ZLG22型折塔式螺桿樁機(jī)履帶行走裝置的設(shè)計(jì)

郭海艷/GUO Hai-yan

（東北煤田地質(zhì)局沈陽(yáng)鉆探機(jī)械研制中心，遼寧 沈陽(yáng) 110122）

近年來(lái)，隨著樁基工程的不斷增加，履帶式行走樁機(jī)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。履帶行走裝置是整臺(tái)設(shè)備的支承底座，用來(lái)支承樁機(jī)的所有結(jié)構(gòu)，承受工作裝置工作過(guò)程中所產(chǎn)生的力，并可以短距離轉(zhuǎn)場(chǎng)行走。其優(yōu)點(diǎn)是：牽引力大、接地比壓小、穩(wěn)定性好、越野性能好、爬坡能力強(qiáng)、機(jī)動(dòng)靈活以及場(chǎng)地適應(yīng)能力強(qiáng)，而步履式行走樁機(jī)移位速度慢，施工效率低，逐漸被淘汰。針對(duì)上述情況和大量的市場(chǎng)調(diào)研，我中心研制開(kāi)發(fā)了ZLG22型折塔式履帶螺桿樁機(jī)，它主要用來(lái)施工螺桿樁、SDS樁和大孔徑硬巖樁等基礎(chǔ)樁。

1 履帶行走裝置的結(jié)構(gòu)組成及工作原理

如圖1所示，履帶行走裝置主要由電機(jī)、行走減速器、驅(qū)動(dòng)輪、托鏈輪、支重輪、引導(dǎo)輪、履帶、伸縮油缸、漲緊裝置、左右履帶支架、回轉(zhuǎn)架體等組成。其中驅(qū)動(dòng)輪的主要作用是將行走減速器的動(dòng)力傳給履帶，帶動(dòng)履帶行走；支重輪主要承受鉆機(jī)的重力以及工作裝置對(duì)鉆機(jī)產(chǎn)生的外力，行走時(shí)還要承受由于路面不平而產(chǎn)生的沖擊；引導(dǎo)輪的作用是在行走時(shí)引導(dǎo)履帶正確繞轉(zhuǎn)，防止履帶跑偏和脫軌；托鏈輪主要用于托起上部履帶，防止履帶過(guò)度下垂；限位座的作用是防止履帶鏈軌脫離支重輪承重槽。當(dāng)運(yùn)行一段時(shí)間后，履帶由于磨損而伸長(zhǎng)時(shí)，可由漲緊裝置調(diào)節(jié)其松緊度。如調(diào)整后仍然較松，可拆掉一節(jié)履帶再調(diào)整。兩側(cè)履帶展寬通過(guò)油缸的伸縮來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，工作時(shí)將履帶向外伸出，增大支撐面。運(yùn)輸時(shí)，將履帶收攏，整體運(yùn)輸，無(wú)需拆卸。

圖1 ZLG22型折塔式螺桿樁機(jī)履帶行走裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2 主要技術(shù)參數(shù)的選擇

1）參照履帶式起重機(jī)選擇行走減速器型號(hào)為CJ700XA，輸出扭矩為7tm，速比為425.6。

2）履帶樁機(jī)行走速度一般為4～6m/min，根據(jù)行走減速器參數(shù)和行走速度要求選擇行走電機(jī)型號(hào)為YEJ180L－8，額定功率為11kW，額定轉(zhuǎn)速為730r/min。

3）履帶的選型參照挖掘機(jī)履帶，再根據(jù)該樁機(jī)的實(shí)際使用情況，選擇履帶板寬為0.8m，接地長(zhǎng)度為5m。履帶節(jié)距選型比照挖掘機(jī)，選擇履帶型號(hào)為W203ME。

4）根據(jù)履帶型號(hào)和行走速度選擇驅(qū)動(dòng)輪節(jié)距為203.2mm，齒數(shù)為23。

5）根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算得出履帶行走速度為4.06m/min，滿(mǎn)足上述速度范圍的要求；履帶平均接地比壓0.12MPa；最大牽引力F=325342N。

6）根據(jù)樁機(jī)的總體結(jié)構(gòu)要求選擇履帶伸縮油缸：缸徑為?110mm，桿徑為?70mm，行程為1360mm，壓力為25MPa。

3 履帶行走裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

3.1 履帶部分

采用組合式履帶，主要由鏈軌、履帶板、銷(xiāo)子和襯套等組成。鏈軌和履帶用螺栓連接。其特點(diǎn)是使用壽命高，履帶節(jié)距小，繞轉(zhuǎn)性好，不會(huì)因履帶板損壞、襯套開(kāi)裂或連接螺栓剪斷而中止行走。此外，組合式履帶通用化程度高，制造成本低，維修方便，維修成本低。采用三筋履帶板，由于筋多使履帶板的剛度和強(qiáng)度提高，承重能力大，不易打滑，牽引附著性能好。履帶板之間用銷(xiāo)子連接，拆裝方便。

3.2 履帶伸縮裝置

隨著工程技術(shù)的發(fā)展，工程作業(yè)對(duì)工程機(jī)械提出了進(jìn)一步的要求，比如要求施工過(guò)程中底盤(pán)的寬度能夠增加，以提供更大的支撐跨距，進(jìn)而增加其穩(wěn)定性。但單純?cè)黾訉挾纫馕吨龃笃涑叽绾唾|(zhì)量，尺寸和質(zhì)量的增加會(huì)對(duì)工程機(jī)械運(yùn)輸?shù)耐ㄟ^(guò)性帶來(lái)很大的影響，而且兩側(cè)履帶與回轉(zhuǎn)架體多是法蘭連接，展寬不易調(diào)節(jié)，運(yùn)輸時(shí)履帶需要拆掉，操作不便，施工效率低。同時(shí)增大了工程機(jī)械轉(zhuǎn)場(chǎng)及運(yùn)輸?shù)睦щy，降低了靈活性，難以滿(mǎn)足現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展的需要。

為了解決上述矛盾，我中心研制了單油缸伸縮式履帶底盤(pán)。左、右履帶支架上分別焊有兩個(gè)支臂，回轉(zhuǎn)架體上有與四支臂位置對(duì)應(yīng)的方孔套筒，套筒底平面外邊緣均鑲有耐磨尼龍板，作用減少支臂的磨損。

該履帶伸縮可實(shí)現(xiàn)兩種狀態(tài)，即工作狀態(tài)和運(yùn)輸狀態(tài)。在進(jìn)行施工作業(yè)時(shí)，兩側(cè)履帶支架分別向外伸出,使其寬度增加，為設(shè)備提供較大的跨距,進(jìn)而增強(qiáng)其穩(wěn)定性；在運(yùn)輸轉(zhuǎn)場(chǎng)時(shí)，兩側(cè)履帶支架收攏，使其寬度減小，進(jìn)而使設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)運(yùn)輸更加方便并大大提高其通過(guò)性。

工作時(shí)，先將4個(gè)液壓支腿油缸伸出，使兩側(cè)履帶升起，大約離地0.5m。拆下右履帶支架與回轉(zhuǎn)架體相連的拉板銷(xiāo)，將履帶伸縮油缸伸出至拉板銷(xiāo)孔與回轉(zhuǎn)架體的拉板座孔對(duì)正，穿上拉板銷(xiāo)，用開(kāi)口銷(xiāo)固定好；同樣拆下左履帶支架與回轉(zhuǎn)架體相連的拉板銷(xiāo)，將履帶伸縮油缸伸出至拉板銷(xiāo)孔與回轉(zhuǎn)架體拉板座孔對(duì)正，穿上拉板銷(xiāo)，用開(kāi)口銷(xiāo)固定好。通過(guò)以上兩個(gè)過(guò)程的操作，使履帶的展寬達(dá)到4.6m，然后將4個(gè)支腿油缸縮回，使兩側(cè)履帶與4個(gè)支腿同時(shí)可靠著地，這時(shí)樁機(jī)可進(jìn)行正常工作。

運(yùn)輸時(shí)，履帶展寬的調(diào)節(jié)與上述工作時(shí)展寬調(diào)節(jié)過(guò)程正好相反，油缸縮回，履帶展寬調(diào)節(jié)為3.3m，滿(mǎn)足運(yùn)輸條件。

該結(jié)構(gòu)的突出特點(diǎn)是：①與雙油缸伸縮相比，單油缸伸縮，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，省去一個(gè)油缸和一套液壓管路及閥，降低了成本。而且機(jī)動(dòng)性好，維修簡(jiǎn)單；②工作時(shí)履帶展寬大，增大支承面，減小接地比壓，提高樁機(jī)作業(yè)的穩(wěn)定性，而且在實(shí)際工作中鉆機(jī)行走平穩(wěn)，作業(yè)安全；當(dāng)施工作業(yè)趕在雨季，工作地面較軟，液壓支腿支不起來(lái)樁機(jī)，若是步履式樁機(jī)是沒(méi)有辦法行走的，但該履帶樁機(jī)的履帶寬0.8m，長(zhǎng)5.5m，與地面接觸面積大，就能正常行走工作；運(yùn)輸時(shí)將履帶收攏，減小運(yùn)輸尺寸，而且操作方便，省時(shí)省力省費(fèi)用，提高了施工效率。

3.3 履帶行走裝置

采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，相對(duì)其它驅(qū)動(dòng)不僅降低了制造成本和使用成本，而且故障率也低，操作方便，動(dòng)作靈活。同時(shí)克服了冬季用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)履帶時(shí)普通液壓油凝固，造成油管堵塞，引起剎車(chē)失靈的問(wèn)題。

3.4 履帶漲緊裝置

以往履帶的漲緊采用絲杠調(diào)節(jié)，由于履帶鉆機(jī)工作條件一般較惡劣（如沼澤地、泥濘地等），若不加防護(hù)，其履帶漲緊絲杠很容易銹死而無(wú)法調(diào)節(jié)，而且維修不方便，影響進(jìn)度。該鉆機(jī)履帶漲緊機(jī)構(gòu)采用漲緊油缸調(diào)節(jié)，漲緊裝置借助黃油槍將黃油壓入缸體內(nèi)，使缸體一端的活塞頂壓移動(dòng)引導(dǎo)輪，套裝在缸體外的壓縮彈簧，使履帶獲得一定的預(yù)張緊力，當(dāng)履帶在運(yùn)行中遇到?jīng)_擊時(shí)，沖擊力的變化使彈簧不斷地伸或縮，從而起到緩沖的作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

大量實(shí)際施工證明，該樁機(jī)履帶行走裝置采用電動(dòng)控制，伸縮采用液壓控制，便于拆裝搬運(yùn)。突出特點(diǎn)：展寬的變化是通過(guò)一個(gè)伸縮油缸來(lái)實(shí)現(xiàn)左右履帶支架之間寬度的改變，簡(jiǎn)化了作業(yè)狀態(tài)與轉(zhuǎn)場(chǎng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過(guò)程和操作過(guò)程，提高可伸縮式履帶底盤(pán)操作性能；同時(shí)，保證施工狀態(tài)下可伸縮履帶底盤(pán)的剛度和強(qiáng)度，提高了整機(jī)的穩(wěn)定性和安全可靠性。