蘇運(yùn)動(dòng)， 楊 哲

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西 太原 030024）

引言

某挖掘機(jī)采用單梁雙斗桿齒輪——齒條推壓機(jī)構(gòu)，各個(gè)機(jī)構(gòu)（提升、推壓、回轉(zhuǎn)、行走、開(kāi)斗）都由獨(dú)立的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，下部機(jī)構(gòu)（底盤(pán)）為多支點(diǎn)支承結(jié)構(gòu)形式，行走機(jī)構(gòu)的左右履帶為獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，行走減速機(jī)為行星減速機(jī)，電氣傳動(dòng)為交流變頻系統(tǒng)。

從2007年開(kāi)始生產(chǎn)至今，太原重工股份公司已生產(chǎn)了40余臺(tái)某挖掘機(jī)。其中有13臺(tái)用于國(guó)外露天礦（分別是首鋼秘魯鐵礦6臺(tái)，外蒙金屬礦2臺(tái)、伊朗銅礦4臺(tái)、利比里亞金屬礦1臺(tái)）外，其余均用在我國(guó)的露天金屬礦和煤礦。

通過(guò)使用發(fā)現(xiàn)，某挖掘機(jī)履帶行走裝置［1］中驅(qū)動(dòng)輪和履帶板使用達(dá)不到預(yù)期壽命，履帶行走裝置和底架梁［2］的聯(lián)結(jié)螺母緊固比較困難，因此對(duì)履帶行走裝置進(jìn)行了相應(yīng)改進(jìn)。

以下將詳述某挖掘機(jī)履帶行走裝置改進(jìn)。

1 履帶板和驅(qū)動(dòng)輪的改進(jìn)

某挖掘機(jī)履帶行走裝置中驅(qū)動(dòng)輪和履帶板采用傳統(tǒng)的嚙合方式（見(jiàn)圖1），根據(jù)部分國(guó)外和國(guó)內(nèi)用戶(hù)反映，驅(qū)動(dòng)輪使用壽命僅能達(dá)到一個(gè)中修期；因此需要改進(jìn)驅(qū)動(dòng)輪和履帶板的嚙合形式，使驅(qū)動(dòng)輪和履帶板采用近似鏈輪鏈條傳動(dòng)的嚙合方式（見(jiàn)圖2），改善驅(qū)動(dòng)輪的受力狀態(tài)，從而使驅(qū)動(dòng)輪的使用壽命提高到一個(gè)大修期。

圖1 改進(jìn)前某挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)輪和履帶板嚙合

圖2 改進(jìn)后某挖掘機(jī)驅(qū)動(dòng)輪和履帶板嚙合

改進(jìn)后的某挖掘機(jī)履帶行走裝置中驅(qū)動(dòng)輪和履帶板采用驅(qū)動(dòng)輪高置的近似鏈輪－鏈條驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。履帶板和驅(qū)動(dòng)輪的嚙合部位在靠近聯(lián)結(jié)銷(xiāo)的中心線處。與傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)輪系統(tǒng)相比，接合長(zhǎng)度大大增加，壓力角明顯減小。新的履帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)降低了驅(qū)動(dòng)輪和履帶板在嚙合時(shí)的相對(duì)滑行量，從而減少了驅(qū)動(dòng)輪和履帶板的磨損。另外，驅(qū)動(dòng)輪凸塊和履帶板間嚙合壓力角的減小幾乎消除了它們?cè)谳d荷作用下分離的可能性，也改善了履帶板和履帶聯(lián)結(jié)銷(xiāo)的受力狀況，提高了履帶驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命并減少了維護(hù)工作量。

2 履帶行走裝置和底架梁的聯(lián)結(jié)螺母改進(jìn)

2.1 履帶行走裝置和底架梁的普通螺母聯(lián)結(jié)（見(jiàn)圖3）

圖3 履帶行走裝置和底架梁的普通螺母聯(lián)結(jié)

某挖掘機(jī)履帶行走裝置和底架梁聯(lián)結(jié)螺栓為M90X4，預(yù)緊力矩需要40 000 N·m，這意味著現(xiàn)場(chǎng)需要采用液壓扳手，大型起重機(jī)或者大型工具來(lái)進(jìn)行螺栓的緊固，這樣會(huì)帶來(lái)巨大液壓壓力的安全風(fēng)險(xiǎn)、壓傷性危險(xiǎn)、大型起重機(jī)或者大型工具的危險(xiǎn)、或者高壓力下套接頭破裂的危險(xiǎn)；不利于現(xiàn)場(chǎng)的安裝與維護(hù)。

2.2 履帶行走裝置和底架梁的超級(jí)螺母［3］聯(lián)結(jié)（見(jiàn)圖4）

將超級(jí)螺母應(yīng)用在某挖掘機(jī)履帶行走裝置和底架梁的聯(lián)結(jié)上，只需要將普通螺母替換成超級(jí)螺母，并將大雙頭螺栓的長(zhǎng)度做適當(dāng)更改即可。超級(jí)螺母的每個(gè)頂推螺栓的預(yù)緊力矩只需315 N·m，即可滿(mǎn)足大雙頭螺栓的預(yù)緊力矩要求。

超級(jí)螺母的優(yōu)勢(shì)如下：

1）只需要手動(dòng)工具。使用普通的手動(dòng)扳手或者氣動(dòng)扳手即可產(chǎn)生巨大的的螺栓壓強(qiáng)。

2）緊固牢靠。只要扭矩正確，即使在振動(dòng)、脈沖或往復(fù)式設(shè)備上，多級(jí)頂推預(yù)緊螺栓絕不會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)，大大降低了由于螺栓松動(dòng)造成的停機(jī)時(shí)間。

圖4 履帶行走裝置和底架梁的超級(jí)螺母聯(lián)結(jié)

3）純張力緊固。由于采用純張力緊固，避免了亂扣及螺紋鎖死，不用再為摘取鎖死螺栓而煩惱。

4）避免螺栓斷裂。當(dāng)頂推螺栓緊固后，螺母本體產(chǎn)生微量變形，將集中在前幾道螺紋上的應(yīng)力釋放。精確的負(fù)載控制及釋放應(yīng)力的特性，避免了螺桿的斷裂。

5）容易檢查。由于只需較低的扭矩，用手動(dòng)工具做個(gè)簡(jiǎn)單的扭矩測(cè)試即可容易地檢驗(yàn)連接件是否緊密。

6）經(jīng)濟(jì)適用。頂推螺栓只是簡(jiǎn)單的機(jī)械部件，相對(duì)其他緊固方法要經(jīng)濟(jì)得多，并可重復(fù)使用。

超級(jí)螺母在某挖掘機(jī)履帶行走裝置和底架梁聯(lián)結(jié)上的使用，極大地方便了現(xiàn)場(chǎng)的安裝與維護(hù)。

3 結(jié)語(yǔ)

上述改進(jìn)方案是在經(jīng)過(guò)充分的對(duì)比、分析、研究的前提下提出的，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用實(shí)踐，可以確認(rèn)某型挖掘機(jī)履帶行走裝置改進(jìn)結(jié)構(gòu)是比較先進(jìn)可靠的，可以在其他產(chǎn)品中推廣使用。

［1］ 閻書(shū)文．機(jī)械式挖掘機(jī)設(shè)計(jì)［M］．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982．2．

［2］ 張永明，劉吉亮．WK－35型挖掘機(jī)研制［J］．機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2001（6）：58－60．

［3］ 張艷芳，倫小波，強(qiáng)向紅．超級(jí)螺栓的應(yīng)用［J］．甘肅冶金，2013，35（4）：121－122．