履带式工程机械行走系介绍

主要功能： 1、将由发动机传到驱动轮上的驱动扭矩变为拖拉机在 地面上的行走移动(扭矩变成驱动力,转速变成车辆移 动速度.)。
2、支承拖拉机的全部重量。 特点：
1、履带拖拉机的驱动轮只卷绕履带而不在地面上滚动，机器全部重量经支重轮压在多片 履带板上，履带式机器的牵引附着性能要好得多；
2、与同马力的轮式机器相比，由于履带支承面大，接地压力小（一般小于0.1MPa)，所 以在松软土壤上的下陷深度小，因而滚动阻力小，有利于发挥较大的牵引力；
国外的履带式推土机很重视加强履带架的结构，使之坚固耐用，尤其注意加 强后托架（一般称作八字架的斜撑），增加其尺寸与壁厚并加以热处理，以承受 不良作业面引起的扭矩和振动。
（一）、悬架受力分析 与履带架有关的元件受力情况复杂，如半刚性悬架的履带架受以下力和力矩
作用：
1、机架经弹性元件作用到履带架上的重量G1，每一侧为0.5G1；
二、车架
型式：全梁式、半梁式两种。
全梁架式车架是一完整的框架，如东方红75拖拉机，Caterpillar后置发动机式装载 机等采用这种全梁式车架。
半梁架式车架一部分是梁架，而另一部分则利用传动系的壳体。这种车架广泛用于 工程机械履带拖拉机中。
如图7-1为两根箱形纵梁和后桥桥体焊成一体，其前部用横梁相连。
设计履带架时，要妥善确定履带架摆动轴线、驱动轮轴线、导向轮轴线间的距离。
图8-3为TY150推土机行走系布置图。其履带架铰接中心线与驱动轮轴线重合。
右图8-4为D10推土机行走系布置 图，其履带架铰接中心线与驱动轮轴 线不重合。
现代结构的 半刚性悬架履带拖 拉机中，广泛采用 平衡梁，如右图85所示。
履带架的纵梁在以下三种工况时受力最严重： 1、履带式机械倒档越过沟渠，其全部重量支承在最前或最后的一对支重轮上；
2、履带式机械倒档越过沟渠，其全部重量支承在引导轮和驱动轮上；
3、履带式机械倒档越过一突起的障碍物，其全部重量支承在两边各一个支重轮上，此支重 轮是重心附近的支重轮。
计算步骤：由这三种工况计算出各危险断面垂直面内的弯矩，再考虑在这些位置上同时又 在转弯，从而将水平面内的弯矩叠加进来。在分别计算应力值后，再计算其应力之和。
弹性悬架：机架的全部重量经过弹性元件传递给履带架的悬架。
弹性元件可以是弹性橡胶块、弹簧装置或油气悬架。
半刚性悬架：机架的重量一部分经过弹性元件、另一部分经过刚性元件传递给履带架的 悬架。如工业用履带拖拉机之悬架。 刚性悬架：机架上的重量全部不经弹性元件传递到履带的悬架。如单斗挖掘机其底架与履 带架之间的悬架。
2、遇障碍以全部功率驱动一侧履带强行转弯时，计算摆动轴的受力和不利断面的应力。
四、履带 作用：履带用来将工程机械的重力传给地面并保证机械发出足够的驱动力。
刚性悬架结构简单、适ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ于行走速度低，不经常行走的工程机械。
履带架的传统形式：八字架式，如下图8-2所示。
半刚性悬架较刚性悬架能更好地适应地面的高低不平，在松软不平地面接地压力较 均匀，附着性能好。
半刚性悬架中的弹性元件能部分地缓和行驶时的冲击，但其非弹性支承部分重量很 大，高速行驶时冲击大，故其行驶速度一般不超过15km/h。
第二篇 工程机械行走系
第八章 履带式工程机械行走系
履带式行走系是在工程机械中仅次于轮胎式广泛采用的行走系。
常见的履带式工程机械有：拖拉机、推土机、装载机、铺管机、单斗多斗挖掘机、钻孔机、 凿岩台车等。
第一节 铲土运输机械的履带式行走系
一、组成与特点
如右图8-1所示，履带式拖拉 机的行走系由驱动轮1、履带2、 支重轮3、履带张紧装置和导向轮 5、托链轮7以及连接支重轮和机 体的悬架等组成。
特点：
3、履带销子、销套等运动副使用中要磨损，要有张紧 装置调节履带张紧度，它兼起一定的缓冲作用。
4、履带式行走系重量大，运动惯性大，缓冲减振作用小，结构中最好有某些弹性元件； 导向轮既是张紧装置的一部分，也引导履带正确卷绕，但不能引导机器转向；
5、履带式行走系结构复杂，金属消耗多，磨损严重，维修量大，运动速度受到限制。
由于铲土运输机械特别是履带式推土机的作业
环境恶劣，上述结构车架的纵梁容易变形，因此国 内外很重视加强此类机械车架的强度与刚度，故多 采用箱形断面的纵梁以增强其抗弯抗扭强度，断面 高度也适当增加。
三、悬架 悬架或悬挂：在工程机械中，机架（车架）与行走系之间的连接装置。 三种悬挂：刚性悬架、半刚性悬架和弹性悬架。
2、机架经铰接轴刚性作用到悬架上的重力G2，每一侧为0.5G2，显然机架以上的重量为 G=G1+G2；
3、地面的重力反力，它在各轮上的分配，随地面情况而变；
4、履带作用于引导轮的拉力，如设P为每边履带的张力，引导轮受力可视为2P，则
P ql3 8f
式中 q – 履带单位长度的重力； l – 引导轮和第一个托链轮间的履带长度； f – 引导轮和第一个托轮间履带的垂度。
另外由于履带式工程机械速度不高，计算考虑的是其最不利的情况，同时又忽略了 斜撑的加强作用，故强度计算只考虑了静载就可以了，但最好再校核其刚度。
（三）、平衡梁的计算 将平衡梁视为简支梁作强度计算。
平衡梁到驱动轮轴的纵向水平距离，一般为（0.65～0.72)L，L为引导轮轴到驱动轴 的水平距离。
（四）、履带架摆动轴的计算 1、遇障碍以最大牵引力推土时，计算摆动轴的受力和不利断面的应力；
在倒档行驶时，履带作用于引导轮的拉力最大，这时，一侧履带引导轮上作用的P力 为倒档时最大牵引力的一半。
5、转向时，地面对于履带机械作用有转向阻力矩Mz，一侧履带的转向阻力矩M为
式中L – 履带接地长度。
M 1 GL
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（二）、履带架的计算
要求：履带架应有足够的强度和刚度，使不易损坏或因变形发生啃轨和脱轨。
半刚性悬架中的履带架（图8-2）是行走系中一个很重要的骨架，支重轮、张紧装置等都 要安装在这个骨架上，它本身的刚度对履带行走系的使用可靠性和寿命有很大影响。
刚度不足，作业时容易变形，引 起四轮（驱动轮、支重轮、导向轮、 托链轮）中心点不在同一垂直面内或 各轴线不能保证平行度和垂直度的要 求等，最终导致跑偏、啃轨或脱轨等 多种使用故障。