支重轮：结构形式与工作原理、设计[谷风资料]

1、1、支重轮作用：支重轮用螺钉固定在轮架下面，用于支撑机械的质量，并将质量分布在履带板上。同时还依靠其滚轮凸缘夹持链轨不使履带横向滑脱（脱轨），保证机械沿履带方向运动具有较小的滚动阻力以及泥泞和水中作业时具有的寿命。支重轮按结构可分为单边支重轮和双边支重轮。采用滑动轴承和滚动轴承两类。支重轮缘都经过淬火，其硬度达355440 HB。在台车架中，特别是为提高刚度而装置隔板时，形成的一些空腔容易被泥土堵塞而阻碍支重轮转动；在浸泡的土壤上运行时，也容易堵塞支重轮。因此，有一些履带式推土机，在台车架外侧装有带加强筋的支重轮护板。结构布置：根据功率大小，履带推土机每侧有47个支重轮，功率小的取下限，功率大

2、的取上限。当履带接地长度一定时，增加支重轮个数，可使接地压强均匀，减少履辙深度金额滚动阻力，但增加个数后，势必减少直径，从而增大支重轮在履轨上滚动的阻力，综合考虑这两个因素，一般取支重轮直径Dz=（12.0）lt。各支重轮等距分布，轴间距lz=(1.72.0)lt,最后端的支重轮轴与驱动轮轴之间的距离lk=(2.32.6)lt，最前端的支重轮位置应保证张紧轮调整到最后极限位置而缓冲弹簧又压缩达最大值时不会发生干涉。驱动链轮齿顶与支重轮轮毂之间，应留有足够的间隙，以防积泥。2、支重轮的结构形式与工作原理 支重轮作为履带旋挖钻机的主要承载结构件，尤其是在大吨位履带旋挖钻机中，其设计和制造质量直接关

3、系着钻机的整机安全性。履带旋挖钻机工况复杂，在一些特殊吊载工况或起臂工况下仅有部分支重轮受力，因此支重轮的排布为中部疏两端密的形式，且为了满足履带旋挖钻机逐渐增加的重量，支重轮的个数及结构参数相应增加，支重轮安装在履带架底部，行走时与履带板上底面间形成滚动，其安装形式在小吨位中多采用开放式，在大吨位中采用封闭式结构，如图21 所示。 a)开放式 b)封川式 图21支重轮安装形式 3、 支重轮的设计3.1、支重轮的结构形式与工作原理 目前国内外履带工程机械支重轮结构形式有直轴式和凸肩轴式两种。根据设计要求，应选择结构简单，工艺性好、零件少，但承受轴向力稍差，用于挖掘机类型工况。 支重轮用来支重机

4、器重力，它是在履带链轨节或者履带导轨板上滚动的。因此，用它来夹持履带，防止履带横向滑移脱轨。并在转向时带动履带在地面上侧向滑动。支重轮有时会在泥水中工作，且承受较大的冲击载荷。因此，要求密封可靠，轮缘耐磨和滚动阻力小。 支重轮作为履带装载机的主要承载结构件，尤其是在中吨位履带装载机中，其设计和制造质量直接关系着装载机的整机安全性。履带装载机工况复杂，在一些特殊工况或起臂工况下仅有部分支重轮受力，因此支重轮的排布为中部疏两端密的形式，且为了满足履带装载机逐渐增加的重量，支重轮的个数及结构参数相应增加，支重轮安装在履带架底部，行走时与履带板上底面间形成滚动，其安装形式在小中吨位中多采用开放式，在大

5、吨位中采用封闭式结构，如图3.1 所示。本次设计的支重轮主要依照液压挖掘机支重轮，详见参照中华人民共和国工业行业标准液压挖掘机支重轮。 a)开放式 b)封川式 图43支重轮安装形式、3.2、 支重轮的结构设计1选择支重轮尺寸 履带式机械为了使接地压力均匀分布，支重轮数目最好等于履带支承段的履带板数。既支重轮间距履带节距，但支重轮太小了滚动阻力就增加。如支重轮数目为履带支承区段履带板数之半径，则将使支重轮下履带板的接地分布很不均匀。导致在松软地面下陷深度增加，运行阴力加大。因此，一般取通常，支重轮直径D与履带节距之比大致为，因此可选择支重轮的尺寸为： 以上数据根据工程机械底盘构造与设计表2-8-

6、7查取2支重轮整体布置支重轮用螺钉固定在轮架下面，用于支撑机械的质量，并将质量分布在履带板上。同时还依靠其滚轮凸缘夹持链轨不使履带横向滑脱（脱轨），保证机械沿履带方向运动具有较小的滚动阻力以及泥泞和水中作业时具有的寿命。支重轮按结构可分为单边支重轮和双边支重轮。采用滑动轴承和滚动轴承两类。支重轮缘都经过淬火，其硬度达355440 HB。在台车架中，特别是为提高刚度而装置隔板时，形成的一些空腔容易被泥土堵塞而阻碍支重轮转动；在浸泡的土壤上运行时，也容易堵塞支重轮。因此，有一些履带式推土机，在台车架外侧装有带加强筋的支重轮护板。支重轮用螺钉固定在轮架下面，用于支撑机械的质量，并将质量分布在履带板上

7、。同时还依靠其滚轮凸缘夹持链轨不使履带横向滑脱（脱轨），保证机械沿履带方向运动。最前端的支重轮位置应保证张紧轮调整到最后极限位置而缓冲弹簧又压缩达最大值时不会发生干涉。驱动链轮齿顶与支重轮轮毂之间，应留有足够的间隙，以防积泥支重轮按结构可分为单边支重轮和双边支重轮，采用滑动轴承和滚动轴类。支重轮缘都经过淬火，其硬度达355440 HB。在台车架中，特别是为提高刚度而装置隔板时，形成的一些空腔容易被泥土堵塞而阻碍支重轮转动；在浸泡的土壤上运行时，也容易堵塞支重轮。因此，有一些履带式推土机，在台车架外侧装有带加强筋的支重轮护板。支重轮主要由值轴、轮体、轴套、浮动油封座、螺塞、圈、浮动油封、环形圈、

8、销等组成，其具体结构与安装见图3-3。根据履带型号（B型），节距t=228.6mm参考JG/T59-1999YE液压挖掘机支重轮行业标准，其安装尺寸与技术要求参考该标准。图4-4 支重轮结构图 1支重轮轴座；2轮体；3螺钉；4垫圈；5轴套；6浮封胶圈；7浮动油封环；8支重轮轴；90型密封圈；注：14为专用件：59为标准件。3.3、支重轮受力计算单挑履带架支重轮受力求解模型：该受力下履带纵向偏心距即重心位置为：e=M/V其中，V为单个履带架受竖直方向的力；M为单个履带架受的弯矩。按带接地比压理论可知此时履带接地长度为：L=3(L/2-e)由此可推知此时受力支重轮个数N及接地比压为0位置，并假设在

9、该地长度内各受力支重轮受力大小Fi成线性比例分布。i=1NFi=V出公式： i=1NFiri=M其中ri为第i个支重轮到接地比压为0处的距离。已知 FiFt=rir1 ，则 F1=rirNFn FN1rNri=V即F1=rirNFn ,( 1iN) , 则 FN1rNri2=M求解式中可得个支重轮受力大小，其他各工况及受力分析同上。3.4、支重轮的强度验算 为了减少支重轮的磨损，支重轮与轨链节间的接触应力应在许用范围内。其值可按公式： 公式引自工程机械底盘学P292式中：履带装载机总重 支重轮轮面与轨链节的接触宽度 支重轮半径 支重轮总数 许用接触应力为所以： 支重轮接触应力满足要求。3.5、

10、支重轮轴的验算当履带装载机运行的过程中突然越过凸起的障碍物时，整机重量有可能有霉变一个支重轮承受，一个支重轮上的最大径向载荷是履带装载机整机重量一半，按照此最大径向载荷来验证轴的尺寸是否达到要求。对轴的受力进行简化：（图形中 直径 ）图4-5 轴的受力简图采用的弯曲许用应力： 弯曲强度符合要求。3.6、支重轮滑动轴承验算因为本设计的履带装载机是低转速，负荷大、冲击载荷大、支重轮轴承应采用滑动轴承。轴承的计算，应考虑经常载荷，而不考虑偶尔承受的最大载荷，支重轮上所受载荷各轮不相等。通常按压力中心移动后受力最大的一个计算（如 压力中心前移呈三角形分布）。计算时可不考虑偶尔承受的轴向力。滑支轴承以一

11、般方法计算。根据支重轮轴的尺寸和支重轮的尺寸来确定滑动轴承的尺寸为：根据机械零件设计手册表查得： 轴承主要尺寸 表支重轮轴承在一般情况下是平均受力，每个支承力为（如图图）在极限情况下（图），十四个支重轮总的受力为，但在极限情况下，有一个支重轮的受力是一般情况下的二倍，即为：，即支重轮轴承上的径向力为。图1支重轮轴承的验算，根据径向滑动轴承的计算。由机械设计公式得：轴承所受径向载荷： 式中：履带装载机的重量轴径转速： 式中：履带装载机最高速度 支重轮半径 1 压力的验算 式中：轴瓦材料的许用应力 由机械设计表与查取得 轴承宽度： 轴承直径：轴承平均压力达到要求。2值的验算式中：轴径圆周速度 轴承材料的许用值 由机械设计