带式液压控掘机张紧装置的改进设计.pdf

山 东临工工程机械有限 公司设计生产的一种中 型履带式液压挖掘机在倒退行驶时， 经常出 现卡滞 和跳齿现象， 特别是在湿地松软土壤转弯过程中表 现尤为明显。 经过逐步排查， 我们认为问题出在张紧 装置上 图1 ， 并对其关键零部件进行了强度校核。 表1 对改进前后张紧装置的参数进行了比 较。 下面分别对张紧装置的主要零部件进行受力分 析和强度校核。 驱动轮节圆 直径D J 6 4 4 .6 m m 则弹簧可能承受的最大、 最小负荷分别为 P 2 N l D J l 2 4 N I D i 所以P . 4 N . 1 D , 1 2 7 .3 k N P ,- 4 N ./ D j 2 0 1 .2 k N 1 . 1 原设计 安装负荷F , 1 2 6 .5 k N 行程末端负荷F 2 1 9 5 k N 行程 7 5 m m 按上述数据分析， 该机在倒退行走阻力最大时， 也就是驱动链轮转矩全部输出时， 张紧弹簧将被压 缩7 5 m m 行程末端 ， 这样履带总长就相当于比 其 5 6 //r - , I /才 令认刃小州阵详 、 了士令才 一 一 杖必八坏士 H 11 3 9 6 2 0 0 ， 年 2 9 】 1 . 叉环 2 . 张紧弹簧 3 .锁紧螺母 4 . 缸体 5 . 密封圈 6 .活塞 图1 张紧装t结构圈 表1 改进前后张紧装I参数比较 技术参数改进前改进后 张紧弹簧安装负荷F , / k N 1 2 6 . 51 5 8 . 3 张 紧 弹簧 行程末 端负 荷F , / k N 1 9 5 . 02 3 4 . 6 张紧弹簧钢丝直 径/ m m 4 65 0 张紧液压缸内 径/ m m 7 08 0 张紧液压缸行程/ m m 7 56 6 一 4 一 万方数据 盯 第 ” 卷 2 0 0 “ 年 2 月 ， 倪 码 弓 争 叨， ， 洲 竹 尸，阴 钾 份 辉 州，卫 ， 暇 勿竿 叫 ， 护 冲 护 娇 . 魂响 ， 争热 ‘ 犷‘、 1 一 ‘ . ‘离 ， 丫 加 召 少 ‘绝 荡 毛 . 卜 匆、心 ‘ 扭工 程 机 城 T蒸井岌二 蒸置P ro d u c ts ， a n d 在全部张紧的 情况下缩短了1 5 0 m m ， 而链轮节距为 1 9 0 m m ， 因 而 造成卡 滞或跳齿现象。 1 .2 新设计 安装负荷F , 1 5 8 .3 k N 行程末端负荷F Z 2 3 4 .6 k N 行程 6 6 m m 按上述数据分析， 使用新设计弹簧， 在后退行走 阻力最大时， 也就是驱动链轮转矩全部输出时， 经计 算张紧弹簧将会被压缩4 1 m m ， 这样履带总长就相 当于比 其在全部张紧的情况下缩短了8 2 m m ，因而 不会造成卡滞或跳齿现象。 按张紧弹簧安装负荷， F o 取 二 d , 6 3 .4 7 则安全系 数 n [ o ] 1 0 3 .2 2 2 .3 .2 新设计 按张紧弹簧行程末端负荷 1 2 6 5 0 0 ， F o 取 2 3 4 6 0 0 时， 2 锁紧螺母连接处螺纹强度计算 2 . 1 螺纹参数 M 5 2 x 1 .5 原设计 d , 5 0 .3 7 6 M 5 6 x 2 新设计 d , 5 3 . 8 3 5 式中 d , , d ,一一分别为原设计和新设计中的螺纹小 径， 在强度计算中 作为螺杆危险截面的计算直径， r n 们 口 。 2 . 2 螺纹轴 材料 4 5 钢, K E S 热处理代号 1 1 2 5 0 0 1 6 0 0 淬 火温度8 1 0 一 8 6 0 ℃， 硬度5 0 H R C以上; 回火温度 5 5 0 一 6 0 0 ℃， 硬度2 2 9 一 2 7 7 H B , 根据 机械设计手册 , 4 5 钢 8 4 0 ℃水淬火， 5 6 0℃回火空冷 的抗拉强度0 6 7 1 0 M P a ， 屈服强 度Q s 5 0 0 M P a . 2 . 3 强度校核比较 ir 4 F o / 二 d , , 7 0 0 0 0时， 取F o 7 0 0 0 0 ; 〔 ， 〕 许 用 拉 应 力， M P a . [ o, ] Q s l [ S ] s 式中 【 5 〕 一螺栓连接许用安全系数， [S ] s 2 2 0 0 k m / 1 9 0 0 一 7 0 0 0 〕 一 F o 2 x 1 0 - ] 式中 k 一材 料 系 数, k rF l o 则[ S ] s 2 2 0 0 / 9 0 0 2 .4 4 ， 所以[ op ] cr s / I S I S 5 0 0 / 2 . 4 4 2 0 4 .5 8 2 .3 . 1 原设计 按张紧弹簧行程末端负荷， F o 取1 9 5 0 0 〕 时， Q -- 4 F o l 二 d , 9 7 . 8 4 则安 全系 数 n [ v ] / Q 2 .0 9 Q 4 F o l 二 d ,} 1 0 3 .0 6 则安全系数 n [ v ] / o, 1 . 9 9 按张紧弹簧安装负荷， F o 取 a r d ,} 6 9 .5 5 则安全系数 n [ Q ] /Q 2 .9 4 按弹簧可能承受的最大载荷 o 4 F o l 二 d , 8 8 .3 9 则安全系 数 n 4Q ] 1 6 2 .3 2 按弹簧可能承受的最小载荷 u 4 F o / 二 d , 5 5 . 9 3 则安全系数 n[Q]la--3.66 1 5 8 3 0 0 ， F o 取2 0 1 ， F o 取 张紧液压缸密封圈的承载压强校核 在K E S 标准D 0 9 3 7 0 - 7 1 中， 密封圈的 使用条 件是 缸常用内 压p o 4 9 M P a 以 下， 常用油温1 0 0 ℃ 以下。 利 用p F I A 求出 在 不同 状 况 下， 的P 值， 和以 上条件相比 较。 式中 P 密 封圈 所承 受 压 强， M P a ; 密封圈所承受 A 张紧液压缸内 径截面积， m m 2 o 原设计张紧液压缸 A 0 . 2 5 二 D 2 3 8 4 8 m m 2 新设计张紧液压缸 0 .2 5 二 D 2 5 0 2 7 m m 2 由此可得 缸径D 7 0 m m , 缸径 D 8 0刃 口 刃 口， 原设计张紧液压缸 F , 1 2 6 5 0 0 N , p 3 2 .8 7 M P a , F 2 7- 1 9 5 0 0 0 N , p 5 0 .6 8 M P a 新设计张紧液压缸 F , 1 5 8 3 0 0 N ,p 3 1 .4 9 M P a , F 2 7 2 3 4 6 0 0 N ,p 4 6 .6 7 M P a 由以上分析计算可以看出， 新设计的张紧装置 在以上分析的3 个方面都优于原设计， 并很好地满 足了 该机型的各种工况需求。 经过1 0 0 0 h 的工业性 试验及用户使用证明， 新设计不仅解决了 该机履带 卡滞、 跳齿现象， 而且各项性能指标尤其是使用寿命 有了很大的提高。 通信地址 山东临沂经济开发区临工工业园 装载机厂技术部 2 7 6 0 2 3 收稿日 期 2 0 0 7 - 0 8 - 2 4 一 5 一 万方数据