浅谈国产 3m3装载机选型

浅谈国产 3m3装载机选型

朱明

中国葛洲坝集团第二工程有限公司 443002

【摘要】本文通过简要介绍河北省丰宁抽水蓄能电站施工项目中选购装载机方法，对国内外装载机进行分析研究，结合实际施工要求总结出了选购中注意事项。

【关键词】装载机 选型 3m³

一、前言

自1998年以来，工程机械行业中装载机市场发展最快，其产销量每年以5%—8%的速度增长。就国内外市场而言装载机生产企业众多，产品质量参差不齐，大部分为小批量模仿组装的作坊式生产，工艺水平欠佳，加之装载机在水电施工过程中，施工环境普遍恶劣，工序复杂，产品质量和售后服务往往直接影响着日后施工过程中维修保养成本和出勤率。为获取最大的收益，减少采购投资风险，在选购时，我部不局限于只考虑购置因素，而是经过多方面衡量确定选购装载机。

本文以河北省丰宁丰宁抽水蓄能电站施工项目选购装载机方法，以供同行交流指导。

1、确定选型范围

根据现场施工具体要求、作业对象、作业量、工作环境以及与装载机配套工作的运输设备，依据各投标厂家提供的装载机的额定载重量和斗容、行使速度等基本特性加以确定。

1.1．额定载重量的确定 由于水电施工中，路面作业和短距离铲运工作量大，工作周期较长，工作环境恶劣。与之配套作业的运输机械（陕汽德龙）都在20吨以上，斗容量过小着严重影响工作效率，所以我部认为选用5吨3.0m3的装载机比较合适。

1.2．行使速度的确定 由于施工区域既有原土、块石等坚实密度较大的物料，又有沙石、细渣等松散物料，对插入力要求复杂，插入力与行驶速度又是相互矛盾的，我部对装载机工作装置的动作时间和工作档位的行驶速度进行了分析，考虑不同厂商的相同产品在举升、下降、收斗时间的差别不大，而且在一个作业循环中，影响作业效率的主要因素是工作挡前进与后退的速度，美国凯斯821F、特雷克斯TXL300、瑞典沃尔沃L90E均采用工作档、倒档2档以上的控制模式，而国内主流厂家如徐工LW500KN、柳工ZL50CN等大部分采用的是2个前进档和1个后退档的设计，工作档速度普遍是一档0-13KM／h、二档17-38KM／h之间，倒档速度14-17.5KM／h之间，这一点上运用卡特皮勒技术生产的山工SEM650B装载机采用前后各四档的定轴式变速箱，工作档速度在一档7KM／h、二档12.5KM／h、三档22 KM／h、四档34 KM／h，倒一档速度4KM／h、倒二档7 KM／h、倒三档12.5 KM／h倒四档22 KM／h，可综合兼顾兼顾插入力与作业效率，较好地解决了这个矛盾。

2、根据实际施工要求选择设备配置

我部根据实际施工要求从工作装置、发动机、传动系统、液压系统四个方面来考察。

2.1、工作装置类型的选择 装载机的工作装置一般指铲斗、动臂、摇臂、拉杆。目前，装载机的工作装置一般有两种形式：一是上世纪50年代引进美国卡特彼勒公司的双摇臂结构，应用这种机构生产的装载机，虽然结构结实、有劲，驾驶员操作视线佳，整体车身长度比单摇臂单拉杆结构的要短，灵活较好，但是施工中经常出现工作不同步的技术缺陷，欧美等发达国家基本上已不在轮式装载机上使用，迫于结构设计，即使JCB的挖掘式装载机3CX ECO上运用计算机辅助控制来解决这个问题，但是仍然不够理想。国内也逐步淘汰，厦工XG955H、成工ZL50E-3上仍有采用。而山工SEM650B、徐工LW500KN、柳工ZL50CN采用的是“Z”型反转工作装置，即单摇臂单拉杆结构，它结构简单，工作可靠，技术成熟，目前也是国产装载机主流配置，另外山工SEM650B和山推SL50W装载机上对这种工作装置进行了计算机优化设计，实现了铲斗自动放平功能，虽然改动不大，但可以减轻驾驶员的工作强度，提高工作效率。

2.2、发动机的选择 目前3.0m3以上的装载机上国际大厂主要还是根据自身装载机特性自主研发的发动机，如沃尔沃L90E装载机采用的是自产的D6D LA E2型发动机、卡特950GC装载机用的也是自产的Cat C7.1 ATAAC Stage IIIA/Tier 3型发动机，国内主流采用，运用斯太尔技术由潍柴动力股份有限公司的发动机，其次部分装载机厂家也采用广西康明斯或上海柴油机股份有限公司基于6135自主研发的国产柴油机。由于6135柴油机在工程机械上配套时间较长，配件供应充足，维修方便，其改良型产品在装载机上还有所使用；潍柴的柴油机是引进奥地利斯太尔的技术生产的发动机，早期也有厂家使用，但由于价格、维修、配件等因素一直未在装载机使用，但随着燃油价格的上涨，燃油消耗率越来越为广大用户所重视，加之配件供应渠道增多，维修也逐步得到了解决，潍柴发动机凭着其性能，尤其是低速储备功率大等优点逐渐运用到装载机等工程机械上。而广西康明斯的柴油机虽然采用的是美国康明斯的技术，其噪音和排放低等优点，但是康明斯发动机高速性能优艺，低速则不是很理想，虽然运用在装载机上对其产品做了相对的改进，但是技术上还是没有长期运用与工程机械上的潍柴柴油机可靠。

山工SEM650B、山推SL50W、徐工LW500KN、柳工ZL50CN、成工ZL50E-3均根据自身设备特点采用不同规格的潍柴发动机，而较早引用潍柴发动机的徐工、柳工和美国卡特皮勒在我国生产的山工装载机也普遍采用潍柴发动机，比起一些厂家看到了6135发动机的用户纷纷转向潍柴发动机，也立马在自己的产品上仓促采用，但是由于此类产品不便改动，他们只能调整发动机来适应整机，于是对潍柴发动机的选型上就不一定是最佳配置，导致发动机原设计指标有所下降；而且由于潍柴发动机储备功率大、加速快，使原传动系与发动机的匹配性变坏，发动机和传动系故障率大大增加。因此，我们在选用装载机时也充分考虑了配套潍柴发动机在该产品上的采用时间。

2.3、传动系统的选择 山推SL50W、徐工LW500KN、柳工ZL50CN、厦工XG955H、常工953N标准型机型上采用的行星式动力换档变速箱与四元件单级二相变矩器的“两变”，虽然属于上世纪50、60年代的配套方案，国际市场上出口产品已经很难见到此类配置的装载机。由于潍柴发动机储备功率较大，加速性能较好，但是传动效果差，功率利用率在75％-78％损耗较，大变速箱超越离合器未予充分吸收可能会导致这种“双变”的故障较高，更大大增加了变速箱超越离合器的故障率。变速箱大修时间普遍在1-1.5年左右(2000小时左右)，而且维修时需要拆除变矩器、维修复杂，维修时间在24个工时左右，时间又过长，维修费用在3000元左右。但是由于是整体式结构，公司势力雄厚可不进行零件级维修，整体更换修复周期就相对较短。

进口产品上卡特950GC采用较为先进的ZF传动系和定轴式变速箱，沃尔沃L90E则采用新型装载机操纵杆和动力换挡变速箱，配置合理，但价格较贵。国产装载机方面成工ZL50E-3和山工SEM650B装载机单级三元件变矩器和定轴式变速箱，配置合理，价格较进口产品便宜40-50万，虽然比采用的行星式动力换档变速箱与四元件单级二相变矩器的要贵2-4万，但是定轴式变速箱大修期限在4-5（6000小时）年，为分体式结构，效率高，利用率约80％-85％，维修时也不需要拆除变矩器，维修较为方便，大大降低了维修周期，更有利减少后期使用维护费用。

不同厂家的相同产品，在发动机、传动系、液压系统上各有不同，我们通过综合评价，尽量避免个别部件的可靠性过低或过高而造成的成本浪费。尤其潍柴发动机及传动的行星式变速箱同时用在一个产品上时，由于潍柴发动机储备功率较大，加速性能较好,更大增加了本来就不过关的变速箱超越离合器的故障率。因此我们在选择时特别注意到这一点：即产品配用的是潍柴发动机，两变最好不是行星变速箱与变矩器组合式的双变。

3、结束语

选购装载机的过程中，我们不局限于价格因素，综合装载机的性能、质量水平和售后服务，深知把目光放在购机价格上是短浅的，购置费只是整个使用费的一部分，我们更看重后期的燃润油料费用、操做者费用、设备保养费用，以及修理、停机误工费用等使用费用。据统计一般的国内装载机的平均无故障时间间隔较短，约在250h左右，换句话来说每隔15天到30天就有可能出现一次故障。照此计算设备处置费回收就要一年半到两年时间，如考虑价格低的设备，很难保障可靠性和售后服务，施工过程中导致的停机损失、修理费用就完全抵消了微弱的价格差异。为此我们首先考虑装载机的是可靠性和售后服务，其次才是价格。卡特皮勒（青州）有限公司、徐工集团、柳工集团均是较大的单位，具备较完善的整机生产厂，自制化程度高，加工生产、检测手段能力强。可以较好地对产品质量、性能进行监控，我们相信其生产的装载机可靠性也好。但是基于成本考虑徐工LW500KN、柳工ZL50CN在动力方面比较强劲，但是传动方面做了部分妥协，比起国内其他厂家，他们使用的是根据自身设备特性自主研发的行星式动力换档变速箱，近几年市场反映也不错。而山工SEM650B装载机动力和传动方面都比较合理，虽然价格方面贵1-3万，但是配置性能方面非常有优势。综合考虑我部拟采用卡特皮勒（青州）有限公司的装载机，型号：SEM650B。

此选购装载机方案在河北省丰宁丰宁抽水蓄能电站施工项目中得到了采用，为各施工单位在今后的装载机选型中提供了一个较简易的、快速的方法。

参考文献：

（1）《中国重型机械选型手册》 中国重型机械工业协会编 机械工业出版社出版

（2）《美国凯斯821F、特雷克斯TXL300、瑞典沃尔沃L90E、山工SEM650B、山推SL50W、徐工LW500KN、柳工ZL50CN、成工ZL50E-3、厦工XG955H、常工953N等使用说明书》

(3)《工程机械的选型配套》建筑机械 黄德中1996.11

作者简介：朱明,性别：男,1986年10月28日,籍贯：重庆市,职称：工程师,主要从事专业：机电工程