某挖掘机履带行走装置改进

苏运动， 杨 哲

（太原重工股份有限公司技术中心，山西 太原 030024）

引言

某挖掘机采用单梁双斗杆齿轮——齿条推压机构，各个机构（提升、推压、回转、行走、开斗）都由独立的电动机进行驱动，下部机构（底盘）为多支点支承结构形式，行走机构的左右履带为独立驱动，行走减速机为行星减速机，电气传动为交流变频系统。

从2007年开始生产至今，太原重工股份公司已生产了40余台某挖掘机。其中有13台用于国外露天矿（分别是首钢秘鲁铁矿6台，外蒙金属矿2台、伊朗铜矿4台、利比里亚金属矿1台）外，其余均用在我国的露天金属矿和煤矿。

通过使用发现，某挖掘机履带行走装置［1］中驱动轮和履带板使用达不到预期寿命，履带行走装置和底架梁［2］的联结螺母紧固比较困难，因此对履带行走装置进行了相应改进。

以下将详述某挖掘机履带行走装置改进。

1 履带板和驱动轮的改进

某挖掘机履带行走装置中驱动轮和履带板采用传统的啮合方式（见图1），根据部分国外和国内用户反映，驱动轮使用寿命仅能达到一个中修期；因此需要改进驱动轮和履带板的啮合形式，使驱动轮和履带板采用近似链轮链条传动的啮合方式（见图2），改善驱动轮的受力状态，从而使驱动轮的使用寿命提高到一个大修期。

图1 改进前某挖掘机驱动轮和履带板啮合

图2 改进后某挖掘机驱动轮和履带板啮合

改进后的某挖掘机履带行走装置中驱动轮和履带板采用驱动轮高置的近似链轮－链条驱动系统。履带板和驱动轮的啮合部位在靠近联结销的中心线处。与传统的驱动轮系统相比，接合长度大大增加，压力角明显减小。新的履带驱动系统降低了驱动轮和履带板在啮合时的相对滑行量，从而减少了驱动轮和履带板的磨损。另外，驱动轮凸块和履带板间啮合压力角的减小几乎消除了它们在载荷作用下分离的可能性，也改善了履带板和履带联结销的受力状况，提高了履带驱动系统的使用寿命并减少了维护工作量。

2 履带行走装置和底架梁的联结螺母改进

2.1 履带行走装置和底架梁的普通螺母联结（见图3）

图3 履带行走装置和底架梁的普通螺母联结

某挖掘机履带行走装置和底架梁联结螺栓为M90X4，预紧力矩需要40 000 N·m，这意味着现场需要采用液压扳手，大型起重机或者大型工具来进行螺栓的紧固，这样会带来巨大液压压力的安全风险、压伤性危险、大型起重机或者大型工具的危险、或者高压力下套接头破裂的危险；不利于现场的安装与维护。

2.2 履带行走装置和底架梁的超级螺母［3］联结（见图4）

将超级螺母应用在某挖掘机履带行走装置和底架梁的联结上，只需要将普通螺母替换成超级螺母，并将大双头螺栓的长度做适当更改即可。超级螺母的每个顶推螺栓的预紧力矩只需315 N·m，即可满足大双头螺栓的预紧力矩要求。

超级螺母的优势如下：

1）只需要手动工具。使用普通的手动扳手或者气动扳手即可产生巨大的的螺栓压强。

2）紧固牢靠。只要扭矩正确，即使在振动、脉冲或往复式设备上，多级顶推预紧螺栓绝不会出现松动，大大降低了由于螺栓松动造成的停机时间。

图4 履带行走装置和底架梁的超级螺母联结

3）纯张力紧固。由于采用纯张力紧固，避免了乱扣及螺纹锁死，不用再为摘取锁死螺栓而烦恼。

4）避免螺栓断裂。当顶推螺栓紧固后，螺母本体产生微量变形，将集中在前几道螺纹上的应力释放。精确的负载控制及释放应力的特性，避免了螺杆的断裂。

5）容易检查。由于只需较低的扭矩，用手动工具做个简单的扭矩测试即可容易地检验连接件是否紧密。

6）经济适用。顶推螺栓只是简单的机械部件，相对其他紧固方法要经济得多，并可重复使用。

超级螺母在某挖掘机履带行走装置和底架梁联结上的使用，极大地方便了现场的安装与维护。

3 结语

上述改进方案是在经过充分的对比、分析、研究的前提下提出的，并通过现场使用实践，可以确认某型挖掘机履带行走装置改进结构是比较先进可靠的，可以在其他产品中推广使用。

［1］ 阎书文．机械式挖掘机设计［M］．北京：机械工业出版社，1982．2．

［2］ 张永明，刘吉亮．WK－35型挖掘机研制［J］．机械管理开发，2001（6）：58－60．

［3］ 张艳芳，伦小波，强向红．超级螺栓的应用［J］．甘肃冶金，2013，35（4）：121－122．