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轮式装载机产品总质量与安全特性研究

2018-02-16荣二锋

现代制造技术与装备 2018年3期
关键词:轮式技术标准土方

荣二锋

(安徽合力股份有限公司,合肥 230000)

作为一种铲土运输机械,轮式装载机可以有效完成铲装以及短途运输各类松散物料的工作。不同于普通的装载机,轮式装载机的行驶速度更快,且操作更加简便,其强大的使用性能几乎不会对路面造成实质性破坏,故而在公路、铁路等各个领域中得到了广泛使用。而作为轮式装载机产品当中至关重要的一大技术参数,总质量与其安全特性之间有着明显的关联性。因此,本文将着重围绕轮式装载机产品总质量与安全特性进行初步探究,尝试寻找科学标定轮式装载机质量参数的方法,以有效提升轮式装载机产品的安全特性。

1 国内轮式装载机的发展现状

当前,我国绝大部分建设工程通常会选择使用轮式装载机代替以往的履带式装载机,完成铲装和短途运输松散物料的工作,利用其良好的机动性能以有效完成工程建设任务。根据最新的数据显示,去年我国总共销售了近51000台轮式装载机,市场保有量则超过1330000台,虽然与2016年相比我国轮式装载机的销售量出现明显下滑,需求量也再创新低,但不可否认的是我国依旧是全世界最大的轮式装载机市场,有专家预估到2020年我国轮式装载机销售量将突破6万台大关。纵观去年整个轮式装载机市场,201~220马力轮式装载机产品占据着市场的“半壁江山”,仅去年一年该级别产品销售量便接近37000台,在总需求当中占据着毋庸置疑的主导地位。而101~150马力产品因其缺乏足够的利润空间,流失的代理商与供应商数量正在逐渐增多。不足100马力的轮式装载机产品因其可以被经济型装载机所代替,因此其在轮式装载机市场的竞争力十分微弱,产量和销售量均比较小。

2 轮式装载机产品总质量

物体当中具体的物质含有量就是质量,在轮式装载机产品中,总质量是其十分重要的一项技术参数,直接反映和体现着整个轮式装载机产品的安全特性。一般在普通的建设工程当中,轮式装载机负责完成工地施工作业,因此从本质上来说,轮式装载机产品应当归至非道路土方机械产品范畴,所采用的技术标准应当与土方机械保持一致[1]。但实际上,轮式装载机经常直接行驶在各大城市道路中,因此根据我国对道路交通安全的相关法律法规,此时行驶在道路上的轮式装载机应当被归纳至道路车辆的范畴中,也就是说轮式装载机产品需要同时执行土方机械标准以及道路车辆安全技术标准。但是,两种标准之间存在明显的差异性,因此不同的标准对于轮式装载机产品总质量的规定也各不相同。以总质量为例,在土方机械标准当中,将工作质量连同额定有效质量的总和规定为轮式装载机产品总质量,但在道路车辆安全技术标准当中,则将额定载质量、整备质量以及驾驶室准乘人数质量的总和规定为轮式装载机总质量。不仅如此,在土方机械标准中规定工作质量为司机、燃油箱满油情况下的质量等各质量总和,而在道路车辆安全技术标准中则并未将司机质量包括在整备质量中,并且只要求燃油箱中拥有至少90%设计容量的燃油即可,并未要求其必须加足燃油。

两种不同的标准规定使得轮式装载机产品在作业和非作业情况下的总质量要求也千差万别,考虑到轮式装载机产品在道路以及工地施工中需要面临的工况完全不同,因此出于安全特性的考量,生产企业在对轮式装载机产品进行总质量标定的过程中,行驶在道路中且挂有机动车牌照的轮式装载机产品总质量并不需要将额定载质量囊括其中,当总质量在规定质量标准范围内时,轮式装载机产品能够上路行驶[2]。此时规定的司机质量执行国家对各类机动车准乘人员质量要求,统一为65kg,但在施工作业情况下,司机质量则规定为75kg。

3 轮式装载机产品质量参数标记

在管理轮式装载机产品质量参数的过程中,需要始终结合用户的实际需求。在轮式装载机产品的标牌以及说明书等当中,需要清晰标注出轮式装载机的各项质量参数。例如,在产品的说明书中,需要准确标注出执行道路车辆安全技术标准下的轮式装载机产品总质量、整备质量以及轴荷,与此同时还需要清晰标注出执行土方机械标准下的轮式装载机产品工作质量与额定载质量。而在轮式装载机产品的标牌当中,则需要将执行道路车辆安全技术标准的产品整备质量标注出来,并将执行土方机械标准的轮式装载机产品工作质量以及额定载质量进行清晰标注。生产企业在严格遵循相关法律法规和技术标准的基础上,需充分结合客户的具体使用需要,适当扩大轮式装载机产品的作业工况范围,如果客户只在实际施工作业中使用轮式装载机产品,则生产企业不需要执行道路车辆安全技术标准将产品总质量、整备质量等一并标注。如果客户既需要在实际工程施工作业中使用轮式装载机产品,同时也有在道路中行使轮式装载机的要求,则需要按照先道路车辆安全后土方机械的顺序参考相关标准要求标记轮式装载机产品的质量参数。

4 轮式装载机产品总质量与安全特性

4.1 道路安全

在众多产品基本属性当中,产品总质量直接反映着机器碰撞动能和具体动量。在土方机械范畴当中,轮式装载机产品总质量的近1/4为产品额定载质量,也就是说额定载质量在很大程度上直接影响着整体的总质量数据,直接决定着轮式装载机产品的质量分布以及其他各项性能,如稳定性、制动性等。我国道路车辆安全技术标准要求,应当秉持科学合理的原则在轴与轴间分配轮式装载机产品总质量以及整备质量。左车轮与右车轮间应当对轴荷进行均分,转向轴荷在整车总质量中的占比应当控制在20%以内。一旦轮式装载机正式行驶在道路上,其总质量势必会对道路当中其他行驶车辆以及乘员的生命财产安全产生直接影响。因此,无论是轮式装载机产品的生产企业还是相关监管部门一直对轮式装载机产品的总质量与安全特性予以高度关注。由于轮式装载机本身在铲装和短途运输松散物料的过程中,难以有效保持较高的平稳性,因此比较容易出现物料在运输途中洒落的问题,而洒落的物料极有可能影响周围及后车的行驶安全,甚至引发更为严重的安全事故。

不仅如此,笔者在对轮式装载机产品进行长期观察的过程中,发现大部分轮式装载机产品运用了低气压轮胎减震设计,即便是在理想的空载状态下,其安全行驶速度的最高值也相对较低。当轮式装载机铲装松散物料之后,从理论上来说其规定安全行驶速度应当保持在5km/h以内,而这显然与道路安全最低限速要求不相符。随着时间的推移以及相关科学技术的不断完善,目前最新的轮式装载机采用反转六连杆机构,使得动臂结构能够形成较高掘起扭矩,进而大大提升轮式装载机产品的装载生产能力,同时在反转六连杆机构的作用下,轮式装载机产品在作业过程中基本可以实现安全、平稳运行。学者袁瑜以卡特彼勒大型轮式装载机作为主要研究对象,对其发展历程进行研究,他指出经过反复改进创新后的卡特彼勒大型轮式装载机采用液压附件托架,使得整个轮式装载机能够在短时间内高效、精准地完成工作机具的更换工作,从而进一步扩宽了轮式装载机产品的使用范围[3]。

4.2 质量标定

考虑到轮式装载机产品总质量与其安全特性之间有着明显的内在关联,因此在综合考量之下不建议在道路铲装或是长途货物运输作业当中使用轮式装载机产品。在对轮式装载机总质量进行标定的过程中,应当充分考虑客户对产品安全特性的具体需求。如果道路处于封闭管理的状态下,此时道路近似于一种非道路工地,可以运用轮式装载机完成施工装载作业,但需要严格执行土方机械标准,对轮式装载机产品的额定载质量进行严格控制。此时的轮式装载机产品总质量应当为包括司机质量75kg和燃油充足情况下燃油箱质量、规定液位下各液体系统质量以及主机工作装置质量、无载附属质量在内的质量总和。在我公司自主研发的合力HL956型轮式装载机当中,其额定载荷为5000kg,拥有162kW的额定功率,其工作质量则达到了16500kg,最大掘起力则为172kN。为了有效满足轮式装载机的重载需要,同时保障其具有较高的安全性能,该型号的轮式装载机安装了外置型的加强版分体式制动钳,为日后的养护维修创造了有利条件。与此同时,轮式装载机驾驶室内安装的智能仪表盘,新增了色块提醒等功能,在实际作业过程中轮式装载机的质量变化情况均可以实时反馈在仪表盘中,方便驾驶员全过程动态掌握轮式装载机的运作情况,从而使其可以更有针对性地调整轮式装载机总质量,排除整机产品中与总质量有关的安全隐患,使得轮式装载机可以更好地完成作业任务[4]。

5 结论

轮式装载机产品同时拥有土方机械和道路车辆产品两种身份,本文对轮式装载机产品总质量与安全特性进行分析。在保障轮式装载机产品安全性能的过程中,工作人员既要认真执行土方机械标准,同时要严格遵循道路车辆安全技术标准。而对于轮式装载机产品的生产企业而言,在生产制造轮式装载机产品的过程中,其需要立足产品的具体使用需求和实际工况,结合我国相关技术标准要求,在产品标牌、说明书等当中对轮式装载机产品在各个工况下的总质量进行明确标注,使得驾驶人员以及客户能够遵循轮式装载机产品总质量要求,科学操作轮式装载机,进而有效满足其对于产品的安全特性需求。

[1]林树.因为可靠 所以信赖 厦工XG951H型轮式装载机[J].工程机械与维修,2017,21(8):28-30.

[2]袁瑜.效率为王 小松WA600-8型轮式装载机[J].工程机械与维修,2016,15(2):32-33.

[3]袁瑜.卡特彼勒大型轮式装载机的发展[J].矿业装备,2014,33(12):74-79.

[4]吴凌云.轮式装载机振动噪声测试分析与改进[D].长春:吉林大学,2014:6.

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