一臺(tái)正在武漢進(jìn)行盾構(gòu)施工的 Q U Y 100 履帶起重機(jī)行走系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在直行狀態(tài)行駛正常，行走轉(zhuǎn)向時(shí)出現(xiàn)超出系統(tǒng)溢流閥設(shè)定壓力，此時(shí)系統(tǒng)壓力達(dá)到 32M Pa，溢流閥溢流。將泄油口拆卸，泄油流量甚微，將出油口拆卸，出油口流量甚微，將制動(dòng)器強(qiáng)制開啟，依然無法正常轉(zhuǎn)向。根據(jù)實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)及相關(guān)元件技術(shù)參數(shù)，從理論上對(duì)此故障進(jìn)行分析，并進(jìn)一步給出故障解決方案。

2 技術(shù)參數(shù)

整機(jī)重量 116t，主臂長(zhǎng)度 30m ，行走馬達(dá)采用林德 165m l/r排量的馬達(dá)，在 25M Pa 系統(tǒng)壓力時(shí)理論上提供 657N m 的扭矩；行走減速機(jī)采用邦飛利 180000N m 減速機(jī)，傳動(dòng)比 265；驅(qū)動(dòng)輪直徑 834m m ，12 齒。任選 8 塊履帶板對(duì)節(jié)距進(jìn)行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)如下：

表 1 履帶板節(jié)距實(shí)測(cè)值

3 參數(shù)分析

3.1 幾何尺寸計(jì)算

（1） 通過驅(qū)動(dòng)輪尺寸計(jì)算的履帶板節(jié)距理論值：

( 8342+ 50)×tag(36012×2)×2= 250.26(m m )

實(shí)測(cè)履帶板節(jié)距為 254.6m m ＞250.26m m

（2） 分度元直徑計(jì)算：根據(jù)驅(qū)動(dòng)輪尺寸計(jì)算值為：

250.26×12π= 955.92(m m )

根據(jù)履帶板實(shí)際節(jié)距計(jì)算值為：

254.6×12π= 972.5(m m )

（3） 實(shí)際情況：

現(xiàn)場(chǎng)考察實(shí)際履帶板和驅(qū)動(dòng)輪出現(xiàn)啃齒現(xiàn)象，如圖 1 所示

圖 1 履帶板和驅(qū)動(dòng)輪啃齒情況圖分析啃齒情況，見圖 2。

出現(xiàn)啃齒后實(shí)際分度元直徑為：509.48×2= 1018.96(m m )3.2 行走阻力計(jì)算

（1） 地面對(duì)履帶的運(yùn)行阻力 F _zoutu ：

F _zoutu = w _zoutu ×G = 0.05×116×9.8= 56.84(kN )

式 中 ，w _zoutu —運(yùn) 行 比 阻 力 系 數(shù) ， 對(duì) 于 堅(jiān) 實(shí) 路 面 ，取w _zoutu = 0.05；

G —整車自重，G = 116t。

（2） 慣性阻力

F _zoug =1.5G ×v zout q=1.5×116×1.1×10 63600×8×10 3= 6.65(kN )

式中，v _zou —行走速度，v _zou = 1.1km /h；

t q —起動(dòng)時(shí)間，取 t q = 8s。

（3） 坡阻力 F zoug

F _zoug = G ×9.8×sinθ po = 116×9.8×sin(17°)= 332.4（kN）

式中，θ po —行走坡度，θ po = 17°。

（4）內(nèi)阻力 F _zounei

F _zounei = w _zounei ×G ×9.8= 0.07×116×9.8= 79.58(kN )

式中，w _zounei —內(nèi)阻力系數(shù)，取 w _zounei = 0.07。

（5） 原地轉(zhuǎn)彎阻力 F w an

F _{w an} =14×μG L lvr×ε=14×0.75×116×9.8×6.763.08×1.3= 608.17(kN )

式中，μ—垂直載荷和摩擦阻力的比例系數(shù)，對(duì)于堅(jiān)實(shí)的混凝土路面，取 0.65；

L _lv —履帶接地長(zhǎng)度，L _lv = 6.76m ；

r—轉(zhuǎn)彎半徑，r= 0.5B _lv = 0.5×6.16= 3.08m ；

B _lv —軌距，B _lv = 6.16m ；

ε—偏心系數(shù)，ε= 1.3。

（6） 單邊空載平道行駛 F zou1

F _zou1 =F _zlutu + F _zoug + F _zounei2=56.84+ 6.65+ 79.582= 71.54(kN )

（7） 單邊空載爬坡行駛 F _zou2

F _zou2 =F _zlutu cosθ po + F _zoug + F _zoup + F _zounei2

=56.84×cos(17°)+ 6.65+ 332.4+ 79.582= 236.49(kN )

單邊空載原地轉(zhuǎn)彎 F _zou3

F _zou3 =F _zlutu + F _zounei + _{F w an}2=56.84+ 79.58+ 608.172= 372.29(kN)

3.3 系統(tǒng)壓力計(jì)算

當(dāng)履帶板未磨損增長(zhǎng)的情況下，分度元直徑為 955.92m m ，此時(shí)在空載原地轉(zhuǎn)彎時(shí)減速機(jī)輸出軸扭矩為：32.29×955.922= 177940(N m )

減速機(jī)輸入軸扭矩為：1779400.9×265= 746(N m )

根據(jù)林德馬達(dá)提供的參數(shù) 25M Pa 系統(tǒng)壓力時(shí)理論上提供657N m 的扭矩，并考慮 0.92 機(jī)械效率和容積效率，此時(shí)馬達(dá)所產(chǎn)生的壓差為：746657×250.92= 30.86(M Pa)

考慮系統(tǒng)背壓為 0.5M Pa，進(jìn)油口系統(tǒng)壓力為：30.86+ 0.5= 31.36(M Pa)

當(dāng)履帶板磨損到當(dāng)前情況下，履帶板與驅(qū)動(dòng)輪之間的嚙合產(chǎn)生啃齒現(xiàn)象，分度元直徑增加到 1018.96m m ，在空載原地轉(zhuǎn)彎時(shí)減速機(jī)輸出軸扭矩為：372.29×1018.962= 189674(N m )> 180000N m減速機(jī)輸入軸扭矩為：7896740.9×265= 795(N m )根據(jù)林德馬達(dá)提供的參數(shù)25M Pa 系統(tǒng)壓力時(shí)理論上提供657N m 的扭矩，并考慮 0.92 的機(jī)械效率和容積效率，此時(shí)馬達(dá)所產(chǎn)生的壓差為：795657×250.92= 32.88(M Pa)考慮系統(tǒng)背壓為 0.5M Pa，進(jìn)油口系統(tǒng)壓力為：32.88+ 0.5= 33.38(M Pa)> 32M Pa此時(shí)出現(xiàn)系統(tǒng)溢流閥溢流現(xiàn)象，并且行走機(jī)構(gòu)無法驅(qū)動(dòng)起重機(jī)完成轉(zhuǎn)向。

3.4 分析結(jié)論

（1） 當(dāng)前行走機(jī)構(gòu)達(dá)到使用疲勞壽命；

（2）行走減速機(jī)目前已經(jīng)超出許用扭矩，因液壓系統(tǒng)的管路、

接頭等許用壓力為 31.5M Pa，不能繼續(xù)提升系統(tǒng)溢流閥壓力；

（3） 需更換行走機(jī)構(gòu)的主要零部件，可以實(shí)現(xiàn)起重機(jī)的正

常行走轉(zhuǎn)向功能。

4 解決方案

對(duì)相關(guān)元件進(jìn)行更換：林德 165 排量變量馬達(dá)更換為上海電氣 A 2FM 180 定量馬達(dá)，當(dāng)量扭矩為 2.86N m /bar；將原Φ840m m 直徑驅(qū)動(dòng)輪調(diào)整為 Φ860m m 驅(qū)動(dòng)輪。調(diào)整后經(jīng)過計(jì)算在最大行走阻力狀態(tài)下進(jìn)油口系統(tǒng)壓力為：29.65M Pa，行走馬達(dá)壓力小于系統(tǒng)溢流壓力，滿足使用要求。若希望提升行走機(jī)構(gòu)的疲勞壽命，需要重新對(duì)行走機(jī)構(gòu)的履帶板、驅(qū)動(dòng)輪和減速機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)匹配。