在焊接过程建立质量控制点进行工序跟踪和监控,我公司对摇臂焊接派质检工艺人员每4小时对操作规范进行监控记录,包括焊接电流、电压、气流量等工艺参数的记录,发现问题及时整改。建立工序岗位责任制,杜绝了违规操作、野蛮操作等现象,质量问题得到及时反馈,避免不合格品流入下道工序。严格控制各部件焊接和机械加工质量;对重要尺寸进行严格检查把关,不符合图纸和工艺要求的绝不允许进入装配工序。

2.2 材料化学成分的严格控制措施 原材料中对可能导致摇臂断裂的有害杂质硫、磷按批次化验,碳含量严格按标准下限接收,尤其对摇臂轴座的材料的化学成分严格控制,该处是圆周焊缝,熔池比较深,热影响区范围大,若杂质超标,可造成偏析,甚至产生硫化物夹杂,增加热裂纹生成的敏感性。

2.3 对产生裂纹和裂纹倾向的焊接缺陷进行预防和控制 首先焊缝产生的裂纹是防范重点,它端部应力高度集中,易扩展而使焊件破坏,热裂纹是摇臂焊接裂纹缺陷中发生频率比较高的缺陷。防止摇臂焊接出现热裂纹的措施有:①控制摇臂母材中有害杂质C、S、P含量,适当提高含Mn量,以改善焊缝组织,减少偏析,控制低熔点共晶物的生成和有害作用。②控制焊缝形状,适当提高形状系数(宽深比),避免焊缝中心偏析,适当加大了摇臂轴座坡口角度,提高形状系数。③为防止摇臂焊接产生弧坑裂纹,试验采用收弧板,同时避免在摇臂断裂线危险截面处A、B两点进行引弧或收弧。④焊接工艺方面,选择合适的焊接规范,合理的焊接次序和方向来减小焊接应力,当环境温度极低时施焊,适当采取了预热手段。

其次要预防的缺陷是未熔合和未焊透,该缺陷可导致焊缝内部产生裂纹。防止摇臂焊接出现未熔合和未焊透的措施有:①焊接摇臂时正确选择对口间隙,焊前注意坡口两侧及层间熔渣和污物的清理。②按工艺正确选择焊接规范、焊接电流、电弧电压、焊接速度。③焊接摇臂注意焊枪角度的调整,使熔合均匀且熔透。

此外,还需防止夹渣缺陷,夹渣会降低焊缝的塑性和韧性,其尖角往往造成应力集中,顶点常形成裂纹。防止摇臂焊接出现夹渣的措施有:①正确选择摇臂焊接规范,适当增加线能量,防止焊缝冷却过快,改善熔渣浮出熔池的条件。②焊前进行油污、气割残渣、锈的清理。改进坡口设计,在原基础上增加坡口角度2-3度,利于清除坡口面及层面熔渣。③提高焊接技术水平,正确、有规则地运条,搅拌熔池,促使铁水与熔渣的分离。

3 结论

3.1 公司通过对摇臂断裂的分析,制定解决问题方法并采取了预防断裂的措施,明显减少了摇臂断裂的发生,降低了三包维修费用,同时提高了装载机的可靠性。

3.2 把研究摇臂断裂问题重点放在如何防止产生裂纹和有裂纹倾向的焊接缺陷问题的预防上,使得问题简化,成效显著,它为同行业解决类似问题提供了借鉴。

参考文献:

[1]中国机械工程学会焊接学会.焊接手册:第2、3卷[M].3版.北京:机械工业出版社2007.

[2]贾安东.焊接结构与生产[M].2版.北京:机械工业出版社2007.

[3]王文翰.焊接技术问答[M].郑州:河南科学技术出版社2007.

篇7：轮式装载机的五种转向系统

液压助力转向系统工作原理如图1所示。

1.转向缸2.随动杆3.摇臂4.转向盘5.转向螺杆6.锁紧阀7.转向换向阀8.安全阀9.滤油器10.转向泵11.流量控制阀12.辅助泵

该转向系统操纵轻便,是轮式装载机最早使用的转向系统。但存在稳定性差、负载刚性差、机械反馈机构复杂、易磨损、间隙大和调整困难等缺点,与全液压转向系统相比,转向力及油的压力损失都较大,且可靠性也差些,因此目前该系统已基本上被淘汰。

2.全液压恒流转向系统

全液压恒流转向系统原理如图2所示。

当转向盘不动,转向器处于中间位置时,阀芯和阀套在弹簧片的作用下处于中位,从单路稳定分流阀来的油经阀套和阀芯端部两排小孔进入阀芯内部,再由油口流回油箱。此时转向缸的两个油口被转向器封闭,防止机体因外力而自由摆动。

1.转向缸2.双向过载补油阀3.转向器4.回油滤油器5.吸油滤油器6.转向泵7.单路稳定分流阀8.溢流阀

当转向盘转动时,通过转向柱带动阀芯转动,通过阀芯和阀套开口的压力油驱动计量马达转动,马达转动带动连杆反馈到阀套使其转动,构成机器闭环系统,而开口的输出压力油驱动液压缸使前机架转动,其转角与转向盘转速成比例。转向盘带动阀芯转动一旦停止,在转子自转运动带动下,阀套就会自动关闭对应阀芯的配油槽,使转向器进油口的压力油无法进入转向器内部,转向器便处于中位状态,从而使进入转向缸的压力油容积与转向盘的转速建立起联系。

该系统优点是操纵轻便,不用复杂的随动连杆机构。但在不转向时,转向泵输出的压力油进入单稳阀,始终将单稳阀所设定的稳定流量供给转向器,经过转向器内部油道节流后流回油箱,增加了功率损失。

3.负荷传感液压转向系统

负荷传感液压转向系统原理如图3所示。

1.转向缸2.双向过载补油阀3负荷传感转向器4.优先阀5.转向泵6.吸油滤油器7.回油滤油器

当转向盘不动,转向器处于中位时,如果发动机熄火,液压泵不供油,优先阀的控制弹簧将阀芯推向右方,接通CF口油路。发动机启动后,优先阀分配给C F油路的油液流经转向器内的中位节流口CO产生压降。由于CO的液阻很大,只要流过流量很小压力油便可以产生足以推动优先阀阀芯左移的压差,进一步推动阀芯左移,开大EF口,关小CF口,此时只有流量很小的压力油流过CF口,大部分压力油经EF口到工作系统进行合流。此时转向缸的两个油口被转向器封闭,防止机体因外力而自由摆动。

当转动转向盘时,转向器的阀芯与阀套之间产生相对角位移,当角位移达到某值后,中位节流口CO完全关闭,油液流经转向器的变节流口C1产生压降。C1两端的压力传到优先阀阀芯的两端,迫使阀芯寻找新的平衡位置。如果提高转向盘的转速,在变化的瞬间,流过转向器的流量小于转向盘转速与转向器排量的乘积,计量装置带动阀套的转速低于转向盘带动阀芯的转速,结果阀芯相对阀套的角位移增加,变节流口C1的开度增加,这时,只有流过流量更大的压力油才能在C1两端产生转速变化前的压差,以便推动优先阀阀芯左移。因此优先阀内接通CF油路的阀口开度将随转向盘转速的提高而增大。最终,优先阀向转向器供油的流量将等于转向盘转速与转向器排量的乘积。经过转向器的油液进入转向缸相应的油口,使转向缸伸缩,从而带动机架实现相应的转向动作。

该系统能够按照转向油路的要求优先向其分配流量,无论负载压力大小,转向盘转速高低,均能保证供油充足,转向动作平滑可靠;液压泵输出的流量,除向转向油路分配使其维持正常工作所必须的流量外,剩余部分可全部供给辅助油路使用,从而消除了由于向转向油路供油过多而造成的功率损失,提高了系统效率。但由于该系统增加了负荷传感油路及优先阀阀芯的响应时间,转向时有轻微的滞后感。

4.流量放大液压转向系统

流量放大液压转向系统的原理如图4所示。

该系统中,转向器只作为先导控制元件。操纵转向盘打开转向器,通过转向器的先导小流量压力油操纵流量放大阀的阀芯使其左右移动,转向泵输出的大流量压力油通过流量放大阀进入左右转向缸,使装载机完成左右转向。

当转向盘不动,转向器处于中间位置时,从先导泵来油被转向器封闭,先导油经先导溢流阀溢流回油箱;流量放大阀处于中位,转向泵的油液经过优先阀的E F口到工作系统进行合流;转向缸油口被流量放大阀封闭,整机处于直线行驶状态。

当转动转向盘后,先导泵来油经转向器、限位阀后到达流量放大阀的相应先导腔,推动阀芯移动,从转向泵来油经优先阀、流量放大阀后,进入相应的转向缸油口使转向缸伸缩,从而带动机架实现相应的转向动作。在转向终止位置,转向限位阀阀芯在挡板作用下克服弹簧力将先导油路切断,流量放大阀在其复位弹簧作用下返回到中位,切断从优先阀到转向缸的油液,转向作用停止,从而极大地减小了机器在极限转向角处的转向冲

1.左、右转向限位阀2.转向缸3.流量放大阀4.优先阀5.转向泵6、8.吸油滤油器7.回油滤油器9.先导泵10.先导溢流阀11.转向器

1.转向换向阀2.转向泵3.卸载阀4.先导泵5.位移传感器6.压力传感器7.比例减压阀8.转向缸9.转角传感器10.转向盘11.力反馈电机

该系统优点:能合理利用系统功率,节能效果明显;采用液压限位,减少了机械冲击;由于采用了两级控制,该转向装置转向操纵力小,转向操纵作业更加灵活、轻便、高效。缺点:由于先导油液的压力冲击加剧了流量放大阀阀芯移动的不稳定性,降低了转向缸活塞的响应速度和稳定性;该系统比较复杂,维修保养比较困难。

5.线控液压转向系统

线控液压转向系统的原理如图5所示。

当转向盘不动时,转向缸中的压力降到接近于零,此时力反馈电机的控制电流为零,转角传感器输出电流为零,比例减压阀处于中位,先导泵的油液经过溢流阀溢流回油箱,同时转向换向阀也处于中位,转向泵的油液到工作装置进行合流。

当转动转向盘时,转向盘带动转角传感器转动,ECU检测转向缸位移传感器的输出值与转向盘转角传感器的输入值是否相同,如果相同,保持现在的转向位置不动;如果不相同,则根据差值的大小及符号产生不同的控制电流以控制相应的比例减压阀,电磁铁使比例减压阀输出相应的控制压力;以控制转向换向阀主阀芯的位移,从而使机器实现转向。当二者的差值为0时,ECU输出给比例减压阀的电流变为0,此时控制压力也变为0,转向换向阀主阀芯回到中位,机器停止转向。同时,ECU还检测压力传感器的数值,在转向过程中,由于转向缸压力升高,压力传感器输出电压也随之升高,ECU根据两个压力传感器反馈的电压值大小输出相应的控制电流,以控制力反馈电机转动的转向和输出转矩的大小。