關于履帶式起重機啃齒現象的對比分析與解決方法

摘 要：針對國內個別履帶起重機發生的驅動輪與履帶板出現啃齒的現象，采用理論計算與試驗比較方法，提出合理化方案，解決了現有技術中驅動輪與履帶板磨損后配合使用時易出現啃齒現象的技術問題。

關鍵詞：履帶式起重機；啃齒；驅動輪；履帶板

引言

如果履帶起重機驅動輪與履帶板之間嚙合不好，就會發生劇烈摩擦，會對驅動輪與履帶板造成很嚴重的破壞，這就是我們通常所說的啃齒現象。發生啃齒現象是因為履帶板的節距計算過于理論化。履帶板與履帶板之間是用軸來連接的，為了安裝方便與實際應用，履帶板的孔與軸之間要留有一定的間隙。由于間隙的累加，就會導致履帶板與驅動輪在嚙合時，齒與槽之間發生錯位，產生啃齒現象。分析以上問題出現的原因，從而解決根本問題。

1 工作原理

履帶架是履帶起重機將自身所承受重量傳遞到地面的重要部件之一，同時也是履帶起重機完成行走的重要裝置。履帶架行走是由安裝在履帶架結構上的行走減速機帶動驅動輪，再通過驅動輪與履帶板之間的嚙合將減速機提供的轉矩轉化為履帶板的直線運動，完成履帶的行走。如果驅動輪與履帶板之間的嚙合不當，就會發生啃齒。發生啃齒的原因是履帶板的節距在計算中過于理論化，而實際中履帶板與履帶板之間是通過軸連接，為了安裝方便與轉彎時防止履帶板被損壞，履帶板軸孔與軸之間要留一定的間隙。由于間隙的累加，造成履帶板的實際連接長度大于理論計算長度，從而產生啃齒現象。

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

相同噸位的履帶起重機，槽結構的驅動輪直徑會比齒結構的驅動輪直徑大，這是由結構本身決定的。由于凹槽結構的履帶板上面有兩個弧形接觸塊，故在與驅動輪接觸時會更平滑，嚙合更平穩。

國內的中小噸位履帶起重機一般都采用驅動輪是齒槽，履帶板是齒的結構形式。由于中小噸位履帶起重機履帶結構較小，所以履帶板結構相對來說就會更小。若采用履帶板是凹槽結構形式，在整體結構強度方面就會顯得相對薄弱，履帶板不易滿足強度要求。此外，履帶的整體尺寸不是很大，如果驅動輪的直徑也較小，履帶在外形上也不美觀；大噸位履帶起重機由于整機自重很大，在轉彎及行走的時候，都需要較大的驅動力矩。如果驅動輪的直徑較大，就需要更大的驅動力矩才能完成行走與轉彎。若驅動力矩過大，對行走減速機就要求很高，在采購方面可能就會很困難，甚至無法采購，所以一般都會采用驅動輪直徑相對較小的齒式結構，即履帶板是凹槽的結構形式。

2 計算方法

履帶板的節距尺寸通常都是通過驅動輪的參數來確定的，現取驅動輪為槽，履帶板為齒的一對嚙合進行計算（另一種形式的計算方法相同），計算方法如下。

已知驅動輪半徑R，齒槽數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。

則履帶板節距理論值：

L1=2（R+L）tan？琢

以上L1的計算值為理論值，如果按照理論計算值生產就可能會發生啃齒現象，所以還需要在理論計算值的基礎上再進行數值修正。目前還沒有一個統一的計算方法來確定履帶板節距，各個生產廠家都是根據實際經驗來給出一個計算數值，雖然數值相差不大，但還是有一定的可調性。我們采用其中一種計算方法，用理論節距值減去履帶板軸孔與軸之間間隙值的4倍，作為履帶板的實際節距值，即：Ls=L1-4h。上面的實際節距值都是經驗值，如何能夠更好的優化設計還需要進一步的研究。

3 解決方案

解決方法就是通過調節驅動輪與履帶板之間的嚙合尺寸，可分為2種方案。

（1）在不改變驅動輪直徑的情況下，減小履帶板的節距，使之達到平穩嚙合，解決啃齒問題；根據上面的計算公式，通過驅動輪的實際直徑R，齒槽數z，履帶板上半部分高度L，就可以計算出合適的履帶板節距。

（2）在不改變履帶板節距的情況下，增大驅動輪直徑，使之達到平穩嚙合，解決啃齒問題。不改變履帶板節距，計算驅動輪直徑的方法，與上面的計算方法相比完全是逆過程。

4 結束語

出現啃齒現象的原因主要是在設計時考慮的不夠全面，沒有把間隙問題考慮進去。這樣，使得履帶板的實際長度變大，產生啃齒。因此，只要我們在設計過程中，考慮的能夠更全面一點，多想想，多看看，就一定能夠把履帶起重機做的更好，更完美。

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作者簡介：鮑曉杰（1984-），男，學士學位，本科，機械設計工程師。