Устройство механизмов и узлов гусеничных ходовых систем

Ходовые системы гусеничных тракторов

Общие сведения о гусеничных ходовых системах

В хо­довых сис­те­мах гу­сенич­ных трак­то­ров при вра­щении ве­дуще­го ко­леса (звез­дочки) про­ис­хо­дит пе­рема­тыва­ние гу­сени­цы. Ее звенья ук­ла­дыва­ют пе­ред опор­ны­ми кат­ка­ми, и они ка­тят­ся по гу­сени­це как по рельсам. У гу­сенич­ных ТС зат­ра­ты мощ­ности на пе­ред­ви­жение — 9…14%, а у ко­лес­ных — 13…20%.

Гу­сенич­ные ТС ока­зыва­ют не­большое дав­ле­ние на поч­ву. У них плав­ный ход при дви­жении по не­ров­ностям, вы­сокая про­ходи­мость и хо­рошие тя­гово-сцеп­ные свойства. Од­на­ко гу­сенич­ные дви­жите­ли до­роги, ме­тал­ло­ем­ки, слож­ны в про­из­водс­тве и мо­гут по­вреж­дать до­рож­ное по­лот­но.

Хо­довая сис­те­ма гу­сенич­ных ТС дол­жна об­ла­дать ма­лым соп­ро­тив­ле­ни­ем ка­чению, не­высо­кой шум­ностью, хо­рошей за­щитой уз­лов от вла­ги и грун­та, дол­го­веч­ностью и са­мо­очи­ща­емостью гу­сениц.

Устройство ходовых систем гусеничных тракторов

• 22.2.1. Крат­кие све­дения
• 22.2.2. Ус­тройство ме­ханиз­мов и уз­лов гу­сенич­ных хо­довых сис­тем

Краткие сведения

Гу­сенич­ная хо­довая сис­те­ма сос­то­ит из ве­дуще­го ко­леса, гу­сенич­ной це­пи, нап­равля­юще­го ко­леса с на­тяж­ным и амор­ти­зиру­ющим ус­тройства­ми, опор­ных кат­ков и под­держи­ва­ющих ро­ликов (рис. 22.1).

Рис. 22.1.Схемы гусеничных движителей:
а — традиционная с задним ведущим колесом; б — треугольная с верхним ведущим колесом; 1 — направляющее колесо; 2 — гусеничная цепь; 3 — натяжное устройство; 4 — поддерживающие ролики; 5 — ведущее колесо; 6 — опорные катки; 7 — балансирная подвеска; 8 — опорно-направляющие колеса

На сельско­хозяйствен­ных трак­то­рах при­меня­ют зад­нее рас­по­ложе­ние ве­дущих ко­лес (звез­до­чек). Та­кая схе­ма на ско­рос­тях до 25 км/ч обес­пе­чива­ет бо­лее вы­сокий КПД трак­то­ра.

Пе­ред­ние ве­дущие звез­дочки при­меня­ют на спе­ци­альной тех­ни­ке.

Пер­спек­тивно ис­пользо­вание трак­то­ров с вер­хним рас­по­ложе­ни­ем ве­дущей звез­дочки (Сaterpillar). Та­кое рас­по­ложе­ние пре­дох­ра­ня­ет ее от гря­зи, а нап­равля­ющие ко­леса ста­новят­ся опор­ны­ми кат­ка­ми. Тре­угольная схе­ма дви­жите­лей так­же по­выша­ет пло­щадь кон­такта гу­сениц с поч­вой и тя­гово-сцеп­ные по­каза­тели ТС.

Устройство механизмов и узлов гусеничных ходовых систем

Ве­дущие звез­дочки. Ве­дущие звез­дочки гу­сенич­ных ТС из­го­тов­ля­ют цельно­литы­ми или сос­тавны­ми.

В цельно­литой конс­трук­ции звез­дочка со сту­пицей — од­но це­лое.

Сос­тавная звез­дочка из­го­тов­ля­ет­ся из вен­ца в ви­де сег­ментов из хро­мова­нади­евой ста­ли, а сту­пица — из ме­нее до­рого­го ме­тал­ла (рис. 22.2). Та­кая звез­дочка де­шев­ле и дол­го­веч­нее. Она поз­во­ля­ет за­менять сег­менты в вен­це без де­мон­та­жа гу­сени­цы.

Рис. 22.2.Виды зацеплений (ведущая звездочка—цепь) гусеничных движителей:
а — сегменты обода ведущей звездочки; б — цевочное зацепление; в — гребневое зацепление; 1 — соединительный палец; 2 — звено; 3 — цевка; 4 — направляющий выступ; 5 — почвозацеп; 6 — беговая дорожка; 7 — гребень

Ве­дущие звез­дочки из­го­тов­ля­ют с од­ним или дву­мя вен­ца­ми. Од­но­вен­цо­вые звез­дочки де­шев­ле двух­венцо­вых. Они об­ла­да­ют хо­рошей са­мо­очи­ща­емостью. Звез­дочки с дву­мя вен­ца­ми обес­пе­чива­ют ус­тойчи­вое за­цеп­ле­ние с ши­роки­ми гу­сенич­ны­ми звеньями.

Раз­ли­ча­ют це­воч­ное и греб­не­вое за­цеп­ле­ние ве­дущей звез­дочки с гу­сенич­ной цепью.

При це­воч­ном за­цеп­ле­нии зубья вен­ца пос­ле­дова­тельно вхо­дят в за­цеп­ле­ние со сред­ни­ми утол­щенны­ми про­уши­нами (цев­ка­ми) гу­сенич­ной це­пи.

В греб­не­вом за­цеп­ле­нии на ве­дущем ко­лесе вмес­то зубьев име­ют­ся впа­дины, в ко­торые вхо­дят греб­ни звеньев це­пи. Та­кую конс­трук­цию из-за слож­ности из­го­тов­ле­ния при­меня­ют ред­ко.

На сельско­хозяйствен­ных трак­то­рах в ос­новном ис­пользу­ют ме­тал­ли­чес­кие шар­нирно со­еди­нен­ные гу­сени­цы и мо­нолит­ные ре­зино­ар­ми­рован­ные гу­сени­цы (РАГ) (рис. 22.3).

Рис. 22.3.Гусеницы тракторов:
а — рельсового типа; б — резиноармированная гусеница (фрагмент); 1 — стопорный конус; 2 — соединительный палец легкосъемного звена; 3 и 12 — втулки; 4 — кольцо; 5 — болт; 6 и 7 — щеки; 8 — башмак; 9 — почвозацеп; 10 — шайба; 11 — гайка; 13 — соединительный палец; 14 — закладной металлический элемент с направляющим выступом для фиксации качения опорных катков и направляющего колеса; 15 — обрезиненная цевка закладного элемента; 16 — отверстие в резиновом корде для зуба ведущего колеса; 17 — сечения стальных тросов; 18 — резиновые грунтозацепы

Звенья ме­тал­ли­чес­ких гу­сениц из­го­тов­ля­ют цельно­литы­ми или штам­по­ван­ны­ми сбор­ны­ми для больших стро­ительных трак­то­ров. Сред­ние утол­щенные про­уши­ны слу­жат для за­цеп­ле­ния с зубьями ве­дущей звез­дочки. На внут­ренней сто­роне зве­на име­ют­ся нап­равля­ющие выс­ту­пы, ко­торые про­ходят меж­ду опор­ны­ми кат­ка­ми и ре­бор­да­ми под­держи­ва­ющих ро­ликов. С на­руж­ной сто­роны звенья име­ют при­ливы — поч­во­заце­пы, ко­торые ус­та­нов­ле­ны под уг­лом 20° от­но­сительно оси про­ушин. Это обес­пе­чива­ет ус­тойчи­вое дви­жение трак­то­ра вдоль ко­сого­ра и на мер­злом грун­те. Со­еди­нительные пальцы, рас­по­ложен­ные сто­роной к трак­то­ру, име­ют утол­ще­ния, с дру­гой сто­роны — от­вер­стия под шплинт.

Важ­но знать! Со­еди­нение «па­лец—про­уши­на» ра­бота­ет в тя­желых ус­ло­ви­ях. Из-за по­пада­ния аб­ра­зив­ных час­тиц оно ин­тенсив­но из­на­шива­ет­ся. Срок служ­бы звеньев с прос­тым шар­ни­ром — до 2000 ч, а на пес­ча­никах — до 300 ч.

Для по­выше­ния дол­го­веч­ности гу­сени­цы на них ус­та­нав­ли­ва­ют ре­зино­метал­ли­чес­кие шар­ни­ры (РМШ) (рис. 22.4, а)и шар­ни­ры с ла­бирин­тным уп­лотне­ни­ем (рис. 22.4, б).

Рис. 22.4.Шарнирные соединения гусеничных звеньев:
а — резиноармированный шарнир; б — шарнир с лабиринтным уплотнением; 1 и 3 — звенья; 2 — соединительный палец; 4 — резиновая втулка; 5 — металлическая втулка; 6 — кольцевая выточка; 7 — лабиринтное уплотнение; Р — растягивающее усилие

Срок служ­бы гу­сени­цы с РМШ по­выша­ет­ся до 6000 ч. Та­кие гу­сени­цы ме­нее шум­ные, од­на­ко бо­лее до­рогие.

Шар­ни­ры с ла­бирин­тным уп­лотне­ни­ем пре­дот­вра­ща­ют по­пада­ние аб­ра­зива в со­еди­нение. Зве­но та­кой гу­сени­цы сос­то­ит из баш­ма­ка, к ко­торо­му бол­та­ми кре­пят штам­по­ван­ные ще­ки (рельсы). Ще­ки об­ра­зу­ют бе­говую до­рож­ку для опор­ных кат­ков. Та­кая цепь на­зыва­ет­ся гу­сени­ца рельсо­вого ти­па. Для удобс­тва ре­мон­та у ме­тал­ли­чес­ких гу­сениц од­но зве­но лег­косъем­ное.

Гу­сени­цы с ли­тыми звеньями из-за сво­ей де­шевиз­ны по­лучи­ли на­ибольшее рас­простра­нение. Це­пи рельсо­вого ти­па с сос­тавны­ми звеньями бо­лее дол­го­веч­ны и ре­мон­топри­год­ны, но до­роже ли­тых звеньев. Они по­лучи­ли на­ибольшее рас­простра­нение на до­рож­ной тех­ни­ке. Ме­тал­ло­ем­кость ме­тал­ли­чес­ких гу­сениц до­ходит до 25% мас­сы трак­то­ра.

В нас­то­ящее вре­мя на­ибо­лее пер­спек­тивным для ис­пользо­вания в сельском хо­зяйстве яв­ля­ет­ся при­мене­ние РАГ.

Нап­равля­ющее ко­лесо.Сов­мес­тно с на­тяж­ным и амор­ти­зиру­ющим ус­тройства­ми оно слу­жит для нап­равле­ния гу­сени­цы и ук­ладки ее тра­ков (звеньев) под пе­ред­ний опор­ный ка­ток; ре­гули­рова­ния на­тяже­ния гу­сени­цы; смяг­че­ния уда­ров при на­ез­де на твер­дые пре­пятс­твия.

Нап­равля­ющие ко­леса ус­та­нов­ле­ны на ра­ме на кри­воши­пах или пол­зу­нах (рис. 22.5). Ре­комен­до­ван­ное из­го­тови­телем про­виса­ние це­пи (40…60 мм) дос­ти­га­ет­ся в ре­зульта­те пе­реме­щения оси нап­равля­юще­го ко­леса. При зна­чительном вы­тяги­вании гу­сени­цы воз­можно так­же уда­ление од­но­го зве­на.

Рис. 22.5.Устройство для натяжения гусениц:
1 — направляющее колесо; 2 — коленчатая ось; 3 — подшипники; 4 — втулки; 5 — кронштейн; 6 — натяжное устройство; 7 и 8 — малая и большая пружины соответственно; 9 — гайка; 10 — натяжной болт; 11 — регулировочная гайка; 12 — вилка; 13 — промежуточное звено; 14 — гидроцилиндр; 15 — шток; 16 — корпус клапана; 17 — пластинчатый клапан; 18 — масленка клапана

Вни­мание! Сла­бое на­тяже­ние це­пи вы­зыва­ет ее «би­ение», спа­дание и уве­личе­ние по­тери мощ­ности на ее пе­рема­тыва­ние. Пе­ретя­нутая цепь уве­личи­ва­ет из­нос шар­ни­ров и по­тери мощ­ности на ее пе­рема­тыва­ние.

Для за­мера на­тяже­ния це­пи на нее в сред­ней час­ти ус­та­нав­ли­ва­ют го­ризон­тально ров­ную план­ку и за­меря­ют вы­соту про­виса­ния.

Амор­ти­зиру­ющее ус­тройство. Это ус­тройство сни­жа­ет наг­рузки при на­ез­де трак­то­ра на пре­пятс­твие и пре­дох­ра­ня­ет гу­сенич­ный ме­ханизм при по­пада­нии на бе­говую до­рож­ку твер­дых кус­ков грун­та. В ка­чес­тве уп­ру­гого эле­мен­та в амор­ти­зато­ре не­ред­ко ис­пользу­ют пред­ва­рительно сжа­тую пру­жину. При на­ез­де трак­то­ра на пре­пятс­твие на­тяже­ние гу­сенич­ной це­пи уве­личи­ва­ет­ся. Это до­пол­ни­тельное уси­лие че­рез нап­равля­ющее ко­лесо, кри­вошип и вильча­тый крон­штейн сжи­ма­ет пру­жину, и ко­лесо от­хо­дит на­зад. Пе­рег­рузка гу­сени­цы уменьша­ет­ся. Пос­ле пре­одо­ления пре­пятс­твия нап­равля­ющее ко­лесо воз­вра­ща­ет­ся. При сжа­тии и рас­тя­жении пру­жин вильча­тый крон­штейн и стяж­ной болт пе­реме­ща­ют­ся в про­тиво­полож­ных нап­равле­ни­ях. Ход пру­жин и на­тяже­ние гу­сениц ре­гули­ру­ют гайкой стяж­но­го бол­та.

На не­кото­рых трак­то­рах на­тяже­ние гу­сенич­ной це­пи осу­щест­вля­ют гид­равли­чес­ким на­тяжи­телем. Для это­го че­рез мас­ленку шпри­цом наг­не­та­ют кон­систен­тную смаз­ку в ра­бочую по­лость гид­ро­цилин­дра. Пор­шень под действи­ем дав­ле­ния мас­ла пе­реме­ща­ет­ся в сто­рону нап­равля­юще­го ко­леса и че­рез кри­вошип пе­реме­ща­ет его впе­ред. Для ос­лабле­ния це­пи пре­дох­ра­нительный кла­пан вы­вин­чи­ва­ют. При не­допус­ти­мо больших пе­ре­груз­ках (по­пада­ние больших твер­дых кус­ков меж­ду кат­ка­ми и гу­сени­цей) пре­дох­ра­нительный кла­пан сра­баты­ва­ет и из­лишки мас­ла вы­тека­ют. На сов­ре­мен­ных трак­то­рах гид­ро­цилиндр на­тяж­но­го ус­тройства под­клю­чен к гид­равли­чес­кой сис­те­ме трак­то­ра.

Под­держи­ва­ющие ро­лики. Та­кие ро­лики слу­жат для нап­равле­ния дви­жения, ог­ра­ниче­ния про­виса­ния и рас­ка­чива­ния вер­хней вет­ви гу­сени­цы. Обыч­но их два. На трак­то­рах с ко­рот­кой ба­зой или больши­ми опор­ны­ми кат­ка­ми они мо­гут от­сутс­тво­вать. Ро­лики вра­ща­ют­ся за счет сил тре­ния меж­ду гу­сени­цей и ро­ликом. Ос­новной эле­мент под­держи­ва­юще­го ро­лика — сту­пица с ре­зино­вым бан­да­жом. Бан­да­жи уве­личи­ва­ют сцеп­ле­ние ро­лика с цепью, сни­жа­ют шум и удар­ные наг­рузки на де­тали ро­лика.

Опор­ные кат­ки. Дан­ные кат­ки пред­назна­чены для пе­реме­щения ос­то­ва трак­то­ра по бе­говой до­рож­ке гу­сени­цы. Они вос­при­нима­ют вес трак­то­ра и бо­ковые ре­ак­ции со сто­роны опор­ной по­вер­хнос­ти. На сельско­хозяйствен­ных трак­то­рах при­меня­ют кат­ки с дву­мя ободьями. Их раз­ме­ры и ко­личес­тво за­висят от наз­на­чения трак­то­ра и конс­трук­ции хо­довой сис­те­мы. Что­бы уменьшить удельное дав­ле­ние трак­то­ра на поч­ву, на сельско­хозяйствен­ных трак­то­рах ус­та­нав­ли­ва­ют не­большие кат­ки. Не­большие раз­ме­ры кат­ков да­ют воз­можность уве­личить их ко­личес­тво на опор­ной по­вер­хнос­ти гу­се­ницы.

Подвеска гусеничного трактора

Под­веска гу­сенич­но­го трак­то­ра слу­жит для со­еди­нения его ос­то­ва с опор­ны­ми кат­ка­ми. Она вклю­ча­ет в се­бя уп­ру­гие эле­мен­ты (рес­со­ры, пру­жины, тор­си­оны), нап­равля­ющее ус­тройство и амор­ти­зато­ры.

Уп­ру­гие эле­мен­ты. В ка­чес­тве уп­ру­гого эле­мен­та мо­гут при­меняться ре­зино­вые и гид­ропнев­ма­тичес­кие ус­тройства. Уп­ру­гие эле­мен­ты смяг­ча­ют уда­ры, пе­реда­ва­емые на ос­тов, от дви­жите­лей. Амор­ти­зато­ры га­сят ко­леба­ния ос­то­ва.

Нап­равля­ющее ус­тройство. Та­кое ус­тройство обес­пе­чива­ет вер­ти­кальное пе­реме­щение опор­ных ко­лес, пе­реда­ет на ос­тов тол­ка­ющие, тор­мозные и бо­ковые воз­действия.

Конс­трук­ции под­ве­сок.По конс­трук­ции свя­зи опор­ных кат­ков с ос­то­вом раз­ли­ча­ют жес­ткие, по­лужес­ткие и уп­ру­гие (элас­тичные) под­вески.

В жес­ткой под­веске оси опор­ных кат­ков жес­тко со­еди­нены че­рез гу­сенич­ную те­леж­ку с ос­то­вом трак­то­ра. Та­кая под­веска прос­та, де­шева и име­ет хо­рошие тя­гово-сцеп­ные свойства. Ос­новной не­дос­та­ток — большие ди­нами­чес­кие наг­рузки на ос­тов и трак­то­рис­та при дви­жении по не­ров­ной по­вер­хнос­ти. На сельско­хозяйствен­ных трак­то­рах она не при­меня­ет­ся.

В по­лужес­ткой под­веске (рис. 22.6) оси опор­ных кат­ков так­же жес­тко за­креп­ле­ны на гу­сенич­ной те­леж­ке, од­на­ко са­ма те­леж­ка со­еди­нена с ос­то­вом сза­ди в двух точ­ках шар­нирным со­еди­нени­ем, а спе­реди — уп­ру­гим эле­мен­том (рес­со­рой). Ось шар­нирно­го со­еди­нения гу­сенич­ной те­леж­ки с ос­то­вом мо­жет сов­па­дать с осью ве­дущих звез­до­чек или быть впе­реди ее. В та­кой под­веске при на­ез­де на пре­пятс­твие трак­тор мяг­ко (за счет уп­ру­гого эле­мен­та) на­ез­жа­ет на пре­пятс­твие (од­ной или дву­мя гу­сени­цами), а за­тем — рез­ко схо­дит с не­го зад­ней частью. В ка­чес­тве пе­ред­не­го уп­ру­гого эле­мен­та, а так­же зад­не­го шар­нирно­го со­еди­нения мо­гут быть ис­пользо­ваны тор­си­оны.

Рис. 22.6.Устройство полужесткой торсионной подвески:
а — общий вид гусеничной тележки; б — схема торсионной подвески; 1, 3 и 4 — рычаги; 2 и 8 — остов (рама) тележек; 5, 9 и 12 — трубы; 6, 7 и 11 — торсионы; 10 — кронштейн

Дос­то­инс­тво жес­ткой и по­лужес­ткой под­ве­сок — рав­но­мер­ное рас­пре­деле­ние дав­ле­ния трак­то­ра на грунт. На сельско­хозяйствен­ных трак­то­рах та­кие под­вески при­меня­ет­ся ред­ко.

В уп­ру­гой ( элас­тичной ) под­веске оси опор­ных кат­ков со­еди­нены с ос­то­вом ус­тройства­ми, поз­во­ля­ющи­ми им пе­реме­щаться. На трак­то­рах на­ибо­лее рас­простра­нены ба­лан­сирные под­вески. В них оси опор­ных кат­ков с по­мощью ры­чагов (ба­лан­си­ров) объеди­нены в от­дельные ка­рет­ки, ко­торые шар­нирно со­еди­нены с ос­то­вом. Уп­ру­гие эле­мен­ты мо­гут быть ус­та­нов­ле­ны в ка­рет­ки или в сис­те­му креп­ле­ния ка­реток.

Под­веска сос­то­ит из ба­лан­сирных ка­реток, ус­та­нов­ленных по­пар­но с каж­дой сто­роны трак­то­ра. Ка­рет­ка сос­то­ит из шар­нирно со­еди­нен­ных осью ба­лан­си­ров — внеш­не­го и внут­ренне­го (рис. 22.7). В вер­хней час­ти ба­лан­си­ры рас­пи­ра­ют­ся пру­жиной. Внеш­ний ба­лан­сир сво­бод­но на­сажен на цап­фу ра­мы трак­то­ра. От осе­вых пе­реме­щений ка­рет­ка удер­жи­ва­ет­ся с внут­ренней сто­роны бур­ти­ком на цап­фе, а с внеш­ней — цан­го­вым уз­лом креп­ле­ния. Под действи­ем ве­са трак­то­ра ба­лан­си­ры разъез­жа­ют­ся и сжи­ма­ют пру­жину. При на­ез­де на пре­пятс­твие за счет де­фор­ма­ции ба­лан­сирной пру­жины ка­ток мо­жет пе­реме­щаться вверх. Не­дос­та­ток та­ких под­ве­сок — не­рав­но­мер­ность рас­пре­деле­ния дав­ле­ния на грунт под опор­ны­ми кат­ка­ми.

Рис. 22.7.Устройство балансирной подвески:
а — поддерживающий ролик; б — балансирная каретка; в — схема действия каретки; г — цанговое крепление; 1 — бандаж; 2 — кронштейн; 3 — ось ролика; 4 — пробка ролика; 5 — опорные катки с двумя ободьями; 6 — внешний балансир; 7 — пружины; 8 — внутренний балансир; 9 — цапфа; 10 — ось катка; 11 — пробка катка; 12 — цанговая гайка; 13 — распорная коническая трубка; 14 — штифт; 15 — распорная гайка

Амор­ти­зато­ры.Для га­шения ко­леба­ний под­веска име­ет гид­ро­амор­ти­зато­ры, ко­торые смон­ти­рова­ны на пе­ред­них ка­рет­ках (рис. 22.8). Они со­еди­нены с вер­хни­ми кон­ца­ми ба­лан­си­ров.

Рис. 22.8.Схема устройства и действия гидроамортизатора:
а — установка амортизатора на балансирной подвеске; б — разжимание пружины; в — сжатие пружины; 1 — шток гидроамортизатора; 2 — пружина; 3 — поршень; 4 — цилиндр; 5 — канал перетекания части жидкости из поршня в бачок; 6 — бачок; 7 — щуп; 8 — канал подачи жидкости из бачка в цилиндр; 9 — предохранительный клапан; А и Б — полости амортизатора

Важ­но знать! В про­цес­се экс­плу­ата­ции ле­вая и пра­вая гу­сени­цы ста­новят­ся раз­ны­ми по дли­не. Это при­водит к на­руше­нию пря­моли­нейнос­ти дви­жения трак­то­ра. Ес­ли раз­ни­ца в дли­не де­сяти звеньев сос­тавля­ет бо­лее 10 мм, це­пи не­об­хо­димо ме­нять мес­та­ми. При из­но­се со­еди­нительных пальцев по ди­амет­ру на 3… 4 мм тре­бу­ет­ся их за­мена. Не­об­хо­димо ме­нять мес­та­ми ве­дущие звез­дочки при од­носто­рон­нем из­но­се бо­лее 10 мм.