WK-35电铲行走履带链装置失效分析及预防

(国家能源准格尔能源集团黑岱沟露天煤矿，内蒙古 鄂尔多斯 010300)

1 WK-35电铲行走机构的构造及工作原理

WK-35电铲中安装的行走机构可以驱动其进行、行走转弯操作。行走机构设置于底架梁之后的两个履带架之间。履带架与底架梁之间的连接则是利用螺栓来实现，底架梁对履带架的固定则是利用上方的定位止口来实现。履带链通过履带板利用销轴来进行连接，并环绕在履带架上，促使电铲可以持续行走。

行走结构主要包含驱动轮、引导轮、行走减速设备及电机等，其结构大多采取多个支点来进行支撑，驱动形式主要运用左右两个履带进行驱动。驱动单元主要包含电机、制动器等。行走减速机是与驱动设备中的驱动轴安装在一起的，其主要是利用花键来实现。行走电机可以利用联轴器将力矩传输到减速机中，两侧配置有花键的驱动轴，分别与减速机、驱动轮形成连接，行星减速机可以带动驱动轴进行旋转，驱动轴则可以带动驱动轮进行旋转。驱动轮中存在的凸块与履带板相互啮合，驱动挖掘机开展履带式推进。

这种电铲履带所具有的牵引力最大值为4 520 kN，履带板的平均接地比压为330 kPa，履带链通过履带板利用销轴进行连接，为电铲的运行提供可靠的支撑。两侧的履带链相互配合，承担了电铲的总体质量，并且为其提供了合理的接地比压。

2 WK-35电铲行走履带装置的使用情况

在日常的装车作业中，WK-35电铲内部的行走机构不具有较高的使用频率，且受损状况及使用年限极易受到作业面的影响。作业面存在较多的砂岩，表面不平，行走过程中某个瞬间连接销的销轴孔及局部履带板极易受到过大的冲击，进而导致底板销和履带销受到严重损坏，从而使履带链持续拉长，导致其出现了“齿距不吻合”。当这一问题产生之后，将会使驱动凸轮与履带板之间形成相互干涉，这就导致驱动轮与履带板之间形成了严重的磨损现象。

3 WK-35电铲行走履带装置的失效分析

存在负载的底板凸轮应当与驱动轮两个凸轮之间形成啮合，彼此之间不存在摩擦问题。在挖掘机工作的过程中，履带板与驱动轮形成平滑的啮合，在该过程中不能出现磨损、杂音等状况。

这种挖掘机所运用的履带板及驱动轮均是由强度较高、耐磨性较好的材料制作而成，履带板的结构主要包含重载驱动凸块、优化之后的支重轮滚道等。随着履带的持续运行，底板销及履带销将会产生一定的磨损，而这种磨损会对履带板造成极大的影响，导致齿距出现不匹配问题。履带板齿距代表的是两个相邻近的履带板凸轮之间存在的距离；驱动轮齿距指的是驱动轮中两个相邻近的凸轮之间存在的距离。

履带啮合的齿距如图1所示。我们分别运用P1和P2来表示这两个距离，当两者处于公差范围之内时，履带板与驱动轮之间才会出现较小的磨损。

图1 履带啮合齿距

随着履带销子受到的磨损，履带板之间的齿距将会逐渐拉长，P1也会不断提升，P2则维持不变。当该数值超出了公差范围后，驱动轮与履带板的凸轮之间将会出现齿距不匹配问题。如果不将履带的张紧度进行有效的调整，驱动轮与履带板的凸轮出现干涉，将会导致磨损问题更为严重。

在对啮合状况进行观察时，应重视凸轮之间存在的啮合状况及驱动轮之间出现的间隙。

驱动轮与履带板的凸轮之间彼此出现干涉，如果不采取有效措施加以改善，将会导致履带板中的销轴及销轴孔受到严重的磨损。

这种电铲所采用的驱动轮为嵌入式设计，履带板的销孔则采用盲孔形式进行设计。随着履带机构的持续运转，驱动轮中一个凸轮的齿牙与履带板之间的啮合机会较少，局部存在较大的接触应力，导致凸轮齿牙受到相应的磨损。同时，当履带处于泥泞的环境下运行时，细小的砂岩将会进到履带板的销孔中，而这种电铲履带板所运用的连接销孔采用了近乎盲孔形式，而销孔内部进入的砂岩不能及时清除形成聚集时，销轴的内部空间将会受到挤占，导致销轴不断向外扩展，造成其外端的挡销出现断裂现象，在销轴向外拓展之后，驱动轮与履带板的凸轮之间存在的啮合状况将会瞬时转变，进而导致对侧及整条的履带销孔出现异常损坏。在冬季运行的过程中，履带销轴所压实的泥土将会导致销轴的外窜问题更加严重，在长期运行过程中导致销孔的受损问题呈现出外大里小的锥形状态，从而导致销轴、销孔及履带受到严重的磨损。

4 WK-35电铲行走履带装置失效的预防措施

1)在作业面持续推进过程中，应尽可能避免履带装置在泥泞作业面运行。电铲在开展转铲作业时，其左右两侧的履带应当同步行走，避免单侧驱动转铲，降低转铲履带链所受到的冲击。在允许的状况下，应尽可能保证转向的平缓进行，并及时清除上方的杂物，减少履带板支重轮滚道上方的物料堆积。尽可能避免急转弯，从而降低履带板所受到的负荷。

2)由于履带存在过松问题，导致履带板上凸轮无法与驱动轮形成啮合。在外力的影响下，履带板与驱动轮之间将会出现越来越大的间隙，使履带链所受到的负载越来越大，进而导致销轴出现断裂、销轴孔受到磨损。通过对P1和P2进行测量，明确挖掘机停止运行条件下齿距不匹配的状态，大量实践显示，在实际判断的过程中，不一定要求挖掘机停止运行，可以在行走时直接对履带板及驱动轮的凸轮啮合状况进行观察。如果出现了因履带过松而出现了齿距不匹配问题，应当对履带链的张紧问题进行有效的调整，促使履带板凸轮与驱动轮的齿距保持在科学的范围内。

3)对于因驱动轮上凸牙严重磨损而造成的齿距不匹配问题，应当将凸牙进行有效的优化或者直接将驱动轮进行更换。针对因履带销轴出现的过限磨损而造成的齿距不匹配问题，应将此销轴进行及时更替。

4)当电铲运行时，履带板属于一种耐磨部件。在履带板与轮子形成啮合的凹槽之中，材料出现较大的变形量。依据使用的实际状况，履带板形成的变形量将会在边缘部位形成堆积，导致履带板的连接部位出现干涉。因此，应当使用气割机将这种变形量清除。

5)将通孔形式更换成全新的履带链设备，并在该链上设置履带的销轴套。

5 结语

导致WK-35电铲行走履带失去效果的因素较多。为了避免该部件产生故障，除了要对结构履带设备进行更换及提升配件的质量之外，还应当积极增强相关人员的技能水平，提高作业面的生产质量等。通过对履带张紧的检查及调整期进行有效的优化，确保行走履带的使用年限得以延长。