基本介紹
- 中文名：道碴裝載機
- 拼音：dào chá zhuānɡ zǎi jī
- 套用：裝載道碴
- 領域：道路施工
- 相關概念：道碴
- 特點：快捷高效
分類,翻鏟裝載機發動機功率,翻鏟裝載機傳動形式,翻鏟裝載機行走結構,道碴裝載機功能分析,道碴裝載機的功能,工作原理,工藝動作過程,構型演化法,平面可控機構式道碴裝載機,具有變胞功能的可控機構式道碴裝載機,基於螺旋理論的約束綜合法,執行機構結構形式,
分類
常用的道碴裝載機，按發動機功率，傳動形式，行走繫結構的不同進行分類。
翻鏟裝載機發動機功率
①功率小於74kw為小型裝載機。②功率在74～147kw為中型裝載機③功率在147～515kw為大型裝載機④功率大於515kw為特大型裝載機。
翻鏟裝載機傳動形式
①液力—機械傳動，衝擊振動小，傳動件壽命長，操縱方便，車速與外載間可自動調節，一般在中大型裝載機多採用；②液力傳動：可無級調速、操縱簡便，但啟動性較差，一般僅在小型裝載機上採用；③電力傳動：無級調速、工作可靠、維修簡單、費用較高，一般在大型裝載機上採用。
翻鏟裝載機行走結構
①輪胎式：質量輕、速度快、機動靈活、效率高、不易損壞路面、接地比壓大、通過性差、但被廣泛套用；②履帶式：接地比壓小，通過性好、重心低、穩定性好、附著力強、牽引力大、比切入力大、速度低、靈活性相對差、成本高、行走時易損壞路面。
道碴裝載機功能分析
道碴裝載機的功能
道碴裝載機主要在泥砂、石灰、煤炭等堆砌在工作面以上待運輸物料的鏟裝作業中發揮作用。在其動臂根部加裝不同的末端執行器，道碴裝載機還能套用到其他各種機械化施工場合。
工作原理
液壓式道碴裝載機工作裝置由鏟斗、動臂、連桿、搖臂及搖臂和動臂液壓缸等組成。整個工作裝置鉸接在車架上。鏟斗通過連桿和搖臂與搖臂液壓缸鉸接，以裝卸物料。動臂與車架、動臂液壓缸鉸接，以升降鏟斗。鏟斗的翻轉和動臂的升降分別由搖臂液壓缸和動臂液壓缸控制，整個道碴裝載機構能夠實現平面2自由度的運動輸出。
工藝動作過程
根據工作機理，液壓式道碴裝載機的工藝動作過程由如下組成。
(1)道碴裝載機行駛到待鏟裝物料處。
(2)通過行走裝置、各液壓缸的調整，道碴裝載機處於適合預定裝載任務的姿態。
(3)通過搖臂液壓缸和動臂液壓缸的配合運動，動臂抬升，鏟斗翻轉，物料裝斗。
(4)道碴裝載機行駛至預定地點將物料卸載。
(5)行駛回到待鏟裝物料處，並將行走裝置、各液壓缸的調整，道碴裝載機重新回到適合新的給定裝載任務的姿態。
構型演化法
平面可控機構式道碴裝載機
(1)由連桿傳動，各零部件加工、裝配等要求都不高，能克服液壓式道碴裝載機液壓元件加工精度要求高、維修保養困難、生產和維護成本都高並易發生漏油情況等缺點。
(2)閉鏈傳動的形式，機構剛性較好、承載能力較強、累積誤差小。
(3)所有驅動電動機均安裝在機架上，相對於驅動電動機安裝在關節處的串聯式機器人機構，其動態性能更好。
具有變胞功能的可控機構式道碴裝載機
此外，研究設計的具有變胞功能的可控機構式新型道碴裝載機構，還可按不同階段的工作需求改變其執行機構的拓撲結構，因此不僅具有上述可控機構式道碴裝載機優點，而且只需要一台電動機驅動就能完成傳統2自由度液壓道碴裝載機鏟裝、翻轉、抬升、卸料等工作任務。
基於螺旋理論的約束綜合法
現有道碴裝載機的執行機構均為平面機構，通過動臂液壓缸的驅動實現動臂的抬升與下降，搖臂液壓缸的驅動實現鏟斗的翻轉。因其結構限制，此類液壓式道碴裝載機的動臂和鏟斗皆僅能實現平面運動輸出，一般還必須配合行走裝置才能完成鏟裝、抬升、卸載等裝載任務。在一些環境惡劣、空間狹小的施工場地及需要快速鏟運、清障等突發事件現場，這種執行機構僅能實現平面運動的道碴裝載機難以滿足在有限作業空間工作、動作靈活度要求更高、工作效率更高等要求。在對傳統液壓式道碴裝載機功能分析的基礎上，運用基於螺旋理論的約束綜合方法，研究空間可控機構式道碴裝載機執行機構型綜合。
執行機構結構形式
結合功能分析結果，將動臂和鏟斗調整支鏈組合併進一步演化，即可得到此類新型空間可控機構式道碴裝載機執行機構的構型。以RS型動臂和RSS型鏟斗調整支鏈為例，由於RS動臂是通過轉動副直接鉸接到機架上，為改善其受力情況，可將此條支鏈演化成結構形式。又因為鏟斗是通過S副與動臂連線，可知在無約束支鏈驅動的情況下，需要三條RSS支鏈。則可得到機構的結構形式為3一RSS&RS(RRR)。演化後得到的這種鏟斗能實現三維轉動輸出的空間可控道碴裝載機構。若將鏟斗視為動平台，從結構學上看，該機構是一種支鏈中含閉環子鏈的非對稱結構並在線上構，共四條支鏈，其中三條RSS支鏈，第四條為包含RRR子鏈的RS動臂支鏈。
