摘要：本文简要介绍了履带式行走机构的结构组成和工作原理，并对影响行走装置的一些相关因素进行了分析，找出其合理的布置方式，为以后行走机构的设计提供一定的理论基础。
履带式行走机构相对轮式结构具有牵引力大、接地比压低、爬坡能力强、转弯半径小、结构简单、安装拆卸方便、能够适应井下恶劣的使用环境，所以掘进机目前普遍采用履带式行走机构，实现整机的前进、后退、转弯和爬坡等工作需要，因此提高行走机构的可靠性对掘进机自身有着重要的意义。
1结构组成和工作原理
行走机构主要包括驱动装置、履带架、涨紧装置、支重轮、履带链等。工作原理是液压马达的高速旋转通过减速机得到低转速大扭矩，驱动轮固定在减速器上，与履带的不断啮合对履带相应地产生一附加涨紧力，从而引起地面相应的给履带一个向前的反作用力，当该反作用力足以克服行走阻力的时候，就实现了掘进机的前进、后退和转弯等运动。
2受力分析
2.1履带接地比压
2.1.1公称接地比压。履带单位接地面积所承受的垂直载荷，称为履带接地比压，即掘进机处于非工作状态下的接地比压，则：P=G/2bL，式中：G：机器总重量；b：履带板宽度；L：履带接地区段长度。
2.1.2最大接地比压。公称接地比压实际上并不能代表掘进机的实际接地比压，因为掘进机在布置和工作过程中重心在底板的投影不会恰好与履带接地区段的几何中心相重合，因此最大接地比压才能反映出掘进机的实际行驶通过性和工作的稳定性。假设履带形式装置两条履带接地区段的几何中心为O点，通过该点引出相互垂直的纵向与横向中心线x和y，形成一个直角坐标系，如图1所示。在一般情况下，重心的投影总是落在该直角坐标系的某个象限内。由于横向偏心矩c的影响，掘进机的重量与垂直外载荷所构成的合力，对两条履带的作用是不平均的。假设履带Ⅰ所承受的重力为G1，履带Ⅱ所承受的重力为G2所以：
G1+G2=G
由此可得出两条履带所承受的不同载荷为：
式中：B-履带轨距宽度；C-横向偏心矩；E-纵向偏心矩。履带的平均接地比压分别为：P1=G1/bL，P2=G2/bL，代入得：
当掘进机的重心在履带装置几何中心前后变化时，履带的最大和最小接地比压分别为：
式中：W-抗弯截面系数，W=Iy/Xmax，Iy=bL3/12；Iy-对y轴的惯性矩，Xmax=L/2。代入得：
同理可得：
当掘进机中心在履带装置几何中心在e=0～L/6范围变化时，其接地比压为梯形，所以当e=L/6时可得履带在此接地区段的最大和最小接地比压为Pmax=2P，Pmin=0。
所以当掘进机的纵向偏心矩e>L/6时，则履带接地区段只有部分接地段承受压力，最大接地比压必然大幅增加。因此，在设计阶段掘进机的重心应布置在履带接地区段几何中心前方L/6范围内，保证两条履带接地区段沿全部长度均不同程度地承受载荷。
3行走阻力
履带式行走机构的行走阻力包括内部阻力和外部阻力。内部阻力为履带板与销轴之间的摩擦力、驱动轮和履带啮合时产生的摩擦力、涨紧轮和支重轮与各自的轴承和密封之间产生的摩擦力等。履带的外部阻力为底板煤岩在履带行走过程中受到挤压而产生的变形阻力，这也是掘进机行走阻力的主要部分。
单边履带的行走阻力：Fr=（f1+f2）G。式中：f1-内部摩擦阻力系数；Fr-外部摩擦阻力系数，f1+f2=0.1；G-掘进机重量。
4转向阻力
掘进机在转弯时的转向阻力要远大于其行走阻力，一般在转向时可以对一边的履带制动，另一边的履带驱动来实现转弯；也可以是两边的履带同时驱动，但方向相反实现快速转弯。转向阻力：
式中：Mr-转向阻力矩；B-履带中心距；L-履带接地长度；f3-转向阻力系数；e-纵向偏心矩。
5牵引力
掘进机在行驶过程中，依靠驱动轮卷绕履带时地面对履带接地段产生的反作用力推动车辆前进，该反作用力称为掘进机的牵引力，F=Fr+F1，在发生打滑现象之前的极限状态下所产生的最大牵引力Fmax为附着力。单边履带机构的牵引力必须大于或等于各阻力之和，但应小于或等于单边履带与地面之间的附着力的要求，即2F<2F驱Fmax=Gψ单侧马达提供的驱动力：F驱=2M/dr
式中：ψ-附着系数；dr-驱动轮节圆直径；M-液压马达提供的驱动力矩。
结语
本文对履带行走机构的受力进行了分析，有助于相关结构和参数的确定，更加合理有效地对行走机构进行设计和改进提供参考，对其性能和可靠性的改善和提高具有一定的意义。
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