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　　履帶式行走機構(gòu)相對輪式結(jié)構(gòu)具有牽引力大、接地比壓低、爬坡能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小、結(jié)構(gòu)簡單、安裝拆卸方便、能夠適應(yīng)井下惡劣的使用環(huán)境，所以掘進機目前普遍采用履帶式行走機構(gòu)，實現(xiàn)整機的前進、后退、轉(zhuǎn)彎和爬坡等工作需要，因此提高行走機構(gòu)的可靠性對掘進機自身有著重要的意義。

 

 

　　行走機構(gòu)主要包括驅(qū)動裝置、履帶架、漲緊裝置、支重輪、履帶鏈等。工作原理是液壓馬達的高速旋轉(zhuǎn)通過減速機得到低轉(zhuǎn)速大扭矩，驅(qū)動輪固定在減速器上，與履帶的不斷嚙合對履帶相應(yīng)地產(chǎn)生一附加漲緊力，從而引起地面相應(yīng)的給履帶一個向前的反作用力，當該反作用力足以克服行走阻力的時候，就實現(xiàn)了掘進機的前進、后退和轉(zhuǎn)彎等運動。

 

 

　　2.1履帶接地比壓

 

　　2.1.1公稱接地比壓。履帶單位接地面積所承受的垂直載荷，稱為履帶接地比壓，即掘進機處于非工作狀態(tài)下的接地比壓，則：P=G/2bL，式中：G：機器總重量；b：履帶板寬度；L：履帶接地區(qū)段長度。

 

　　2.1.2最大接地比壓。公稱接地比壓實際上并不能代表掘進機的實際接地比壓，因為掘進機在布置和工作過程中重心在底板的投影不會恰好與履帶接地區(qū)段的幾何中心相重合，因此最大接地比壓才能反映出掘進機的實際行駛通過性和工作的穩(wěn)定性。假設(shè)履帶形式裝置兩條履帶接地區(qū)段的幾何中心為O點，通過該點引出相互垂直的縱向與橫向中心線x和y，形成一個直角坐標系，如圖1所示。在一般情況下，重心的投影總是落在該直角坐標系的某個象限內(nèi)。由于橫向偏心矩c的影響，掘進機的重量與垂直外載荷所構(gòu)成的合力，對兩條履帶的作用是不平均的。假設(shè)履帶Ⅰ所承受的重力為G1，履帶Ⅱ所承受的重力為G2所以：

 

　　G1+G2=G

 

　　由此可得出兩條履帶所承受的不同載荷為：

 

　　式中：B-履帶軌距寬度；C-橫向偏心矩；E-縱向偏心矩。履帶的平均接地比壓分別為：P1=G1/bL，P2=G2/bL，代入得：

 

　　當掘進機的重心在履帶裝置幾何中心前后變化時，履帶的最大和最小接地比壓分別為：

 

　　式中：W-抗彎截面系數(shù)，W=Iy/Xmax，Iy=bL3/12；Iy-對y軸的慣性矩，Xmax=L/2。代入得：

 

　　同理可得：

 

　　當掘進機中心在履帶裝置幾何中心在e=0～L/6范圍變化時，其接地比壓為梯形，所以當e=L/6時可得履帶在此接地區(qū)段的最大和最小接地比壓為Pmax=2P，Pmin=0。

 

　　所以當掘進機的縱向偏心矩e>L/6時，則履帶接地區(qū)段只有部分接地段承受壓力，最大接地比壓必然大幅增加。因此，在設(shè)計階段掘進機的重心應(yīng)布置在履帶接地區(qū)段幾何中心前方L/6范圍內(nèi)，保證兩條履帶接地區(qū)段沿全部長度均不同程度地承受載荷。

 

 

　　履帶式行走機構(gòu)的行走阻力包括內(nèi)部阻力和外部阻力。內(nèi)部阻力為履帶板與銷軸之間的摩擦力、驅(qū)動輪和履帶嚙合時產(chǎn)生的摩擦力、漲緊輪和支重輪與各自的軸承和密封之間產(chǎn)生的摩擦力等。履帶的外部阻力為底板煤巖在履帶行走過程中受到擠壓而產(chǎn)生的變形阻力，這也是掘進機行走阻力的主要部分。

 

　　單邊履帶的行走阻力：Fr=（f1+f2）G。式中：f1-內(nèi)部摩擦阻力系數(shù)；Fr-外部摩擦阻力系數(shù)，f1+f2=0.1；G-掘進機重量。

 

 

　　掘進機在轉(zhuǎn)彎時的轉(zhuǎn)向阻力要遠大于其行走阻力，一般在轉(zhuǎn)向時可以對一邊的履帶制動，另一邊的履帶驅(qū)動來實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎；也可以是兩邊的履帶同時驅(qū)動，但方向相反實現(xiàn)快速轉(zhuǎn)彎。轉(zhuǎn)向阻力：

 

　　式中：Mr-轉(zhuǎn)向阻力矩；B-履帶中心距；L-履帶接地長度；f3-轉(zhuǎn)向阻力系數(shù)；e-縱向偏心矩。

 

 

　　掘進機在行駛過程中，依靠驅(qū)動輪卷繞履帶時地面對履帶接地段產(chǎn)生的反作用力推動車輛前進，該反作用力稱為掘進機的牽引力，F(xiàn)=Fr+F1，在發(fā)生打滑現(xiàn)象之前的極限狀態(tài)下所產(chǎn)生的最大牽引力Fmax為附著力。單邊履帶機構(gòu)的牽引力必須大于或等于各阻力之和，但應(yīng)小于或等于單邊履帶與地面之間的附著力的要求，即2F<2F驅(qū)Fmax=Gψ單側(cè)馬達提供的驅(qū)動力：F驅(qū)=2M/dr

 

　　式中：ψ-附著系數(shù)；dr-驅(qū)動輪節(jié)圓直徑；M-液壓馬達提供的驅(qū)動力矩。

 

 

　　本文對履帶行走機構(gòu)的受力進行了分析，有助于相關(guān)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的確定，更加合理有效地對行走機構(gòu)進行設(shè)計和改進提供參考，對其性能和可靠性的改善和提高具有一定的意義。