關(guān)于履帶式起重機(jī)啃齒現(xiàn)象的對(duì)比分析與解決方法

摘 要：針對(duì)國(guó)內(nèi)個(gè)別履帶起重機(jī)發(fā)生的驅(qū)動(dòng)輪與履帶板出現(xiàn)啃齒的現(xiàn)象，采用理論計(jì)算與試驗(yàn)比較方法，提出合理化方案，解決了現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動(dòng)輪與履帶板磨損后配合使用時(shí)易出現(xiàn)啃齒現(xiàn)象的技術(shù)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：履帶式起重機(jī)；啃齒；驅(qū)動(dòng)輪；履帶板

引言

如果履帶起重機(jī)驅(qū)動(dòng)輪與履帶板之間嚙合不好，就會(huì)發(fā)生劇烈摩擦，會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)輪與履帶板造成很嚴(yán)重的破壞，這就是我們通常所說(shuō)的啃齒現(xiàn)象。發(fā)生啃齒現(xiàn)象是因?yàn)槁膸О宓墓?jié)距計(jì)算過(guò)于理論化。履帶板與履帶板之間是用軸來(lái)連接的，為了安裝方便與實(shí)際應(yīng)用，履帶板的孔與軸之間要留有一定的間隙。由于間隙的累加，就會(huì)導(dǎo)致履帶板與驅(qū)動(dòng)輪在嚙合時(shí)，齒與槽之間發(fā)生錯(cuò)位，產(chǎn)生啃齒現(xiàn)象。分析以上問(wèn)題出現(xiàn)的原因，從而解決根本問(wèn)題。

1 工作原理

履帶架是履帶起重機(jī)將自身所承受重量傳遞到地面的重要部件之一，同時(shí)也是履帶起重機(jī)完成行走的重要裝置。履帶架行走是由安裝在履帶架結(jié)構(gòu)上的行走減速機(jī)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪，再通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪與履帶板之間的嚙合將減速機(jī)提供的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)化為履帶板的直線運(yùn)動(dòng)，完成履帶的行走。如果驅(qū)動(dòng)輪與履帶板之間的嚙合不當(dāng)，就會(huì)發(fā)生啃齒。發(fā)生啃齒的原因是履帶板的節(jié)距在計(jì)算中過(guò)于理論化，而實(shí)際中履帶板與履帶板之間是通過(guò)軸連接，為了安裝方便與轉(zhuǎn)彎時(shí)防止履帶板被損壞，履帶板軸孔與軸之間要留一定的間隙。由于間隙的累加，造成履帶板的實(shí)際連接長(zhǎng)度大于理論計(jì)算長(zhǎng)度，從而產(chǎn)生啃齒現(xiàn)象。

目前驅(qū)動(dòng)輪與履帶板之間的嚙合分為兩種形式：一種是驅(qū)動(dòng)輪采用齒的形式，履帶板采用凹槽的形式（圖1）；另一種是驅(qū)動(dòng)輪采用凹槽的形式，履帶板采用齒的形式（圖2）。

相同噸位的履帶起重機(jī)，槽結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪直徑會(huì)比齒結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)輪直徑大，這是由結(jié)構(gòu)本身決定的。由于凹槽結(jié)構(gòu)的履帶板上面有兩個(gè)弧形接觸塊，故在與驅(qū)動(dòng)輪接觸時(shí)會(huì)更平滑，嚙合更平穩(wěn)。

國(guó)內(nèi)的中小噸位履帶起重機(jī)一般都采用驅(qū)動(dòng)輪是齒槽，履帶板是齒的結(jié)構(gòu)形式。由于中小噸位履帶起重機(jī)履帶結(jié)構(gòu)較小，所以履帶板結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)就會(huì)更小。若采用履帶板是凹槽結(jié)構(gòu)形式，在整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面就會(huì)顯得相對(duì)薄弱，履帶板不易滿足強(qiáng)度要求。此外，履帶的整體尺寸不是很大，如果驅(qū)動(dòng)輪的直徑也較小，履帶在外形上也不美觀；大噸位履帶起重機(jī)由于整機(jī)自重很大，在轉(zhuǎn)彎及行走的時(shí)候，都需要較大的驅(qū)動(dòng)力矩。如果驅(qū)動(dòng)輪的直徑較大，就需要更大的驅(qū)動(dòng)力矩才能完成行走與轉(zhuǎn)彎。若驅(qū)動(dòng)力矩過(guò)大，對(duì)行走減速機(jī)就要求很高，在采購(gòu)方面可能就會(huì)很困難，甚至無(wú)法采購(gòu)，所以一般都會(huì)采用驅(qū)動(dòng)輪直徑相對(duì)較小的齒式結(jié)構(gòu)，即履帶板是凹槽的結(jié)構(gòu)形式。

2 計(jì)算方法

履帶板的節(jié)距尺寸通常都是通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪的參數(shù)來(lái)確定的，現(xiàn)取驅(qū)動(dòng)輪為槽，履帶板為齒的一對(duì)嚙合進(jìn)行計(jì)算（另一種形式的計(jì)算方法相同），計(jì)算方法如下。

已知驅(qū)動(dòng)輪半徑R，齒槽數(shù)Z，履帶板軸孔中心到上表面距離L，？琢=360/2z，履帶板軸孔與軸之間的間隙值為h。

則履帶板節(jié)距理論值：

L1=2（R+L）tan？琢

以上L1的計(jì)算值為理論值，如果按照理論計(jì)算值生產(chǎn)就可能會(huì)發(fā)生啃齒現(xiàn)象，所以還需要在理論計(jì)算值的基礎(chǔ)上再進(jìn)行數(shù)值修正。目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算方法來(lái)確定履帶板節(jié)距，各個(gè)生產(chǎn)廠家都是根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)給出一個(gè)計(jì)算數(shù)值，雖然數(shù)值相差不大，但還是有一定的可調(diào)性。我們采用其中一種計(jì)算方法，用理論節(jié)距值減去履帶板軸孔與軸之間間隙值的4倍，作為履帶板的實(shí)際節(jié)距值，即：Ls=L1-4h。上面的實(shí)際節(jié)距值都是經(jīng)驗(yàn)值，如何能夠更好的優(yōu)化設(shè)計(jì)還需要進(jìn)一步的研究。

3 解決方案

解決方法就是通過(guò)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)輪與履帶板之間的嚙合尺寸，可分為2種方案。

（1）在不改變驅(qū)動(dòng)輪直徑的情況下，減小履帶板的節(jié)距，使之達(dá)到平穩(wěn)嚙合，解決啃齒問(wèn)題；根據(jù)上面的計(jì)算公式，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輪的實(shí)際直徑R，齒槽數(shù)z，履帶板上半部分高度L，就可以計(jì)算出合適的履帶板節(jié)距。

（2）在不改變履帶板節(jié)距的情況下，增大驅(qū)動(dòng)輪直徑，使之達(dá)到平穩(wěn)嚙合，解決啃齒問(wèn)題。不改變履帶板節(jié)距，計(jì)算驅(qū)動(dòng)輪直徑的方法，與上面的計(jì)算方法相比完全是逆過(guò)程。

4 結(jié)束語(yǔ)

出現(xiàn)啃齒現(xiàn)象的原因主要是在設(shè)計(jì)時(shí)考慮的不夠全面，沒有把間隙問(wèn)題考慮進(jìn)去。這樣，使得履帶板的實(shí)際長(zhǎng)度變大，產(chǎn)生啃齒。因此，只要我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮的能夠更全面一點(diǎn)，多想想，多看看，就一定能夠把履帶起重機(jī)做的更好，更完美。

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中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，2008.

作者簡(jiǎn)介：鮑曉杰（1984-），男，學(xué)士學(xué)位，本科，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師。