一台正在武汉进行盾构施工的 Q U Y 100 履带起重机行走系统出现故障，在直行状态行驶正常，行走转向时出现超出系统溢流阀设定压力，此时系统压力达到 32M Pa，溢流阀溢流。将泄油口拆卸，泄油流量甚微，将出油口拆卸，出油口流量甚微，将制动器强制开启，依然无法正常转向。根据实际测量数据及相关元件技术参数，从理论上对此故障进行分析，并进一步给出故障解决方案。

2 技术参数

整机重量 116t，主臂长度 30m ，行走马达采用林德 165m l/r排量的马达，在 25M Pa 系统压力时理论上提供 657N m 的扭矩；行走减速机采用邦飞利 180000N m 减速机，传动比 265；驱动轮直径 834m m ，12 齿。任选 8 块履带板对节距进行实测数据如下：

表 1 履带板节距实测值

3 参数分析

3.1 几何尺寸计算

（1） 通过驱动轮尺寸计算的履带板节距理论值：

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

实测履带板节距为 254.6m m ＞250.26m m

（2） 分度元直径计算：根据驱动轮尺寸计算值为：

250.26×12π= 955.92(m m )

根据履带板实际节距计算值为：

254.6×12π= 972.5(m m )

（3） 实际情况：

现场考察实际履带板和驱动轮出现啃齿现象，如图 1 所示

图 1 履带板和驱动轮啃齿情况图分析啃齿情况，见图 2。

出现啃齿后实际分度元直径为：509.48×2= 1018.96(m m )3.2 行走阻力计算

（1） 地面对履带的运行阻力 F _zoutu ：

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

式 中 ，w _zoutu —运 行 比 阻 力 系 数 ， 对 于 坚 实 路 面 ，取w _zoutu = 0.05；

G —整车自重，G = 116t。

（2） 惯性阻力

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 —起动时间，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）内阻力 F _zounei

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

式中，w _zounei —内阻力系数，取 w _zounei = 0.07。

（5） 原地转弯阻力 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—垂直载荷和摩擦阻力的比例系数，对于坚实的混凝土路面，取 0.65；

L _lv —履带接地长度，L _lv = 6.76m ；

r—转弯半径，r= 0.5B _lv = 0.5×6.16= 3.08m ；

B _lv —轨距，B _lv = 6.16m ；

ε—偏心系数，ε= 1.3。

（6） 单边空载平道行驶 F zou1

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

（7） 单边空载爬坡行驶 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 )

单边空载原地转弯 F _zou3

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

3.3 系统压力计算

当履带板未磨损增长的情况下，分度元直径为 955.92m m ，此时在空载原地转弯时减速机输出轴扭矩为：32.29×955.922= 177940(N m )

减速机输入轴扭矩为：1779400.9×265= 746(N m )

根据林德马达提供的参数 25M Pa 系统压力时理论上提供657N m 的扭矩，并考虑 0.92 机械效率和容积效率，此时马达所产生的压差为：746657×250.92= 30.86(M Pa)

考虑系统背压为 0.5M Pa，进油口系统压力为：30.86+ 0.5= 31.36(M Pa)

当履带板磨损到当前情况下，履带板与驱动轮之间的啮合产生啃齿现象，分度元直径增加到 1018.96m m ，在空载原地转弯时减速机输出轴扭矩为：372.29×1018.962= 189674(N m )> 180000N m减速机输入轴扭矩为：7896740.9×265= 795(N m )根据林德马达提供的参数25M Pa 系统压力时理论上提供657N m 的扭矩，并考虑 0.92 的机械效率和容积效率，此时马达所产生的压差为：795657×250.92= 32.88(M Pa)考虑系统背压为 0.5M Pa，进油口系统压力为：32.88+ 0.5= 33.38(M Pa)> 32M Pa此时出现系统溢流阀溢流现象，并且行走机构无法驱动起重机完成转向。

3.4 分析结论

（1） 当前行走机构达到使用疲劳寿命；

（2）行走减速机目前已经超出许用扭矩，因液压系统的管路、

接头等许用压力为 31.5M Pa，不能继续提升系统溢流阀压力；

（3） 需更换行走机构的主要零部件，可以实现起重机的正

常行走转向功能。

4 解决方案

对相关元件进行更换：林德 165 排量变量马达更换为上海电气 A 2FM 180 定量马达，当量扭矩为 2.86N m /bar；将原Φ840m m 直径驱动轮调整为 Φ860m m 驱动轮。调整后经过计算在最大行走阻力状态下进油口系统压力为：29.65M Pa，行走马达压力小于系统溢流压力，满足使用要求。若希望提升行走机构的疲劳寿命，需要重新对行走机构的履带板、驱动轮和减速机进行系统升级匹配。