挖掘机履带行走机构参数分析及选型应用

挖掘机履带行走机构参数分析及选型应用

摘要：分析了挖掘机履带行走机构参数和工作原理，并对底盘件进行了介绍，为设计选型提供了依据。

关键词：挖掘机；履带行走机构；四轮一带；张紧装置

履带行走机构是液压挖掘机用得最多的一种行走机构，其主要优点是：具有较大的牵引力和较低的接地比压，具有良好的越野性能和爬坡能力，在任何路面行走均有良好的通过性，转弯半径小、机动灵活。挖掘机履带行走机构运行速度较低，通常在两种速度0-3.5km/h和0-5.5km/h之间切换。

1.结构示意

履带行走机构是履带式挖掘机的支承底座，用来支承挖掘机的所有机构、承受工作装置在工作过程中所产生的力，并使挖掘机能做工作性和短距离转场性移动。履带行走机构主要包括引导轮、张紧装置、组合式行走架、托链轮、支重轮、驱动装置、履带总成组成。当驱动装置运转时，迫使驱动轮卷动履带，导向轮再把履带铺设到地面上，从而使挖掘机借支重轮沿着履带轨道向前运行。

2.履带行走机构主要参数分析

2.1平均接地比压

当机器重心在水平面上的投影与履带接地区段的几何中心相重合，且履带接地区段面积都很光滑并近似于水平状态时，按上述公式计算的结果与实际情况非常接近。平均接地比压是履带机器的一个重要指标，在挖掘机的使用说明书中一般都注明。为了降低平均接地比压，通常采用加长或加宽带履带。

2.2牵引力

由液压马达发出的转矩经传动系统和驱动轮把履带的工作区段张紧，引起支承面和地面间的相互作用而产生牵引力。同时，地面给履带支承面一个切向反作用力，此力的方向与履带行走方向一致，推动挖掘机前进。挖掘机行走时，需要不断克服行走中所遇到的各种运动阻力，牵引力也就是用于克服这些阻力的。牵引力计算原则是行走装置的牵引力应该大于总阻力，而牵引力又不应该超过机器与地面的附着力，其计算公式为：

2.3运行总阻力

挖掘机行走时需要克服的阻力很多，主要有：履带运行的内阻力、土壤变形的阻力、坡度阻力、转弯阻力、风载阻力、惯性阻力等，总称为运行总阻力。

以上6种中运行阻力中，以坡道阻力和转弯阻力为最大，往往要占到总阻力的2/3，尤其是液压挖掘机的原地转弯阻力比机械式的绕一条履带转弯阻力更大，但转弯和爬坡一般不同时进行。挖掘机在上坡时由于坡道阻力比较大，为了获取较好的爬坡性能，通常采用低速行走增大牵引力。

2.4地面附着力

3.底盘件的选型

履带行走机构的底盘件通常包括四轮一带（引导轮、托链轮、支重轮、驱动轮、履带总成）和张紧装置。底盘件是挖掘机的基石，其质量的好环直接影响到挖掘机的工作。

3.1四轮一带

履带总成是由链轨和履带板通过螺栓连接在一起的，链轨是由单个的链节与销子和销套装配在一起的。链轨的一个重要参数就是节距，不同节距的链轨强度也不一样。对于同一链轨，可以更换不同宽度的履带板装上来满足使用需要，如某8吨级挖掘机有450mm、600mm两种履带板供选装。

引导轮、托链轮、支重轮和驱动轮组成“四轮”，选型上除了与主机的安装尺寸有要求外，主要还是与履带链轨的尺寸配合，它们与履带的匹配是否合适将直接会带来一系列问题，如脱轨、啃轨等，它们和履带链轨的配合间隙十分重要，四种轮子和链轨的配合间隙值都不一样，引导轮与链轨配合间隙最小，驱动轮最大。“四轮”和链轨的配合间隙值也不是固定值，在不同吨位挖掘机上采用的配合间隙值不一样，吨位小间隙值小，吨位大间隙值大，在设计选型时要充分考虑，才能达到最优的行走性能。

支重轮的数量在“四轮”中是最多的，其在组合式行走架上安装分布也很重要，直接影响到接地压力的分布和机器的稳定性。支重轮的数量是用相邻支重轮间距S与履带链轨节距t的比值来衡量的，当S/t≤2时，履带刚性较大，接地压力比较均匀。反之，接地压力则呈不均匀分布。

3.2张紧装置

履带行走装置使用一段时间后由于链轨销轴的磨损会使节距增大、整条履带伸长，导致脱轨等影响行走性能。每条履带必须装上张紧装置，同时在行走过程中起缓冲作用。

张紧装置的行程应设计成履带节距的一半左右，这样可以调节它的行程，满足不同的使用工况所需的履带张紧度。

设计时一般先按经验公式取预紧力为机重的0.8-0.9倍来试制，待样机试验验证后再确定调整张紧装置的弹簧参数，最终确定与该吨位机型匹配的张紧装

置。

参考文献：

[1]姚怀新.工程机械底盘理论.北京：人民交通出版社，2001年11月，第一版.