摘　要∶本文根據(jù)國外某些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計，針對我國工程機械的現(xiàn)狀，提出一種履帶鏈節(jié)密封裝置的初步結(jié)構(gòu)設(shè)想。
　　關(guān)鍵詞∶履帶鏈節(jié) 密封裝置 結(jié)構(gòu)設(shè)想
　?。薄「拧∈?br/>　　在履帶式工程機械(尤其是推土機)，帶組合環(huán)節(jié)的履帶鏈，其重量占整個機身重量的16%～19%。它由很多機械加工件組成，但它的壽命卻只有推土機其它總成部件的 1/3～1/2.5。為了提高履帶的壽命，最有效的辦法是使履帶銷與銷套之間實行密封潤滑。但是研制可靠履帶鏈節(jié)密封裝置，是一個涉及到材料學(xué)、設(shè)計學(xué)、摩擦學(xué)與密封工藝等一系列學(xué)科的綜合性問題。目前我國生產(chǎn)的各型推土機及其它工程機械的履帶鏈節(jié)，還沒有一種是采用密封潤滑方式的因而造成履帶的使用壽命短，一般只有2～3年，因而消耗費用高。本文將根據(jù)某些國外產(chǎn)品的履帶密封裝置，提出一種改進國內(nèi)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設(shè)想。
　　2　使用履帶鏈節(jié)密封裝置的可行性
　　2.1　履帶密封的初期產(chǎn)品
　　60年代初美國卡特匹勒公司生產(chǎn)了一種帶有兩個碟形彈簧(圖1.a)的簡易自緊密封圈，材質(zhì)為金屬，鏈節(jié)內(nèi)未封有潤滑油，且密封性不甚良好，但它在一定程度阻止土壤進入運動副。盡管這種密封圈的壽命還很低，但鏈節(jié)的耐磨性卻提高了30%。能夠生產(chǎn)出這種履帶是因為當(dāng)時的生產(chǎn)工藝已達到相當(dāng)水平，能把鏈節(jié)的徑向與軸向間隙控制在保證密封圈工作能力所要求的值以內(nèi)。（見表1）
　　2.2　履帶密封的改進型
　　70年代中后期，卡特匹勒、小松等公司已生產(chǎn)出具有密封潤滑性能的履帶，它既能防止土壤磨粒進入，又能使?jié)櫥捅３衷阪湽?jié)銷和銷套之間。這種密封（如圖1.b、c），通常由彈性體（新氨基甲酸發(fā)動機乙酯橡膠）制成的呈V型或W型斷面的軸向皮碗1與腈化橡膠制成的承載環(huán)２組成，軸向皮碗套裝在隔圈3上?？ㄌ仄ダ展?指出，為了研制令人滿意的鏈節(jié)密封圈，花費了十多年的時間，對用塑料、橡膠、薄鋼材及燒結(jié)而成本身能潤滑的材料所制成的許多密封圈樣品作了實驗。鏈節(jié)裝上了密封圈和采取潤滑方式，使履帶結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜化，且提高成本（約17%），但這使履帶的壽命延長了50%。卡特匹勒公司和小松公司都提供了類似的資料。
　　3　一種履帶鏈節(jié)密封裝置的設(shè)想
　　3.1　材料的選擇使用
　　要使用履帶鏈節(jié)密封裝置既能防止土壤磨粒進入，又能使?jié)櫥捅３衷阪湽?jié)和銷套之間，這樣的要求，基本上取決于兩個主要因素的選擇-皮碗的材料和彈性元件的形式，兩者需要兼顧。眾所周知，密封墊越軟，密封效果越好，所以對于履帶鏈節(jié)密封圈來說，就考慮采用與蘑粒接觸時具有高溫耐磨性的聚胺酯類聚合物。然而，有關(guān)對履帶鏈節(jié)聚胺酯類密封裝置的研究，也發(fā)現(xiàn)了它有不足之處，即銷套面磨損嚴重。在有限潤滑或無潤滑條件下，摩擦系數(shù)過大，工作性能不好。
　　對于在與履帶鏈節(jié)密封圈相似的工況下，工作的一些機械部件(如：球鉸鏈、滑動軸承、密封圈等)的結(jié)構(gòu)分析表明，聚酰胺――硬聚合物（E=1.2×103～7×103MPa)最符合所提出的要求，具有較高的強度、耐磨、加工性能好、摩擦系數(shù)小、化學(xué)穩(wěn)定性高，在與磨粒接觸的摩擦副中，在干摩或半干摩的工況下，其性能良好。聚酰胺的這種性質(zhì)，使它成為極有前途的密封材料之一。因而對于履帶鏈節(jié)密封圈宜選擇聚酰胺作為密封材料。
　　3.2　對結(jié)構(gòu)形式的選擇
　　對密封圈外形的嚴格要求，大大限制了對彈性元件的選擇，國外一些公司，對于不同斷面形狀的環(huán)，采用橡膠彈性元件，從密封圈的合成看十分簡便，但存在不少缺點，由于流變的影響易老化，又由于使用中溫度變化幅度較大，橡膠元件在彈性期內(nèi)穩(wěn)定性差，還有強度低和消耗較多的稀有原料。顯然，對于形式的螺旋和碟型彈簧，膜片及波紋管等金屬彈性元件不存在上述缺點。碟形彈簧最符合緊湊性的要求。阻礙其用作密封彈性元件的缺點是它在較小的彈性行程內(nèi)，剛性過大。要克服這個缺點，可在其外徑或內(nèi)徑一側(cè)開一些不全透的徑向切口，亦稱為花瓣彈簧。這種彈簧能獲得必要的彈性強度，而價格低廉，基于上述考慮，建議使用的鏈節(jié)密封結(jié)構(gòu)采用了有兩個花瓣彈簧來加強的V型 斷面軸向皮碗（見圖2），它考慮了密封圈的緊湊性、材料的工藝性、尺寸的穩(wěn)定性及機械強度等因素。這種結(jié)構(gòu)能保證皮碗的彈性，聚酰胺在這里作為覆蓋物。在皮碗加工時，還要解決一系列未曾研究的問題，其中包括皮碗在使用期內(nèi)的彈性性能的預(yù)測。必須確定一種經(jīng)強化的皮碗的計算方法，這種方法應(yīng)考慮花瓣彈簧的彈性以及在交變型養(yǎng)狀態(tài)下，聚合物壓緊力松馳等因素，還有一個重要因素是保證摩擦副最大耐久性的皮碗唇口斷面形狀的選擇。唇口與接觸面的夾角應(yīng)能防止磨料顆粒鉆入密封圈內(nèi)。這些問題都是涉及一系列學(xué)科實驗等綜合性問題，極為復(fù)雜，都有待于有條件的廠商或研究機構(gòu)來進行。
　?。础【C　述
　　經(jīng)過美國、日本和俄羅斯的專家研究，通過對推土機在磨料土壤條件進行的壽命試驗，對四個有密封潤滑結(jié)構(gòu)的履帶總成作了對比，試驗結(jié)果證明：改進后的履帶壽命較原先履帶高33%～52%(按鏈節(jié)極限磨損標(biāo)準(zhǔn)計算).要成功解決履帶鏈密封