Общее устройство ходовой системы гусеничного трактора

Ходовая система гусеничного трактора, подобно ходовой системе колесного трактора, также представляет собой тележку (рис. 5.1, а), на которой крепятся все части трактора.

Принципиальное отличие ходовой системы гусеничного трактора от системы колесного состоит в том, что колеса колесного трактора катятся по почве, преодолевая все ее неровности, образуя колею, а опорные катки 9 гусеничного трактора перекатываются по гладкой гусенице 8, которая представляет собой бесконечную плоскую цепь, составленную из отдельных звеньев. На наружной стороне звеньев для лучшего сцепления гусеницы с почвой сделаны выступы-почвозацепы. Ходовая система гусеничного трактора состоит из следующих основных частей: остова, движителей и подвески.

Остовнесущая система – по своему устройству делается рамной или полурамной. Рамный остов состоит из рамы с двумя продольными 4 и двумя поперечными брусьями 3 и 5 с цапфами 7. На раме укреплены четыре цапфы 7 для установки кареток с опорными катками. Впереди рамы размещены

Рис. 5.1. Ходовая система гусеничного трактора:

а - общий вид; б - полурамный остов; 1 - направляющее колесо; 2, 14 – передние брусья; 3, 5 - поперечные брусья; 4 - продольный брус; 6 - задняя ось; 7 - цапфы; 8 - гусеница; 9 - опорные катки; 10 - корпус механизмов трансмиссии; 11 - корпус коробки передач; 12 - корпус сцепления; 13 - продольные брусья направляющие колеса 1. В задней части рамы на кронштейнах находится задняя ось 6, предназначенная для установки прицепных и навесных устройств. Продольные брусья замыкаются тяжелым литым передним брусом 2. Полурамный остов (рис. 5.1, б) образуется корпусами сцепления 12 коробки передач 11, механизмов заднего моста и полурамой, состоящей из двух продольных брусьев 13 и присоединенного к их концам переднего бруса 14. Движители, которых у трактора два, располагаются по обе стороны остова и служат опорой трактора. Большая площадь гусениц, соприкасающихся с почвой, обеспечивает хорошее с ней сцепление. Малое удельное давление на почву и движение по гусенице вместо рыхлой почвы уменьшают затраты мощности на перекатывание трактора. Так, гусеничный трактор затрачивает на свое самопередвижение по стерне во время работы с нормальной нагрузкой около 9 ... 14 % мощности двигателя, а колесный трактор в тех же условиях –15 ... 19 %.Подвеска соединяет остов трактора с опорными катками, передает на них силу тяжести трактора и обеспечивает его плавный ход при движении по неровной дороге или полю.

Гусеничный движитель и его основные части

Гусеничные движители делают различной конструкции (рис. 5.2, а, б). Они состоят из гусеницы 2, ведущего колеса (звездочки) 4, направляющего колеса 1, поддерживающих роликов 3 и опорных катков 5, устанавливаемых на раме б или на специальных каретках, в которых иногда применяют амортизаторы 7.

Рис.5.2. Гусеничные движители:

а, б – типы движителей; в, г, д – типы гусениц; 1 – направляющее колесо;2 – гусеница; 3 – поддерживающий ролик; 4 – ведущее колесо; 5 – опорный каток;6 – рама; 7 – пружина (амортизатор); 8 – рычаг; 9 – палец;10 – втулка металлическая; 11 – резинометаллическая втулка (шарнир);12 – гайка; 13 – стопорное кольцо.

Гусеница 2 основная часть движителя. Она представляет собой замкнутую металлическую ленту, состоящую из отдельных звеньев, шарнирно соединенных между собой пальцами9. Звенья отливаются из износостойкой стали. В тех случаях, когда гусеница делается узкой (200 мм), что необходимо для тракторов, предназначенных для работы в узких междурядьях, удельные давления на проушины гусеницы и на пальцы резко возрастают. В этом случае в проушины звеньев гусеницы запрессовывают сменные разрезные втулки 10 (рис. 5.2, д). Пальцы, соединяющие звенья гусениц, изготавливают из стали или биметаллического проката с поверхностным слоем из высокоизносоустойчивой стали и удерживаются от осевого смещения шайбами со стопорными кольцами 13, гайками 12 или шплинтами. Гусеницы делают с открытыми шарнирами (рис. 5.2, г, д) или с резинометаллическими шарнирами (рис. 5.2, в). Гусеница с резинометаллическими шарнирами 11 имеет ресурс более 4000 моточасов против 900 ... 1200 моточасов у гусениц с открытым шарниром.

На наружной поверхности звеньев имеются почвозацепы, которыми гусеница сцепляется с почвой. Внутренняя поверхность звеньев образует гладкий металлический путь, по которому и перекатывается трактор на опорных катках. Ведущее колесо 4 своими зубьями входит в зацепление с проушинами, сделанными в звеньях и, вращаясь, перематывает гусеницу, тем самым передвигая остов трактора вперед или назад. Часть гусеницы, находящаяся под опорными катками, во время движения неподвижно сцеплена с почвой.

При очень большой нагрузке на трактор у гусениц наблюдается пробуксовывание. Для экономичной работы трактора гусеница должна быть правильно натянута. Предварительное ее натяжение весьма существенно влияет на потери мощности, затрачиваемой на перекатывание трактора. При неправильном натяжении гусениц затраты мощности могут возрасти до 10 % но сравнению с оптимальным натяжением. Чрезмерно сильное натяжение приводит к возрастанию трения в шарнирах гусениц, увеличению износов, потере мощности.

Слабое натяжение вызывает "биение" гусеничной цепи, что также увеличивает затраты мощности на перематывание гусеницы.

Кроме натяжения, на эффективность действия гусеницы оказывает влияние скорость движения трактора. При увеличении скорости укладка звена гусеницы на почву направляющим колесом несколько запаздывает. Точка начального контакта опорного катка с наклонной плоскостью гусеницы смещается по ходу движения, что вызывает вытягивание верхней провисающей ветви гусеницы. Экспериментами установлено, что при небольших скоростях движения (3,5 ... 5 км/ч) натяжение гусеницы не изменяется. Но уже при диапазоне скоростей от 5 до 9 км/ч натяжение увеличивается в 1,5 раза, а при 9 ... 15 км/ч – почти в 3 раза.

Все эти обстоятельства учитываются заводами при назначении нормативов на регулировку натяжения гусениц трактора. Поэтому следует как можно тщательнее выполнять эти указания, своевременно проверять и при необходимости регулировать натяжение гусениц.

Направляющее колесо с натяжным и амортизирующим устройством. Направляющее колесо 1 (рис. 5.3, а) представляет собой стальную отливку с широким плоским ободом. Колесо установлено на роликовых подшипниках 2, напрессованных на нижний конец коленчатой оси 3. Верхний конец оси вставлен в отверстие опоры, укрепленной в продольном брусе рамы трактора. Колесо на коленчатой оси укрепляется гайкой 12. Подшипники направляющего колеса смазываются жидким трансмиссионным маслом, заливаемым в ступицу колеса. Натяжное устройство с кривошипом, изготовленным в виде коленчатой оси 3, применяется наиболее широко. Коленчатая ось 3 направляющего колеса при помощи ушка соединена с вильчатым кронштейном 11.

Рис. 5.3. Устройства для натяжения гусениц:

а – механическое; б – гидравлическое; 1 – направляющее колесо; 2 – подшипники; 3, 13 – коленчатые оси; 4 – пружины; 5 – задний упор; 6, 12 – гайки;7 – регулировочная гайка; 8 – кронштейн; 9 – сферический упор; 10 – болт;11 – вильчатый кронштейн; 14 – гидроцилиндр; 15 – корпус клапана;16 – пластинчатый клапан; 17 – масленка; 18 –поршень.

Через отверстие в ступице кронштейна пропущен стяжной болт 10 с прямоугольной головкой, которая, входя в вильчатый кронштейн свободно, не позволяет болту провертываться. На кронштейн 11 и болт 10 надеты две пружины 4, которые упираются в задний упор 5, укрепленный на болте 10 гайкой 6. Свободный конец болта 10 пропущен через отверстия в упорном кронштейне 8, укрепленном на раме трактора и в сферическом упоре 9. На сферический упор опирается регулировочная гайка 7, навернутая на болт 10 и зафиксированная в этом положении контргайкой. Чтобы натянуть гусеницу таким устройством, нужно ослабить контргайку и свинтить с болта 10 регулировочную гайку 7. При этом болт начнет перемещаться влево (вперед) и через гайку 6, упор 5, пружины 4 и передний кронштейн 11 будет поворачивать нижний конец оси 3 вместе с колесом 1 по часовой стрелке и тем самым натягивать гусеницу.

Для ослабления натяжения гусеницы гайку 7 необходимо вращать в обратную сторону, тогда коленчатая ось и колесо будут перемещаться против часовой стрелки (колесо пойдет назад).

У некоторых тракторов коленчатую ось 13 (рис. 5.3, б) поворачивают не болтом с гайкой, а при помощи гидросилового цилиндра 14, внутрь которого через масленку 17, закрываемую для защиты от грязи и механических повреждений колпачком, можно рычажным шприцем нагнетать солидол. Поршень 18 при этом будет перемещаться (влево по рисунку) и повертывать коленчатую ось 13, натягивая гусеницу.

Для ослабления натяжения гусеницы в головке цилиндра установлен корпус 15 клапана, отвинчивая который можно выпустить часть смазки, а для ограничения наибольшей силы натяжения поставлен пластинчатый клапан 16, который продавливается смазкой при чрезмерных нагрузках в гусеничной цепи и, следовательно, в цилиндре натяжного устройства.

Амортизирующее устройство, состоящее из пружин, воспринимает на себя удары при наезде на препятствия, а также усилия от повышенного натяжения гусеничной цепи при попадании зуба ведущего колеса на цевку гусеницы. Пружины при этом сжимаются и предохраняют детали движителя от поломок. Наибольшее перемещение направляющего колеса вперед ограничивается упором, а назад – свободным ходом пружин амортизатора.

Поддерживающие ролики устанавливают для уменьшения провисания верхней ветви гусеницы.

В зависимости от длины гусеницы с каждой стороны трактора устанавливают по одному или по два ролика. Ролик вращается на двух шариковых подшипниках на оси 3 (рис. 5.4, а), укрепленной на кронштейне 2, который установлен на раме трактора. Подшипники смазываются жидким маслом, заливаемым в ступицу через отверстие, закрываемое пробкой 4 .Для уменьшения износов роликов и шума, создаваемого движителем во время работы трактора, на ролики иногда устанавливают бандажи 1 из износостойкой резины.

Рис. 5.4. Части гусеничного движителя:

а – поддерживающий ролик; б – каретка; в – схема действия каретки; 1 – бандаж; 2 – кронштейн; 3, 10, 13 – оси; 4, 11 – пробки; 5 – опорные катки; 6, 8 – балансиры; 7 – пружины; 9 – цапфа; 12 – цанговая гайка

Опорные катки 5 (рис. 5.4, б) жестко попарно укреплены на осях 10, вращающихся на роликовых подшипниках, которые установлены в балансирах 6 и 8.

Подшипники опорных катков смазываются жидким маслом, заливаемым в полость балансиров при помощи нагнетателя через отверстие, закрываемое пробкой 11.

Подвеска гусеничного трактора и ее устройство. Подвеска – устройство, соединяющее остов трактора с опорными катками. У гусеничных тракторов, используемых в сельском хозяйстве, наибольшее применение нашли две разновидности полужесткой подвески и одна упругая.

Полужесткая трехточечная подвеска(рис. 5.4, а). Оси опорных катков 4 жестко укреплены на раме 3 и вместе с ней и опорными катками образуют гусеничную тележку. Остов трактора с такой подвеской опирается на тележки в задней части через ось 1 (одна точка), а в передней части через листовую (или цилиндрическую) рессору 2, расположенную перпендикулярно оси трактора и опирающуюся на обе тележки (остальные две точки).

Каждый движитель может самостоятельно колебаться в вертикальной плоскости вокруг оси 1. Одновременно с этим толчки, получаемые движителями в вертикальной плоскости R_в, поглощаются только в передней части трактора. Толчки, приложенные в горизонтальной плоскости R_г, поглощаются пружинами амортизирующих приспособлений направляющих колес.

Рис. 5.5 Типы подвесок гусеничных тракторов:

а – полужесткая трехточечная; б – полужесткая трехточечная с торсионами; в – упругая, балансирная четырехточечная; 1 – ось; 2 – пружина (рессора);3 – рама; 4 – опорный каток; 5 – передняя подвеска; 6 – задняя подвеска;7 – пружина; 8 – опорные катки.

Жесткое крепление опорных катков к раме тележки не обеспечивает хорошей приспособляемости к неровностям почвы (рис. 5.5, а) и удовлетворительно работает только на тихоходных тракторах, предназначенных для использования на сравнительно мягких почвах. Полужесткая трехточечная подвеска, подрессоренная спереди и сзади (торсионы). При такой конструкции гусеничные тележки имеют такое же устройство, как было рассмотрено выше. Отличие заключается в том, что остов трактора с каждой из тележек соединяется в двух местах, образуя переднюю и заднюю подвески, имеющие примерно одинаковый принцип действия.

Передняя подвеска. Устройство. Подвеска состоит из трубы, присоединенной к остову 2 (рис. 5.6, а) трактора. Внутри трубы 9 (рис. 5.6, б) помещены два торсиона 11, жестко соединенных между собой.

Рис. 5.6 Торсионная подвеска:

а - общий вид; б - схема расположения торсионов; 1, 3 и 4 - рычаги; 2 - остов; 5, 9 и 12 – трубы; 6, 7 и 11 – торсионы; 8 – рама тележек; 10 – кронштейн.

По концам торсионов укреплены рычаги 1, соединенные шатунами с кронштейнами 10 рамы 8 тележек. Действие. Если одна из тележек, например правая, наедет на препятствие, она переместится вверх, и рычаг 1 будет закручивать торсион 11. В результате этого часть энергии толчков будет поглощена и не будет передаваться на остов трактора.

Задняя подвеска имеет аналогичное устройство и действие, только торсионы 6 и 7 закреплены в средней части трактора неподвижно и каждый торсион соединен только с одной тележкой. Торсионы с тележками соединены рычагами 3 и 4, направленными в одну сторону. При наличии такой подвески тракторы могут работать на повышенных скоростях движения. Одновременно с этим жесткое крепление опорных катков не обеспечивает хорошей приспособляемости к неровностям почвы.

Упругая балансирная четырехточечная подвеска. Упругая, или как ее еще называют, эластичная подвеска (см. рис. 5.6,в), состоит из четырех одинаковых балансирных кареток, устанавливаемых на цапфы 7 (см.рис. 5.1, а), которые укреплены на поперечных брусьях рамы трактора.

Устройство. Каждая из кареток представляет собой четырехколесную тележку (см. рис. 5.5, б), состоящую из двух балансиров – внешнего 8 и внутреннего 6, шарнирно соединенных между собой осью 13.

В нижней части каждого балансира на осях 10, свободно вращающихся в конических роликовых подшипниках, жестко укреплены опорные катки 5.

В верхней части между балансирами установлены амортизационные пружины 7. Действие кареток показано на рис. 5.5, в. Нетрудно заметить, что при наезде катка на препятствие (неровность), возникающие толчки Т заставляют балансиры перемещаться вокруг осей 10 и 13, при этом пружины 7 будут сжиматься, поглощая тем самым эти толчки и не передавая их на остов трактора, но при этом возникают собственные колебания пружин каретки.

Внешний балансир 8 (см. рис. 5.5, б) своим центральным отверстием посажен на цапфу 9 рамы трактора и зафиксирован от осевых перемещений цанговой гайкой 12.

Упругая балансирная четырехточечная подвеска обеспечивает наилучшее подрессоривание трактора, позволяет ему работать на больших скоростях, способствует высоким сцепным качествам.

Однако наряду с большими преимуществами она обладает недостатком: давление силы тяжести трактора неравномерно распределяется на почву по длине опорной поверхности движителя, что увеличивает удельное давление гусеницы на почву.

Гидроамортизатор (рис. 5.7, а) предназначен для гашения колебаний пружин 2, возникающих при движении трактора по неровной дороге. Это, в свою очередь, делает движение трактора более плавным и улучшает условия работы тракториста.

Рис. 5.7. Гидроамортизатор:

а - установка на каретке; б - пружина разжимается; в - пружина сжимается;

1 - шток; 2 - пружина; 3 - поршень; 4, 9 - цилиндры; 5 - канал; 6 - бачок;7, 8 - клапаны; А, Б – полости.

Устройство. Гидроамортизатор устанавливают на передних каретках и состоит он из цилиндра 4 (рис. 5.7, б) поршня 3, штока 1 и компенсационного бачка 6. Внутренняя часть гидроамортизатора заполняется веретенным маслом АУ до уровня, определяемого щупом, установленным в пробке бачка 6.

Действие. При уменьшении нагрузки на каретку и разжатии пружин 2 жидкость из полости А под действием поршня 3 начнет перетекать в полость Б через каналы в поршне 3. В это время клапан 7 открыт и пропускает жидкость из бачка 6 в полость Б цилиндра в объеме, равном той части поршня, которая в данный момент выходит из цилиндра 4.

При увеличении нагрузки на каретку и сжатии пружины 2 поршень будет двигаться в обратном направлении (рис. 5.7, в), заставляя жидкость из полости Б перетекать в полость А через те же отверстия. При этом часть жидкости, равная входящей в цилиндр части поршня, будет вытесняться через канал 5 в бачок 6.

Для того чтобы при резких толчках, когда масло не успеет быстро пройти через каналы в поршне, не произошла поломка деталей амортизатора, в поршне предусмотрен перепускной клапан 8, который при больших усилиях сжатия дополнительно открывает ряд отверстий для быстрого перетекания жидкости из полости Б в полость А.

Проходимость и типы ходовой системы.Тягово-сцепные свойства гусеничного трактора в полевых условиях, в том числе и при повышенной влажности почвы, как правило, вполне достаточны для того, чтобы реализовать мощность двигателя, переданную ведущему колесу движителя. Это обстоятельство позволяет весной гусеничные тракторы направлять в поле на два-три дня раньше колесных, что обеспечивает выполнение работ в лучшие агротехнические сроки, повышающие урожайность высеваемых культур. Однако на не связанных почвах возрастает буксование, которое не только снижает поступательную скорость движения и тяговую мощность трактора, но также приводит к сильному разрушению почвенного покрова, что вызывает эрозию почвы.

По данным ученых, с учетом всех этих обстоятельств предельно допустимое буксование для гусеничных тракторов не должно превышать 3 %.

При работе в особо трудных условиях (на болотистых почвах, на льду, сыпучем песке и др.) обычные гусеничные движители не обеспечивают нормальной проходимости трактору, и в этих случаях на трактор устанавливают движители специальной конструкции.

Давление гусениц трактора на почву в значительной степени определяет возможность прохождения его по почве. Гусеница имеет значительно большую площадь контакта, чем движитель колесного трактора. Это приводит к тому, что удельное давление гусеницы на почву меньше давления ноги человека, копыта лошади и колеса колесного трактора.

Вместе с тем нужно иметь в виду, что если среднее удельное давление гусеницы невелико, то на некоторых участках оно достигает больших значений. Например, если у движителей трактора ДТ-75М среднее удельное давление на почву составляет 0,047 МПа, то под вторым и третьим катками оно достигает соответственно 0,080 и 0,072 МПа.

Под воздействием гусениц почва уплотняется не только в пахотном слое, но и в подпахотном, недостижимом для рабочих органов почвообрабатывающих орудий, а это в конечном счете ведет к снижению урожайности возделываемых культур. Об этом следует всегда помнить и по возможности ограничивать число проходов трактора по полю за счет совмещения в одном агрегате различных машин и орудий (комбинированных агрегатов), уменьшения ненужных переездов по полю и др.

Проходимость трактора в междурядьях пропашных культур в основном определяется шириной его колеи, шириной гусеницы и агротехническим просветом трактора.

Для обработки междурядий низкостебельных культур агротехнический просвет у пропашных тракторов (рис. 5.8, а) делают большим, чем у тракторов общего назначения (рис. 5.8, б).

В целях увеличения защитных зон на трактор вместо обычной гусеницы устанавливают узкие гусеницы шириной 200 мм. Для обработки междурядий высокостебельных культур, например виноградников, посаженных со сравнительно узкими междурядьями, остов и гусеничные движители делают таких размеров, чтобы трактор смог пройти по междурядью, не повреждая растений (рис. 5.8,)

Рис. 5.8 Типы ходовых систем гусеничного трактора:

а – пропашного; б – общего назначения; в – узкогабаритного; г – арочного; д – крутосклонного; е – болотоходного; А – опорная плита

Кроме такой конструкции, есть тракторы, у которых каждый движитель имеет свой двигатель и свою трансмиссию – как бы два одногусеничных трактора, соединенных между собой металлической аркой (рис. 5.8, г). При такой конструкции растения во время обработки междурядий располагаются под аркой и не повреждаются трактором. Движение поперек склона сопровождается отклонением трактора от заданной траектории. При движении на холостом ходу и с малыми нагрузками на крюке трактор отклоняется вниз по склону, а при движении с большими нагрузками – вверх.

При большом угле склона появляется опасность опрокидывания трактора. Поэтому у гусеничных тракторов, предназначенных для работы на склонах, для увеличения устойчивости колею делают несколько большую, чем у базовых моделей трактора. Кроме того, с одной стороны трактора для предохранения от опрокидывания укрепляют опорную плиту А (рис. 5.8, д), которую в нужное время тракторист может поднимать и опускать при помощи гидросистемы трактора.

Техническое обслуживание ходовой системы гусеничного трактора.Затраты на техническое обслуживание ходовой системы гусеничного трактора составляют третью часть общих затрат на ТО по трактору.

К основным показателям технического состояния ходовой системы гусеничного трактора относятся: натяжение гусеничных цепей, износ звеньев гусеницы и зубьев ведущих колес, зазоры в подшипниковых узлах системы, износ и состояние направляющих колес, опорных и поддерживающих катков.

Техническое состояние ходовой системы трактора влияет на показатели использования его в агрегате с сельскохозяйственными машинами. Так, при неправильном натяжении гусениц у трактора на его передвижение требуется мощности на 7 ... 9 % больше обычного, т.е. меньше мощности остается для полезной работы.

Для предотвращения внезапных отказов, преждевременных износов и разрегулировок следует своевременно (в соответствии с периодичностью техобслуживания) проверять состояние узлов ходовой системы и при необходимости устранять повреждения.

При ЕТО очищают от пыли и грязи ходовую систему трактора. Проверяют внешним осмотром отсутствие течи масла и при необходимости устраняют подтекания.

При ТО-1 проверяют уровни масла в составных частях ходовой системы (опорные и поддерживающие катки, направляющие колеса и др.) в соответствии со схемой смазки и доливают его до установленного уровня.

При ТО-2 проверяют и подтягивают все наружные крепления. Особое внимание обращают на гайки опорных катков и клиньев осей качания кареток подвески, винтов крепления крышек в каретках подвески, направляющих колес и поддерживающих роликов. Проверяют и при необходимости регулируют натяжение гусениц и проверяют шплинтовку пальцев. Натяжение гусеничной цепи проверяют с помощью рейки и масштабной линейки. Для измерения натяжения рейку кладут на выступающие пальцы звеньев между поддерживающими катками и измеряют расстояние от рейки до пальца наиболее провисшего звена.

При ТО-3 проверяют и регулируют подшипники направляющих колес и опорных катков, осевое перемещение кареток подвески. Проверяют износ гусеничной цепи, шаг и профиль зубьев ведущих звездочек и, если требуется, переставляют местами гусеницы и ведущие звездочки.

Износ гусеничных цепей определяют по длине десяти звеньев гусеницы, измеряя длину рулеткой и сравнивая ее с допустимыми значениями.

При работе трактора в условиях пустыни и песчаных почв проверяют и регулируют натяжение гусениц.

При работе трактора на болотистых почвах после преодоления водных препятствий или заболоченных участков проверяют наличие воды в ходовой системе, а при обнаружении воды в отстое заменяют масло.

Содержание отчета

В отчете лабораторной работе №5 должны быть представлены следующие сведения:

-цель работы;

-общие положения;

-порядок выполнения работы и результаты экспериментов;

Контрольные вопросы

1. Назовите составные части ходовой системы гусеничного трактора и

объясните их назначение.

2. Из каких составных частей состоит и как действует гусеничный

движитель?

3. Назовите типы подвесок гусеничных тракторов и принцип их

действия.

4. Как проверяют и регулируют натяжение гусениц?

5. Как определяют износ гусениц без их разборки?

6. Назначение и устройство гидроамортизатора.

7. Расскажите о проходимости и типах ходовой системы гусеничных

тракторов.

8. По каким критериям оцениваются основные показатели гусеничного

трактора?

Лабораторная работа №6.