履带接地长度

《机械工程名词 第四分册》第一版。 2100433B

履带与地面的接触长度。

履带单位接地面积所承受的垂直荷载，称为履带接地比压。这是履带式工程机械的一个非常重要的技术参数，它直接决定机器的行驶通过性和工作稳定性，也是研究履带一地面附着力矩的先决条件。

对于具有两条履带的工程机械来说，当工作重力与垂直外载荷所构成的合力在水平地面上的投影同履带接地区段的几何中心相重合时，履带接地比压便呈均匀分布状态，称为平均比压，其表达式为：

当机器重心在水平地面上的投影与履带接地区段的几何中心相重合，且履带接地区段面积和地面都很光滑并近似于水平状态时，按上式计算的结果与实际情况非常接近。平均接地比压是履带机器的一个重要指标，在机器的使用说明书中一般都要注明。

设计履带式工程机械时，在总体布置上要尽量使垂直载荷对称并均匀地作用于履带接地区段上，这是保证履带机器具有良好的行驶通过性和工作稳定性的必要条件。

但是，平均接地比压并不代表机器的实际接地比压，因为机器重心在水平地面上的投影，一般不会恰好与履带接地区段的几何中心相重合。因此必须研究机器的最大接地比压和最小接地比压；最大接地比压才能反映机器的实际行驶通过性和工作稳定性。

假设履带行驶装置两条履带接地区段的几何中心为O点，通过该点引出相互垂直的纵向与横向中心线x和y。这样便形成一个直角坐标系(如图1所示)。在一般情况下，重心的投影总是落在该直角坐标系的某个象限内(图1表示在第一象限)。C为机器横向偏心距，e为机器纵向偏心距。

由于横向偏心距C的影响，机器重力与垂直外载荷所构成的合力，对两条履带的作用不是平均的。假设履带Ⅰ所承受的重力为

由此得两条履带所承受的不同载荷的计算式为：

式中：

根据式上两式可知，由于机器存在横向偏心距C的原因，距重心较近的履带Ⅰ所承受的载荷G，较大，因而机器的最大接地比压必然发生在履带I的下部；履带Ⅱ的接地比压分布形式与履带I相同，但相应的数值较小，当

当机器重心位于履带接地区段横向y轴上的点1时，即横向偏心距为C，纵向偏心距为零，则两条履带的接地比压都呈均匀分布状态，压力图为矩形(图1b)。

履带Ⅰ的平均接地比压为：

同理：

式中：

根据图2可以求出

综合上述得：

可得：

履带Ⅰ接地区段任意部位的接地比压式为：

多数挖掘机采用三筋履带板，少数采用平底履带板。设计三筋履带板时，首先求接地比压和履筋与地面间的啮合土容量，以保证必要的附着力；其次应使履带板有较高的抗弯强度和耐磨性。三筋履带板一般有两个清泥孔。当履带板绕驱动轮转动时，借助轮齿可自动清除链轨节上的淤泥，故清泥孔应位于将履带板固定于链轨节上的两螺钉孔之间。

在沼泽地或农田内使用的履带行走装置，为了保护地表面和降低转弯阻力，以采用加长履带和平底履带较为适宜 。为了保证履带链在任意位置时（包括接地、绕驱动轮和导向轮转动以及上部悬挂位置）相邻两履带板中间不致夹进石块和由此而引起过高的应力，要求履带板的节距调整得很准确，并应设计适当形状的搭接唇。搭接唇的作用是使履带板彼此靠紧，形成首尾相接的带状。履带板应按同一方向顺次装上。履带的节距愈小，则履带链运转在驱动轮、导向轮之间时的升幅也愈小。这样运转均匀度好，履带链的磨损低，行走时驱动效率高。但其最小的节距值应根据机重和履带链的排数来确定。安装履带板的两排链轨上的孔距一般应大一些，以便换装不同接地比压的履带板。沼泽地使用的行走装置，需要很宽的履带板和轨面，此种超宽履带板有时弯曲应力很高。如当挖掘机在混有残余树根的地面上工作时，由于机重大部分落到被树根支撑的某个履带板上，以致使这个履带板产生非常高的弯曲应力，从而影响了此履带板的寿命。为了防止履带板的损坏和弯曲，须提高断面系数和抗弯强度。提高断面系数，就得增加履筋的高度，但这样会明显的增加转弯阻力，影响挖掘机的机动性。因此，对宽度超过700毫米供沼泽地使用的行走装置宜用钢质轧制的空心履带板。沼泽地用的履带板的两端多数制成坡角，这样，便于保护地面表层，减少转弯阻力和下沉度，而且在硬地面行走时，支承力臂的缩短，能减少边缘承载的弯曲力矩。

履带板宽度超过800毫米的挖掘机，主要供沼泽地使用，一般场合不宜采用。采用加宽加长履带行走装置的挖掘机，特别适于管道工程。

常用的履带板按接地形状分，有单筋、三筋和平底三种，个别的也有采用三角履带板的。单筋履带板主要供推土机和拖拉机用，因为这类机械工作时要求履带板具有较高的牵引能力。但在挖掘机上则用得很少，仅在挖掘机上装有钻架或要求较大的水平推力时，才用这种履带板。由子转弯时需要较高的牵引力，故较高的履筋（即履刺）会挤走履筋间的土壤（或地皮），从而影响了挖掘机的机动性。

钢的履带板可分为：挖掘机用板、推土机用板，这两种是最常用的，以型钢为原材料。再有就是推土机所用的湿地板，俗称“三角板”，这是铸造板。又一种铸造板是履带式起重机上所用，此板的重量少则几十公斤，多的可达几百公斤。