履带运输车研究目的和科学意义

　　履带运输车山地果园机械主要由植物保护机械、灌溉机械、中耕除草、开沟机械和果实运输机械。果实运输是果园作业的***后关键环节，在收获季节需要在短时间内将大量的果实运输到相应的市场进行销售，山地运输车履带，不然会造成果实的腐烂从而造成较大的经济损失（Johnson 2001）。果实运输主要包括果园内的纵向运输和横向运输。目前，纵向运输机械主要有轨道式和索道式等两种运输系统，实现了将果实从山坡运到山底的过程（Goda et al 2000）。国内的自走式大坡度单轨运输机和双轨运输机正在慢慢走向成熟，并逐渐推广使用。横向运输机械品种则较为单一，国内主要还是依靠人力和畜力，传统的肩扛手挑手推车的方式，劳动强度大生产效率低，严重限制了果实的运输效率。

　　近年来，随着我国城市化进程的推进，农村劳动力向城市的大量转移，使得农村劳动力结构的发生很大变化，山地果园的种植环境致使山地果园运输越来越困难，果实的运输成为许多地区果园生产的重大难题。运输工人的不断减少，工资连年快速攀升使得开发一种新的山地果园运输机械化设备就显得非常紧迫。

　　果园动机运输机械主要分为手扶式、轮式和履带式。手扶式运输机械主要是手扶式拖拉机，它具有机型高度低和适应性能等特点，一般都配有较大马力的柴油发动机因此可以挂载多种形式的农具。但它有诸多的不便，

　　首先手扶拖拉机对果实的损伤大，不仅会影响果实的品质还会加快果实的腐烂；其次，它的体积大，在山地等地形条件下行走不便，狭窄空间内也很难完成转弯等动作，难以使用复杂多变的山地果园；***后，手扶拖拉机能耗较高，价格较贵，果农需要为此***不小的费用。轮式运输车主要由三轮和四轮两种，采用大花纹轮胎、有良好的附着力，载重量也很大。它有不同的档位，可以采用多种行驶速度，适用于公路和田间运输。同样轮式运输车也有诸多的不便，首先体积大，遇到坡度较大的山坡地形而且没有良好的道路时基本无法通行。对地面的压强大，会压实果园的土壤，影响果树的生长，需要给果树松土增加了劳动量。其次，价格高，不适合果农大量购买使用，尤其是种植面积不大时会造成很大的浪费。

　履带运输车，履带宽度可达1000ram，有***的附着力。根据使用条件的不同也分为农田运输、林业运输和其他运输。农田中使用的履带运输车履带宽度为200ram，平稳性和通过性能较高，可以在坡地、土地和砂石地面行走，可以越过沟壑和一定的障碍物，对地面的压强小，不会压实果园土壤，更有利于果树的生长（Mizsey and Newson 2001）。因此，本文选择设计了一种自带动力的动力履带运输车来解决相关问题。

履带运输车下部钢结构的受力特点

　

以履带运输车下部结构为主要研究对象，结合320t履带运输车负载爬坡、牵引爬坡、单边转弯等3种极限工况，对履带运输车下部钢结构的受力特点、载荷分布及结构强度进行分析研究，得到各工况下履带运输车下部钢结构应力分布及大小。

　　由分析结果可以看出，负载爬坡应力出现在偏心一侧底座的举升液压缸支点处，此处的应力集中属于计算误差，应该予以忽略；履带架应力出现在右履带架与底座连接立板的下部，因此对履带架与底座焊接处的焊接工艺要求较高，焊缝需按Ⅰ级进行超声波探伤。牵引爬坡应力出现在底座后部斜拉筋的转角过渡处，农用履带运输车，要充分保证此处钢板加工及焊接的质量。单边转弯应力为出现在底座偏心一侧前部支撑点下部的立筋上；右履带架应力出现在右履带架与底座连接立板的下部，因此要特别注意此部位的焊接。3种工况中均受力小的部位可考虑采取轻量化处理。

　　由于国内所使用履带运输车均为进口且数量少，小型履带运输车，因此可供参考资料十分有限，此钢结构模型是在参照国外履带运输车结构并结合传统履带结构设计的基础上建立的，吸取了国外成功的设计经验，下部结构强度满足在各种极限工况下工作的条件。此分析方法及结果可为分析不同承载能力履带运输车的下部钢结构及其他同类设备提供参考及依据。

　　同时，由于重型非标设备所受到的通用性限制及成本的考虑，一般情况下不能像通用标准设备那样可以做样机进行试验，因此在设备投入使用之前无法用实际数据对此进行验证。下一步的工作还需在设备投入使用后收集设备实际运行数据，并以此为依据不断优化设备结构，使其更加完善。

　　履带运输车可运输大而重的设备以及局部移置露天设备，其核心技术长期以来一直掌握在国外少数企业手中，目前国内所使用的履带运输车均从国外引进，设备购置和维护费用高昂，严重制约着我国露天矿山大型化发展的进程。为突破这种制约，我公司自主研发承载能力很高的履带运输车。　

　履带运输车主要部件包括发动机、举升平台、司机室、底座及履带行走装置等。由履带行走装置中的履带架与底座焊接而成的组合件称为下部钢结构，是整***键结构部件，履带运输车，不仅要承载所驮运设备的重量，还要承受发动机、举升平台等设备组成部件的自重，其强度分析在总体设计中十分重要。

　　为保证设备在极限条件下仍能正常作业，应充分考虑设备在现场工作的实际情况。该履带运输车主要用于驮运或牵引重物，工作时主要分为直行、爬坡、转弯等情形。由于其作业时只能单独驮运重物或牵引重物，两者不能同时进行；此外，在驮运重物爬坡的情况下也不允许转弯。因此，确定负载爬坡、牵引爬坡和单边转弯等3种工况为履带运输车的极限工况。同时，履带运输车驮运重物时，要求重物的保持在安全半径内（防止设备倾翻所限定的范围），安全半径可根据刚性双履带行走装置倾翻边界线确定，并考虑不小于1.5的安全系数。

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