loadingISSN 1671-2900 CN 43-1347/TD
采矿技术 第19卷 第5期 Mining Technology，Vol.19，No.5 2019年9月
Sep.2019
“鲲龙500”采矿车履带行驶机构的 研制与试验研究*
陈秉正
(长沙矿山研究院有限责任公司， 湖南 长沙 410012)
摘 要:随着我国矿产资源供给与经济社会可持续发展的需求日益增长，开辟新的矿产资源供给渠道已成当务之急。获取深海矿产资源，首要条件是完成相应的深海采矿技术与装备研发。为此，对深海多金属结核开采基础平台装置——履带行驶机构进行了设计研究。通过采用轻量化设计技术，实现了履带行驶机构结构优化和提质减重。在完成样机试制基础上，进行了履带行驶机构独立工作模式及集成配套装备一体化模式的行驶性能试验室试验、海上500 m级水深试验。试验结果表明，履带行驶机构工作可靠、性能稳定，各项考核指标均达到或超过考核要求。
关键词:鲲龙500;采矿车;履带行驶机构;多金属结核;海上试验
简称履带机构）研制与试验研究等独立研究课题。0 前 言
根据相关的合同、协议和要求，履带机构应具有在
广袤的海洋蕴藏着丰富的矿产资源，它为人类
3500 m深海环境中作业的能力，并能搭载采集等工
提供了新的矿产资源供给渠道。然而由此获取矿产
作机构，它是鲲龙号500型集矿作业车的重要组成
资源，仅从深海多金属结核开采的履带行驶技术层
部分。
面看，还面临着众多瓶颈问题。根据中国大洋38
1 履带机构设计研究 航次（2017年蛟龙号试验性应用航次）实施的5次
蛟龙号下潜作业和16个站位的常规调查发现，千
根据不同的底质条件，水下履带行驶机构的结
米级水深的多金属结核矿区海底沉积物颗粒细，摩
构设计通常有3类。其一，中央铰接式四履带驱动
擦系数不足0.08，因此沉积物的剪切强度是决定采
结构；其二，两轮一带式（驱动轮，引导轮及履带）
矿车履带牵引力的关键因素。根据矿区试验结果，
双履带驱动结构；三是传统的四轮一带式（驱动轮，
当履带压陷深度为10~20 cm时，沉积物剪切强度
引导轮，支重轮，托轮及履带）双履带驱动结构。
约3 kPa，且沉积物受到搅动后将流体化，剪切强根据稀软底质上作业的可靠性要求及对环境度不超过原始强度的1/3。稀软底质下履带行驶机构可行驶技术是履带行驶机构研制的关键技术 之一。
为加快突破关键技术，中国大洋矿产资源研究开发协会办公室基于20余年的研发基础，在“十二五”期间通过立项，组织开展了一系列技术攻关工作。“面向海试的多金属结核集矿系统研制与集成”课题（课题编号DY125－14－T－03）是其中的一项重要研究工作。为加强优势单位间的协作协同，该课题又分解为鲲龙号500型履带行驶机构（下
*基金项目：中国大洋矿产资源研究开发协会“十二五”重大课题项目(DY125－14－T－03).
的适应性要求，鲲龙号500型集矿作业车行进时应对海洋底部的生态环境影响小，履带接地面积大，机构结构简单、技术先进、维修方便、运转可靠。据此，履带机构的设计采用在前期工程试验中得到了充分验证的四轮一带式双履带驱动结构（见图1），并进行高履齿、大前角、轻量化的结构设计。通过减量化结构设计和轻质化材料选型，实现了履带机构轻量化。
结构设计减量化的技术措施主要是空窗化、适用化、集成化，即将履带架结构设计成多窗格异形