履带式工程机械行走系介绍PPT课件

. 1、第二编建筑机械的行走系统，第八章履带式建筑机械的行走系统，履带式行走系统是建筑机械中仅次于轮胎式被广泛采用的行走系统。 常见的履带式施工机械有拖拉机、推土机、装载机、铺路机、单斗多斗挖掘机、钻机、凿岩机台车等。 如、2、第1节割土搬运机械的履带式行走系统、1、结构与特征，以及右图8-1所示的履带式牵引器的行走系统由驱动轮1、履带2、下辊3、履带式张紧装置与导辊5、上辊7、连结下辊与机体的悬架等构成。 3、主要功能：1、将从发动机传递到驱动轮的驱动扭矩改变为拖拉机在地面上的行驶移动(扭矩为驱动力，转速为车辆移动速度)。 2 .支撑拖拉机的总重量。 特征： 1、履带式拖拉机的驱动轮不仅仅卷绕履带在地面上滚动，而且机械的总重量通过下辊压在多块履带板上，履带式机械的牵引附着性能非常好，2、与同马力的轮式机械相比，履带支承面大， 由于接地压力小(一般小于0.1MPa )，在松软土壤下沉深度小，滚动阻力小，有利于发挥较大的牵引力.4、3，在卡车销、销盖等运动副使用中磨损，张紧装置调节履带的张力，使一定的缓冲导轮是张紧装置的一部分，引导履带正确卷绕，但不能引导机械的转向，4、履带式行走系统的重量大，运动惯性大，缓冲减振作用小，结构中优选有弹性元件，5、履带式行走系统的结构复杂，金属消耗多特征：5、2、帧、样式：全光束式、半光束式两种。 全梁式架构是完整的架构，东方红75拖拉机、Caterpillar后置引擎式装载机等采用该全梁式架构。 半梁式框架的一部分利用梁框架，另一部分利用传动系统的箱。 这种车架广泛应用于工程机械履带拖拉机。 图7-1是两根箱形纵梁和后桥桥体焊接成一体，其前部用梁连接。 铲土运输机械，特别是履带式推土机的作业环境差，上述结构框架的纵梁容易变形，国内外重视加强这种机架的强度和刚性，因此采用箱形截面的纵梁加强抗弯强度，截面高度也适度增加。6、3、悬架、悬架或悬架：在工程机械中，框架(框架)和行走系统的连接装置。 柔性悬架：车架的总重量通过弹性元件传递到车架的悬架。 刚性悬架，半刚性悬架，弹性悬架三种悬架。7、弹性元件可以是弹性橡胶块、弹簧装置、油气悬架。 半刚性悬架：车架重量的一部分通过弹性元件，另一部分通过刚性元件传递到车架。 就像工业履带拖拉机的悬架。 刚性悬架：车架上的重量均不能通过弹性元件传递给履带悬架。 例如，单斗挖掘机底架和轨道架之间的悬架。 刚性悬架结构简单，适用于行走速度低、行走不大的工程机械。 8、轨道框架的传统形式：八字形，如图8-2所示。 半刚性悬架比刚性悬架更能适应地面的高低差，在柔软的地面上接地压力均匀，附着性能好。 9、半悬架的弹性元件能部分缓解行驶时的冲击，但由于非弹性支撑部分重量大、高速行驶时的冲击大，其行驶速度一般不超过15km/h。 设计行走架时，请适当确定行走架的摆动轴线、驱动轮轴线、导向轮轴线之间的距离。 图8-3是TY150推土机的行驶系统布局图。 该履带架铰链中心线与驱动轮的轴线一致。 10、右图8-4是10台推土机的行走系统布局图，其行走架的铰链中心线与驱动轮的轴线不一致。 另外，在现代构造的半刚性悬挂卡车中，如图8-5所示，平衡梁被广泛采用。.11、半悬架的履带架(图8-2 )是行驶系统的重要骨架之一，下辊、张紧装置等必须安装在该骨架上，其自身的刚性对履带行驶系统的使用可靠性和寿命有很大影响。 12、刚性不足，作业时容易变形，引起四轮(驱动轮、下辊、导向辊、上辊)的中心点不在同一垂直面内，或者各轴线不能保证平行度和垂直度的要求等，最终引起行走偏移、卡住、脱轨等多个使用故障。 国外的履带式推土机重视加强行走架的结构，加强结实，特别是加强后支架(一般称为八字架的斜撑)，增加其尺寸和壁厚，进行热处理，以承受不良作业面引起的扭矩和振动。 (1)悬架受力的分析，与轨道架相关的要素受力的情况很复杂，例如半悬架的轨道架通过弹性要素作用在轨道架上的重量G1，一侧为0.5G1，13，2， 框架通过铰链轴刚性作用于悬架的重力G2，单侧为0.5G2，明显框架以上的重量为g=g1g 2，3、地面的重力反作用力、在各轮的分配根据地面的状况而变化，4、履带作用于前导轮的张力、p为每个履带的张力时， 导向轮受到的力可视为2P，式中q-履带的每单位长度的重力l-导向轮与最初的摆线之间的履带长度f-导向轮与最初的导向轮之间的履带的垂直度。 逆行行驶时履带作用于前导轮的拉力最大，此时，作用于一侧履带前导轮的p力是逆行时的最大拉力的一半。14、5、转向时，地面对履带机械作用转向阻力扭矩Mz，一个履带的转向阻力扭矩m为式中L-履带接地长度。 (2)、在滑轨的计算中，滑轨难以破损，或者需要足够的强度和刚性以使滑轨因变形而被卡住或脱轨。 履带架纵梁在以下三种情况下最严重： 1、履带式机械的倒车越过槽，其总重量由最前或最后一对下辊支承；2、履带式机械的倒车越过槽，其总重量由前导轮和驱动轮支承；15、3、 履带式机械的倒车越过突起的障碍物，其全重量由两侧的各下辊支撑，该下辊是重心附近的下辊。 计算步骤：根据这三种情况计算各危险断面垂直面内的弯矩，考虑在这些位置同时弯曲，使水平面内的弯矩重叠。 分别计算应力值，然后计算应力之和。 另外，由于履带式施工机械的速度不高，计算考虑到其最不利的情况，同时忽略了斜撑的加固作用，因此强度计算只需考虑静载荷即可，但是重新验证刚性是理想的。 (三)、平衡波束的计算将平衡波束看作简支波束并进行强度计算。 从平衡光束到驱动轴的纵向水平距离一般为(0.650.72)L，l为从引导轴到驱动轴的水平距离。16、(4)、行走架摆动轴的计算、1、有故障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；2、有故障以全功率强制转动单侧履带时，计算摆动轴的受力和不利断面的应力。 四、履带、作用：履带用于将工程机械的重力传递到地面，保证机械产生足够的驱动力。 工作环境：在泥水中，在坑坑洼洼的地面、石质土壤中经常工作，条件差，受力状况差，容易磨损。 要求：具有良好的附着性能，足够的强度，刚性和耐磨性，重量尽可能轻。17、各履带如右图86所示，由数十块履带构成。 滑靴由带履带齿的支撑板和两根导轨组成。 履带销和前滑靴的后铰链孔为压入，压入力均为500750kN。 18、销与销盖之间有间隙，2块滑靴可相对自由旋转。 销盖也是驱动轮用来移动履带的销。 工程机械用履带均采用轧制，节约材料，提高质量和量产性。图8-6的结构不考虑履带的防尘，这是缺点。 自从在D80A推土机导轨连杆的沟槽中设置防尘环以来，对防止灰尘、砂砾侵入有效，大幅度减少了履带销和镊子之间的磨损。19、另外一个密封式履带的结构如右图8-8所示。 履带密封技术在实践中有效，国内外已成功开发出另一个密封润滑履带，其结构如右图8-9所示。20、润滑密封履带的特点：减少底盘的维护作业和费用，在履带销与镊子之间的接触表面形成油膜层，可减少两者的磨损，延长寿命。 履带销的中心有储油孔，可长期保持润滑。 此外，采用密封润滑履带还可降低履带噪音。 上述滑靴是由几个零件组合而成的，通常将这些零件组合而成的履带称为组合履带。 组合履带的优点：链节和支撑板可以用不同的材料制造，链节(履带链节)经常使用易于加工的中碳钢和中碳低合金钢，易于关闭铰链，防止灰尘进入，延长履带的寿命。 支撑板用耐磨特殊合金钢轧制成形，切断。 另外，履带磨损时，只需根据情况分别更换支撑板和连杆，无需一起更换。 不同型号的支撑板，可以让拖拉机做不同的作业。21、缺点：重量大，拆卸不方便，另外，履带螺栓以名义可分割连接，修理时拆卸困难。 履带板履齿形状：对拖拉机牵引附着性能及其他使用性能有很大影响。 各种变形滑靴如右图8-10所示。22、普通滑靴：其上有高抓齿(单齿轮式)，在拖拉机干燥的1-2级土壤(土砂、粘土砂等)作业时保证了良好的牵引附着性能和防侧滑性能，但不能抓住冰和冻土，只能削掉表面。 多石土壤用滑靴：有2根或3根低宽度的夹牙(如图所示的三齿式)，与前者相比，强度和耐磨性提高。 滑靴的磨损主要是因为夹牙磨损最快。 抓土牙齿不深入土层深处时，例如在坚固的多石土壤中作业时，该滑靴保证了抓土牙齿的支撑面与土壤的接触面积较大。 但是，在粘质土壤中，该滑靴的附着系数比单齿式小约10%左右。 这种滑靴适用于履带式装载机。 23、寒冷地区冬季用滑靴：抓住土牙的支撑面上有切口，中央有切口的是双刃式，两侧有切口的是单刃式。 支承面面积减小，保证履行齿落入冰雪内，提高拖拉机牵引附着性能。 由于切口只能抓住土爪的上端，因此在砂土和砂粘土等土壤中作业时，与一般用途的滑靴几乎没有区别。 为了能自我清洁滑靴，在支撑面上留有方孔。 表8-1是美国公司在DH-7G拖拉机上搭载的各种用途滑靴的主要参数。 24、平面式滑靴：不是主要施加牵引力，而是对于带负荷运转的机器，如果有抓住土齿破坏地面的危险，则采用平面式滑靴。 特点：这种滑靴可用于拖拉机和装载机，但不能提供足够的牵引力，侧滑的可能性很大。 橡胶垫圈式履带板：用于在建筑物内或铺好的路面上作业的履带拖拉机，路面上的牵引力优于平面式履带板，对路面的破坏最小。 可换鞋：例如，为了保护道路，可以用螺栓在一般鞋上安装金属或橡胶垫，也可以用螺栓在平面或多石土壤用鞋上安装土牙。25，一体化滑靴：其滑靴是用高锰钢一体铸造的。 东方红75拖拉机采用该局长带板，结构见右图8-11。特点：一体滑靴结构简单，制造容易，装卸容易，重量比组装滑靴轻，但由于履带销与销孔之间的间隙大，无法采取密封措施，土砂容易进入，履带销与销孔磨损快，磨损的履带板只能整体更换，重负荷的履带式建设. 26、履带的计算负荷：机械在坡道上作业时，重量的75%由下方履带承受，发动机向驱动轮供给足够的扭矩，以传递到该侧履带的最大驱动力Pmax为附着条件，Pmax=.0.75Gt，式中-附着系数， 履带式机械的初期计算中=1的Gt-推土机总重量.组合履带由履带、履带节、履带销、销盖、螺栓等部件构成。 一般来说，销的剪切、销与护套之间的挤压、销的弯曲强度都不是问题。 因为履带的主要破坏形式是磨损。 在、27、右图8-12所示轨道连杆1-1、2-2、3-3的截面上经常可以看到断裂. 断裂原因：存在设计要素(圆角半径过小、应力集中等)，更重要的是热处理工艺不佳、应力集中未消除或热处理后产生微小裂纹。28、导轨连杆的拉伸强度如下所示，式中B-导轨连杆的高度D-销盖外径-导轨连杆的最小厚度。 钢轨连杆的主要破坏形式仍然是踏面磨损。 滑靴宽度b由设计规定的机械平均单位接地压力Pp决定，处理参数b与滑靴接地长度l的关系。 狭长履带滚动阻力小(因土壤变形阻力小)，牵引附着性能好，但转向阻力大。 b/L值一般为：通用机械为： 0.180.22湿地机械为： 0.240.28，29，5，驱动轮，作用：履带，保证车辆行驶。 位置：安装在最终传动的从动轴或从动轮毂上。 材料：中碳钢铸造(例如40号铸钢)，硬度：热处理后齿面硬度HB300-400以上，热处理后不加工. 与履带的啮合方式，1，销式啮合：驱动轮的齿轮齿与滑靴的销啮合。 30、该啮合方式的履带销所在的圆周与驱动轮的节圆大致相等，驱动轮的齿轮作用于节销的压力如图8-6和8-7所示通过履带销的中心。 1、节销式啮合：驱动轮齿轮齿与滑靴节销啮合。31、2、节齿式啮合：如图8-13所示，驱动轮的齿轮齿与滑板的节圆啮合。 受力特征：有履带销的圆周大于驱动轮的节圆，齿轮对节齿施加的力不通过履带销的中心，使附加转矩作用于履带销，增加负荷。 特点：滑靴具有较大的刚性，因此以往用于挖掘起重机的滑靴多采用这种啮合式整体滑靴。 由于与东方红75的滑靴有同样的缺点，因此建议将挖掘起重机也改为组合销式滑靴。 32、驱动轮的分类、a、齿圈结构分为一体式、齿圈式、齿轮块式。 另外，根据b、驱动轮毂与最终传动输出轴的连结方式，分为锥形螺旋花键连结、例如红旗100、锥形六平结合、例如TY150、螺栓连结、例如换档峰180。 根据驱动轮的齿轮间距t分为173、203、216mm种，33、齿圈结构的齿圈式比一体式好，但是齿块式的分割轮圈(图8-14 )更容易使用，因此驱动轮的齿轮磨损过多，能够在施工现场进行装卸更换，无需拆下履带车速小于1520km/h，驱动轮后置有利，车速大于20km/h时，认为驱动轮的前置有利。 另外，假设驱动轮的计算负荷与履带相同，即驱动链轮传递的最大驱动力Pmax=0.75Gt，扭矩仅以1齿传递。计算驱动轮齿的弯曲强度的公式中的h-齿高(假设力作用于齿顶) -允许弯曲应力=400-500MPa。34、计算驱动轮齿轮面的抗压强度的公式中的b-齿轮齿宽(cm) d-滚道销盖外径(cm) Gt-推土机的重力(KN) j-允许压缩应力，j=500-1000MPa。六、下滚轮和上滚轮的作用是，下滚轮支撑车辆的重量，在履带的导轨(连杆)面上移动。 此外，