WK-35電鏟行走履帶鏈裝置失效分析及預(yù)防

(國(guó)家能源準(zhǔn)格爾能源集團(tuán)黑岱溝露天煤礦，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300)

1 WK-35電鏟行走機(jī)構(gòu)的構(gòu)造及工作原理

WK-35電鏟中安裝的行走機(jī)構(gòu)可以驅(qū)動(dòng)其進(jìn)行、行走轉(zhuǎn)彎操作。行走機(jī)構(gòu)設(shè)置于底架梁之后的兩個(gè)履帶架之間。履帶架與底架梁之間的連接則是利用螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)，底架梁對(duì)履帶架的固定則是利用上方的定位止口來(lái)實(shí)現(xiàn)。履帶鏈通過(guò)履帶板利用銷軸來(lái)進(jìn)行連接，并環(huán)繞在履帶架上，促使電鏟可以持續(xù)行走。

行走結(jié)構(gòu)主要包含驅(qū)動(dòng)輪、引導(dǎo)輪、行走減速設(shè)備及電機(jī)等，其結(jié)構(gòu)大多采取多個(gè)支點(diǎn)來(lái)進(jìn)行支撐，驅(qū)動(dòng)形式主要運(yùn)用左右兩個(gè)履帶進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)單元主要包含電機(jī)、制動(dòng)器等。行走減速機(jī)是與驅(qū)動(dòng)設(shè)備中的驅(qū)動(dòng)軸安裝在一起的，其主要是利用花鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)。行走電機(jī)可以利用聯(lián)軸器將力矩傳輸?shù)綔p速機(jī)中，兩側(cè)配置有花鍵的驅(qū)動(dòng)軸，分別與減速機(jī)、驅(qū)動(dòng)輪形成連接，行星減速機(jī)可以帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)軸則可以帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)輪中存在的凸塊與履帶板相互嚙合，驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)開(kāi)展履帶式推進(jìn)。

這種電鏟履帶所具有的牽引力最大值為4 520 kN，履帶板的平均接地比壓為330 kPa，履帶鏈通過(guò)履帶板利用銷軸進(jìn)行連接，為電鏟的運(yùn)行提供可靠的支撐。兩側(cè)的履帶鏈相互配合，承擔(dān)了電鏟的總體質(zhì)量，并且為其提供了合理的接地比壓。

2 WK-35電鏟行走履帶裝置的使用情況

在日常的裝車作業(yè)中，WK-35電鏟內(nèi)部的行走機(jī)構(gòu)不具有較高的使用頻率，且受損狀況及使用年限極易受到作業(yè)面的影響。作業(yè)面存在較多的砂巖，表面不平，行走過(guò)程中某個(gè)瞬間連接銷的銷軸孔及局部履帶板極易受到過(guò)大的沖擊，進(jìn)而導(dǎo)致底板銷和履帶銷受到嚴(yán)重?fù)p壞，從而使履帶鏈持續(xù)拉長(zhǎng)，導(dǎo)致其出現(xiàn)了“齒距不吻合”。當(dāng)這一問(wèn)題產(chǎn)生之后，將會(huì)使驅(qū)動(dòng)凸輪與履帶板之間形成相互干涉，這就導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)輪與履帶板之間形成了嚴(yán)重的磨損現(xiàn)象。

3 WK-35電鏟行走履帶裝置的失效分析

存在負(fù)載的底板凸輪應(yīng)當(dāng)與驅(qū)動(dòng)輪兩個(gè)凸輪之間形成嚙合，彼此之間不存在摩擦問(wèn)題。在挖掘機(jī)工作的過(guò)程中，履帶板與驅(qū)動(dòng)輪形成平滑的嚙合，在該過(guò)程中不能出現(xiàn)磨損、雜音等狀況。

這種挖掘機(jī)所運(yùn)用的履帶板及驅(qū)動(dòng)輪均是由強(qiáng)度較高、耐磨性較好的材料制作而成，履帶板的結(jié)構(gòu)主要包含重載驅(qū)動(dòng)凸塊、優(yōu)化之后的支重輪滾道等。隨著履帶的持續(xù)運(yùn)行，底板銷及履帶銷將會(huì)產(chǎn)生一定的磨損，而這種磨損會(huì)對(duì)履帶板造成極大的影響，導(dǎo)致齒距出現(xiàn)不匹配問(wèn)題。履帶板齒距代表的是兩個(gè)相鄰近的履帶板凸輪之間存在的距離；驅(qū)動(dòng)輪齒距指的是驅(qū)動(dòng)輪中兩個(gè)相鄰近的凸輪之間存在的距離。

履帶嚙合的齒距如圖1所示。我們分別運(yùn)用P1和P2來(lái)表示這兩個(gè)距離，當(dāng)兩者處于公差范圍之內(nèi)時(shí)，履帶板與驅(qū)動(dòng)輪之間才會(huì)出現(xiàn)較小的磨損。

圖1 履帶嚙合齒距

隨著履帶銷子受到的磨損，履帶板之間的齒距將會(huì)逐漸拉長(zhǎng)，P1也會(huì)不斷提升，P2則維持不變。當(dāng)該數(shù)值超出了公差范圍后，驅(qū)動(dòng)輪與履帶板的凸輪之間將會(huì)出現(xiàn)齒距不匹配問(wèn)題。如果不將履帶的張緊度進(jìn)行有效的調(diào)整，驅(qū)動(dòng)輪與履帶板的凸輪出現(xiàn)干涉，將會(huì)導(dǎo)致磨損問(wèn)題更為嚴(yán)重。

在對(duì)嚙合狀況進(jìn)行觀察時(shí)，應(yīng)重視凸輪之間存在的嚙合狀況及驅(qū)動(dòng)輪之間出現(xiàn)的間隙。

驅(qū)動(dòng)輪與履帶板的凸輪之間彼此出現(xiàn)干涉，如果不采取有效措施加以改善，將會(huì)導(dǎo)致履帶板中的銷軸及銷軸孔受到嚴(yán)重的磨損。

這種電鏟所采用的驅(qū)動(dòng)輪為嵌入式設(shè)計(jì)，履帶板的銷孔則采用盲孔形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。隨著履帶機(jī)構(gòu)的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)輪中一個(gè)凸輪的齒牙與履帶板之間的嚙合機(jī)會(huì)較少，局部存在較大的接觸應(yīng)力，導(dǎo)致凸輪齒牙受到相應(yīng)的磨損。同時(shí)，當(dāng)履帶處于泥濘的環(huán)境下運(yùn)行時(shí)，細(xì)小的砂巖將會(huì)進(jìn)到履帶板的銷孔中，而這種電鏟履帶板所運(yùn)用的連接銷孔采用了近乎盲孔形式，而銷孔內(nèi)部進(jìn)入的砂巖不能及時(shí)清除形成聚集時(shí)，銷軸的內(nèi)部空間將會(huì)受到擠占，導(dǎo)致銷軸不斷向外擴(kuò)展，造成其外端的擋銷出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，在銷軸向外拓展之后，驅(qū)動(dòng)輪與履帶板的凸輪之間存在的嚙合狀況將會(huì)瞬時(shí)轉(zhuǎn)變，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)側(cè)及整條的履帶銷孔出現(xiàn)異常損壞。在冬季運(yùn)行的過(guò)程中，履帶銷軸所壓實(shí)的泥土將會(huì)導(dǎo)致銷軸的外竄問(wèn)題更加嚴(yán)重，在長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程中導(dǎo)致銷孔的受損問(wèn)題呈現(xiàn)出外大里小的錐形狀態(tài)，從而導(dǎo)致銷軸、銷孔及履帶受到嚴(yán)重的磨損。

4 WK-35電鏟行走履帶裝置失效的預(yù)防措施

1)在作業(yè)面持續(xù)推進(jìn)過(guò)程中，應(yīng)盡可能避免履帶裝置在泥濘作業(yè)面運(yùn)行。電鏟在開(kāi)展轉(zhuǎn)鏟作業(yè)時(shí)，其左右兩側(cè)的履帶應(yīng)當(dāng)同步行走，避免單側(cè)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鏟，降低轉(zhuǎn)鏟履帶鏈所受到的沖擊。在允許的狀況下，應(yīng)盡可能保證轉(zhuǎn)向的平緩進(jìn)行，并及時(shí)清除上方的雜物，減少履帶板支重輪滾道上方的物料堆積。盡可能避免急轉(zhuǎn)彎，從而降低履帶板所受到的負(fù)荷。

2)由于履帶存在過(guò)松問(wèn)題，導(dǎo)致履帶板上凸輪無(wú)法與驅(qū)動(dòng)輪形成嚙合。在外力的影響下，履帶板與驅(qū)動(dòng)輪之間將會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越大的間隙，使履帶鏈所受到的負(fù)載越來(lái)越大，進(jìn)而導(dǎo)致銷軸出現(xiàn)斷裂、銷軸孔受到磨損。通過(guò)對(duì)P1和P2進(jìn)行測(cè)量，明確挖掘機(jī)停止運(yùn)行條件下齒距不匹配的狀態(tài)，大量實(shí)踐顯示，在實(shí)際判斷的過(guò)程中，不一定要求挖掘機(jī)停止運(yùn)行，可以在行走時(shí)直接對(duì)履帶板及驅(qū)動(dòng)輪的凸輪嚙合狀況進(jìn)行觀察。如果出現(xiàn)了因履帶過(guò)松而出現(xiàn)了齒距不匹配問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)對(duì)履帶鏈的張緊問(wèn)題進(jìn)行有效的調(diào)整，促使履帶板凸輪與驅(qū)動(dòng)輪的齒距保持在科學(xué)的范圍內(nèi)。

3)對(duì)于因驅(qū)動(dòng)輪上凸牙嚴(yán)重磨損而造成的齒距不匹配問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)將凸牙進(jìn)行有效的優(yōu)化或者直接將驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行更換。針對(duì)因履帶銷軸出現(xiàn)的過(guò)限磨損而造成的齒距不匹配問(wèn)題，應(yīng)將此銷軸進(jìn)行及時(shí)更替。

4)當(dāng)電鏟運(yùn)行時(shí)，履帶板屬于一種耐磨部件。在履帶板與輪子形成嚙合的凹槽之中，材料出現(xiàn)較大的變形量。依據(jù)使用的實(shí)際狀況，履帶板形成的變形量將會(huì)在邊緣部位形成堆積，導(dǎo)致履帶板的連接部位出現(xiàn)干涉。因此，應(yīng)當(dāng)使用氣割機(jī)將這種變形量清除。

5)將通孔形式更換成全新的履帶鏈設(shè)備，并在該鏈上設(shè)置履帶的銷軸套。

5 結(jié)語(yǔ)

導(dǎo)致WK-35電鏟行走履帶失去效果的因素較多。為了避免該部件產(chǎn)生故障，除了要對(duì)結(jié)構(gòu)履帶設(shè)備進(jìn)行更換及提升配件的質(zhì)量之外，還應(yīng)當(dāng)積極增強(qiáng)相關(guān)人員的技能水平，提高作業(yè)面的生產(chǎn)質(zhì)量等。通過(guò)對(duì)履帶張緊的檢查及調(diào)整期進(jìn)行有效的優(yōu)化，確保行走履帶的使用年限得以延長(zhǎng)。