技术丨“两头忙”技术发展趋势探讨

作者｜段旭东 李祥 卜文卓 陈博 吴俊

《工程机械与维修》杂志 2021年第1期

挖掘装载机将液压挖掘机的挖掘功能和装载机的装载功能有机结合，实现了一机两能的功效，故俗称两头忙（以下简称两头忙），是一种用途较为广泛的施工机械，主要用于市政、自来水、管道煤气、电力、油田、建筑、林业等行业的施工。

1 挖掘机装载机优缺点

两头忙的三个主要特点如下： 具有装载和挖掘功能。 一机多能，可加装吊臂、货叉、清扫器、破碎锤、振动夯等属具。 能快速机动，配备4 档或5 挡液力变速箱，最高速度40km/h。

传统两头忙的缺点也很明显，具体如下：装载和挖掘工作时，效率低下，油耗高，远不如同等斗容的装载机和挖掘机。装载端前轮转向，整机长度太长，导致转弯半径大，铲斗不易对准工作面等，比之铰接装载机有很大差距。挖掘端不能360°旋转，不能移动，比之轮挖有很大差距。装载端只能配备吊臂、货叉、抓斗等无动力属具，有动力属具比如清扫器，振动夯，吹雪机等则不能配备。挖掘端工作时因机器不能移动，所以一般用户只会安装破碎锤， 或者当做一个固定吊机来使用。

2 新型两头忙性能优势

为解决以上问题，扩展两头忙应用市场，提高两头忙的装载工作效率、挖掘工作效率和拓展属具应用，现提出一种新型两头忙，对传统两头忙的车架、挖掘工作装置、传动系统、转向系统均进行了创新优化。在不增加成本的情况下，大幅提升了两头忙的工作效率，并拓展了能够使用的属具的种类。新型两头忙的核心技术方案：采用双向行驶技术、静压传动技术、四轮转向技术，挖掘端采用230°回转技术。如图1 所示。

图1 新型两头忙整机结构

2.1 双向行驶技术

新型两头忙全新设计了一款操纵台，将转向机构、换挡机构、油门踏板、制动踏板、先导手柄、液晶仪表、功能控制开关等，全部安装在一个回转底座上，实现双向行驶功能。挖掘端工作时，可以进行行走、换挡、换向、制动等动作，与轮挖操作方法一致，动作灵活，工作高效。

图2 全新设计的操纵台

2.2 挖掘端230°回转技术

传统两头忙采用回转缸来驱动工作装置旋转，回转角度只能达到180°，工作面狭窄，尤其是在挖掘物料并装载卡车时，卡车必须停在两头忙侧面某一位置。在狭窄杂乱的市政工况工作时，十分不便。新型两头忙面对这种工况时， 能有所缓解。新型两头忙采用回转马达和回转轴承的工作方式，可以实现230°的旋转角度。其挖掘端工作装置回转机构如图3 所示。传统两头忙与新型两头忙挖掘范围对比如图4 所示。

图3 挖掘端工作装置回转机构

图4 传统与新型两头忙挖掘范围对比

2.3 静压驱动技术

静压驱动技术在装载机上应用广泛，但在两头忙上还未见应用。新型两头忙采用单泵+ 单马达+ 两挡变速箱的传动元件，分为工作挡和行驶挡，既可满足低速、大牵引力的装载工作，又可满足38km/h 的高速转场工作。

2.4 四轮转向技术

新型两头忙的前桥、后桥均为转向驱动桥，配合液压切换阀，可实现两轮转向、四轮转向和蟹形转向共3 种转向模式，如图5 所示。

图5 新型两头忙3种转向模式

装载工作时，采用四轮转向，配合静压驱动技术，即成为一台高效的装载机。 高速转场时，采用两轮转向，转向精准，稳定性好。 特殊工况时，采用选型蟹形转向，满足特殊地形、通道的要求。

3 属具应用拓展

3.1 装载端

采用静压驱动之后，装载端不但可以配备吊臂、货叉、抓斗等无动力属具，还可以配备有动力属具比如清扫器， 振动夯，吹雪机等。清扫器、吹雪机等有动力属具工作时， 其液压马达必须全速运转，以便提高工作效率。这要求发动机转速必须最高，以便带动液压泵，提供最大流量。但与此同时，整机速度必须缓慢（3 ～ 5km/h）且匀速运行， 这只有静液压驱动可以做到。吹雪机工作示意如图6 所示。

图6 吹雪机工作示意图

3.2 挖掘端

采用双向行驶和230°回转技术之后，操纵挖掘端时， 可以进行行驶、换向、制动等动作，灵活性大增，能进行一些原来不能完成的动作。新增行进间应用属具作业功能， 更加方便灵活。

4 总结

为了提高两头忙的装载工作效率、挖掘工作效率和拓展属具应用，对传统两头忙的车架、挖掘工作装置、传动系统、转向系统均进行了创新优化。在不增加成本的情况下， 大幅提升了两头忙的工作效率，并拓展了能够使用的属具的种类，同时提高了高速转场能力。

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