装煤机履带行走机构分析与选用

2009-11-04余扬

中小企业管理与科技·上旬刊 2009年8期

余　扬

摘要:履带行走机构广泛应用于工程机械、煤矿机械中,如工程挖掘机械、煤矿井下掘进与装载机械等。履带行走机构具有接地面积大、接地压力小、转弯半径小等特点,它主要是由导向轮、张紧装置、履带架、履带链、支重轮、驱动装置等组成的。

关键词:履带行走机构驱动装置内置式外置式

1 基本形式结构[1]

目前,履带行走机构基本采用两种形式结构,一种是履带行走动力装置内置在履带架中,如图1所示;另一种是履带行走动力装置外置于履带架一侧,一般多在内侧,如图2所示。内置式的履带板宽度尺寸不受影响,工程机械基本采用这种形式结构;外置式的履带板宽度尺寸受动力装备的约束,调整受到一定限制,煤矿掘进设备中,两种形式结构都有采用。

采用履带行走机构的机械设备,动力装置基本采用液压传动,用液压马达作驱动元件。马达在履带架上安装的方式不同,对履带行走机构适用的作业场合有一定影响。

动力装置内置式,履带架结构受内置动力元件制约,外形几何形状较大,随着动力的增大,外形尺寸也随之增大。动力装置内置式,履带板宽度可按实际需要设计,不受履带架及动力装置的约束。

动力装置外置式,侧掛在与机架连接的一侧,动力侧掛链轮设计不受动力元件约束,履带行走机构外形尺寸可相对较小,适宜施工场地相对低矮狭小的煤矿井下作业。我们公司设计制造的装煤机就是采用这种形式结构,其设计依据之一就是基于上述对两种结构的初步分析比较。

1.1 内置式结构[2]

动力装置内置的履带行走机构,多数是采用轴向柱塞马达与大速比行星传动机构组合的动力装置。动力装置安装在履带架中,履带驱动链轮直接安装在动力装置输出壳体上,与动力装置组成一体,装上组装式履带板,动力装置和履带架等一起包裹在履带形成的闭环中,动力元件不易受外力碰撞而损坏。由于履带链轮与动力装置组成一体,链轮几何尺寸受到动力装置壳体几何尺寸的影响,内置式履带行走机构几何尺寸相对较大。

根据牵引力公式,T=

式中:T——牵引力 N

Mm——动力装置输出转矩 N·m

R——驱动链轮节圆半径 m

ηm——液压马达机械总效率 %

可以看出,当驱动链轮节圆半径增大时,要得到需要的牵引力,动力装置输出转矩就要相应地增大。

1.2 外置式结构[3]

动力装置外置侧掛的履带行走机构,多数采用低速大扭矩液压马达与单级行星传动机构组合的动力装置。

动力装置外置,根据牵引力公式,在牵引力相同时,随着驱动链轮节圆半径的减小,动力装置输出转矩可随之相应减小。这样,由于驱动链轮节圆半径的减小,履带行走机构的几何尺寸相应减小,其设备重量可减轻,对动力的要求也同步减小。

另一方面,为适应工作环境的需要,要求加大设备牵引力而只允许加大机重不能改变外形尺寸时,外置式履带行走机构更适合这种实际需求。

2 行走机构对机械性能的影响

履带行走机构是各种自行走工程机械的关键部件,它的几何尺寸影响整机外形尺寸,同时还一定程度地影响整机的使用性能。