浅析挖掘机履带跳齿问题.docx

浅析挖掘机履带跳齿问题力士德工程机械股份有限公司王绪桥摘 要：挖掘机行走时出现履带跳齿现象，主要跟行走过程中履带松动有关系。当出现跳齿的情况时，需要进行分析排查，找出问题的源头。关键词：履带跳齿 履带松紧度驱动轮 张紧装置施工工况对于履带式挖掘机而言行走装置性能稳定至关重要，在使用时要定期进行检查、调整，以免行 走时出现履带跳齿等现象，履带跳齿的根本原因 一般跟履带的松紧状态、履带的磨损情况、施工工 况、驱动轮、张紧装置等因素有关，对于履带出现 跳齿时，需要根据具体情况进行分析，最终找出跳 齿的问题根源，现从以下几个方面进行浅析。履带上的泥土后，再检测其张紧度，一般在履带中部测量，测量履带架底部到履带板背面的距离 a（见图 1），距离尺寸 a 的大小与挖掘机吨位有关 系（见表 1）根据具体工况履带要求调得略松一些 时 ，尺 寸 a 就取上 限（大 值），略 紧就取下 限（小 值）。另外也可以经常检查上部履带的上挠度，该 上挠度一般为 20 mm40 mm。表 1距离尺寸 a 与挖掘机整机重量的关系1履带的松紧度合理的履带张紧度，能够给挖掘机提供持续稳定的驱动力，若履带张紧度调整不当，过紧时间 一长，由于销套上被施加了过大摩擦力，容易引起 异常磨损，同时会拉长链轨节导致履带节距变大， 履带变长，履带上部下垂加大，行走出现跳动，容 易引发跳齿；若过松的话同样也会引起跳齿。履带的张紧状态与调整是否合理，对链轨节 的使用寿命影响非常大，调整履带张紧度时要因 地制宜，根据不同的施工工况、土质差异进行调 整，在粘土地、土质柔软时，履带最好调得略松一 些；对于坚硬的地面，最好把履带调得略紧一些。 一般履带松紧度的检查方法，使动臂与斗杆 臂其夹角保持在 90100之间，用铲斗顶地 面，让履带单侧离开地面大约 550 mm 左右，操纵履带分别各向前、向后空转两周，在完全洗去粘在图 1 履带架底部到履带板背面的距离 a76工程机械文摘 2015.1挖掘机整机重量（吨）距离尺寸 a（mm）510200230103028030030503003352履带磨损驱动轮的磨损一般发生在轮齿的根部、前后侧面、左右侧面、轮齿顶部，当挖掘机分别向前、向后行驶时，轮齿 托起履带销套外圆，磨损发生在轮齿槽内前后侧面，这时 主要磨损多数出现在节圆处；当履带太松时，产生履带偏 斜，将造成驱动轮轮齿左右侧面磨损；当履带销套外圆与 驱动轮轮齿槽被粘性物质塞满时，这样轮齿与履带销套 的外圆啮合关系就发生改变，加速了齿顶磨损，在这些情 况下极易引起履带跳齿。驱动轮与履带链轨销套是一对传动副，存在一定相对磨损；履带联接销和销套在正常工作中，也有一定的磨 损，随着挖掘机工作时间的增长，履带销和销套内径，磨 损量会增大，相应间隙也增大，履带节距也随之增大，超 过一定极限尺寸，出现其节距大于驱动轮节距，节距过大 就容易发生跳齿现象。若要保持履带正常的张紧度，应及 时对张紧装置的油缸加注润滑油脂。4施工工况的影响3驱动轮选配及磨损施工工况对履带跳齿的影响也很大，好在履带与驱动轮是隔齿啮合的，这样自动清除泥土的效果好，并且驱动轮轮齿也自动清除链轨节上的淤泥。当附着系数大的 泥土和碎石存在链轨节内腔及驱动轮齿槽内时，引起履 带销套外圆与驱动轮轮齿啮合关系发生改变，填充物把 履带顶起来了，这样极容易导致履带跳齿。比如力士德一 台 sc300 的挖机，使用了 800 多小时，两边履带就出现跳 齿现象，其原因与泥土黏度也有关系，粘土已把驱动轮齿 槽填满（参见图 3），履带链轨节内腔已填满泥土和石块（参见图 4），当把链轨节内腔、驱动轮轮槽中砂石和泥土 去除后，跳齿问题消除。不同的土壤粘度对行走机构都有 影响，一般适应挖掘机履带正常工作的泥土粘度标准，就 是用手抓起一把泥土握成团，然后自由掉到地上，泥土能够摔成粉碎就是符合标准的。由于驱动轮的齿形是直接铸造出来的，能同时有几个齿将驱动轮扭矩传给履带，便于履带退出啮合，一般驱 动轮材料硬度要求不能太高，热处理采用中频淬火 + 低 温回火，硬度为 hrc5558，否则会使履带销套过度磨 损；齿顶宽度是决定驱动轮寿命的主要因素，它可以减小 轮齿作用力及比压来减少总磨损功，正常啮合的总摩擦 功最小。为了延长驱动轮寿命一般采用间齿啮合，齿数取奇 数，为降低齿面接触应力，工作面形状最好采用凹齿齿 形，即“三圆弧一直线”型齿形。当履带节距因磨损而增大 时，履带销套将沿着齿面向上爬，为了保证此时仍能正常 啮合，驱动轮轮齿顶圆外径应有一定的尺寸要求。驱动轮 在设计选配时，其中节圆直径、齿根圆直径是一定的，而 驱动轮齿顶圆直径 dg=dk+ （0.3 0.4）d，dk 为节圆直 径，d 为履带销套直径，它的齿顶圆直径尺寸有一定的浮 动范围，若选 0.3d 比选 0.4d 跳齿的机率要大。参见图 2 驱动轮齿高有点偏小，在驱动轮齿顶高度设计标准允许范围内，齿顶圆直径可以加大。图 3 粘土已填满驱动轮齿槽图 2 驱动轮齿高偏小图 4 砂石、泥土已填满链轨节内腔2015.1 工程机械文摘775履带的脱泥孔等问题（图 6），客户反馈一台挖掘机工作时晃动非常明显，为此我们做了一个实验就是把张紧弹簧拆下来，在其 右侧多加了一个调整垫（见图 6 方框处所示），再把张紧 弹簧安装到行走装置上，发现整机性能提高了很多，这主 要是由于挖掘机施工工况差，张紧弹簧安装载荷发生改 变所致。挖掘机上一般采用三齿普通履带板，履带板上有四个联接孔，用于同链轨节连接；行驶中为了使履带板泥易 于脱落，在履带板上加工出两个长圆孔，叫做脱泥孔，用 来自动清理粘土（见图 5）。履带脱泥孔大小很关键，若孔 小了，则会影响砂石、泥土排出，堆积时间长了，砂石、泥 土会把履带顶起，引起履带销套外圆与驱动轮齿槽脱离， 导致履带跳齿；若孔太大则会影响履带板结构强度。图 6 加装调整垫做实验挖掘机张紧装置现实中还有一种现状，发生机率很低，即在挖掘机行走及转向时张紧装置被外力积压，外力 消失后不能立即回复原状，履带行走一段距离张紧弹簧 突然弹出，造成行走履带跳齿故障的发生，原因一般有三 个方面：张紧装置导向轨道阻力过大所致、行走阻力偏 大，张紧弹簧的预紧力偏小。图 5一块履带板上两个脱泥孔6履带张紧装置为了保证履带行走机构能够正常工作，减少行走时的冲击载荷和额外的功率消耗，每条履带都有张紧装置， 用来调节履带的松紧程度，可以有效吸收挖掘机行驶中 履带撞击石头等障碍物而产生的冲击，同时能张紧履带， 防止履带松弛而脱链。张紧装置性能的好坏对行驶有很大影响，特别在湿 地、松软土壤。一般当挖掘机行走阻力最大时，张紧弹簧 将被压缩到行程末端，这样履带总长就相当于比其在全 部张紧的情况下缩短了 2 倍的行程；弹簧的缓冲在很大 程度上决定于弹簧预紧力及弹簧的行程，张紧装置的行 程 （导向轮前、后移动的调整范围） 应大于履带节距的 1/2，一般应设计为 0.650.85 个履带节距，否则容易出 现跳齿卡滞、行走部件异常磨损等现象。选择张紧装置时，应考虑其预紧力与行走减速机的 驱动力相匹配，缓冲弹簧预紧力亦不能太大，过大起不到 缓冲作用，一般为 0.7g（g 为整机重量），当履带和各轮 之间卡入坚硬石块或当前受到较大的冲击时，缓冲弹簧 应能进一步压缩，以保护行走系统各零部件不致于损坏。 但张紧弹簧的预紧力也不能太小，否则会引起行走不稳定抖动、容易在履带张紧时将弹簧压死、履带振跳、跳齿履带行走装置的正确使用、维护、保养非常重要，通过对履带跳