履带式湿地推土机行走系统仿真研究

【摘要】履带式推土机具有附着力大、通过性好、接地比压小等优点，广泛应用在国家基础设施建设和农田水利等场合，是一种非常典型的土方机械机种。履带式湿地推土机的最大特点是接地压力小，实际上它是低比压推土机中一个特殊的机种，低比压推土机又是普通推土机的一种变型。它们有着许多共同的结构，又由于工况不同而具有许多特殊的结构。履带式湿地推土机的机身较宽，采用三角形宽履带板的行走系统是区别于普通型履带推土机的关键。行走机构要承担整车的重量，同时要缓冲在行驶作业过程中地面对推土机整车的冲击，因此行走系统是整机中发生故障最频繁的系统之一。由于履带行走系统自身结构复杂且重量庞大，所以行走系统的维修费用占整机维修费用的大约50%。湿地推土机在松软土壤环境中工作时，行走机构与土壤的作用更加复杂，因此对湿地推土机行走机构的研究更加迫切。特别是由于近年来沿海地区开发力度的加快，我国对于湿地推土机的需求也逐步上升。本文为了缩短履带湿地推土机行走系统的研发周期，降低研发成本，在基本型推土机的基础上通过改变相关结构增大履带接地面积以降低接地压力，研究湿地推土机行走系统的受力特点，为湿地推土机的开发提供参考。本文的主要研究内容如下：（1）介绍了履带式湿地推土机行走机构各个组成部分，对行走机构进行了运动学与动力学分析，对履带压力分布及三角形和普通履带板的作用原理进行分析，同时对推土机的整机牵引性能和转向性能进行理论分析，结果表明该湿地推土机的牵引性能参数匹配合理，且能很好的完成制动转向过程。（2）为了缩短湿地推土机的研发周期，降低研发成本，本文采用RecurDyn（RecursiveDynamic）多体动力学软件，对湿地推土机在沼泽路面条件下进行了动力学仿真研究。仿真结果分析表明，该履带式湿地推土机能在沼泽地中正常行驶，各个负重轮在不同工况下的受力不均匀，驱动转矩也不同。当工作阻力达到最大时推土机出现打滑，驱动力最大，驱动转矩也达到最大。另外讨论了湿地推土机的履带接地压力分布情况，发现湿地推土机静止在沉限量较大沼泽地面时，履带接地压力分布是比较均匀的；但在推土作业时，由于推土阻力和履带沉陷量大的原因使整车重心后移，履带接地压力分布从前往后依次增大，呈梯形分布。（3）湿地推土机在满载转向工况中负重轮受到的横向载荷比较大，负重轮磨损较为严重，容易发生履带啃轨现象。研究还发现转向时行走系统斜支撑部件受到的横向力也很大，容易发生破坏，所以要尽量减少满载转向对负重轮的磨损和斜支撑结构的破坏，延长行走系统的使用寿命。另外讨论了湿地型、超湿地和普通型推土机的负重轮和履带销轴受力情况，发现湿地推土机负重轮受力情况改善，但超湿地推土机的履带板销轴受力加倍，履带板更容易发生破坏。本章仿真分析的结果为湿地系列推土机的研发设计和改进有一定的参考和借鉴意义。
【作者】徐晓龙；
【导师】成凯；
【作者基本信息】吉林大学，机械设计及理论，2014，硕士
【关键词】履带式湿地推土机；行走系统；沼泽地；RecurDyn；动力学仿真；

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