履帶接地長度

《機械工程名詞 第四分冊》第一版。 2100433B

履帶與地面的接觸長度。

履帶單位接地面積所承受的垂直荷載，稱為履帶接地比壓。這是履帶式工程機械的一個非常重要的技術(shù)參數(shù)，它直接決定機器的行駛通過性和工作穩(wěn)定性，也是研究履帶一地面附著力矩的先決條件。

對于具有兩條履帶的工程機械來說，當工作重力與垂直外載荷所構(gòu)成的合力在水平地面上的投影同履帶接地區(qū)段的幾何中心相重合時，履帶接地比壓便呈均勻分布狀態(tài)，稱為平均比壓，其表達式為：

當機器重心在水平地面上的投影與履帶接地區(qū)段的幾何中心相重合，且履帶接地區(qū)段面積和地面都很光滑并近似于水平狀態(tài)時，按上式計算的結(jié)果與實際情況非常接近。平均接地比壓是履帶機器的一個重要指標，在機器的使用說明書中一般都要注明。

設(shè)計履帶式工程機械時，在總體布置上要盡量使垂直載荷對稱并均勻地作用于履帶接地區(qū)段上，這是保證履帶機器具有良好的行駛通過性和工作穩(wěn)定性的必要條件。

但是，平均接地比壓并不代表機器的實際接地比壓，因為機器重心在水平地面上的投影，一般不會恰好與履帶接地區(qū)段的幾何中心相重合。因此必須研究機器的最大接地比壓和最小接地比壓；最大接地比壓才能反映機器的實際行駛通過性和工作穩(wěn)定性。

假設(shè)履帶行駛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。這樣便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)(圖1表示在第一象限)。C為機器橫向偏心距，e為機器縱向偏心距。

由于橫向偏心距C的影響，機器重力與垂直外載荷所構(gòu)成的合力，對兩條履帶的作用不是平均的。假設(shè)履帶Ⅰ所承受的重力為

由此得兩條履帶所承受的不同載荷的計算式為：

式中：

根據(jù)式上兩式可知，由于機器存在橫向偏心距C的原因，距重心較近的履帶Ⅰ所承受的載荷G，較大，因而機器的最大接地比壓必然發(fā)生在履帶I的下部；履帶Ⅱ的接地比壓分布形式與履帶I相同，但相應的數(shù)值較小，當

當機器重心位于履帶接地區(qū)段橫向y軸上的點1時，即橫向偏心距為C，縱向偏心距為零，則兩條履帶的接地比壓都呈均勻分布狀態(tài)，壓力圖為矩形(圖1b)。

履帶Ⅰ的平均接地比壓為：

同理：

式中：

根據(jù)圖2可以求出

綜合上述得：

可得：

履帶Ⅰ接地區(qū)段任意部位的接地比壓式為：

多數(shù)挖掘機采用三筋履帶板，少數(shù)采用平底履帶板。設(shè)計三筋履帶板時，首先求接地比壓和履筋與地面間的嚙合土容量，以保證必要的附著力；其次應使履帶板有較高的抗彎強度和耐磨性。三筋履帶板一般有兩個清泥孔。當履帶板繞驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動時，借助輪齒可自動清除鏈軌節(jié)上的淤泥，故清泥孔應位于將履帶板固定于鏈軌節(jié)上的兩螺釘孔之間。

在沼澤地或農(nóng)田內(nèi)使用的履帶行走裝置，為了保護地表面和降低轉(zhuǎn)彎阻力，以采用加長履帶和平底履帶較為適宜 。為了保證履帶鏈在任意位置時（包括接地、繞驅(qū)動輪和導向輪轉(zhuǎn)動以及上部懸掛位置）相鄰兩履帶板中間不致夾進石塊和由此而引起過高的應力，要求履帶板的節(jié)距調(diào)整得很準確，并應設(shè)計適當形狀的搭接唇。搭接唇的作用是使履帶板彼此靠緊，形成首尾相接的帶狀。履帶板應按同一方向順次裝上。履帶的節(jié)距愈小，則履帶鏈運轉(zhuǎn)在驅(qū)動輪、導向輪之間時的升幅也愈小。這樣運轉(zhuǎn)均勻度好，履帶鏈的磨損低，行走時驅(qū)動效率高。但其最小的節(jié)距值應根據(jù)機重和履帶鏈的排數(shù)來確定。安裝履帶板的兩排鏈軌上的孔距一般應大一些，以便換裝不同接地比壓的履帶板。沼澤地使用的行走裝置，需要很寬的履帶板和軌面，此種超寬履帶板有時彎曲應力很高。如當挖掘機在混有殘余樹根的地面上工作時，由于機重大部分落到被樹根支撐的某個履帶板上，以致使這個履帶板產(chǎn)生非常高的彎曲應力，從而影響了此履帶板的壽命。為了防止履帶板的損壞和彎曲，須提高斷面系數(shù)和抗彎強度。提高斷面系數(shù)，就得增加履筋的高度，但這樣會明顯的增加轉(zhuǎn)彎阻力，影響挖掘機的機動性。因此，對寬度超過700毫米供沼澤地使用的行走裝置宜用鋼質(zhì)軋制的空心履帶板。沼澤地用的履帶板的兩端多數(shù)制成坡角，這樣，便于保護地面表層，減少轉(zhuǎn)彎阻力和下沉度，而且在硬地面行走時，支承力臂的縮短，能減少邊緣承載的彎曲力矩。

履帶板寬度超過800毫米的挖掘機，主要供沼澤地使用，一般場合不宜采用。采用加寬加長履帶行走裝置的挖掘機，特別適于管道工程。

常用的履帶板按接地形狀分，有單筋、三筋和平底三種，個別的也有采用三角履帶板的。單筋履帶板主要供推土機和拖拉機用，因為這類機械工作時要求履帶板具有較高的牽引能力。但在挖掘機上則用得很少，僅在挖掘機上裝有鉆架或要求較大的水平推力時，才用這種履帶板。由子轉(zhuǎn)彎時需要較高的牽引力，故較高的履筋（即履刺）會擠走履筋間的土壤（或地皮），從而影響了挖掘機的機動性。

鋼的履帶板可分為：挖掘機用板、推土機用板，這兩種是最常用的，以型鋼為原材料。再有就是推土機所用的濕地板，俗稱“三角板”，這是鑄造板。又一種鑄造板是履帶式起重機上所用，此板的重量少則幾十公斤，多的可達幾百公斤。