Разработка гусеничного движетеля трактора (прототип ДТ-75)

 

2. АНАЛИЗ АНАЛОГОВ КОНСТРУКЦИЙ

 

Гусеничный движитель (рис. 2.1) служит для обеспечения движения трактора по непрерывному рельсовому пути, образуемому замкнутым обводом гусеничной цепи между ведущим и направляющим колесами. Кроме того, гусеничный движитель служит для передачи веса трактора на грунт. При движении трактора гусеничная цепь непрерывно перематывается ведущим колесом и расстилается под опорными катками.

Площадь соприкосновения  гусеничных движителей и число почвозацепов, находящихся в одновременном зацеплении с почвой, значительно больше, чем у колесных тракторов. Вследствие увеличенной опорной поверхности гусеничные тракторы обладают небольшими средними удельными давлениями на почву порядка 0,25÷0,5 кг/см и при специальных узких гусеницах до 0,7 кг/см против 1÷З кг/см для колесных. Надежное сцепление гусениц с почвой и малые удельные давления на почву обеспечивают гусеничному трактору высокие тяговые качества и проходимость.

Гусеничный движитель  объединяет в себе ведущие колеса, гусеничные цепи, направляющие колеса с амортизирующим и натяжным устройствами гусениц, опорные катки и поддерживающие ролики.

Рисунок 2.1 − Гусеничный движетель

Ведущие колеса. Они предназначены для перематывания гусеничных цепей при движении трактора и создания силы тяги, обеспечивающей перемещение тракторного агрегата.

 

 

Конструкции ведущих  колес могут быть классифицированы по типу зацепления с гусеничной цепью, по исполнению и числу зубчатых венцов, находящихся в зацеплении с гусеницей.

Основными типами зацепления гусениц являются цевочное и гребневое (рисунок 2.2).

При цевочном зацеплении (рисунок 2.2, а) ведущие колеса выполняют с зубчатым венцом, зубья которого зацепляются с цевкой (проушиной или втулкой оси шарнира) звена.

Рисунок 2.2 − Типы зацеплений ведущего колеса с гусеницей:

а – цевочное; б – гребневое

 

При гребневом зацеплении (рисунок 2, б) в профильные выемки ведущего колеса входят гребни звеньев гусениц.

На отечественных тракторах  преимущественное распространение получило цевочное зацепление, как более надежное, а гребневое зацепление применяется только на тракторе Т-38М.

По исполнению ведущие  колеса разделяют на цельнолитые  и составные. Цельнолитые ведущие колеса представляют собой единую отливку всех элементов, составляющих колесо (ступица и венец). Такие конструкции применяют на тракторах Т-100М и Т-38М. Ведущее колесо трактора Т-100М устанавливают с помощью шлицев и гайки на ступице ведомой шестерни конечной передачи, а ведущее колесо трактора Т-38М - на шлицевой полуоси конечной передачи. Цельнолитые ведущие колеса без ступиц имеют тракторы Т-74, ДТ-54А, Т-4М, ДТ-75, Т-50В. У тракторов Т-74, ДТ-54А и Т-4М диск ведущего колеса болтами крепят к ступице ведомой шестерни конечной передачи, а у тракторов ДТ-75 и Т-50В - к фланцу полуоси конечной передачи.

В составных ведущих  колесах отдельно изготовленные  ступицы (корпуса), диски и зубчатые венцы соединены болтами. Составные ведущие колеса имеют тракторы ТДТ-75, ТДТ-55, ТДТ-40М, Т-180, Д-804 и ДЭТ-250.

По числу зубчатых венцов, находящихся в зацеплении с гусеницей, ведущие колеса бывают одинарные и двойные. Двойные ведущие колеса в основном применяют на мощных гусеничных тракторах (Т-180, Д-804 и ДЭТ-250). Их применение на этих тракторах обусловлено необходимостью создания устойчивого положения звеньев гусеницы на ведущем колесе. Двойные составные колеса применяют также и на трелевочном тракторе ТДТ-40М. Однако двойные ведущие колеса забиваются грунтом и требуют применения очистителей.

Гусеничные  цепи. Они служат для создания большой опорной поверхности, обеспечивающей необходимое удельное давление на почву при значительном весе трактора и надежное сцепление его с почвой, а также для создания бесконечных рельсовых путей для перекатывания опорных катков остова трактора и преобразования крутящего момента, подводимого к ведущим колесам, в силу тяги, перемещающую тракторный агрегат.

Гусеничная цепь представляет собой замкнутую металлическую  цепь, состоящую из отдельных шарнирно соединенных между собой звеньев.

По конструктивному  исполнению звенья гусениц отечественных тракторов разделяют на цельнолитые и составные (рисунок 2.3).

Цельнолитые звенья представляют собой фасонные стальные термически обработанные отливки без последующей механической обработки с проушинами под пальцы для шарнирного их соединения.

 

 

Рисунок 2.3 − Звенья гусениц:

а) составные ; б) цельнолитые

 

Часто в таких звеньях  отверстия в проушинах не обрабатывают, и пальцы, изготовляемые из проката с поверхностной термической обработкой для увеличения твердости, устанавливают в них свободно, с зазором («плавающий тип»). Как правило, литые звенья изготовляют из высокомарганцовистых сталей, обладающих способностью самоупрочнения (наклепа) поверхностей цевок и беговых дорожек, возникающего от соударения их соответственно с зубьями ведущего колеса и опорными катками.

Составные звенья гусениц выполняют сборными из отдельных штампованных, механически и термически обработанных деталей. Эти гусеницы обладают высокой прочностью и применяются главным образом на промышленных тракторах, работа которых может происходить в тяжелых почвенных условиях (скальных грунтах и т. п.). Возможность замены отдельных деталей в таких звеньях обеспечивает хорошую ремонтоспособность гусениц. Составные звенья обычно выполняют с приподнятыми над грунтом шарнирами с лабиринтным уплотнением. Все это увеличивает срок их службы на черноземной почве примерно в полтора раза по сравнению с цельнолитыми звеньями, но на песчаных почвах долговечность этих гусениц почти одинакова.

Опорные катки. Они служат для поддержания и перемещения остова трактора по гусеничной цепи, передачи его веса через гусеницу на грунт и восприятия боковых реакций грунта при поворотах трактора.

Тяжелые условия работы катков - воздействие больших вертикальных и горизонтальных, а также ударных  нагрузок при наезде на препятствия и поворотах трактора, непосредственная близость абразивной среды (пыли, грязи) вызывают определенные требования, предъявляемые к их конструкции. Опорные катки должны иметь износостойкие рабочие поверхности и надежное уплотнение подшипников, обеспечивающее возможность применения жидких масел. На всех отечественных тракторах уплотнение подшипников опорных катков осуществляют торцовыми металлическими уплотнениями с грязезащитным лабиринтом. Кроме того, опорные катки должны создавать минимальное сопротивление перекатыванию трактора, быть простыми в изготовлении и обслуживании.

Размеры, число и конструкция  опорных катков определяются назначением трактора, конструкцией гусеницы и подвески.

По конструкции различают  катки: одинарные и двойные; с ребордами и без реборд; с подвижной и неподвижной осью; с двухопорной и консольной осью.

Осевые усилия воспринимаются подшипниками или специальными торцовыми упорами.

В зависимости от типа подвески опорные катки обычно группируют в тележки или каретки.

Опорные катки трактора Т-38М (рисунок 2.3, а) двойные, цельнолитые, устанавливают на неподвижной оси 1 на двух роликовых конических подшипниках 3. зазор в подшипниках регулируют прокладками 5. Крышки 4 катков 6 выполняют роль подвижных колец торцевого уплотнения. Ось 1 катка устанавливают в кронштейнах 2, посредством которых она крепится к раме тележки гусеницы. От проворачивания и осевых перемещений ось фиксируют в кронштейнах 2 четырьмя болтами с каждой стороны.

Рисунок 2.3 − Опорные катки тракторов:

а) Т-38М; б) Т-74

 

Направление движения опорных  катков по гусенице обеспечивается гребнями звеньев, располагающимися между ободами  катков.

Двойные опорные катки  трактора Т-74 (рисунок 2.3, б) имеют подвижную ось. Ось 30 катка устанавливают на двух роликовых конических подшипниках 25 в отверстии головки балансира 1. От продольных перемещений ось 30 удерживается буртом, подшипниками 25 и крышками 28, прикрепленными болтами к балансиру 1. В крышках 28 расположены и закреп-

лены резиновыми кольцами 23 неподвижные металлические кольца 24 торцового уплотнения. Опорный каток 26, представляющий собой стальную отливку с закаленным ободом, с собранными на его ступице торцовым уплотнением и грязезащитным кожухом 29 напрессовывается на ось и удерживается на ней гайкой 17 и призматической шпонкой 21. Для удобства монтажа на ступице

катка торцового уплотнения служит пружинное стопорное кольцо 20. Смазку подшипников и ее замену осуществляют через продольные ступенчатые и радиальные сверления в оси катка, закрываемые пробкой 18. Предотвращение возможных утечек масла осуществляется резиновыми кольцами 19, 16 и 23. Зазор в подшипниках регулируют изменением числа прокладок 22 и 27.

На тракторе устанавливают  по четыре катка с каждой стороны, сгруппированных по два катка в балансирные каретки.

Поддерживающие ролики. Они служат для поддерживания при чрезмерном провисании верхней ветви гусеничной цепи и направления ее движения. Число поддерживающих роликов зависит от расстояния между осями ведущего и направляющего колес, т.е. от продольной длины базы трактора.

Поддерживающие стальные литые ролики тракторов ДТ-54А, Т-74, ДТ-75 (рисунок 2.4, а) устанавливают на оси З на роликовом цилиндрическом и шариковом радиальном 7 подшипниках. Ось 3 на тракторе ДТ-75 запрессована в промежуточный кронштейн 1,

В тракторах ДТ-75А и  Т-74 оси 3 запрессовывают непосредственно  в кронштейны рамы трактора.

Внутренняя полость  ролика 5 закрыта с одной стороны  крышкой 4 с торцовым уплотнением и грязезащитным лабиринтом, а с другой - крышкой 8. От осевых перемещений каток удерживается на оси шарикоподшипником 7, крышкой 8 и гайкой 10. Полость катка заполняют маслом через отверстие в крышке 8, закрываемое пробкой 9. На тракторах ДТ-54А, Т-74 и ДТ-75 устанавливают по два поддерживающих ролика с каждой стороны трактора.

 

 

Рисунок 2.4 − Поддерживающие ролики тракторов:

а)  ДТ-54А, Т-74, ДТ-75; б) Т4М.

Поддерживающий литой ролик трактора Т-4М (рисунок 2.4, б) вращается на оси 3 на двух роликовых конических подшипниках. Ось 3 запрессована в кронштейн 1, закрепленный на раме тележки гусеницы.

От осевых перемещений  ролик 2 удерживается на оси гайками 4 и шайбой 5. Этими же гайками регулируют необходимый зазор в подшипниках. Выступ на цилиндрической поверхности ролика обеспечивает направление движения гусеницы. На тракторе устанавливают четыре поддерживающих ролика, по два на каждой гусеничной тележке.

Поддерживающие ролики трактора Т-50В взаимозаменяемы с  опорными катками. С каждой стороны трактора устанавливают по одному поддерживающему ролику.

Поддерживающие ролики тракторов Т-180 и Д-804 взаимозаменяемы. Поддерживающие ролики этих тракторов  аналогичны опорным каткам трактора Т-180 и отличаются от последних лишь формой обода и установкой оси. Оси поддерживающих роликов не запрессовывают, а зажимают в разрезных головках кронштейнов рамы трактора. На тракторах устанавливают по шесть поддерживающих роликов.

Поддерживающие ролики трактора ДЭТ-250 подобны опорным  каткам и отличаются от них креплением боковых крышек и тем, что оси поддерживающих роликов вращаются на двух шарикоподшипниках.

Поддерживающие ролики на тракторах ТДТ-75, ТДТ-55 и ТДТ-40М  отсутствуют, так как их опорные  катки, на которые ложится верхняя  ветвь гусеничной цепи, относительно большого диаметра.

Направляющее  колесо, натяжное и амортизирующее устройства. Направляющее колесо, работающее совместно с натяжным и амортизирующим устройствами, служит для направления движения гусеницы и правильной укладки ее звеньев под передние опорные катки, изменения степени натяжения гусеничной цепи, смягчения ударов и толчков при наезде трактора на препятствия и предохранения от перенапряжений механизмов гусеничного движителя (особенно гусеницы) при попадании твердых предметов между ведущим или натяжным колесами и гусеницей.

Основные требования, предъявляемые к направляющим колесам, снабженным натяжным и амортизирующим устройствами, определяются их назначением. Кроме того, они не должны создавать  значительных сопротивлений при перематывании гусеницы, должны быть конструктивно несложными, простыми и надежными в эксплуатации при невысокой стоимости изготовления.

Направление движения гусеницы обеспечивают соответствующей конструкцией обода колеса. В зависимости от конструкции гусеницы обод направляющего колеса выполняют гладким или с выступом в средней части его цилиндрической поверхности, или с желобом.

 

 

Рисунок 2.5 − Направляющие колеса тракторов:

а) Т-130 и Т-100М, б) Т-38М

При перематывании гусеницы ее направляющие ребра (гребни) проходят в середине желоба иди с боков цилиндрического выступа обода направляющего колеса, вследствие чего предотвращается боковое смещение звеньев гусеницы и обеспечивается правильное расположение их беговых дорожек против опорных катков.

Натяжение гусеницы регулируют изменением расстояния между осями направляющего (натяжного) и ведущего колес гусеничного движителя путем перемещения направляющего колеса. Возможность этого перемещения обеспечивают установкой осей натяжных колес на ползунах (скользящая установка) на раме гусеничной тележки или в опорах рамы трактора с помощью кривошипа (качающаяся установка).

Ползуны перемещаются по плоским направляющим, приваренным  к балкам рамы тележки гусеницы, или по стержневым направляющим, которые предохраняют направляющее колесо от боковых и вертикальных смещений, а при плоских направляющих для этого предусматривают специальные приспособления.