Глава 13

Ходовые системы гусеничных тракторов

Ходовая система гусеничного трактора служит для обеспечения его движения и преобразования крутящего момента, подводимого от двигателя к ведущим колесам, в касательную силу тяги, а также для поддержания его остова, являясь его опорой. Ходовая система состоит из гусеничного движителя и подвески. Первые две функции выполняются двумя гусеничными движителями, расположенными по обеим сторонам трактора, а последняя - подвеской, соединяющей движители с остовом.

Гусеничный движитель в отличие от колесного обеспечивает передвижение трактора не непосредственно по грунту (почве), а по промежуточной замкнутой гусеничной ленте - гусеничной цепи (гусенице). Гусеница имеет значительно большую опорную поверхность, чем площадь контакта колеса, что обеспечивает небольшое давление трактора на грунт (0,025...0,07 МПа). На опорной поверхности гусеницы имеются грунтозацепы (почвозацепы), повышающие ее сцепление с грунтом. Внутреняя поверхность гусеницы представляет собой достаточно твердый гладкий путь, по которому опорные катки движителя катятся с меньшим сопротивлением, чем колеса по грунту. Все это обеспечивает гусеничному трактору высокие тяговые качества при значительно меньшем буксовании его движителей, проходимость по мягким и влажным грунтам, меньшие потери мощности на самопередвижение, а следовательно, большую экономичность его работы.

Гусеничные тракторы по сравнению с колесными более материалоемки, их движители конструктивно сложнее, металлические гусеницы создают более высокий уровень шума, а срок их службы в большинстве случаев меньше. Они менее универсальны при использовании в сельскохозяйственном производстве и на транспортных работах, так как имеют более низкие транспортные скорости и в ряде случаев движение с металлическими грунтозацепами по дорогам с твердым покрытием запрещено.

Помимо общих требований, предъявляемых к ходовой системе трактора, гусеничные движители должны иметь:

относительно небольшую шумность движения; самоочищаемость гусеницы от залипания и наволакивания час-

тиц влажных грунтов (грязи) и снега; хорошую защиту узлов и механизмов от проникновения в них

абразива и влаги;

630

небольшие потери на трение в зацеплении ведущих колес с гусеницей.

Гусеничный движитель традиционного типа содержит следующие основные элементы (рис. 13.1):

заднее ведущее колесо 1 (звездочку); гусеничную цепь (гусеницу), состоящую из шарнирно соеди-

ненных звеньев 2 (траки) с шагом t; переднее направляющее колесо 3;

натяжное и амортизирующее устройства 4; опорные катки 5 и поддерживающие катки 6 (ролики).

Компоновка элементов движителя на тракторе во многом зависит от типа его подвески.

Рис. 13.1. Схема гусеничного движителя

13.1. Ведущие колеса

Ведущие колеса 1 (см. рис. 13.1) под действием подведенного крутящего момента Мк заставляют перематываться находящиеся в зацеплении с ними гусеницы 2. При этом на участке гусеницы между ведущими колесами 1 и последним опорным катком 5 возникает тянущее усилие, которое передается на участок гусеницы, находящейся в контакте с грунтом. Вследствие этого в последнем возникают касательные реакции, направленные по движению трактора, с результирующей касательной силой тяги Рк, которая через детали движителя передается остову трактора, заставляя катки 5 катиться по подстилающейся внутренней поверхности гусениц.

Таким образом, ведущие колеса предназначены для перемативания гусениц при движении трактора и создания силы тяги, обеспечивающей передвижение тракторного агрегата.

Ведущие колеса классифицируют по месту расположения на тракторе, способу изготовления, конструктивному исполнению венцов, типу зацепления с гусеницей.

По месту расположения в традиционных гусеничных движите-

лях различают заднее и переднее расположение ведущих колес. На

631

сельскохозяйственных и большинстве лесопромышленных и промышленных тракторах применяют заднее расположение ведущих колес с более высоким КПД при скоростях движения менее 25 км/ч. Переднее расположение ведущих колес встречается на некоторых типах лесопромышленных, более быстроходных специальных и транспортных тракторах.

Мощные промышленные и лесопромышленные гусеничные тракторы с высоко поднятыми ведущими колесами разработанны фирмой Катерпиллар (США). Такое расположение ведущих колес вне зоны достигаемости грязи при движении по увлажненному грунту увеличивает их долговечность. Кроме того, высокое положение ведущих колес позволяет осуществить модульную конструкцию трансмиссии трактора (рис. 13.2). Последнее сокращает время де- монтажно-монтажных работ при проведении плановых ремонтов без дополнительного демонтажа соседних устройств.

Гусеничный движитель при этом приобретает треугольную форму; переднее и заднее направляющие колеса становятся опорными, что значительно повышает площадь контакта гусениц с грунтом, увеличивая тяговые качества и проходимость трактора.

Такая схема начинает получать распространение на сельскохозяйственных тракторах общего назначения.

Рис. 13.2. Конструктивная схема трактора с треугольным гусеничным обводом:

1 – конечная передача с ведущим колесом; 2, 5 -механизмы поворота; 3 – центральная передача; 4 – коробка передач

По способу изготовления ведущие колеса бывают цельноли-

тыми или составными (рис. 13.3). В первом случае зубчатый венец и ступица ведущего колеса выполняются как единое целое из высокомарганцовистых и углеродистых литых сталей. Крепится ведущее

632

колесо 1 обычно или к фланцу 2 выходного вала конечной передачи (рис. 13.3,а), или непосредственно на его шлицевом конце 2 (рис. 13.3,б). В составном ведущем колесе (рис. 13.3,в) высококачественный зубчатый венец 1 из специальных хромоникелевых или хромованадиевых сталей посредством болтового соединения закрепляется на ступице 2 из менее дефицитного материала. Такая конструкция колеса более ремонтопригодна и дешевле в эксплуатации.

Рис. 13.3. Конструктивные схемы ведущих колес гусеничного трактора

По конструктивному исполнению венцов ведущие колеса

бывают одновенцовые (все вышерассмотренные конструкции) и дву-

хвенцовые, со сплошным венцом и составным, состоящим из набора сегментов.

Одновенцовые колеса имеют преимущественное применение на сельскохозяйственных и ряде промышленных тракторов, в основном малой и средней мощности. Они проще по конструкции и лучше обеспечивают самоочищаемость от прилипающих частиц грунта.

Двухвенцовые колеса, как правило, выполняются составными (рис. 13.3,г); зубчатые венцы 1 закрепляются на промежуточной ступице 2. Их применяют в основном на мощных промышленных, болотоходных и некоторых типах трелевочных тракторов с более широкими гусеницами. Двухвенцовые колеса обеспечивают более устойчивое положение широких гусеничных звеньев на ведущем колесе, но требуют специальных устройств, предотвращающих их забивание грунтом.

На современных гусеничных тракторах наметилась тенденция к применению составных ведущих колес, зубчатые венцы которых выполнены в виде набора сегментов (см. рис. 13.4). Собираемые на болтах сегменты обода ведущего колеса сокращают продолжительность простоев, поскольку могут быть заменены без расчленения гусенич-

633

ной цепи или удаления тележек опорных катков. При этом замена отдельных сегментов без замены самого ведущего колеса значительно сокращает расход металла.

Рис. 13.4. Сегменты обода ведущего колеса, закрепляемые на ступице колеса посредством болтового соединения

По типу зацепления с

гусеницей ведущие колеса бывают в основном с цевочным или гребневым зацеплением (рис. 13.5).

При цевочном зацеплении (рис. 13.5,а) зубья 1 венца ведущего колеса последовательно входят в контакт с цевками 2 звеньев гусеницы, заставляя ее перематываться по ободу гусеничного движителя. Цевкой называют поверхность проушины или соединительной втулки гусеничного звена, на которую давит зуб ведущего колеса. Обычно число зубьев колеса и гусеничных звеньев делают некратными. Иногда применяют шаг зубьев в 2 раза меньше шага цевок. В этом случае в работе всегда будут контактировать разные пары зуб – цевка, а зуб будет зацепляться один раз за два оборота колеса. Это способствует равномерному и менее интенсивному изнашиванию пар зацепления и повышению долговечности ведущих колес. Цевочное зацепление ведущего колеса с гусеницей получило широкое применение на отечественных и зарубежных гусеничных тракторах.

Рис. 13.5. Схемы зацепления ведущих колес с гусеницей

634