工程机械装载机的发展史

工程机械概述与发展趋势
2011年11月
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工程机械概况
工程机械是建筑施工和矿山采掘工作中的重要机械设备， 用来完成各种土方和石方工程。 工程机械行业的服务范围广泛，对国民经济的影响也较大， 目前我国工程机械行业的生产，在规格、数量、质量和制造 成本等方面，还有不少问题有待解决。
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工程机械类别
产品类别 土方施工机械 工程起重机械 筑路施工机械 混凝土及骨料 机械 小型施工机械 附属装置及配 套件 产品覆盖范围 挖掘机、挖掘装载机、推土机、装载机、滑移式装载机、铲 运机、平地机、挖沟机、非公路自卸车、集材拖拉机 轮式起重机、履带起重机、伸缩臂起重机、越野叉车、塔式 起重机、叉装车 沥青搅拌站、沥青摊铺机、稳定土拌和站、冷铣刨机、压路 机 混凝土摊铺机、混凝土搅拌站、破碎机、筛分机、凿岩机、 输料带与送料器 破碎镐、振动平板夯、手扶振动压路机、水泥刮板锯、发电 机、空压机、压力泵、灯塔、搅拌机、牵引机 铲斗、抓斗、破碎剪、拆除器、推土板、松土器、粉碎机、 吊钩、发动机、传动系统、液电系统、配件、附具等
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目
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
录
装载机的起源 装载机在中国的历史 装载机发展趋势 装载机分类标准 主要工程机械品牌介绍 相关政策法规 装载机专业术语介绍
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1. 装载机的起源
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1.1 装载机的起源
1929年第一台轮式装载机，（斗容0.753立方米、载重量680公斤）。这是较早的装载机。采用门架式结构在这之前是用钢绳提斗式的装卸机具， 这一时期的装载机结构特点是，发动机前置，前轮小，后轮大，单桥驱动，前轮转向，门架式工作装置，用钢绳提臂翻斗，拖拉机底盘， 牵引力小，铲斗切入力小，作业速度底。
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1.2 四十年代发展专用底盘期
1947年,克拉克公司生产，用液压—连杆机构，取代了门架式结构，专用底盘，具备了现代 装载机的外形，提高了提升速度、卸载高度和掘起力，因而可用于铲装松散的土方和石 方，这是装载机发展过程中第一次重大突破。
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W5型轮式装载机
1957年第一台320型两头忙挖掘装载机
1.3 五十年代——结构性能完善期 1951年美国开始采用液力机械传动，同时车架结构采用三点支承，提高 了车辆的越野性和牵引性，这时期开始形成了系列化专业化生产。 50年代中传动系统的发展是关键性的10年，形成了柴油机——液力变矩 器——动力换档变速箱——双桥驱动，这是第二次重大突破。
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1963年 W7B轮式装载机
1.4 六十年代——发展大型装载机并用于矿山 这时期采用铰接式装载机，是第三次重大突破。铰接转向优点是： 铲斗随前车架转向，可满足原地转向； 与钢性车架比，一个作业循环内平均行驶路程少51%，生产效率提高50%； 转弯半径小，机动灵活，适用于狭窄场地作业；
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80年代第一台5T的装载机 1.5 七十年代至八十年代 这个时期装载机的结构朝向安全，操纵省力，维修方便，减少污染，舒适等方 面发展。 具体结构有： 钳盘式制动器取代了蹄式制动器。（沾水复原性好，散热性好，不需调整制动 间隙，磨损后制动片易换，寿命长； 双管路制动系统； 防滚翻、防落物驾驶室；降噪，防尘，装配空调； 操纵省力——采用先导控制； 工作装置销轴采用二硫化钼润滑，由10小时加润滑脂一次变为100小时一次。 10
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二十世纪末
主要在环保、安全、简化操作等方面发展，而不是追求单机效率，进入电子化 时期。 降低噪音指标提高；国际上大部分国家八十年代时就要求司机耳边噪音在85分 贝以下；到二十世纪末，要求司机耳边噪音在76分贝以下。 保养简化：衬套密封润滑和自动润滑，使润滑周期提高到2000小时以上，减少 维修时间；采用集中润滑系统，使维护更为方便，延长机器零部件的寿命； 研制新型：轮胎占整机成本的10%—15%以上，轮胎寿命一般为500—2000小时， 因而提高轮胎寿命经济效益显著。国外轮式装载机上广泛采用无内胎轮胎。 节能方面：充分利用发动机功率，降低油耗，采用微处理机控制自动换档；采 用变量系统与双泵合流系统，高效节能。 实现遥控：在自动换档，自动找平基础上，逐步实现遥控，在操纵室用电视遥 控几台装载机作业。如GPS（全球卫星定位系统）的应用可以实现防盗、监 控和远程信息反馈。
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2. 装载机在中国的历史
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2.1 第一代装载机
1964年成工开始试制国内第一台Z1-4装载机（履带后卸式）， Z420， 2T（成工）和Z435 3.5t（夏工）型液压装载机。同时研制了我国的 回转式装载机Z4H2型 2t 采用的全液压低压宽基工程轮胎，液力机械变速箱，180°回转作业， 整体刚性车架，带有差速锁装置的四轮驱动轿，为国内生产制造的首 台全液压四轮驱动回转装载机。 13
1963年日本在华展出了一台轮式装载机125A，展出结束后，当时的机械工业主管 部门将该展出样机送给了天津工程机械研究所进行研究、测绘，仿制并将图样 交由柳工，并在1966年由柳工制造出我国第一台l轮式装载机-Z435 功率:100；斗容量1.7M3
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2.2 第二代装载机
采用双涡轮液力变矩器 双行星排动力换档变速箱 带有轮边行星减速的驱动轿 钳盘式制动器 Z型连杆机构 铰接车架转向
1978年，天工所根据机械部的要求，制订出以Z450为基型的我国轮式装载机系列标准。制 订标准时，保留用Z代表装载机，用L取代“4”代表轮式，改Z450为ZL50，就这样制订 出了以柳工ZL50型为基型的我国ZL轮式装载机系列标准，这是我国装载机发展鸣上的 重大转折点。该标准制订出来后按当时的行业分工，柳工、厦工制造ZL40以上的大中 型轮式装载机，成工、宜工制造ZL30以下的中小型轮式装载机，逐步形成了柳工、厦 工、成工和宜工当时的装载机四大骨干企业。
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1977年“成都工程机械厂”，联合天津工程机械研究所联合设计ZL20型和ZL30 型轮式装载机。ZL20型、ZL30型轮式装载机通过鉴定，并在全国科学大会上 获奖。
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2.3 第三代产品的显著特点有：
⒈工作液压系统的系统压力与国际接轨，由原来普遍的16MPa提高到 20MPa以上； ⒉机电一体化水平大大提高。变速操纵由原来的机械液压操纵改为电脑 集成控制系统（EST-17T）控制的电液操纵。同时还采用了多种型式 的电子监控系统； ⒊采用了全密封内藏湿式多片式制动器及制动可靠、性能卓越的全液压 制动系统； ⒋采用了当今世界上流行的流线形外观设计，并采用了前后玻璃分别为 一体的带有空调的驾驶室； ⒌采用了大转向角，具有转弯半径小、结构合理、维护保养方便等优点； ⒍普遍实现了液压先导操纵，使作业操纵轻便、灵活、快捷，大大减轻 了司机劳动强度； ⒎驱动桥上普遍装有限滑差速器，大大提高了恶劣条件下的通过性，从 而提高了作业效率等。
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第三代装载机G系列
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2.4 第四代装载机
我国第四代轮式装载机的研制中，都以CAT公司F、E系列为蓝本。 广泛采用新技术新结构，都装有负荷传感系统、流量放大转向系统和先导系统 等，减少了系统损失，提高了效率，既节能又省力。同时换代的新机型都装 有电子监控；计算机监控；故障自诊诊断和工况液晶显示；卫星探望系统； 采用自动换挡变速箱；电磁控制，油耗降低15%；同时采用气液悬挂，有减 振功能，吸振性能得到改善；而且新一代轮式装载机采用低排污柴油机；国 外新一代装载机型还采用电子消声和电子称重装置；研发具备浅水区域作业 功能等方向。
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3. 发展趋势
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3.1 装载机发展趋势
3.1.1 新产品不断推出近年来，轮式装载机以围绕提高率、降低成 本为
核心，继续向大型化、微型化发展，不断推出 新产品，加速更新换 代。
3.1.2 计算机控制的发动机管理系统和故障诊断、监控和探望系统
3.1.3 电子自动换挡变速控制系统和负载感应变速控制系统 3.1.4 动臂及工作装置结构的优化 3.1.5 司机辅助操作系统、直观控制系统和进一步改善驾驶室内环境
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凯斯新型721E 拥有强大的服务保障能 力，有4 种工作模式——标准、最大马 力、经济、自动，这意味着很多服务和 维修工作可以在地面上进行。
根据应用工况的不同，卡特彼勒 Tier 3、374kW、50t的988H的最大 斗容为6.3～7m3。
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JCB 132kW的436HT可以 提供标准、加长、超级加 长3 种型号。
利勃海尔新型的140kW的L 556的驾驶室比原来增大了 28%。
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4. 分类标准
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4.1 装载机分类标准
4.1.1 按行走方式分类：轮胎式装载机，制造成本低，行走速度快，工 效高，机动灵活，用途广泛，因而发展快，其品种与产量，都比履带 式装载机多，我国前期各厂家生产的ZL系列装载机都属于轮胎式装载
机。
4.1.2 履带式装载机由于接地比压小，重心低，稳定性好，可在湿地上 作业，而且由于履带接地面积大，不易打滑，所以广泛地应用在矿山
上进行装载作业。但随作业场地的转移，需辅助机械设备完成转移。
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4.1.3 按动力传递方法不同：分为液力传动和液压传动、机械传动装载 机。 4.1.3.1 液力传动的装载机：动力传递是采用的液力变距器的则为液力传 动，底盘的动力传递是采用缸、泵、阀、液压马达等液压元件的。液 力传动具有无级变速，自动适应不同路面及工况阻力，传动平稳无冲
击等优点，广泛应用在装载机上，目前同行业绝大部分产品均为液力
传动。 4.1.3.2 液压传动：尽管液压传动具有传动简单，易于控制等优点，但由
于液压元件制造精度高，且维修技术水平相对较高，目前采用较少。
4.1.4 机械式传动，底盘是采用机械式离合器和变速箱等的机械元件来 传递动力,虽然结构简单，但由于无前述优点，较落后，目前很少应用
于装载机。
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4.1.5 按卸料方式不同：装载机分为前卸式、回转式、侧卸式和后卸式 等几种，目前国内外生产的装载机大部分是前卸式结构；前卸式装载
机工作装置在前面铲装和卸料。
4.1.5.1 回转式装载机其工作装置可回转900、3600或1800（称半回 转），依靠回转工作装置卸料到左右侧的地面或车辆上，这种装载机
由于卸料和铲装不需转向，所以能在较狭窄的场地上作业，但它的侧
向稳定性不好，限制了相同功率的主机斗容量的增大。 4.1.5.2 侧卸式装载机是为满足市场需求而开发的机种。其除具备标准装 载机的性能外，用户可自行根据装卸场地的特定要求设置料斗往左或 右倾卸的方式进行作业。
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侧卸式
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杂物叉
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4.1.6 装载机按发动机功率可分为小型、中型、大型和特大型四种。发动 机功率小于74千瓦的为小型装载机，发动机功率在74至147千瓦的为中 型装载机，发动机功率在147至515千瓦的为大型装载机，发动机功率 大于515千瓦的为特大型装载机。
4.1.7 装载机按额定载重量可分为小型、轻型、中型、重型四种。装载机 额定载重量小于1吨的为小型，装载机额定载重量在1至3吨的为轻型，
装载机额定载重量在4至8吨的为中型，装载机额定载重量在8吨以上的
为重型。
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5. 主要工程机械品牌介绍
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四川成都成工工程机械股份有限公司 1950年诞生以来，成工发展为集工程机械产品研究、生 产、销售和服务于一体的专业化大型股份制企业，中国西 南最大的工程机械研发、生产基地。
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广西柳工机械股份有限公司 广西柳工机械股份有限公司是中国制造业500强企业。作 为国内工程机械行业和广西第一家上市公司。
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中国龙工控股有限公司 中国龙工控股有限公司于1993年创立的一家工程机械制 造公司。2005年在香港联交所主板上市，是中国工程机 械行业第一家境外上市公司。
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厦门工程机械股份有限公司 厦门厦工机械股份有限公司（简称厦工），创建于1951 年，是国家重点生产装载机、挖掘机等工程机械产品的骨 干大型一类企业。
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徐州工程机械集团有限公司
徐工集团自1989年成立以来始终保持中国工程机械行业 前列，是中国工程机械产品齐全、具有竞争力和影响力的 大型企业集团。
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山东临工工程机械有限公司 山东临工工程机械有限公司（简称山东临工），始建于 1972年，是国家工程机械行业的大型骨干企业，中国机 械工业100强，国家级高新技术企业。