装载机底盘结构

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载

机

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构

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计

         论文题目：装载机防爆装置及底盘设计 

中国矿业大学机电工程学院

装载机防爆装置及底盘结构设计讨论

摘要：论述国内外装载机的发展现状及趋势，以及在井下狭窄巷道、低矮采掘、易爆等特出环境下进行短距离装在、运输作业的装载机的防爆装置及底盘结构设计要点。这种装载机的底盘结构和普通装载机通用，只是在发动机的进、出气口要安装消声、灭火、除尘等防火防爆装置！

1国外装载机的发展现状及趋势

由于轮式装载机的技术不断进步、性能不断提高、应用范围不断扩大，使用可靠性、机动性和装载坚硬物料的适应性得到人们的共识，已成为露天矿和地下矿的主要物料的装运机械。目前国外开发的一些大型轮式装载机，具有结构先进、性能优越、自动化水平高等特点。以后的装载机也将向效率更高、造价更低、维修更方便、舒适性更好地自动化、智能化方向发展。

1.1国外装载机的发展现状

1.1.1工作机构

卡特彼勒公司推出的组合式八杆机构，从地面到整个取胜高度范围内具有平行移动的特点它将快速连接器和塔架式机构设计成整体式工作装置，通过快速更换不同的辅助机构完成装卸、堆垛、扫雪、平地、清扫路面、推土、吊装、搬运和地表钻孔等作业实现一机多能，减少用户设备投资。

沃尔沃公司在其L500-L220D等D系列装载机上推出了该公司的专利产品——扭矩平行连杆机构（TP ）， 在铲斗的整个举升循环中可提供更大的倾翻力矩以及举升能力，这保证装载机不仅在配用铲斗时，而且在配用叉、吊等其它工作装置时都具有优良的作业性能。

1.1.2传动机构

以卡特彼勒公司为代表的轮式装载机采用液力机械传动系统，其自动动力换档变速箱自动选择档位传动比，使换档在变速箱最佳效率点进行。该公司最近推出的STIC（转向变速集成）系统，将转向和换档功能集成于一操纵手柄上，使操纵更加省力、轻便，换档更加平稳，可大幅度提高生产率。

以日本小松公司WA系列中小功率（小于125KW）为代表的轮式装载机采用新型集中式结构的驱动桥。它将主传动、制动器和行星轮式终传动都集中在桥的中部，桥壳断面变化连续、平缓，内应力分布合理，从根本上防止因传统结构桥壳在轮边支承轴段应力集中断裂。 轮端采用浮动密封结构，安装简便，有自动补偿功能，密封性能良好。该结构设计合理、基本零件少、工艺性好， 性能好、可靠性高。

小松装载机结构总图

1.1.3转向机构

J.I凯斯公司推出的21系列轮式装载机的前后主机架采用钢板铰接，采用折腰式动力转向系。转向中的随动过程是通过加力器内部反馈得以实现的；在发动机熄火后，转阀相当于一个手摇泵仍可实现整机的转向；转向角度可达40°。

卡特彼勒公司950G上配用的转向变速集成系统称为命令控制系统（CCS），由液压回路与机械反馈系统构成。转向时，方向盘转动的角度直接与车身铰接角度连接起来，其特点是方向盘转动半圈即可转向，可提供更快和更精确的控制。据称，该系统在一个台班（8h）工作时间内可使转向圈数从1万转减少到1千转，极大地减轻司机的操作疲劳，增加舒适性。

斯凯装载机主机架示意图

1.1.4驾驶室

近几年来国外装载机的设计和制造进一步体现了以人为本的理念，要为司机提供一个更加舒适的环境，以达到他们称之为全自动化型的境地。新型轮式装载机司机室的设计充分考虑了人的生理需求，对仪表位置排列、操作手柄和踏板、司机座椅、能见度 防噪和隔振、温度调节等均符合人机工程学，使司机在舒适、轻松、安全环境下操作，提高工作效率。且大中型装载机驾驶室普遍采用翻车保护机（ROPS）和落物撞击保护机构（FOPS），室内安装空调装置；采用防尘、减震和隔离材料；按人机工程学设计的司机座椅可全方位调节，有的已达轿车座椅的舒适程度，座椅右侧还设计有摆放饭盒、水瓶及其它物品的地方，司机台上安装AM/FM立体声盒式磁带收录机，有的还安装网络电话等，极大地提高了作业的舒适性。

人性化驾驶室

1.2发展方向

1.2.1微电子技术、信息技术的普及和应用

由于计算机技术的不断普及，将来由计算机来控制发动机管理系统将是装载机的一个重要的发展方向。它能及时地根据装载机的工作负荷要求调节发动机的输出功率，使装载机更有效地利用发动机的动力，减少动力损失，节约燃料，减少废气排量和噪声；同时可使发动机长期在额定点工作，增加发动机的使用寿命。

向计算机管理及故障诊断、监控系统方向发展计算机管理监控系统能连续管理/监控装载机的数十项参数，具有故障诊断和报警功能，能记录、处理装载机作业的各种信息，并能用液晶显示器显示部件的工作状态，尤其在遇到突发或紧急情况时很容易显示，并以听觉与视觉相结合的报警信号提醒司机注意，有的还能提示故障排除的方法和程序。

自动化驾驶室

电子自动换挡变速控制系统能从发动机油门、变矩器、变速箱收集的各种数据加以处理，然后产生一种电信号，使变速箱在适当的时候换挡，可进一步减少停车时间，缩短作业循环，降低燃油消耗达15%提高作业效率、作业经济性。

随着科技的不断发展，大量的微电子技术都将和装载机的整体机构相结合，提高工作效率，提高操作的舒适性！

1.2.2动臂及工作装置结构的改进

近年来装载机的工作装置已不再采用单一的Z型连杆结构，新型的连杆机构将不断的堆出。新的结构将可更大的承受扭矩载荷，具有卓越的可靠性、耐用性，工作装置能以水平位置提升或降下放在托板上的物料，可配用多种工作装置。这保证装载机不仅在配用铲斗时，而且在配用叉、吊等其他工作装置是时都具有优越的作业性能。

垂直升降工作机构

1.2.3强化辅助操作

近年来，国外装载机公司已经或者正在研制一些能够帮助司机更有效地进行操作的辅助操作系统，用计算机编制作业循环就是其中的一种。轮式装载机上安装的电子计算机可编制作业循环程序，使铲装作业自动化或部分自动化。

人机工程学的研究与应用已进一步改进和简化了司机的操作，卡特彼勒公司研制了一种用于工程机械操作的选择控制系统，称为直观控制系统。该系统可按司机的期望对机器进行直观控制，例如，转动控制手柄时铲斗就翻斗，当将手柄拉向操作者身边时动臂便会向操作者身边移动。安装这种系统后从来没学过操作装载机的人可在两三个作业循环后学会操作。

2国内装载机的发展现状及趋势

2.1现状分析

我国的各生产厂家没有自己的优势产品，没有自身的关键技术及强有力技术创新队伍，主导产品性能差，档次低，生产成本高，企业负担重！

3t以下的装载机ZL10、ZL15、ZL16为代表，还有一些利用拖拉机底盘改装的小型装载机，主要与日益增多的农用运输车辆配套使用主要零部件均采用一般性能及质量的发动机、驱动桥、变速箱、液压件。技术较先进的静液压传动产品，液压件国内不易配套，产品成本居高不下制约了该类产品在国内的发展。

3t级的装载机在国内的生产厂家比较多，该产品零部件配置较零乱，生产厂家具有自制的桥箱，风格各具特色，质量及性能上相对稳定，技术先进性一般。徐工最近开发的ZL30F装载机，采用点换挡变速箱，使3t级装载机技术上有新的突破。

徐工集团的装载机

6t以上的装载机是国内潜在市场最大的产品，98年以来大多数长产厂家均开发了ZL60装载机，但由于受传动件的制约，多数厂家都选择柳州合资生产的箱或桥和上柴或斯太尔的发送机，整机的可靠性上得到很大的提高，给国内大吨位的装载机带来了发展机遇。

目前，装载机的主要关键技术还掌握在外国人手里，是阻碍我国装载机发展的一大因素。

2.2发展趋势

国产轮式装载机正在从低水平、低质量、低价位、满足功能型向高水平、高质量、中价位、经济实用型过渡。从仿制仿造向自主开发过渡，各主要厂家不断进行技术投入，采用不同的技术路线，在关键部件及系统上技术创新，摆脱目前产品设计雷同，无自己特色和优势的现状，从低水平的无序竞争的怪圈中脱颖而出，成为装载机行业的领先者。

细化系统结构。如动力系统的减振、散热系统的结构优化、工作装置的性能指标优化及各铰点的防尘、工业造型设计等。

利用电子技术及负荷传感技术来实现变速箱的自动换挡及液压变量系统的应用，提高效率、节约能源、降低装载机作业成本。

提高安全性、舒适性。驾驶室逐步具备FOPS&ROPS功能，驾驶室内环境将向汽车方向靠拢，方向盘 座椅、各操纵手柄都能调节，使操作者处于最佳位置工作。

降低噪音和排放，强化环保指标。随着人们环保意识的增强，降低装载机噪声和排放的工作已迫在眉睫，现在许多大城市已经制定机动车的噪声和排放标准，工程建设机械若不符合排放标准，将要在该地区的销售。

广泛利用新材料、新工艺、新技术，特别是机、电、液一体化技术，提高产品的寿命和可靠性。

最大限度地简化维修尽量少保养次数和维修时间，增大维修空间，普遍采用电子监视及监控技术，进一步改善故障诊断系统，提高司机排除问题的方法。

3井下装载机特点及发展现状

3.1井下装载机的特点

地下采矿设备的无轨化，是当代矿石开采现代化的标志。机动、灵活、高校、多能、使用范围广的铲运机是无规采矿的主体设备，它在世界各国的地下矿山得到广泛的应用。

由于井下的空间狭小、低矮而且易爆等因素，对井下的装载机也有特出的要求。因此井下装载机要具有低矮、机动、灵活、安全、防爆、简单、牢固、维修性能好等特点才能适应井下的特出环境。

徐工的矿用装载机

3.2井下装载机的发展现状

3.2.1先进的发动机技术

CAT公司2003年开发的ACERT技术是一个降低燃烧排放新系统，其核心的四个系统是空气管理系统、燃油系统、电子系统和后处理系统。

ACERT技术更加能够满足今天的严格排放规则。它是一个长久的方案。该方案给用户提供一个最佳选择，在不改变发动机的性能就可以满足EPA排放法规。载有ACERT技术发动机不需要另外的后处理就可以达到Tier 3或StageⅢA排放标准。

应用ACERT技术的发动机

MTI与加拿大联邦合作计划在2006年中期装配完成世界上第一台Hm70柴油一电动混合动力LHD之后送CANMET-MMsL实验矿山进行试验与优化。

柴油一电动混合车辆包括两个动力源，发动机与电动机，还包括发电机。当起动与低速以下行驶时，发动机效率低。因此关闭，仅由电动机驱动。常规行驶时，发动机作主动力源，由动力分离装置将动力分成两路，一路驱动发电机发电，产生的电力驱动电动机运转；另一路将直接驱动车轮。因此能使发动机一直保持在最佳状态，动力性能好，废气排放低，而且电能来源是发动机，只需加油即可。目前混合动力汽车已到实用阶段，但混合动力LHD仍在试验之中。

3.2.2多功能工作装置

地下矿山路面维修是一项花费很大的工作，如果把井下的废岩石运到露天去破碎，然后又把破碎的岩石运到井下来修路，花费很大。如果把地下装载机的铲斗换成破碎机，利用地下装载机的液压系统来控制破碎机，就可以解决这个问题。MT1公司就开发了这类液压破碎机，这不仅充分发挥地下装载机的作用，提高了地下装载机的利用率，而且还可以节约许多运输费用。除了换下铲斗装上破碎机之外，还可以换上其它一些附件作压路机和平地机使用。

3.2.3安全的制动系统

Rham公司在2005年推出一种新型低矮型20HDMk7地下装载机，该机的一个最大特点是采用了极安全的制动系统。此安全系统采用了三个独特的制动系统。

(1)静液压行车制动。弹簧加载液压泵中位控制杠控制的闭式液压回路关闭主油泵．流向轮边油马达的流量自动减少，马达减速。再施加制动力使车辆制动住。正常使用的话，没有制动摩擦热产生。

(2)机械行车制动。液压油作用到全部浸在油中的车辆油马达制动器而使车辆制动。

(3)弹簧施压的紧急制动。当操作停车制动开关或主油路胶管出现故障或发动机因某种原因停止工作时，液压油从弹簧施压的车辆油马达制动器中排出产生制动。

3.2.4自动化开采

目前地下硬岩采矿的焦点仍集中在自动化的研究。因为它对矿山安全与生产有明显的效果。因此仍是地下采矿发展方向之一。

从2001年以来，最有意义的进步就是Caterpillar公司的MINEGEM系统和Sandvik司的AUTOMINE系统。这两个系统都利用激光扫描仪，扫过驾车经过的墙壁并与机械矿井地图进行比较以确定他的位置，这些装载机同样都有交通管理系统，当司机在屏幕上看到所有机器工作时，此交通管理系统就可以知道另外机器在什么地方工作。

自动化矿山(Automine)配置任务控制系统(McS)键盘，鼠标与表示自动化操作实时平面图形的MCS显示屏，为了远距离操作铲斗装载，脚踏板控制油门和制动器，左手控制板有转向操纵杆，机器停车按钮和电源开关，在右手控制板上有控制LHD大臂和铲斗的操纵杆。扩音器位于机器上以提供声频反馈到操作站。

4车架的结构

4.1铰链式车架组成及特点

车架是行走系的骨架，也是整车的骨架。地下装载机的主要部件是通过车架固定其位置的。车架的结构形式应满足其强度、刚度、耐久性及相互位置的精度的要求。为此车架一般由一定厚度焊接性能好、高强度低合金钢板（16Mn）焊接而成。

车架由前车架和后车架组成。前车架主要安装前桥、工作装置、多路阀等一些液压元件；后车架主要安装副车架、后桥动力装置、传动装载，大部分液压元件和电气元件驾驶室及操作元件。这两个车架是通过上下两个垂直铰销相连。

铰链式车架的特点是允许前后车架在水平内有40°左右的相对转角，从而减少地下装载机的转弯半径。铰链式车架，轴距尺寸加大，对整机的稳定性有所提高连接前后车架的铰链点一般布置在轴距的中点，是前后轮转向半径相等，转向时前后轮的轨迹重合，可减少转向时的滚动阻力。

4.1.1摆动车架结构

后车架纵轴线上有两个带衬套的前后两个纵向销孔，前后销通过摆动架上前后两个孔插入后车架相应销孔中，后桥通过8个螺栓安装在摆动架的安装面上。

摆动车架可以绕纵向轴线销轴左右摆动，从而使两侧的车轮可以横向摆动一个高度，用限位块角度为±10°.有了摆动架，地下装载机在不平的路面上行驶时，两侧车轮可以保证能同时接触地面，改善车轮的附着条件。

4.1.2三点中心摆动铰链结构

前后车架通过三个较销和一个连杆相连，其较销上均为球形自位轴承。前后车架不仅可以在水平方向转动，而且还可以在垂直方向摆动。

4.1.3稳定性分析

通过实验和计算均可得出，在一定工况下地下装载机的一个后轮可能与地面不接触 ，但这是中心摆动式的地下装载机仍然处于稳定工作状态。而类似工况下，车桥摆动地下装载机将在不稳定状态下工作，甚至最不稳定而达到倾翻极值。而且地下装载机的动态稳定性要比静态稳定性差。

4.2铰链式车架的铰销结构

目前地下装载机车架的铰销广泛采用球铰式和圆锥轴承式两种。

4.2.1球铰式

由于井下的作业条件很恶劣，上下铰接体受力很大，受力状况很复杂，上下铰接体很容易损坏。因此国外的设计者对上下铰接体设计十分重视，不断改进。目前比较好的结构一般具有结构简单、强度高、装配方便、使用维修费用低等特点。

4.2.2圆锥轴承式

圆锥滚子轴承较销结构由于采用圆锥轴承使前后车架偏转更灵活，既能承受水平力，又能承受垂直力，垫片用来调节轴承预紧力，但结构复杂成本高。

5驱动桥的结构

5.1驱动桥的组成及作用

井下装载机的驱动桥是井下装载机的重要组成部分。它主要由主传动、差速器、轮边减速器、制动器、桥壳和半轴等部件组成。

主传动的作用是增大扭矩和改变扭矩的传递方向；差速器是使驱动车轮在转向或不平路面上行驶时，左右驱动轮以不同角速度旋转；轮边减速器进一步增大从半轴输出的扭矩；制动器用于地下装载机工作制动；驱动桥壳把装载机的重量传递到车轮，并将作用在车轮上的各种力传到车架，同时驱动桥壳又是主传动、差速器和车轮传递装置的外壳，半轴则是从差速器将扭矩和转速传递到轮边减速器。

主传动器1、2；差速器3、4；半轴5；终传动器7、8；驱动轮9、桥壳6组成。

5.2井下装载机对驱动桥的要求

（1）合理分配主传动及论辩减速器的传动比，以保证机器的最佳传动性和经济性，井下装载机作业行驶速度低，牵引力大，因此要救有较大的传动比，一般在12～38

（2）驱动桥各部件在工作可靠性并保证一定使用寿命的条件下应力求做到重量轻、体积小和保证所要求的离地间隙。

（3）井下装载机是在井下工作，路面条件差、弯道多。因此要求左右车轮差速与扭矩分配，即转弯时，左右驱动轮与地面的附着系数不等时，能使装载机发出充分的牵引力。

（4）由于井下装载机经常在坡道上作业与运行，因此要求制动器制动可靠、性能稳定、寿命长、以维护。

（5）要求结构简单、修理保养方便、制造容易。

（6）工作平稳、无噪声、工作可靠、故障少。

5.3主传动

单级主传动结构简单，质量小，成本低，使用简单，但主传动比不能太大，一般≤3.6～6.87。因为进一步提高将增大从动齿轮直径，从面减少离地间隙和使从动齿轮热处理复杂。

单级主减速器有螺旋锥齿轮、双曲线面齿轮两种形式。

螺旋锥齿轮传动，制造简单，工作中噪声大，对齿合精度很敏感，齿轮副锥顶稍有不吻合便使工作条件急剧变坏，伴随磨损增大和噪声增大。为保证齿轮副的正确啮合，必须将轴承顶紧，提高支撑刚度，增大壳体刚度。

双曲面齿轮传动与螺旋锥齿轮传动不同之处，在于主、从动轴线不相交而有一偏移。当双曲面齿轮尺寸和螺旋锥齿轮尺寸想当时，双曲面有更大的传动比，当传动比一定，从动齿轮尺寸相同时，双曲面主动齿轮比螺旋锥齿轮有较大直径，较高的齿轮强度以及较大的主动齿轮轴和轴承刚度，当传动比和主动齿轮尺寸一定时，双曲线从动锥齿轮直径比相应的螺旋齿轮为小，因而离地间隙较大。

a-螺旋锥齿轮：；b-双曲面齿轮

双曲面齿轮副在工作过程中，除了有沿齿高方向的侧向滑动之外，还有沿齿长方向的纵向滑动。纵向滑动可改善齿轮的磨合过程，并使其工作安静平滑。然而纵向滑动可使摩擦损失增大，降低传动效率，因此偏移距不应过大。双曲面齿轮传动齿面间大的压力和大的摩擦功，可能导致油膜破坏和齿面烧结咬死。因此，双曲面齿轮传动必须采用可改善油膜强度和避免齿面烧结的特殊润滑油。

双曲面齿轮和螺旋锥齿轮的优缺点比较列于下表：

因此，许多地下装载机主传动伞齿轮都采用双曲面齿轮。

5.4差速器

井下装载机一般采用四轮驱动行星刚性桥。它在行驶时，由于多种原因导致车轮行程不同，即在转向或直线行驶时，左、右侧车轮行程产生差异。如果用一根整轴以相同的转速驱动两侧车轮，必然会引起车轮在行驶中产生滑移或滑转现象，导致车轮磨损加剧，功率损失增加，转向困难，操纵性变坏。因而桥中一定要设置差速器。目前井下装载机常用的差速器有三种结构形式 ：一是普通伞齿轮差速器，简称普通差速器；二是防滑自锁差速器，又称NO-SPIN差速器；三是有限打滑差速器，又称POSI-TORQ差速器，或限力矩变速器，或防滑差速器。这三种差速器其结构、原理、特性是不同的，试用范围也有差别。

5.4.1三种差速器的结构

(1)普通差速器

如下图所示,普通差速器主要由十字轴,半轴齿轮,行星锥齿轮,左、右差速器壳等组成。动力由法兰输入,半轴齿轮输出,通过半轴传递到轮边,带动车轮转动。

普通差速器的“差速不差扭”的特性给车辆行驶带来不利影响,如一车轮陷入泥泞时,由于附着力不够,就会产生打滑。这时另一车轮的驱动力不但不会增加,反而减少到与打滑车轮一样,致使整机的牵引力大为减少。如果总的牵引力不能克服行驶阻力,此时打滑的车轮以两倍于差速器壳的转速转动,而另一侧不转动,整机停止不前。

（2）有限打滑差速器

有限打滑差速器的结构与普通差速器基本相同。只是在半轴齿端多内、外离合器盘,在小端面多了一组碟形弹簧和止推盘。

有限打滑差速器有带弹簧和不带弹簧两种,前者去掉碟形弹簧与止推盘便是后者。弹簧的作用是增加摩擦盘上的压力,从而增加车辆牵引力,使得一侧车轮牵引力为另一侧车轮牵引力的5倍。如果运行条件改善,桥中的力矩就会增加,弹簧的效果就会下降一侧车的牵引力与另侧车轮的牵引力之比K值就会减少。

在没有弹簧的有限打滑差速器中,摩擦离合器的摩擦阻力与输入桥的总力矩成正比。一般K值在桥的输入力矩中是常数,K≈2～2.75。在装载机中一般都设有带弹簧的有限打滑差速器。

（3）防滑自锁差速器

防滑自锁差速器的结构与普通差速器完全不同。该差速器没有行星齿轮,而用两个被动离合器代替。被动离合器与十字轴配合。十字轴在大伞齿轮的带动下旋转。

对防滑自锁差速器,只要当车辆在平整的地面上前进或后退时,被动离合器与中间十字轴处于锁死状态,此时,两边车轮转速相等。当一边车轮附着力等于0或脱离地面时,对应的另一车轮仍能发挥作用,而且能确保100% 的利用附着力,继续驱动车辆前进,直到两车轮同时获得附着力为止,永远不会出现车轮打滑。

5.4.2三种差速器的特性比较

三种差速器特点如下表：

对防滑自锁差速器来说，打滑或悬空的车轮不传递扭矩,全部扭矩就由不打滑、不悬空的车轮承受,从而增加该机械元件（如轮边减速器、半轴、半轴锥齿轮等）的负荷。对标准差速器来说,全部扭矩是平均分配在两个车轮上的,而且不打滑的车轮扭矩反而下降到与打滑车轮一样,尤其在频繁交替动作的情况下（如连 续左、右转弯时）,防滑自锁差速器左、右离时断时合,引起 车轮传动装置载荷的不均匀,因而受到冲击。有限打滑差速器的受力状态处于标准差速器与防滑自锁差速器之间。

5.4.3差速器形式的结构选择

（1）小型井下装载机的负荷较小,为了提高牵引性能,其前、后桥一般都采用防滑自锁差速器。

（2）井下装载机在铲取工况时，前桥的负荷最大,为了充分利用附着力以增大装载机的插入力,一般中型与大型井下装载机前桥采用防滑自锁差速器,后桥采用标准差速器。如果前桥的负荷超过了选用的防滑自锁差速器的承受能力, 必须采用标准差速器,而后桥采用防滑自锁差速器。

（3）凡是采用标准差速器的地方，都可以采用有限打滑差速器,以提高装载机的性能。

6井下装载机的转向系

6.1井下装载机对转向系的要求

（1）工作可靠。转向系对井下装载机的安全关系很大，所以要求转向系的各零部件要有足够的强度、刚度和使用寿命。

（2）操作轻便。操作轻便是减轻驾驶员的劳动强度、提高生产率和保证井下装载机安全作业与行驶的重要因素之一。

（3）转向灵敏。应对转向时间有一定的要求。转向时间一般应在5~7s之内。

（4）调整简单。

（5）使用经济。

6.2铰接转向机构的组成及结构

铰接转向机构主要有四个部分组成：转向油缸（有单杠和双杠之分）、操作机构（有方向盘与全液压转向器、单杠操纵和转向阀之分）、上下铰接体、液压系统组成。

7井下装载机的制动系统

7.1井下装载机对制动系统的总要求

（1）制动系统要有足够的制动力矩。

（2）操作方便，且要按人机工程学原理进行设计。

（3）制动时井下装载机不应当丧失操纵性和方向稳定性。

（4）防止水和污泥进入制动器工作表面。

（5）制动平稳性，制动时制动力应迅速而稳定的增加，在放松踏板时，制动作用应迅速消失。

（6）避免自动制动，在车轮跳动和转向时，不应引起自身自制动。

（7）当制动驱动装置的任何元件发生故障并使其基本功能遭到破坏，制动系统应装有报警装置。

（8）要求制动能力的热稳定性好。

7.2半轴制动器

半轴制动器（又称CAT制动器）的结构如下图

该制动器最大特点是停车制动器与行车制动器都不止在桥的。动片通过内花键与半轴相连，即可轴向移动有可随半轴回转。半轴一端通过花键与轮边减速器太阳齿轮相连，另一端通过花键与差速器半轴齿轮（标准齿轮）相连。静片通过外花键与桥壳相连。只有轴向运动，无回转运动。动力有主传动的主动齿轮输入，通过半轴带动轮边减速器太阳轮回转。当制动油缸制动时，推动制动压板使动片与静片结合，从而达到制动目的。

该制动器的制动部分安装在驱动桥壳内，故对高速级的半轴制动所需制动力矩小，结构简单紧凑，制动时温升小，摩擦小，寿命长。制动器不需要的润滑和冷却系统，可保证良好的散热效果。

8防爆系统

8.1防爆装置的结构设计

防爆发动机的进气、排气系统原理图

在主机的进气口上通过空气滤清器和进气箱 ,将外界的空气供给柴油机使用 ,彻底滤除了煤矿环境中的粉尘;在主机的排气口处废气处理箱内放置有水,废气通过水再排出，高温废气及废气中存在的火星通过废气处理箱内的水进行降温并将火星熄灭。对柴油机排出的废气进行处理后再排出,能够在井下含瓦斯的环境中从根本上起到防爆作用。该防爆发动机具有以下优点:①设计起点高,防爆及措施安全可靠;②结构简单,安装维护方便;③性能稳定、效率高。

8.2防爆装置的主要部件的结构及作用

8.2.1扫气泵

在自然吸气式柴油机上增加一台扫气泵,这样就可以用扫气泵给新鲜空气提供动力以克服进气道、进气栅栏所产生的阻力,使进气管内新鲜气体的压力大于排气后期气缸内废气的压力,将气缸内的废气充分排出气缸,改善燃烧室的燃烧情况,改善原发动机的动力性和尾气排放性能。而且能够完全达到柴油机排放指标。

8.2.2防爆格栅

选用叠片式防爆栅栏, 用于熄灭火星等。其总厚度大于50mm、叠片厚度约115mm、叠片间间隙小于015mm, 材料为不锈钢。

8.2.3废气处理箱

废气处理箱用来冷却废气、消除尘埃和其他固体粒子、熄灭火星、溶解废气中的部分醛类和氮氧化物物质, 其构造包括水位计、自动补水阀、浮球、处理箱、补水箱等。发动机燃烧产生的尾气进入水夹套包容的尾气入口和膨胀节内, 经水夹套中的冷却水冷却降温, 在膨胀节内扩容缓速消除噪声, 再经垂直烟道进入浴水中, 经导流板的作用均匀进入箱体中, 经洗涤进一步降温、灭火星、除碳尘杂质和有害物质于浴水中, 再经阻烟网板降压、减速而从排气箱经过防爆栅栏排出。

9参考文献

[1].黄种惠.国外轮式装载机的发展.矿山机械.1992，（12）.

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