第一節(jié) 工程機(jī)械履帶產(chǎn)品分類(lèi)與構(gòu)成 分析

履帶有兩種形式：一是整體式，二是組合式。

整體式是履帶板上帶嚙合齒，直接與驅(qū)動(dòng)輪嚙合，履帶板本身成為支重輪等輪子的滾動(dòng)軌道。

組合式履帶是由履帶板、鏈軌節(jié)、履帶銷(xiāo)軸和銷(xiāo)套等組成。左右鏈軌節(jié)與銷(xiāo)套緊密配合連接，履帶銷(xiāo)軸插入銷(xiāo)套有一定間隙，以保證連接處轉(zhuǎn)動(dòng)的靈活性，其兩端與另兩個(gè)鏈軌節(jié)孔緊配合。鎖緊履帶，履帶銷(xiāo)與鏈軌節(jié)孔配合較松，便于整個(gè)履帶的安裝和拆卸。

第二節(jié) 國(guó)內(nèi)工程機(jī)械履帶產(chǎn)品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析

由于國(guó)內(nèi)車(chē)輛履帶板的使用壽命低，有關(guān)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，車(chē)輛履帶板的使用壽命約為3200km的車(chē)輛行程。為此，國(guó)內(nèi)一些科研單位和企業(yè)通過(guò)對(duì)履帶板的失效 分析 與 研究 入手針對(duì)其性能要求,在不改變履帶板用鋼和技術(shù)要求條件下,通過(guò)多元微量合金化成分的優(yōu)選,采用了非常規(guī)變質(zhì)處理工藝,進(jìn)行了熱處理工藝的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1、車(chē)輛履帶板用鋼及熱處理

履帶板的傳統(tǒng)用鋼是ZGMn13高錳鋼,其化學(xué)成分;質(zhì)量分?jǐn)?shù)%為1.00~1.40C,11.50~14.50Mn,0.5~0.8Si,≤0.045S,≤0.08P。這種奧氏體鋼硬度約為180~220HBS,具有很強(qiáng)的加工硬化能力,當(dāng)它在受到劇烈沖擊或特大。

壓力作用時(shí),表面層將迅速發(fā)生加工硬化,使硬度達(dá)到450~550HBS,獲得高的耐磨性,其心部則仍維持原有狀態(tài)。高錳鋼履帶板傳統(tǒng)的熱處理方法是水韌處理,即加熱溫度為1050℃~1080℃,水(≤40℃)冷。

2、履帶板的失效形式及強(qiáng)韌化的途徑

履帶板的失效形式主要有:(1)履帶板在高載荷作用下,應(yīng)力幅值較高,加之復(fù)雜的交變沖擊載荷的作用,使得板內(nèi)裂紋的尖端產(chǎn)生加工硬化,KIc值下降,而發(fā)生準(zhǔn)脆性斷裂。(2)鑄件表面存在的氣孔、渣眼、砂眼等缺陷以及水韌處理的微裂紋將成為疲勞裂紋源,是產(chǎn)生低應(yīng)力準(zhǔn)脆性斷裂的基礎(chǔ)。(3)在惡劣的偶然性大沖擊作用下,其應(yīng)力幅值大于σs,在高應(yīng)力區(qū)域裂紋源的KIc值降低導(dǎo)致裂紋迅速擴(kuò)展而斷裂。(4)因強(qiáng)度不足,產(chǎn)生塑性變形,銷(xiāo)孔拉長(zhǎng)使整個(gè)履帶增長(zhǎng)而失效?；蜾N(xiāo)孔磨損失效。

履帶板強(qiáng)韌化的途徑:(1)采用多元微量合金化成分的優(yōu)選。(2)采用非常規(guī)變質(zhì)處理的新工藝。(3)對(duì)高錳鋼材料成分進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),并根據(jù)新的成分制訂相應(yīng)的熱處理工藝。

3、非常規(guī)變質(zhì)處理的機(jī)理及工藝

變質(zhì)處理是鑄造生產(chǎn)改善材質(zhì)性能的最常用的和最簡(jiǎn)便的與最有效的方法。高錳鋼的常規(guī)變質(zhì)處理,往往是向鋼中加入一次變質(zhì)劑,以期獲得所需的性能。本 研究 根據(jù)生產(chǎn)廠家的條件與現(xiàn)有鐵合金的品種,選用了多元變質(zhì)劑:Ti、Al、Ca、RE(即鈦鐵、硅鐵稀土、硅鈣合金)和多次分級(jí)變質(zhì)處理的方法,其變質(zhì)工藝如表1所示。

從工藝方案可知Al、Ca、RE都有脫氧的作用。高錳鋼中的MnO和FeO的存在使其韌性降低。而稀土元素的化學(xué)活潑性很強(qiáng),稀土氧化物的生成自由能為最低,它在鋼液中首先形成稀土氧化物,因此,稀土是一種很強(qiáng)的脫氧劑,其脫氧能力僅次于鈣,而強(qiáng)于鋁。同時(shí)稀土硫化物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由能要比MnS、FeS等低得多,因而它也是一種脫硫劑。據(jù)測(cè)定,加稀土后的高錳鋼S含量下降20-30%。殘存在鋼液中的稀土硫化物,是熱力學(xué)上極為穩(wěn)定的高熔點(diǎn)化合物,充當(dāng)結(jié)晶核心,從而有細(xì)化晶粒的作用。Ti與鋼中的氮形成TiN均勻地分布在奧氏體晶粒內(nèi)部,TiN的熔點(diǎn)很高,起結(jié)晶核心作用,細(xì)化晶粒,使鋼強(qiáng)韌化。

非常規(guī)變質(zhì)處理的實(shí)質(zhì),就是采用不同的變質(zhì)劑在不同的時(shí)間內(nèi),從爐內(nèi)到爐外加入鋼水之中,進(jìn)行的分級(jí)多次變質(zhì)處理。其結(jié)果達(dá)到了細(xì)化晶粒,改變夾雜物形態(tài)與分布,以及凈化鋼水的目的。變質(zhì)元素還有利于脫氧。

第三節(jié) 國(guó)外工程機(jī)械履帶產(chǎn)品 技術(shù)工藝 應(yīng)用 分析

美國(guó)P&H公司和B-E公司最早在機(jī)械式挖掘機(jī)設(shè)計(jì)中采用CAD與CAE技術(shù)。在履帶架方面，P&H公司和B-E公司將有限元法應(yīng)用于履帶架設(shè)計(jì)、改進(jìn)和優(yōu)化，合理布置履帶架內(nèi)部筋板，使其履帶架具有較高的抗彎和抗扭性能。

有限單元原理是在20世紀(jì)70年代已基本成熟，方法也逐漸趨于完善。到目前為止，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出口很多商業(yè)化的有限 分析 軟件，國(guó)外有限元 分析 在工程機(jī)械履帶上就得到了很好的應(yīng)用。

第四節(jié) 我國(guó)工程機(jī)械履帶產(chǎn)品技術(shù)應(yīng)用成熟度解析

鋼質(zhì)履帶的使用已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史．但因其價(jià)格昂貴、質(zhì)量重、噪音大，所以它一般只用于軍事和一些工程機(jī)械上，以及旱田作業(yè)的農(nóng)用拖拉機(jī)上。

第五節(jié) 工程機(jī)械履帶產(chǎn)品 技術(shù)工藝 與市場(chǎng)應(yīng)用關(guān)系 分析

工程機(jī)械履帶產(chǎn)品技術(shù)的不斷進(jìn)步使得履帶式行走機(jī)械的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展，克服了各種不利地形條件對(duì)機(jī)械作業(yè)的制約，其在拖拉機(jī)、各種農(nóng)業(yè)和工程及運(yùn)輸機(jī)械中的應(yīng)用必將進(jìn)一步擴(kuò)大。

同時(shí)為了增強(qiáng)工程機(jī)械的使用性能，履帶產(chǎn)品從涉及、生產(chǎn)工藝等方面不斷優(yōu)化，目前產(chǎn)品進(jìn)一步滿足在各種惡劣氣候與地形條件下使用和大噸位工程機(jī)械運(yùn)輸車(chē)輛使用的要求。工程機(jī)械履帶產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展，使得履帶式工程機(jī)械性能更加優(yōu)越。

第六節(jié) 不同類(lèi)型生產(chǎn)工藝優(yōu)缺點(diǎn)比較

鋼制履帶生產(chǎn)工藝主要為鑄造，履帶板是行走裝置中主要的承力部件，連接銷(xiāo)耳是履帶板中最大的受力部位，其鑄造質(zhì)量的好壞直接影響設(shè)備性能。

目前履帶鑄造工業(yè)的優(yōu)點(diǎn)主要有：

鑄造是比較經(jīng)濟(jì)的毛坯成形方法，對(duì)于形狀復(fù)雜的零件更能顯示出它的經(jīng)濟(jì)性。另外，鑄造的零件尺寸和重量的適應(yīng)范圍很寬，金屬種類(lèi)幾乎不受限制；零件在具有一般機(jī)械性能的同時(shí)，還具有耐磨、耐腐蝕、吸震等綜合性能，是其他金屬成形方法如鍛、軋、焊、沖等所做不到的。

缺點(diǎn)主要有：

鑄造生產(chǎn)目前還存在著若干問(wèn)題，如鑄件內(nèi)部組織粗大，常有縮松、氣孔等鑄造缺陷，導(dǎo)致鑄件力學(xué)性能不如鍛件高。鑄造工序多，而且一些工藝過(guò)程還難以精確控制，使得鑄件質(zhì)量不夠穩(wěn)定，廢品率高。

第七節(jié) 工程機(jī)械履帶生產(chǎn)工藝流程 分析

履帶板銷(xiāo)軸在服役中承受強(qiáng)烈剪切、沖擊、彎曲和扭轉(zhuǎn)作用，同時(shí)受到摩擦。銷(xiāo)軸通常用45鋼制造，經(jīng)高頻表面淬火，淬硬層深度2～3mm，硬度42～50HRC。45鋼銷(xiāo)軸高頻表面淬火其整體力學(xué)性能較低，在使用中常發(fā)生早期剪斷失效。為提高履帶板銷(xiāo)軸的使用壽命，改用20SiMnA鋼制造，用下圖所示工藝進(jìn)行低溫滲碳-2高溫淬火處理，收到了顯著的效果。

20SiMnA履帶板銷(xiāo)軸低溫滲碳-高溫淬火熱處理工藝如下圖所示：

20SiMnA履帶板銷(xiāo)軸低溫滲碳-高溫淬火熱處理工藝

注：

1）滲碳淬火加熱用RJJ-25-9TG井式氣體滲碳爐；

2）10%NaCl水溶淬火槽通壓縮空氣攪拌，水溫≤30℃；

3）回火用硝鹽爐—50%KNO3+50%NaNO2，另加5%～10%H2O。

第八節(jié) 國(guó)外工程機(jī)械履帶生產(chǎn)工藝發(fā)展階段比較

國(guó)外工程機(jī)械發(fā)展起步較早，其產(chǎn)品技術(shù)不斷發(fā)展，在工程機(jī)械履帶生產(chǎn)方面，國(guó)外技術(shù)也比較發(fā)達(dá)，從精密鑄造、真空鑄造到整個(gè)涉及生產(chǎn)流程的精確控制，使得國(guó)外鋼質(zhì)履帶技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成熟。

并且隨著技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外橡膠履帶逐步取代鋼制履帶，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家使用橡膠履帶做為行走部件較為普遍，使用橡膠履帶多的國(guó)家和地區(qū)依次是日本、歐洲、北美。目前除日本外，多數(shù)橡膠履帶制造廠均在發(fā)展中國(guó)家，如韓國(guó)DONGIL、TAERYUK，斯里蘭卡SOLIDEAL，中國(guó)的金利隆、同力、華橡等。

第九節(jié) 我國(guó)工程機(jī)械履帶生產(chǎn)工藝創(chuàng)新歷程與途徑

國(guó)外部分企業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)表明，用于 研究 開(kāi)發(fā)的投資占企業(yè)銷(xiāo)售額的1%時(shí)，企業(yè)難以生存，占2%時(shí)可勉強(qiáng)維持，占5%時(shí)才有競(jìng)爭(zhēng)力，而我國(guó)工程機(jī)械履帶企業(yè)用于 研究 開(kāi)發(fā)的投資平均還很低。

針對(duì)上述 行業(yè) 發(fā)展中存在的問(wèn)題，我國(guó)工程機(jī)械履帶 行業(yè) 應(yīng)走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，建立產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟。要健全產(chǎn)學(xué)研一體化的技術(shù)創(chuàng)新體系，要探索建立產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟，構(gòu)建企業(yè)與優(yōu)秀的 研究 院所和著名的高校相結(jié)合的共性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)，瞄準(zhǔn)發(fā)展的共性關(guān)鍵技術(shù)與裝置，共同開(kāi)發(fā)、共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、聯(lián)合競(jìng)爭(zhēng)、共同受益。

第十節(jié) 國(guó)內(nèi)工程機(jī)械履帶生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)介

工程機(jī)械履帶的主要生產(chǎn)線有鍛造生產(chǎn)線、履帶板加工生產(chǎn)線、條鏈軌節(jié)加工生產(chǎn)線、條鏈軌壓裝生產(chǎn)線、履帶扒合生產(chǎn)線、鏈軌節(jié)、履帶板熱處理生產(chǎn)線等，其相關(guān)設(shè)備包括各種數(shù)控設(shè)備、加工中心、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、金屬金相 分析 系統(tǒng)等試驗(yàn)設(shè)備等。

第十一節(jié) 國(guó)內(nèi)工程機(jī)械履帶生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用現(xiàn)狀

我國(guó)工程機(jī)械履帶生產(chǎn)企業(yè)近幾年生產(chǎn)技術(shù)不斷更新，生產(chǎn)設(shè)備也有了較大提高，國(guó)內(nèi)一些主要生產(chǎn)企業(yè)設(shè)備已經(jīng)逐漸像發(fā)達(dá)國(guó)家靠近，履帶生產(chǎn)線逐漸完善，其中先進(jìn)的 分析 、檢測(cè)、控制設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)越多。產(chǎn)品生產(chǎn)也逐漸采用自動(dòng)化控制設(shè)備。

第十二節(jié) 我國(guó)工程機(jī)械履帶生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)研發(fā)動(dòng)態(tài)

壓裝機(jī)是壓裝履帶鏈軌節(jié)銷(xiāo)套總成不可缺少的專用設(shè)備，用于將鏈軌節(jié)與履帶銷(xiāo)、鏈軌節(jié)與銷(xiāo)套壓裝成一體。目前國(guó)內(nèi)履帶壓裝設(shè)備已經(jīng)逐漸向智能化發(fā)展，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)研制成功數(shù)控壓裝機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用于履帶鏈軌節(jié)銷(xiāo)壓裝。

免責(zé)申明：本文僅為中經(jīng)縱橫 市場(chǎng) 研究 觀點(diǎn)，不代表其他任何投資依據(jù)或執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)行為。如有其他問(wèn)題，敬請(qǐng)來(lái)電垂詢：4008099707。特此說(shuō)明。