奔驰宝马娱乐|过小又会出现缓冲差、 内阻增大、行走马达冲击

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  Design & Research 设计研究 液压挖掘机履带涨紧装置的设计计算 Calculation in design of hydraulic excavator crawler tension bridle device 姜海涛,张艳明,谢 广 JIANG Hai-tao, ZHANG Yan-ming, XIE Guang (山重建机(济宁)有限公司,山东 济宁 272000)mec.2015.01.037 因液压挖掘机的使用环境普遍都是泥土、沙 石等较恶劣的工况,履带式行走装置具有牵引力 强和路面适应能力好等优点,所以履带式的行走 装置得到了广泛的应用。 履带式的行走装置其与地面有较大的接触面 积,这样会大大降低接地比压,在泥泞的路面上 也可以行走自如,不会出现轮式挖掘机因接地比 压大而深陷泥潭的尴尬处境。 履带式液压挖掘机行走时,涨紧装置起到了 非常重要的作用,涨紧装置参数设计的正确与否 直接影响着整个挖掘机行走装置能否正常使用。 如果涨紧装置参数设计小了,那么挖掘机在行走 时就会出现异响、跳齿,严重时还会出现脱轨等 现象。如果涨紧装置参数设计大了,行走时又会 出现卡滞、内阻增大从而影响四轮一带的使用寿 命,严重时将影响下车的使用寿命。怎么才能确 定涨紧装置设计的正确与否? 在 4 上面的导向轮向前移动,达到涨紧履带的目 的,当导向轮受力时,4 会向后移动从而压缩 3, 当 3 的压缩产生的力与外力平衡时,3 将不再压 缩。当外力减小或消失时,3 将向前形变恢复初 始的状态,履带将重新被涨紧。这种通过涨紧弹 簧的压缩、释放改变轮距可以有效地减小下车行 走时对行走马达的冲击、防止履带脱轨等。 涨紧装置就是通过涨紧弹簧的压缩、恢复产 生的形变进行轮距的调节,从而达到缓解冲击、 涨紧履带的目的,所以涨紧弹簧的参数设计就尤 为重要了。 2 设计计算 挖掘机履带涨紧装置的设计必须要先确定 3 个参数,即安装载荷、最大载荷、最大行程。 驱动轮前驱时是挖掘机行走的一种极限状 态,如图 2 所示,其中①、②、③处受力最大均 是驱动力 F,④处不受力,当行走马达驱动力最 大时(低速最大扭矩) ,F 值达到最大,此时涨紧 装置受力达到最大值 2F(F=M/R)。M 为行走马达 驱动的最大输出扭矩, R 为驱动轮分度圆的半径。 挖掘机原地转弯是正常工作经常出现的一 种状态,这种状态下受到的阻力要比直行时受到 的阻力大,而此时图 2 中涨紧装置受到的力就是 2Fr,Fr=0.25?? mgL/B。 1 工作原理 如图 1 所示是某 8 吨挖掘机履带涨紧弹簧, 它的工作原理是通过 2 和导向轮上的支座固定在 下车上,从 1 处注入黄油将 4 顶出,从而使安装 图1 某8吨挖掘机履带涨紧弹簧 图2 驱动轮前驱时是挖掘机行走的一种极限状态 1-黄油嘴+单向阀;2-固定底座;3-涨紧弹簧;4-涨紧油缸 442015(01)建筑机械化 设计研究 Design & Research ? ——履带转弯时最大摩擦因数,一般取值 0.4~0.7,此处取极限值 1.0; ? ——履带板侧边与地面刮土的附加阻力系 数,? =1.15; m——整机质量; L——整机轮距; B——整机轨距。 根据以上两个状态分析,导向轮传给涨紧装 置的力分别是 2F、2Fr 因挖掘机行走时允许跳齿 S≥?(D 顶 -D 根 )/4=42.3 驱动力最大涨紧压缩量 L=(2F-P1)/k ≤ S 原地转弯阻力涨紧压缩量 L1=(2Fr-P1)/K ≤节距 /4=X=38.5 (3) S——涨紧装置的最大行程,取 45mm; F——行走马达驱动力,F=38 007.5N; Fr——原地转弯阻力,Fr=31 442.5N; P1——涨紧装置的安装载荷,P1=53 900N; K——弹簧的弹性系数,K=589N/mm; D 顶——驱动轮的齿顶圆直径,mm; D 根——驱动轮的齿根圆直径,mm; L——驱动力最大弹簧涨紧压缩量,mm; L1——原 地 转 弯 弹 簧 涨 紧 压 缩 量,L1= 15.3mm。 1) 因 式 1 中 ?(D 顶 -D 根 )/4 是 一 个 定 值 (42.3mm, 根 据 驱 动 轮 计 算 得 来 ) ,指定 S = 45mm, 涨紧装置的最大行程就确定了。 2)按式 2 行走马达最大驱动力时涨紧弹簧 压缩量 L ≤ S,因为履带正常工作时有一定的下 垂量,当履带受力绷紧时,履带走过的距离为 2h, 所以正确的公式应该是 L+h ≤ S(h 可以根据 履带正常涨紧时下垂状态来计算 ),此处 h 取值 (2) (1) 4.8mm,确定 L 取值 37.5mm。 3)式 3 中 L1 ≤节距 /4=X, 根据收集、整理 的国外知名品牌的挖掘机参数,L1/X 的比值在 0.3~0.5 之间,正常工作时此值过大容易引起异 响、跳齿、脱轨等问题,过小又会出现缓冲差、 内阻增大、行走马达冲击大、卡死等问题。 综上所述,设安装载荷 P1、涨紧弹簧刚度 K 为未知数 { 3 结 语 P1+KL=2F P1+KL1=2Fr (4) 根据式 4 可求出 P1、K 的值。确定了 P1、K 值之后,根据弹簧的参数计算,查《机械设计手 册》可得弹簧的具体参数。 本文提出了通过确定挖掘机行走时的两个状 态下涨紧弹簧压缩量,来计算涨紧装置的安装载 荷 P1 和弹簧刚度 K, 从而计算涨紧装置的各个参 数。 本文中的计算方法可以应用于挖掘机行走装 置的新设计,也可以对已设计完成的挖掘机行走 装置是否合理进行判定。 O [参考文献] [1] 成大先 . 机械设计手册 (5 版 )[M]. 北京:化学工 业出版社,2008. [2] 陈国俊 . 液压挖掘机 ( 上册 )[M]. 武汉:华中科技 大学出版社,2011. (编辑 吴学松) [中图分类号]TU621 [文献标识码]B [文章编号]1001-1366(2015)01-0044-02 [收稿日期]2014-09-22 建筑机械化2015(01) 45