装载机施工

装载机简介

单斗装载机是在专用的拖拉机前面臂架上装有一个能升降和翻转的铲斗，用来铲装及短距离运送土、碎石和其他松散物料的机械。也可在工作面较小的工地上进行推土平整等工作，还可以换装多种工作装置进行多种作业。与挖掘机相比，装载机比较机动，本身能兼做清理场地、移运孤石等作业，不进行装载时又可以当推土机使用。因此，尽管它挖硬土的效率不如挖掘机，推土效率不如推土机，但由于它能一机多用，因此在建筑工程中还是得到越来越广泛的应用。 装载机有轮胎式和履带式两种。履带式装载机具有可以得到比较大的牵引力，越野性能强，稳定性较好等优点。但其缺点是作业时如果在同一处所不断地反复转向，路面就会恶化，影响车辆运行。轮胎式装载机与履带式装载机相比，具有机动、灵活、行走速度快，不致于破坏道路，同样机重的装载机，轮胎式的生产能力比履带式的高等优点。

轮式装载机

履带式装载机

装载机组成部分

装载机组成

1-发动机；2-变矩器；3-驾驶室；4-操纵系统；5-动臂油缸；6-转斗油缸；7-动臂；8-摇臂；9-连杆；10-铲斗；11-前驱动桥；12­传动轴；13-转向油缸；14-变速器；15-后驱动桥；16-车架

国产装载机型号编号的第一个字母Z表示， 第二个字母L代表轮式装载机， 无L代表履带式装载机， Z或L后面的数字代表额定载重量。 例如:ZL30型装载机，代表额定载重量为3t的轮胎式装载机。 但各厂家也有自己独特的类型和型号表示方法。

装载机作业循环和铲装方法

装载机的作业循环是：铲装－运送－装车或卸载－返回，如下图所示。

装载机作业循环

如下图所示，铲装松散物料的过程： 首先使铲斗保持在水平位置，并下放到与地面接触。 然后机械以I挡或II挡速度前进，使铲斗插入料堆中， 装满后将铲斗提升到运输位置 (离地不超过500mm)，再驶离工作面。 遇到铲装困难时，可操纵铲斗的操纵杆，使铲斗稍稍上下颤动。

装载机铲装松散物料

装载机挖土装载时，可按照不同的作业条件，采用不同的铲掘方法。

装载机向停机面以下铲掘时，放下铲斗，并使它与地面成一适当的角度（下图a）， 然后下斗前进进行铲挖。 下切深度达到一定程度后 (不超过150～200mm) 就保持这个深度继续前进直到装满 (下图b)。 装满收斗后将铲斗提升到运输位置，驶离工作面（图c）。 下切的角度一般为100~30°，随土的软硬而变化； 要使铲斗能顺利地进行铲挖，针对土质选用适当的下切角是很重要的。 遇到铲挖有困难时，可使铲斗稍稍上下颤动，或者稍微改变一下铲切的角度。

装载机铲掘停机面以下的土

装载机铲掘土丘时，常用分层铲掘法或分段铲掘法。 分层铲掘法 (下图) 是铲斗的铲入动作和提升动作相配合的一种方法， 工作时装载机向工作面前进，随着铲斗插入工作面（插进深度约为斗底的1/3）， 逐渐提升铲斗，或者随后收斗直到装满，或者装满后收斗，然后驶离工作面。 开始作业前，应使铲斗稍稍前倾。 这种方法由于插入不深，插入后有提升动作相配合， 因此插入阻力较小、作业比较平稳；由于每次的铲装面较长，可以得到较高的装满系数。 这一方法类似于正铲挖掘机的挖掘过程，所以也称挖掘机铲掘法。

装载机分层铲掘法

遇到较难铲掘的土也可以采用分段铲掘法 (下图)。 这个方法的特点是铲斗依次进行插入动作和提升动作，其过程是： 铲斗稍稍前倾从坡脚插入，插进一定深度后提升铲斗，当发动机转速降低时， 脱开主离合器使其恢复转速；在恢复转速过程中，铲斗将继续上升并装进一部分土； 转速恢复后接着就进行第二次插进，这样逐段反复直到装满或铲斗升到高出工作面为止。 有时在满斗后还使铲斗继续向工作面稍稍顶进把土松碎以利下一次铲掘。 采用这个方法也可以得到较高的装满系数，其缺点是操作比较复杂，离合器磨损较快。

装载机分段铲掘法

装载机作业方式

工程施工中通常选用轻型和中型装载机， 工作时要配以自卸卡车等运输车辆，可得到较高的生产率。 装载机与运输车输配合作业时，一般以2~3斗装满车辆为宜。 若选较大装载机，一斗即可装满车辆时，应减慢卸载速度。

装载机自身运料时的合理运距为： 履带式装载机一般不要超过50m； 轮式装载机一般应控制在50~100m，最大不超过100m，否则会降低经济效益。 常见的作业方式有以下4种。其中“V”形作业效率最高，特别适于铰接式装载机。

(1)“I”形作业法装载机的作业方式装载机装满铲斗后直线后退一段距离， 在装载机后退并把铲斗举升到卸载高度的过程中，自卸车后退到与装载机相垂直的位置， 铲斗卸载后，自卸车前进一段距离，装载机前进驶向料堆铲装物料， 进行下一个作业循环，直到自卸车装满为止。作业效率低，只有在场地较窄时采用。

自卸车不装车时的待机位置可以平行于工作面，也可以与工作面斜交。 装载机驶离工作面的距离一般不超过6～10m，使自卸车能安全地通过就行。 这种方式装载机不需反复转向，这对于履带式装载机是很有利的。 不过采用这种方式时，要求装载机和汽车司机的操作都比较熟练， 他们之间是否配合得好，对生产率和安全都有很大的影响。

(2)“V”形作业法自卸车与工作面成60°角，装载机装满铲斗后， 在倒车驶离工作面的过程中掉头60°使装载机垂直于自卸车，然后驶向自卸车卸料。 卸料后装载机驶离自卸车，并掉头驶向料推，进行下一个作业循环。

这种方式最有利于缩短作业循环时间，特别是对于铰接式装载机， 铲满斗后只需后退3～5m，接着就可用转向油缸使前车架转动35～45°驶向倾卸车卸载。 采用这种方式时，机械经常要转向，因此要在地面较坚固且排水良好的情况下， 才适于用履带式装载机，否则地面易于遭受破坏，不利于机械的运转。 履带式装载机采用 V 形方式装车时，汽车的停车位置不宜过于靠近工作面（受到场地狭窄的限制时除外）， 以免装载机调车困难，反倒增加循环时间。

(3)“L”形作业法自卸车垂直于工作面，装载机铲装物料后后退并调转90°， 然后驶向自卸车卸料，空载装载机后退，并调整90°，然后直线驶向料推，进行下一个作业循环。

(4)“T”形作业法此种作业法便于运输车辆顺序就位装料驶走。

装载机作业方式

a）“I”形作业法 b) “V”形作业法 c) “L”形作业法 d) “T”形作业法

装载机装车时，运输工具的容量（或载重量）应该是装载机的斗容量（或物料重量）2～5倍的整倍数。 如果容量上不配合，那末不是装载机由于不需要铲满斗而损失铲装能力，就是运输工具不能满载而损失运输能力。

装载机的生产率

装载机的作业循环时间 $T$ 为

$$T=t_\ell + \dfrac{L_\ell}{V_\ell} + t_u + \dfrac{L_r}{V_r}$$

式中，

$t_\ell$ 、 $t_u$ 分别为铲装时间和卸载时间，min；

$L_\ell$ 、 $L_u$ 分别为重车运行距离和空车回程距离，m；

$V_\ell$ 、 $V_u$ 分别为重车运行速度和空车回程速度，m/min。

装载机的装潢系数与所装物料的性质有关，下表为常用物料的装满系数的参考值。

物料	装满系数	物料	装满系数
砂石、砂	0.85 – 0.9	普通土	0.9 – 1.0
湿的土砂混合料	0.95 – 1.00	爆破后的碎石、卵石	0.85 – 0.95
湿的砂粘土	1.0 – 1.1	爆破后的大块岩石	0.80 – 0.95

为了提高装载机的生产率，除了提高时间利用系数外， 应该提高装满系数和缩短循环时间。 对于某种特定的物料，装满程度取决于所采用的铲装方法和司机的熟练程度。 影响作业循环时间的因素则有：物料的性质、装载机的型号和大小、工作场地的情况以及司机的熟练程度等等。 因此，按照具体情况选择合适的机械和铲装方法，采用有效的装车方式， 保持良好的工作场地，提高司机的操作技术，这些对提高生产率都有着重要的作用。

需要提出的是提高装满系数和缩短循环时间并不是绝对的。 在靠近工作面卸载或装车时，缩短循环时间显得更为重要。 通常宁愿损失一些装满系数而争取快速的作业循环。 随着卸载的位置远离工作面，作业的总循环时间将越来越长， 其中铲装的时间所占的比重则会越来越小。 在这样的情况下，尽量使铲斗装满就比缩短铲装时间更为重要了。