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杨柳细腰挑千钧——龙工850装载机3万小时使用报告(二)

五零武林 2023-10-14

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我国现在使用的装载机,几乎都是采用前后车架铰接/折腰转向+后桥摇摆的设计。该设计的起点是柳工的Z450型,经过改进后称为ZL50。双涡轮变矩器+行星式变速箱组合,沿用至今。
而龙工的第一款产品,长这样。
那时候配的还是比WD615更大更重的6135
那时候配的还是比WD615更大更重的6135
基本参数参考厦工951
基本参数参考厦工951
车架是整机的骨骼,各种分系统的安装基础。如大家所见:前端是工作装置,后端是发动机变速箱以及配重,中间用铰销连接起来。比起整体车架,铰接式车每一个工作循环的行走距离要少近一半,铲斗对正车箱更容易。龙工850是属于第一代车架,其设计为适应当时的基建状态而采用了极短的轴距来适应窄小场地。相应的在使用上那个时代还采用的货车来回倒车的装车方法。到现在,我国铰接式装载机车架,已经发展到第三代,发展的脉络就是加大铰接跨距和轴距,更适应重载作业。
龙工850的小铰接车架图示,属于第一代车架的改进。请主意它的前后车架下部呈一条高于前后轮轴心的直线。
龙工850的小铰接车架图示,属于第一代车架的改进。请主意它的前后车架下部呈一条高于前后轮轴心的直线。
前车架是工作装置的基础,后车架是发动机、变速箱、驾驶室、燃油箱、液压油箱的安装基础。对于前装式装载机,空载时的大部分重量都在后部车架上。铲掘时,以前轮轴心为支点,后部的重量按杠杆原理来撬起前部的重量。查询相关设计资料,车架的受力分析,应当考虑最大驱动力和最大倾翻载荷(后轮离地时),而且后一种情况下车架受到的弯矩最大。车架设计的考核,应当以后轮离地时力学性能为主要内容。
显然,由于(发动机+变速箱)传动固定在后车架上,当选定了传动系统后,后车架的长度有一个最短长度限制。因为装载机的工作过程中,冲击力对底盘的破坏性比普通4驱车要大,为了简化结构提高可靠性,没有轴间差速器,这样4轮就成了强制同步。但是转向、地面湿滑/不平时,各车轮的转速差是必然的,为了整机的转向、驱动性能,传动轴的弯曲点必须在轴距中点,这样能依靠前后车桥各自的轮间差速器来适应车轮的滑动。请记住这个基本矛盾,它是不对称铰接车架的阿喀琉斯之踵。
回到龙工850上来,它是一款非对称轴距的短轴距车架,注定了它是一款轻载车型。它的车架铰接点就是前轮后缘,优点就是从司机的视角看,前车架基本上就是以司机为中心在转动,几乎感觉不到前后车架的相对摆动,不易晕车。因为这个,只开过850的司机去开三代重载机型时,因为驾驶室相对前轮后移不少,要克服动臂上销对司机视觉的横向摆动造成的晕车感。缺点一是只能配用小铰接,强度低,极端情况下,甚至出现过后轮追尾前轮的情况。二是靠前的铰接,使得前后桥在转向时存在转向半径差,铰接后的车架越比前车架长,这个差值越大,轮胎的滑磨越严重,传动系统的功率损耗也越大。同时还有另一个特别的故障点——变速箱传动轴轴承的磨损速度比铰接对中部置车架的快,造成油封漏油。原因在于不对中铰接——后车架比前车架重造成的轮胎附着力差异+前后轮转动角度差异,最终形成传动轴的振动。
现在来重点说一下最弱点的铰销固定方式。采用小铰接的车架,铰接销高于轮胎轴心,在后轮离地时,后车架对车架铰接板形成的都是弯矩。
图中绿线表示车桥中心线,红色是车架受力基本框架。可以看出,大跨距铰接做成了一个斜撑,应对弯矩的能力也就比较大。
结构图。弯矩作用下,上铰接的变形比下铰大,下铰接的轴向受力比上铰接大。一般上铰接的轴承不做轴向固定。
结构图。弯矩作用下,上铰接的变形比下铰大,下铰接的轴向受力比上铰接大。一般上铰接的轴承不做轴向固定。
受力分析表明,采用关节轴承在轴向上是薄弱的。
受力分析表明,采用关节轴承在轴向上是薄弱的。
上铰接销是组合件,如果轴承旷了后在继续使用,有出现上销脱落的风险
上铰接销是组合件,如果轴承旷了后在继续使用,有出现上销脱落的风险
下销的拉力螺杆太小,轴承一旷就容易松脱。
下销的拉力螺杆太小,轴承一旷就容易松脱。
铰接销是固定在前车架上的,在后轮离地时的弯矩作用下,会出现将销轴往上提的效应。龙工850沿用ZL50原始的设计,是有问题的。当然,实际情况中,所有的小铰接车架都有这样的痼疾。
这是第二代的改进
这是第二代的改进
尺有所短,寸有所长。龙工850的短小车身,铲斗角度、力度大,在窄小场地、山区地形中有独特的优势。希望龙工公司能够给与改进。
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