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摘要：履带式起重机具有稳定性好，载重能力大，防滑性能好，对路面要求低等优良性能，这些特点与履带行走装置的特有性能密不可分。履带吊的行走装置由机械部分和液压驱动部分组成，机械部分以驱动轮、托轮、支重轮、引导轮（张紧轮）和履带为主，俗称“四轮一带”；液压驱动部分主要由马达、制动阀、主阀及减速箱等组成，液压动力装置通过减速箱传动使驱动轮旋转，使整机顺着履带滚动而行走。行走机构是履带式起重机的重要组成部分，零部件的磨损及跑偏是其主要故障形式。对行走机构的故障原因进行了分析，并提出修复和日常维护保养的方法。
关键词：履带式起重机；行走机构；故障分析；修复
1、前言
目前，针对大吨位履带式起重机还没有有效的故障诊断工具，现有的诊断系统都是对起重机上的传感器、开关等电气系统的状态进行检测和简单的故障判别，然而针对履带起重机的结构上的诊断缺乏有效的工具。大吨位履带式起重机属于超大吨位型起重机，因此出现故障之后会造成巨大的损失，因此故障发生后，需要能够对故障进行快速的定位并进行修复。
2、履带式起重机行走机构的故障表现形式
1）磨损。主要表现为驱动轮、托轮、引导轮及支重轮的轮齿磨损；轴承轴套、轴磨损；履带及其轨链磨损甚至断裂。
2）跑偏。主要表现在履带式吊前进或者后退时无法直线行走，向一侧偏斜行走。
3、故障原因分析
3．1磨损原因
行走机构的机械部件承担自重、作业载荷及运行中的冲击载荷，还要受到砂石、泥水的污染侵蚀，工作条件恶劣，易被磨损。从行走机构的结构分析，引导轮、支重轮和驱动轮三者的轴线必须和支重轮架的对称中心线重合，该中心线与起重机的半轴轴线垂直，才能保证履带吊直线行走，但驱动轮、托轮、引导轮及支重轮的轮齿磨损，轴承轴套、轴磨损及变形，使驱动轮、引导轮、支重轮与轨链发生啃削，严重时发生履带跑偏、脱轨，进一步加剧这些零部件的磨损，造成恶性循环。
1）土壤、砂石等不利外部环境对磨损的影响。土壤和砂石对行走机构的影响主要体现在土壤的酸碱度和砂石的硬度、形状上，酸性土壤、带有锐角的碎石、硬度大的砂石等对零部件的腐蚀和磨损较为严重。
2）零部件之间压力及润滑的影响。在相同材质下，磨损量与作用在零部件上的压力成正比，单位压力越大，磨损量也越大。因此应尽量避免过大的单位压力。缺少润滑使零件直接接触，加剧磨损的产生。
3）行走速度的影响。行走速度的提高导致砂石对行走装置的冲击增大，同时零部件的加速运转会产生相互之间的加速作用力，提高单位压力，使磨损加剧。
3．2跑偏原因
1）左右履带的平行度超过规定值。这种现象通常是由于驱动轮、导向轮、托链轮、支重轮局部磨损，导致其中心线与支重轮架的中心线不重合，在行走时引起啃削和跑偏。
2）行走液压系统故障造成的跑偏。马达、制动阀、主阀是行走液压系统的主要元器件，液压元件的主要故障原因为内泄量增大或者阀芯卡滞等。液压元件内泄量增大，如果左右两侧元件内泄量不一致时，表现为前进、后退都向内泄量大的一侧跑偏。当液压系统内有杂质，造成阀芯卡滞，阀口开启不完全时，液压油通过量小造成跑偏。跑偏表现为只朝一个方向跑偏，如只在前进时或者后退时跑偏，不会前进后退都跑偏，大油门时由于压力和流量损失大，跑偏会更严重。
4、故障的修复
4．1磨损的修复
修复的方式根据磨损的严重程度选择更换或者技术性修复。对于磨损严重修复困难时间要求紧的通常选择更换。技术性修复要针对磨损零件的磨损部位及材质制定不同的修复方案。如支重轮的凸缘磨损可以采用16Mn钢环绕焊接在支重轮的凸缘上进行修复；支重轮内孔直径及轴的外径尺寸可以通过加工铜套进行修复；驱动轮和引导轮的齿磨损通过手工堆焊增大齿高的方式修复；轨链的磨损和断裂采用焊接的方式修复。
4．2跑偏的修复
跑偏如果是由于过度磨损造成的，必须修复磨损、消除磨损的原因才能消除跑偏。如果是由于液压系统的原因造成的跑偏，需要根据跑偏的具体情况确定是否由于內泄量大或者阀芯卡滞造成的。内泄无法通过外观检查确定，只能通过检测才能确定是否泄漏及泄漏的程度。常用的检测方法是使用原位检测仪或使用简单的试验方法判断液压元件是否内泄及內泄的原因，內泄的修复根据造成原因采用更换密封圈、镶套、补胶等方式修复，阀芯卡滞通过拆检、清洗的方式消除故障。
5、日常维护
1）应尽可能避免在倾斜不平整地面行走或小半径转向，采取直线行进或较大半径缓慢转向，对于不平整、砂石较多的地面需要事先铺设路基箱，可有效防止磨损。
2）若在运行过程中部分托轮和支重轮在有卡滞甚至无法运转的情况下继续行走，则可能导致滚轮、轨链节磨偏和磨损。因此必须立即修理无法运转的滚轮，避免磨损加剧、故障扩大。
3）定期对行走机构各部位的联接螺栓和螺母进行检查并紧固。设备长时间工作必然造成行走机构各联接部位的安装螺栓松动，如支重轮、驱动轮及托轮安装螺栓﹑履带板安装螺栓﹑行走配管螺栓等因震动而松动，直至产生间隙，导致履带板的裂纹，加大履带与轨链节间的螺栓孔，导致无法紧固而必须更换履带和轨链节的严重后果。
4）做好液压系统的维护保养。按规定选用合适的液压油，定期对油质取样化验，合理调节液压系统的工作压力和工作速度，定期对主要元件进行性能测定。
6、远程诊断中心的设计与实现
6.1远程诊断中心的设计
远程诊断中心架构如图1所示。如图中所示，远程诊断中心由两个子服务组成：数据传输服务和故障诊断服务。当一个新的服务请求到达后，Web服务接口代理根据请求中SOAP内容，负责确定请求具体为哪一项服务，并执行相应的操作。数据传输服务用于在本地诊断服务器和远程诊断服务器之间传递数据，故障诊断服务用于执行诊断功能，主要通过部署在远程诊断服务器上的故障诊断模块来实现，故障诊断模块包含了诊断过程和模型训练两个过程。在系统运行过程中，故障诊断模块和远程诊断数据中之间会有大量的数据交互，因此设计一个独立的数据通信模块可以将数据逻辑层和业务层相分离，提高系统的可重用性和易用性。数据访问模块就是被设计出来实现这一功能的，可以执行对数据库的操作，包括数据的查询，插入，更新和删除等。
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图 1 远程诊断中心架构
6.2远程诊断系统的实现
本地诊断系统使用MicrosoftVisualStudio2010开发平台以及MicrosoftSQLServer2008数据库系统完成开发。当系统发生故障后，数据采集系统将发送错误信息至本地诊断模块，现场技术人员将浏览本地诊断页面实施故障诊断过程，。然后，技术人员根据具体故障信息，确定故障发生的部位，在故障诊断界面上选取相应的模型对象，并选取相应的诊断模型类别。在该范例中，发生故障的对象为转台回转轴承，选择的模型类别为K最邻近结点算法（k-NearestNeighboralgorithm），选定的模型具体参数信息将在界面下方显示出来。在确定了模型对象和模型类别后，需要上传相应的故障数据，点击浏览按钮选择对应的故障数据文件，进行上传。完成了故障数据的上传之后，点击开始评估按钮，开始执行故障诊断操作。本地诊断系统根据之前选择的故障诊断对象和故障诊断模型，以及故障数据文件，将故障数据文件传输至远程诊断系统，并发送诊断服务请求，远程诊断模块根据相应的对象和诊断模型在远程诊断数据库中查询相应的模型参数信息，并执行诊断操作，将最后的诊断结果返回至本地诊断模块，在本地诊断界面上显示出来。最后诊断出的结果为内圈故障，诊断结果以雷达图的形式显示出来。
参考文献：
[1]黄俊华．履带行走装置的磨损分析与修复[J]．建设机械技术与管理，2001（8）．
[2]刘金江.履带起重机产品现状及发展趋势[J].建筑机械，2009，3：32-36.