推土机履带行走系统磨损机理及延寿维修策略

引言

推土机是基础设施建设、矿山开采和农田水利创建时，重型工程机械有着非常重要的作用，履带行走系统是关键部分，它要支撑机体的重量，传递驱动力和牵引力，而且具备转向操控和越过障碍的能力，常常处在复杂的工况环境里，比如被泥水浸泡，行驶在砂石路面上或者遭遇冲击载荷之类的情况，这都会影响到整个机械的表现情况。深入探究履带行走系统磨损机理，塑造科学的延寿与养护方案，这对于改善推土机经济性能和运行可靠度有着重大的工程实际价值，本项研究力求全面剖析履带组件关键部件的磨损状况及其影响要素，而且要搭建起包含设计，应用以及保养在内的全部生命阶段的综合寿命改良体系。

1. 履带行走系统磨损机理分析

1.1 磨料磨损

履带系统存在普遍且严重的磨料磨损情况，这是由于土壤颗粒，砂石以及尘埃之类的硬质颗粒充当磨料，通过嵌入，犁削和微切削手段对组件表面展开持续性破坏，销套和销轴形成的铰接副属于典型例子，因为其存在间隙结构，使得磨料易于嵌入，在张紧和松弛期间加重了销轴和销套之间的摩擦损耗，致使配合间隙逐渐变大，驱动轮齿，销轴，引导轮，支重轮以及托链轮轮缘与链轨节踏面之间产生高压滚动或者滑动接触的时候，表面磨料引发材料损耗，从而诱发轮齿尖锐化，链轨踏面减薄这类典型的失效形式。

1.2 疲劳磨损

履带行走系统处于地面冲击载荷和周期性啮合力之下，其重要部件表面承受交变应力而发生疲劳损伤，其中微动疲劳磨损主要出现在销轴及其配套销套之间，外界力量促使二者发生微量相对滑移，通过微动摩擦产生初始微裂纹，随后在应力循环中持续扩展到表面，致使材料剥落，接触疲劳磨损大多出现在支重轮，驱动轮等轮体与链轨接触之处，由于赫兹应力的反复作用，材料内部渐渐形成裂纹并延伸到表层，进而引发点蚀或者剥落坑，极大地缩减了系统的服役性能和使用寿命。

1.3 耦合磨损

实际工况条件下，上述各类磨损方式常常体现为多种磨损形式综合作用的现象，由此造成的损害后果远大于单一种类磨损叠加后的总和效应，“磨粒磨损 + 腐蚀”这一组合方式会让材料损耗大幅上升，而“磨粒磨损 + 疲劳”的相互影响会使表面出现裂纹扩张的速度加快，在此情况下导致了零件过早失灵并且大幅度缩减了整个履带系统投入使用的寿命期限，这些耦合磨损形式在工程领域中的研究意义以及现实应用方面都有着非常明显的理论价值和技术潜能可挖掘。

2. 延寿维修策略

2.1 设计选材与制造工艺层面

履带系统设计制造期间，材料改良是提升服役寿命的关键，可首选强度高又耐磨的合金钢（ 30MnB ，40CrNiMo），当作关键零部件（销轴，销套，轮体）的首选材质，积极应用真空渗碳，贝氏体等温淬火这类先进热处理手段，保证零件表层硬度达HRC55 以上，且具备良好的抗磨性能和中心韧性，进而明显改善其承受冲击负荷的能力。密封系统设计优化属于结构改良的重要环节，通过采用多唇式油封以及浮动密封技术，可以明显改善其防尘防水性能，从机械角度而言，能够切实防止磨粒和水分渗透到铰接副内部，履带板应加入自清洁功能，以削减泥沙粘附情况，免得造成堆积现象，借助激光熔覆，等离子喷涂耐磨合金涂层等表面改性手段，再配合渗硼或者氮化处理工艺，就能大幅度提升销轴及其相关零部件的抗磨损性能。

2.2 使用与维护层面

科学的操作规范是延长设备寿命的关键要素，要合理避开恶劣工况下的长时间超速运转，还要对急转弯、急加速及紧急制动这类高负荷工况严加控制，从而减轻行走系统所承受的动态冲击载荷及其非正常磨损的风险，定期开展润滑保养同样重要，按照技术手册中的规定，用专门的黄油嘴把指定型号的锂基润滑脂注入履带销套内，保证它具有良好的润滑性能并形成稳定的油膜，这样就能有效地隔绝磨粒作用并减少摩擦阻力，日常的检查与清洁工作也不能轻视，每次作业结束之后都要及时清除粘附的泥沙与石块，并仔细查看各个部件是否出现裂纹、异常磨损或者螺栓松动等情况，根据实际工况定期调整履带的张紧程度，软土层中可以适当地放松一些，硬质路面则要稍微收紧一点，让张紧度始终处于制造商推荐的理想区间之内，避免因为过于松弛而造成脱轨或者撞击损伤，也要防止因为过于紧绷而增大能耗并加重机械磨损。

2.3 状态监测与维修策略

预防性维护的关键是形成起科学的、系统的状态监测体系，其主要要素就是定时检测，精确校准，要使用高精度的量具，像卡尺，来对销套直径，链轨节高度这些关键参数展开准确的测量，还要依照履带伸长率，如果大于 3% ，就触发替换机制，以此来评判设备的运行情况，着重注意驱动轮齿的磨损程度及其变化走向，对于那些轻微磨损的履带链，可以采用“翻转”的办法，把原来的承重面变成新的承重面，从而改善资源分配，至于支重轮和托链轮，则能够凭借定时交换安装位置的办法，做到各个部件磨损均衡，当某一侧履带链的伸长率超标或者许多轮体出现了明显的磨损迹象的时候，就要及时把整条履带和相关部件替换掉，这样才能保证啮合精度，防止出现局部过度损耗的情况，对于拆卸下来的废旧零部件，可以利用再制造技术，比如更换销套，修理轮体之类的手段，来延长它们的使用寿命，进而削减运维成本。

2.4 智能运维与全生命周期管理策略

物联网和大数据技术的发展推动了推土机履带系统延寿策略向智能化方向转变，部署传感器来即时检测履带张紧度，振动频率以及温度等关键参数，而且还要联系过往的运行数据创建磨损预估模型，以此做到故障提前预警并执行精确的维护决策，塑造起履带全生命周期经营体系，针对各个重要部件的服役时长，工作负荷以及维修记录展开数字化追踪，从而合理规划更换和修理计划，依靠这种智能化的经营方案和细致的经营办法，不但可以明显改善零部件的性能利用率，缩减突发故障出现的几率，而且还能改良库存管理和资源调配的效率，最后达成控制成本和提高设备可靠性的目的。

结束语

推土机履带行走系统磨损特征属于一种多因素相互交织的现象，包含磨粒磨损、疲劳破坏、腐蚀破坏等交互影响的情况，这会对整个设备的运行可靠性和经济性造成明显影响，此次研究针对这些磨损机制展开详细探究，并从设计选材、加工制造工艺、实际应用及维护保养、状态监测和智能化管理等很多层面入手，形成了一整套综合型服役期间延长维修方案，给工程机械的可靠运行以及智能化管理给予关键支撑，此项成果对于带动行业技术革新和高质量发展有着非常关键的战略价值。

参考文献

[1] 王宏伟，刘军，李军 . 工程机械履带行走系磨损机理与延寿技术研究进展 [J]. 摩擦学学报，2020,40(4):505520.

[2] 张海涛，赵静一，郭锐 . 基于当量磨损的履带推土机行走系统寿命预测 [J]. 吉林大学学报 ( 工学院 )，2019,49(2):456463.