摘　要∶本文根據(jù)國(guó)外某些產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，針對(duì)我國(guó)工程機(jī)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(jī)械(尤其是推土機(jī))，帶組合環(huán)節(jié)的履帶鏈，其重量占整個(gè)機(jī)身重量的16%～19%。它由很多機(jī)械加工件組成，但它的壽命卻只有推土機(jī)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(shí)行密封潤(rùn)滑。但是研制可靠履帶鏈節(jié)密封裝置，是一個(gè)涉及到材料學(xué)、設(shè)計(jì)學(xué)、摩擦學(xué)與密封工藝等一系列學(xué)科的綜合性問(wèn)題。目前我國(guó)生產(chǎn)的各型推土機(jī)及其它工程機(jī)械的履帶鏈節(jié)，還沒(méi)有一種是采用密封潤(rùn)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(fèi)用高。本文將根據(jù)某些國(guó)外產(chǎn)品的履帶密封裝置，提出一種改進(jìn)國(guó)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(guó)卡特匹勒公司生產(chǎn)了一種帶有兩個(gè)碟形彈簧(圖1.a)的簡(jiǎn)易自緊密封圈，材質(zhì)為金屬，鏈節(jié)內(nèi)未封有潤(rùn)滑油，且密封性不甚良好，但它在一定程度阻止土壤進(jìn)入運(yùn)動(dòng)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?yàn)楫?dāng)時(shí)的生產(chǎn)工藝已達(dá)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(jiàn)表1）
　　2.2　履帶密封的改進(jìn)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(rùn)滑性能的履帶，它既能防止土壤磨粒進(jìn)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(dòng)機(jī)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(fèi)了十多年的時(shí)間，對(duì)用塑料、橡膠、薄鋼材及燒結(jié)而成本身能潤(rùn)滑的材料所制成的許多密封圈樣品作了實(shí)驗(yàn)。鏈節(jié)裝上了密封圈和采取潤(rùn)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(zhǎng)了50%?？ㄌ仄ダ展竞托∷晒径继峁┝祟愃频馁Y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(jìn)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(gè)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(duì)于履帶鏈節(jié)密封圈來(lái)說(shuō)，就考慮采用與蘑粒接觸時(shí)具有高溫耐磨性的聚胺酯類聚合物。然而，有關(guān)對(duì)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(yán)重。在有限潤(rùn)滑或無(wú)潤(rùn)滑條件下，摩擦系數(shù)過(guò)大，工作性能不好。
　　對(duì)于在與履帶鏈節(jié)密封圈相似的工況下，工作的一些機(jī)械部件(如：球鉸鏈、滑動(dòng)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(qiáng)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(duì)于履帶鏈節(jié)密封圈宜選擇聚酰胺作為密封材料。
　　3.2　對(duì)結(jié)構(gòu)形式的選擇
　　對(duì)密封圈外形的嚴(yán)格要求，大大限制了對(duì)彈性元件的選擇，國(guó)外一些公司，對(duì)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(jiǎn)便，但存在不少缺點(diǎn)，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(qiáng)度低和消耗較多的稀有原料。顯然，對(duì)于形式的螺旋和碟型彈簧，膜片及波紋管等金屬?gòu)椥栽淮嬖谏鲜鋈秉c(diǎn)。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(diǎn)是它在較小的彈性行程內(nèi)，剛性過(guò)大。要克服這個(gè)缺點(diǎn)，可在其外徑或內(nèi)徑一側(cè)開(kāi)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(qiáng)度，而價(jià)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(gè)花瓣彈簧來(lái)加強(qiáng)的V型 斷面軸向皮碗（見(jiàn)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(jī)械強(qiáng)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(shí)，還要解決一系列未曾研究的問(wèn)題，其中包括皮碗在使用期內(nèi)的彈性性能的預(yù)測(cè)。必須確定一種經(jīng)強(qiáng)化的皮碗的計(jì)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(gè)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(wèn)題都是涉及一系列學(xué)科實(shí)驗(yàn)等綜合性問(wèn)題，極為復(fù)雜，都有待于有條件的廠商或研究機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行。
　?。础【C　述
　　經(jīng)過(guò)美國(guó)、日本和俄羅斯的專家研究，通過(guò)對(duì)推土機(jī)在磨料土壤條件進(jìn)行的壽命試驗(yàn)，對(duì)四個(gè)有密封潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)的履帶總成作了對(duì)比，試驗(yàn)結(jié)果證明：改進(jìn)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(jì)算).要成功解決履帶鏈密封