摘要：基于对高温环境下作业装载机驾驶室设计的探讨研究，首先要明确高温环境下作业对装载机驾驶室设计的要求，然后与高温环境下作业要求下装载机驾驶室设计的关键点相结合，对提高高温作业环境中装载机驾驶室适应性的设计策略进行分析。得出设计人员需对驾驶室进行科学分块、提高对玻璃选择与设计的重视、采取现代钣金冲压化技术、注重驾驶室应急出口设计以及合理增添驾驶室内的功能部件这五点对策，希望能为有关人士提供帮助。

关键词：高温环境;高温作业;装载机驾驶室;驾驶室设计

引言：作为我国工业领域发展不可或缺的重要设备，装载机自研发应用的最初期到现在已将近70年，而现如今由我国生产的装载机产品规模和技术虽然已经基本成熟，但高温环境作业下装载机驾驶室设计却依然存在较大的进步空间。未来随着我国工业的进一步发展，高温作业环境对装载机的需求还会持续增大，此时探究如何提高装载机驾驶室的功能性、安全性与舒适性已势在必行，这也是我国装载机设计水平能获得提升的必要途径。

一、高温环境下作业对装载机驾驶室设计的要求

以炼钢厂中高温炉渣铲运为例，装载机的作业环境主要有以下特征：

第一，从熔炉里倒出的高危炉渣，均为熔融或者是半熔融的状态，此时炉渣温度能达到1000-1650℃，而装载机在进行炉渣铲装的过程中，高温会直接辐射到驾驶室前的挡风玻璃上，温度最高时会达到60℃以上。第二，装载机在铲运时还极易被飞溅的高温炉渣撞击。第三，一些炼钢厂会浇冷水在倒出的热渣上使其冷却，导致形成大量的水蒸气，进而大幅提高空气中的湿度;水蒸气还会与高温炉渣产生的含硫物质混合形成酸性物质，既容易影响到装载机操作员的身体健康，也会使装载机的铁皮受到腐蚀。第四，高温作业现场的空气中颗粒粉尘含量巨大，对装载机操作员呼吸系统的影响极大[1]。

二、高温环境下作业要求下装载机驾驶室设计的关键点

在设计装载机驾驶室的时候，设计人员应与上述装载机高温环境下作业的情况相结合，做到以下几点：①将隔热防辐射划入重点考虑范围;②确保高温环境下装载机操作者能受到基本的安全保护，以及确保危险情况下驾驶员可展开自救;③如果高湿与高粉尘环境中作业，则驾驶室的舒适性与密闭性必须得到保证。

三、提高高温作业环境中装载机驾驶室适应性的设计策略

（一）对驾驶室进行科学分块

驾驶室“分块”简单来讲，就是将整个驾驶室划分成可以制造和装配的零件，同时分块也是零件结构形状和轮廓尺寸的决定性因素，和零件冲压工艺与装配工艺间有着密切的联系。而在进行装载机驾驶室分块时，应着重考虑以下几个方面：

第一，在钢板宽度足够、设备条件和冲压工艺允许的情况下，最好能零件分块应尽量大，这样能有效减少驾驶室表面的焊接量和焊缝，在强化机罩外观完整性的基础上，更有利于提高驾驶室的密闭性。第二，零件分块会直接影响到车身制造中的拉延工艺，而拉延工艺又会直接影响到驾驶室建造质量，所以必须得到足够重视。第三，分块线应和外部造型线尽可能的适应，同时最好不要在圆弧面上分块。第四，分块时易损件必须要单独划分出来，且应选择可拆卸形式以便于后续维修更换[2]。

（二）提高对玻璃选择与设计的重视

高温作业环境下装载机驾驶室使用的玻璃，最好能选择大弧面单片玻璃，并与大弧面钣金件制造技术相配合，但这种技术成本与复杂性都比较高，所以目前我国的装载机制造企业，均以平板玻璃对接的方式为主。另外，根据相关调查报告显示，如果装载机品牌在驾驶室设计中成功使用了大弧面单片玻璃，则其必然已经长期进行工艺稳定磨合，因此，设计人员在设计驾驶室前侧玻璃结构的时候，普遍会选择三片平板玻璃对接的方式。但若想满足高温作业环境对装载机驾驶室的要求，对曲面化玻璃设计展开深入研究还是非常必要的，一方面使车辆重量减轻，提高装载机的美观性，另一方面也能使驾驶室刚度大幅提高，让操作员能在高温环境作业时能够更安全、舒适。

（三）采取现代钣金冲压化技术

现代钣金冲压化技术在装载机驾驶室设计中的优势可体现到以下几点：

第一，外板厚度与部分内板厚度降低至普遍降到1.2mm和0.6mm。第二，外侧面钢板涂装中电泳漆应用范围越来越广，涂装效率与质量相对较高。第三，焊接技术水平越来越高，手工焊条技术也由先进的机械手自动焊接技术代替;压力对接电阻焊焊接技术在使用中如果能确保电流调整的合理性，则几乎能将焊缝痕迹完全消除，有效节省后续打磨与刮腻子等工作产生的经济成本与时间成本。第四，大型模具的研发与应用，使得大型钣金件能一次成型，这样一来，不仅驾驶室外板只需要5片钣金件，且拼接的效率与质量也大幅提升。第五，目前黏接填充料喷涂技术应用也越来越广泛，不仅能减小焊缝的长度，也能在极大程度上降低高温环境下噪音的影响[3-4]。

（四）注重驾驶室应急出口设计

高温作业环境中危险因素相对也更多，所以注重应急出口设计师非常必要的，且作为车辆发生意外时使用的备用通道，装载机驾驶室应急出口必须将GB/T 17300-2010《土方机械通道装置的要求》作为根据来设计。具体来讲，应急出入口必须能通过380×550的矩形，同时将驾驶室布置与外形尺寸作为根据，保证设计方案中的尺寸与相关标准要求相符合。另外，此备用出入口还有通风与观察的作用，装载机操作者可以通过此对车辆外部环境与物体进行测量，不仅能有效扩大视野范围，对行车安全性的增强也是非常有帮助的。

设计人员应充分考虑驾驶室布置的形式，如选择在驾驶室右侧中部设置应急出入口，并采取铰链式的开启形式，结构可以使用骨架与玻璃构建，从而使满足装载机操作者视野与舒适性方面的要求得到满足，进一步将产品制造成本合理降低。从日常使用的角度上来看，在应急出入口设计中还可以增设推拉窗，使常开启而导致损坏的情况尽可能规避;推拉窗框材料应选择窄型的铝型材，整个在出入口玻璃上粘接，这样一来既能强化结构的强度，也能提升推拉窗的韧性，确保其能在意外出现时发挥应有的重要作用[5]。

（五）合理增添驾驶室内的功能部件

高温作业环境下要求的装载机驾驶室，与普通驾驶室的功能其实没有太大不同，所以设计人员可以将普通驾驶室作为基础，对部分结构进行更新与改良，通过合理增添功能部件使其能在高温环境下更好的运行。第一，驾驶室前挡风玻璃应使用夹层玻璃，且玻璃厚度最好不要低于11mm;第二，考虑成本因素与防爆效果选择防爆膜，贴在前挡风玻璃上;第三，为防止拼接玻璃的胶水或橡胶在长期热辐射下出现损坏与脱落的现象，设计人员可以选择框架式的安装结构，或者是将白色反光漆涂在驾驶室外部，以达成减少热辐射的目的;第四，可利用空调与风扇降低作业环境中的温度;⑥可在驾驶室前玻璃前设置防护网，将飞溅的热渣阻挡在外，同时应在驾驶室内配备可用的灭火器和逃生锤。

结束语：

总而言之，高温作业环境对装载机有着特殊的要求，而驾驶室作为装载机的核心以及操作者的常驻空间，其安全性和舒适性也会对操作者的操作水平起到决定性的作用。因此，从为装载机操作者提供安全保护为出发点，并确保驾驶室功能性与舒适性是非常必要的，从而在提高装载机运行效果的基础上，为我国工业领域中高温作业的健康发展提供更大的推动力量。

参考文献

[1] 尹航， YIN， Hang，等. 装载机驾驶舱人机工程改进设计研究[J]. 机械设计， 2017， 34（8）：4.

[2] 朱海波. 轮式装载机驾驶室造型设计与舒适性研究[D]. 东南大学， 2017.

[3] 崔进青. 工程机械驾驶室结构声场分析与低噪声设计[D]. 东南大学， 2017.

[4] 颜颖. 滑移装载机驾驶室人性化研究探讨[J]. 科学与财富， 2018.

[5] 驾驶室设计. 解析工程机械驾驶室的发展方向[J]. 工程机械， 2017.