Тема: Ходова частини тракторів і автомобілів

1. Основні елементи ходової частини.

2. Несучі системи і підвіски.

3. Колісні та гусеничні рушії.

1. Основні елементи ходової частини. Ходова частинапередає на опорну поверхню масу трактора (автомобіля) і приводить його в рух. Вона об’єднує групу складальних частин, які утворюють несучу систему, підвіску і рушій.

Несуча система є остовом трактора (автомобіля), до якого кріпляться всі агрегати і який сприймає діючі на трактор зусилля.

Рушій переносить підведену від двигуна через трансмісію потужність на остов і надає трактору (автомобілю) поступального руху.

Підвіска з’єднує несучу систему з рушієм і забезпечує плавність ходу трактора (автомобіля).

Ходова частина трактора (автомобіля) повинна відповідати цілому ряду якісних параметрів, що впливають на ефективність роботи машин. До таких параметрів слід віднести:

Прохідність – одна із основних якостей, що дозволяє ефективно використовувати машину (показники прохідності: тягово-зчіпні якості, питомий тиск коліс на ґрунт, захисні зони при русі трактора в міжряддях пропасних культур, колія, просвіт).

Питомий тиск на ґрунт колісних машин залежить від типу шин і тиску повітря в них, навантаження на колеса, величини осідання коліс в ґрунт. У гусеничних тракторах питомий тиск залежить, в основному, від будови рушія.

Вертикальний просвіт – це віддаль від грунту до нижніх точок трактора розміщених, як правило, під переднім і заднім мостами. Розрізняють дорожній і агротехнічний просвіт.

Агротехнічний просвітуніверсально-просапних тракторів визначається висотою рослин, що обробляються, з урахуванням можливості їх підгинання. Колісні універсально-просапні трактори обробляють як низько-, так і високостеблові культури, тому межі їх вертикального просвіту досить великі (475–850 мм), а в деяких тракторах його можна регулювати.

Колія – це відстань між  осьовими  лініями, проведеними через середини профілів шин або гусениць. Колія трактора загального призначення повинна бути пов’язана із шириною захвату машини, з якою вона агрегатується, для забезпечення стійкого руху в горизонтальній площині. Колія задніх коліс універсальних просапних тракторів, залежно від міжрядь (45см, 60, 70, 90 см), може регулюватись.

За принципом дії регулювання колії механізми, що його забезпечують, ділять на ручні та із застосуванням енергії двигуна, а за характером зміни розміру – на ступеневі і безступеневі.

Важливий фактор забезпечення якісних параметрів ходової частини трактора (автомобіля), на який слід звернути увагу, це плавність ходу. При переміщенні машин виникають коливання під дією зовнішніх і внутрішніх збуджуючих сил. Перші – від нерівності шляху, другі – від неврівноваження і нерівномірності обертання деталей і механізмів та інших факторів, обумовлених конструкцією машин. Інтенсивність коливань також залежить від кваліфікації водія.

Здатність машини до поглинання коливань і вібрацій характеризується плавністю ходу. Оцінити плавність ходу одним показником не можливо, для цього користуються декількома величинами.

Період коливань Т(с) – час, протягом якого здійснюється повний коливний рух.

Частота коливань n (Тц) – число коливань в секунду – величина зворотня періоду.

Амплітуда коливань Zmax (м) – найбільше відхилення тіла, що коливається, від положення рівноваги.

Швидкість коливань v (м/с).

Прискорення коливань g (м/с²) – величина за одиницю якої приймається прискорення вільного падіння 9,81 м/с².

На водія тракториста діють шкідливі низькочастотні коливання  160...200 кол/хв., які виникають внаслідок дії зовнішніх збуджуючих сил. Для їх усунення сидіння тракториста підресорюють.

 2. Несучі системи і підвіски.  Розрізняють три типи несучих систем трактора: рамну, напіврамну і безрамну.

Рамна несуча система є зварна або клепана рама, що складається із двох поздовжніх розміщених балок, скріплених литими брусами і балками різного профілю (Т-150, ДТ-75, К-701). Рамний остов має хорошу жорсткість і міцність, доступ до механізмів, але підвищену масу і гірше пристосований до навіски машини.

Напіврамна несуча система утворюється з’єднанням литих корпусів агрегатів трансмісії і прикріплених до них балками піврами, на які встановлюють двигун (на всіх універсальних тракторах і Т-130, Т-100М, Т-4А).

Безрамна несуча система складається із жорстко з’єднаних картерів двигуна і трансмісії. Вона має досить високу жорсткість і малу масу, ніж рамні і напіврамні, але найменша пристосована для агрегатування з машинами. Застосовується інколи на тракторах малої потужності.

На вантажні автомобілі встановлюють раму балочної конструкції, яка складається із двох поздовжніх балок, з’єднаних поперечною. Таку конструкцію називають лонжеронною. Легкові автомобілі мають несучий кузов, який виконує функцію несучої системи. У передній частині кузова розміщено підрамник для двигуна.

Підвіскою називається система пристроїв для еластичного зв’язку несучої системи з мостами або колесами машини чи гусеничним рушієм. Автомобільні підвіски регулюють положення кузова під час руху автомобіля.

Підвіска складається з направляючого пристрою, пружного елемента, демпферного пристрою і амортизатора.

Направляючі пристрої визначають характер переміщення коліс (гусеничних  рушіїв) відносно несучої системи трактора (автомобіля).

Пружний елемент підвіски зменшує динамічні навантаження, які діють на машину.

Демпферні пристрої забезпечують необхідне затухання коливань кузова (несучої системи) і коліс (рушіїв) машини.

Амортизаторислужать для прискорення затухання коливань кузова автомобіля.

Підвіска, направляючий пристрій якої має (чи включає) важільний або телескопічний механізм, називається відповідно важільною або телескопічною.

За типом направляючих пристроїв, підвіски гусеничних тракторів ділять на жорсткі, півжорсткі і пружні (еластичні).

Жорстка підвіска не має пружних елементів. Вісі опорних  катків жорстко прикріплені до гусеничних візків. Швидкість руху трактора з такою підвіскою не більше 1,7 м/с (трубопрокладчики, навантажувачі).

Напівжорсткі підвіски виконуються  трьох і чотирьох точковими. Швидкість руху не перевищує 3,3 м/с.

Пружна (еластична ) підвіска застосовується на тракторах , які працюють на підвищених швидкостях – 4,2...5 м/с (ДТ-75).

За типом пружного елемента розрізняють ресорні (листові ресори), пружинні (гвинтові і тарілчасті ), торсіонні й гумові підвіски.

Демпферні пристрої, що гасять коливання, найчастіше бувають механічного (фрикційного) і гідравлічного типу.

Амортизатори можуть бути односторонньої і двохсторонньої дії.

Найбільш поширені гідравлічні амортизатори двосторонньої дії. За конструктивним призначенням амортизатори діляться на важільні і телескопічні.

Що стосується автомобілів, то їх підвіски можуть бути залежні і незалежні. У залежної підвіски (рис.9, а) переміщення одного колеса викликає переміщення другого колеса того ж моста, а у незалежної підвіски (рис. 9. б) переміщення коліс одного моста не залежать одне від одного.

 3. Колісні та гусеничні рушії.  Рушій забезпечує взаємодію машини з опорною поверхнею, перетворює енергію двигуна у корисну роботу, забезпечує рух машини і керування нею. Рушії бувають колісні, гусеничні і напівгусеничні.

Рис. 9. Підвіски автомобіля: а – залежна; б – незалежна

Колісний рушій– це колеса з пневматичними шинами. У трактора рушій може мати два, три або чотири колеса. Ведучими є два або чотири. У автомобілів рушій складається з чотирьох або шести коліс, розміщених відповідно на двох або трьох мостах. Часто на тракторах і, особливо, на вантажних автомобілях застосовують спарені колеса. У тракторах це підвищує тягово-зчіпні властивості, в автомобілях – насамперед вантажопідйомність.

Колісні рушії тракторів та автомобілів оцінюють колісною формулою, яка складається з двох цифр: перша – показує загальне число коліс, а друга (у тракторів після літери К, в автомобілів – через знак множення) – число ведучих коліс. Так, колісна формула трактора Т-150К становить 4К4, тобто, трактор чотириколісний, усі колеса ведучі; колісні формули автомобіля – 4x2, 4x4, 6 х 4 та 6 х 6.

Залежно від призначення, колеса поділяють на ведучі, ведені і керуючі.

Ведучі колеса передають зусилля і моменти, які діють між мостом і опорною поверхнею та крутний момент, що підводиться від двигуна.

Ведені колеса передають зусилля і моменти, які діють тільки між мостом і опорною поверхнею.

Керуючі колеса змінюють напрям руху трактора (автомобіля ) за допомогою рульового керування.

На деяких моделях ці функції коліс можуть поєднуватись
(МТЗ-80) – передні колеса ведені і керуючі, а на тракторі МТЗ-82 – ведучі, ведені і керуючі.

У тракторах на задні колеса  припадає основне навантаження (до 70% від сили ваги), що покращує зчеплення коліс з опорною поверхнею.

Трактори з передніми ведучими колесами називаються тракторами підвищеної прохідності.

Колесо складається з металевої пластини (обода, диска) і еластичної гумової шини. Розрізняють колеса дискові і бездискові. Перші знайшли ширше застосування.

Шини бувають камерні і безкамерні. Камерна шина має покришку, камеру і ободну стрічку.

Розміри шин вказують в дюймах, надписи роблять на бокових поверхнях шин.

Маса гусеничного трактора через рушій (рис. 10) розподіляється по значно більшій опорній поверхні, ніж у колісного. Цим забезпечується: краще зчеплення із ґрунтом; зменшення буксування; стабільні тягові властивості; можливість розвивати високі тягові властивості порівняно з колісними машинами; підвищена прохідність по сипких і вологих ґрунтах.

До недоліків гусеничного рушія відноситься: висока вартість, підвищена металоємкість, складність конструкції; значна витрата часу на обслуговування.

 Рис. 10. Схеми ходової частини гусеничних тракторів: а - з еластичною підвіскою; б - із напівжорсткою підвіскою; 1 – напрямне колесо; 2 - гусениця; 3- амортизаційна пружина; 4- вісь опорного котка; 5 - вісь (цапфа) каретки; 6 – вісь балансирів; 7 - опорні котки; 8 - балансири; 9 - ведуча зірочка; 10- підтримуючий ролик; 11- пружини каретки; 12 - рама візка; 13 - ресора підвіски; 14 -  вісь рушія; 15 - задній шарнір підвіски

До конструкцій ходової частини трактора висуваються такі основні вимоги: еластичність підвіски, надійність зчеплення з ґрунтом, зручність експлуатації, регулювань і заміни ланок, зменшення шуму при русі.

Гусениціза конструкцією шарнірів поділяють на відкриті і закриті або захищені. Крім цього, ведучі закордонні виробники, а також Харківський тракторний завод, пропонують варіанти армованої гумової гусениці.

Ведуче колесо (зірочка) виготовляється у вигляді ступиці з прикрученими до неї (або відлитими, як одно ціле) зубчастий вінець. Зачеплення ведучого колеса з гусеницею цівкове, тобто, зуб ведучого колеса входить в зачеплення з цівкою, утвореною втулкою ланки.

Направляюче колесоможе мати кривошипний або повзунковий натяжний пристрої, а за способом регулювання їх поділяють на механічні і гідравлічні.

Якщо підвіска гусеничного рушія пружна балансирна, то її конструкція, крім вище перерахованого, включає: опорні котки, амортизатор направляючого колеса, підтримуючий ролик.

Напівгусеничний рушій застосовується як один із засобів підвищення тягово-зчіпних властивостей колісних тракторів і використовується порівняно рідко.