Подвески колесных тракторов

Подвеска предназначена для соединения остова трактора с осями колес и обеспечения необходимой плавности хода трактора.

Подвеска состоит из устройств, обеспечивающих соединение остова трактора с осями колес. В эту группу могут входить упругие элементы (рессоры), амортизаторы и направляющее устройство.

Упругие элементы вводят в подвеску с целью смягчения толчков и ударов, передаваемых на остов при движении трактора по неровностям пути.

Амортизаторы применяют с целью гашения колебаний остова трактора.

Направляющее устройство обеспечивает необходимую траекторию перемещения колес при движении трактора по неровностям пути, ограничивает эти перемещения и разгружает в большинстве случаев упругие элементы от продольных и боковых усилий, а также реактивных моментов, возникающих в результате передачи на колесные движители крутящего момента от двигателя и при торможении.

Необходимость оснащения колесных сельскохозяйственных тракторов подвесками обусловлена требованиями эргономики и надежности тракторов при возросших транспортных скоростях универсальных и универсально-пропашных тракторов до 50 км/ч, а интегральных до 60...90 км/ч и спецификой движения по неровностям поля. Установку подрессоренной подвески на сельскохозяйственные тракторы связывают также со снижением уплотняющего воздействия движителя на почву.

Подвески колесных тракторов классифицируют:

по наличию и числу упругих элементов - на жесткие (без упругих элементов); полужесткие (с передним расположением упругих элементов); упругие (все опоры имеют упругие элементы);

по типу упругих элементов - металлические (листовые рессоры, винтовые цилиндрические или конические пружины, тор-сионы); неметаллические (резиновые, пневматические, гидравлические и гидропневматические);

по наличию специальных гасителей колебаний-с амартизаторами и без них.

В жесткой подвеске мосты непосредственно или при помощи кронштейнов жестко крепятся к остову трактора. Жесткие четырехточечные подвески применяют на погрузчиках и экскаваторах. Жесткие трехточечные подвески, у которых передний мост соединен с остовом в одной точке, применяют на хлопководческих тракторах, некоторых видах самоходных шасси, бульдозерах и канавокопателях.

В полужесткой подвеске передняя часть остова трактора соединена с мостом упругим элементом, задняя часть остова - неподрес-сорена. Такие подвески имеют тихоходные землеройные машины, универсально-пропашные тракторы, а также колесные тракторы общего назначения.

В упругой подвеске мосты соединены с остовом трактора таким образом, что могут перемещаться один относительно другого и относительно остова в вертикальной плоскости. Такими подвесками в настоящее время оснащено значительное число моделей универсальных колесных тракторов.

Различают два основных типа упругих подвесок: зависимые и независимые: первые отличаются тем, что оба колеса подвешены к остову на общем мосте, в результате чего их перемещение происходит вместе с мостом; вторые имеют независимое друг от друга упругое крепление колес с остовом при помощи рычагов, стоек и пружин.

Упругие элементы. В подвесках колесных тракторов имеют широкое применение листовые рессоры. Их преимуществом является способность воспринимать силы, действующие в разных направлениях и реактивные моменты при трогании трактора с места и при торможении. К основным недостаткам листовой рессоры относятся: высокое и изменяющееся со временем трение между листами и снижение долговечности, вызванное износом рессор. Оба недостатка можно устранить, применяя смазочный материал или пластмассовые прокладки между листами.

На современных тракторах преимущественно применяют полуэллип-тические рессоры, которые лучше, чем упругие элементы других типов выполняют функцию направляющего устройства подвески и рассредота-чивают нагрузку по раме трактора.

Применение в подвеске резиновых упругих элементов, работающих на сжатие, сдвиг и кручение, позволяет получить упругую характеристику с переменной жесткостью при одновременном выполнении этими элементами функции гасящего устройства, а таюке снизить число мест смазывания. Недостатками резиновых элементов являются наличие в них остаточной деформации при длительном действии нагрузки и чувствительность к низким температурам.

У сельскохозяйственных тракторов традиционной компоновки подрессорены только передние мосты, а у тракторов автомобильной компоновки и интегральных тракторов - передние и задние мосты. Универсально-пропашные тракторы оборудованы независимыми подвесками передних колес. Подрессоривание передних колес трактора (см. рис. 7.5,а) выполняют пружины 8, размещенные внутри кронштейнов 5. На колесных тракторах общего назначения со всеми ведущими колесами одинакового диаметра широко применяется полужесткая зависимая подвеска (подрессорен только передний мост), где в качестве упругих элементов применяют полуэллиптические рессоры.

Зависимая подвеска переднего ведущего моста

трактора Т—150К (рис. 7.11) состоит из двух продольных полуэл-липтических рессор 2 в качестве упругого и направляющего устройств и двух гидравлических амортизаторов 4 в качестве устройства, гасящего колебания.

Рессоры крепятся к раме трактора на переднем У и заднем 6 кронштейнах через резиновые опоры 5. С корпусом 14 ведущего моста трактора они соединены стремянками 3.

Перемещение переднего моста в вертикальной плоскости ограничено резиновыми буферами 9 и ограничителями У У, которые с одной стороны соединены с замком 12, а с другой — через серьгу 10 с накладкой 8, прикрепленной к рессоре стремянкой 7. Для исключения раскачивания трактора при работе с бульдозером и другими навесными машинами в подвеске предусмотрен механизм блокировки, состоящий из замка 12, серьги 10 и накладки 8. Замок 12 крепится к кронштейну рамы трактора болтом 13 и пальцем соединен с ограничителем У У или с серьгой У0, которая одним концом прикреплена к накладке 8, а другим - соединена с ограничителем 11 или с замком 12.

Для блокировки подвески нужно снять ограничитель У У, отпустить болт 13, соединить замок 12 с накладкой 8 с помощью серьги У0 (на рисунке показано штриховой линией), после этого затянуть болт 13, чтобы шлицы замка и кронштейна вошли в зацепление.

В пневматических подвесках в качестве упругого элемента используют сжатый воздух или азот, заключенный в жесткую или упругую оболочку. При перемещении колеса трактора относительно остова происходит изменение объема газа в замкнутой оболочке, характер которого определяет упругую характеристику подвески.

На рис.7.12 показаны пневматические упругие элементы, в которых газ заключен в упругую оболочку. Они представляют собой резинокордные оболочки, уплотненные по торцам и заполненные воздухом под давлением.

Пневматические упругие элементы позволяют, изменяя статическое давление воздуха в упругих оболочках подвески, изменять дорожный просвет и поддерживать постоянным статический прогиб подвески при изменении на колеса трактора вертикальной нагрузки.

Рис. 7.12. Схемы резинокордных пневматических упругих элементов: а - двухсекционный пневмобаллон; 6 - диафрагменный с направляющей; в - диафрагменный без направляющей; г - рукавный

Пневмогидравлические подвески получили распространение в последние годы на универсальных тракторах средней и высокой мощности. Упругая характеристика подвески зависит от изменения объема газа, заключенного в жесткую оболочку. При этом усилие от колеса трактора на объем газа передается через жидкость. Поэтому подвеску называют пнев-могидравлической.

Амортизаторы. В качестве гасящих устройств в подвесках тракторов используют гидравлические амортизаторы, в которых механическая энергия колебаний подрессоренной части остова трактора преобразуется в тепловую путем жидкостного трения при прохождении вязкой жидкости через калиброванные отверстия малого сечения. В результате жидкость нагревается и теплота передается в окружающей среде.

Конструктивно гидравлические амортизаторы исполняют телескопическими и рычажными.

В качестве рабочей жидкости для амортизаторов применяют минеральные масла - веретенное или смесь турбинного и трансформаторного.

При работе амортизатора различают ходы сжатия и отбоя. При ходе сжатия колесо трактора перемещается в сторону остова, а при ходе отбоя -в противоположную.

В настоящее время в подвесках тракторов применяют гидравлические амортизаторы двухстороннего действия, в которых рассеяние механической энергии колебаний подрессоренной части остова трактора осуществляется при ходе как сжатия, так и отбоя.

В подвесках современных тракторов наиболее широко применяют гидравлический телескопический двухтрубный амортизатор двухстороннего действия (рис. 7.13). Его основными частями являются: рабочий цилиндр 17; поршень 14 со штоком 18; клапаны - перепускной сжатия 5, разгрузочный отбоя 7, перепускной отбоя 9 и разгрузочный сжатия 10; компенсационная камера 16 - пространство между цилиндром 17 и кожухом 19.

Рис. 7.13. Гидравлический телескопический двухтрубный амортизатор двухстороннего действия:

а - продольный разрез амортизатора; бив- положение амортизатора при ходе соответственно отбоя и сжатия; 1 - проушина; 2 - гайка резервуара; 3, 4 - уплотнения; 5 -перепускной клапан сжатия; 6 — отверстие внешнего ряда; 7 - разгрузочный клапан отбоя; 8 — пружина клапана отбоя; 9 - перепускной клапан отбоя; 10 - разгрузочный клапан сжатия; II- пружина; 12 - выходные отверстия; 13 - впускное отверстие; 14 -поршень; 15 - отверстие внутреннего ряда; 16 - компенсационная камера; 17 - рабочий цилиндр; 18 - шток; 19 - кожух

Разгрузочный клапан отбоя 7 представляет собой стальной диск с несколькими просечками, прижатый к нижнему торцу поршня пружиной 8, а перепускной клапан сжатия 5 - такой же диск, прижатый слабой пружиной к верхнему торцу поршня. На торцах поршня имеются по одной кольцевой канавке и два ряда сквозных калиброванных отверстий. Отверстия внеш-него ряда 6 выходят в канавку на верхнем торце, перекрываемую диском перепускного клапана сжатия 5, отверстия внутреннего ряда 15 - в канавку на нижнем торце, перекрываемую диском разгрузочного клапана отбоя. Аналогично устроен перепускной клапан отбоя 9. Его диск перекрывает отверстия 13, расположенные по периферии корпуса клапана сжатия, образующего также днище рабочего цилиндра.

Цилиндр 17 полностью и часть компенсационной камеры 16 заполнены рабочей жидкостью - минеральным маслом (или смесью масел) с низкой вязкостью, мало изменяющейся в зависимости от температуры.

Посредством проушин 1 кожух 19 вместе с цилиндром 17 соединены с направляющим устройством подвески, а шток 18 - с остовом трактора. Поэтому во время хода сжатия поршень 14 перемещается вниз, а во время хода отбоя - вверх.

При движении поршня вниз (рис. 7.13,в) жидкость вытесняется из подпоршневого пространства в надпоршневое через перепускной клапан сжатия 5. Часть жидкости, объем которой равен объему вводимой в цилиндр части штока, выталкивается в резервуар через просечки перепускного клапана отбоя 9 и отверстия 13.

Если ход сжатия совершается резко, например при движении по плохой дороге, то вследствие возрастания давления жидкости открывается разгрузочный клапан сжатия 10, в результате чего предотвращается чрезмерное увеличение усилия на штоке 18 амортизатора.

При движении поршня вверх (рис. 7.13,6) жидкость из верхней части цилиндра перетекает в нижнюю через отверстия 15 в поршне и просечки разгрузочного клапана отбоя 7. Дополнительная часть жидкости, объем которой равен объему выводимой части штока, поступает в цилиндр из компенсационной камеры 16 через перепускной клапан 9. Если ход отбоя совершается резко, давление жидкости возрастает, оно преодолевает усилие пружины 8, и разгрузочный клапан отбоя 7 открывается. В результате ограничивается сила сопротивления на штоке 18 амортизатора.