По конструкции каркаса различают шины с диагональным и меридиональным расположениями нитей корда.

Шины обозначают следующим образом: например, 330-965 (13,6/12-38) Р, где 330 - условное обозначение ширины профиля на уширенном ободе; 965 -номинальный диаметр обода в миллиметрах; 13,6/12 -в числителе условное обозначение ширины профиля на уширенном ободе в дюймах, в знаменателе - условная ширина профиля на узком ободе в дюймах; Р - условный знак шины с меридиональным расположеннем нитей корда в каркасе.

Все тракторные шины рассчитаны на ра- боту со скоростями до 35 км/ч. В зависимости от отношения наружного диаметра D к ширине профиля Ь шииы условно разделяют на узкие (DIb = 6-7), средние (D/6-=4,7-6) и широкие (D/&=4-7-4,5). ,

Шины ведущих колес должны развивать тяговое усилие путем сцепления с почвой, для чего протектор снабжают рисунком повышенная проходимссть , представляющим собой диагонально расположенные почвозацепы. Шина должна . вращаться в определенном направлении - по направлению вершины угла ри- сунка почвозацепов.

Сцепные свойства шин - коэффициенты сцепления с почвой - зависят от рода почвы, допустимой величины буксования и условной площади контакта шины с почвой (рис. 16.1).

Площадь (см) контакта (без учета жесткости покрышки шины)

1000 1Ш 1800 F,cm

Рис. 16.1. Зависимость коэффициента сцепления ф, от условной площади контакта F шин при буксовании 20%: ] - стерня; 2 - рыхлая почва

F = nhVbD-

где h - радиальная деформация шины, см; О - радиальная нагрузка на шину, кгс; Рш - внутреннее давление воздуха в шине, кгс/см.

Для каждого размера шины имеется предельная радиальная деформация, которая обусловливается допустимым снижением давления рш воздуха в шине. Для работы на мягких почвах устанавливают внутреннее давление 0,8-1,1 кгс/см, что соответствует нормальной несущей способности обработанных почв.

Радиальная деформация слагается из статической, вызываемой вертикальной нагрузкой G, и из динамической, вызываемой касательной силой тяги Рк:

прш VbD

КхРк = G

+ КхЦ>С

где Кх - коэффициент, зависящий от размеров и формы контактной площадки, упругих свойств шины, вертикальной и касательной сил, связанных коэффициентом использования сцепления фс-

В результате радиальной деформации уменьшается радиус качения колеса и соответственно скорость движения трактора. Зависимость радиуса качения

г = (- - Л от вертикальной и касательной сил показана на рис. 16.2.

Для предварительных расчетов радиус качения определяют по формуле

r.==-lb.

где I - коэффициент деформации: = 0,14-0,2.

1200 800

а о,г o,k 0,6 0,8 1,0

Рис. 16.2. Зависимость радиуса качения от коэффициента Сцепления при разных нагрузках

О ш 800 то то а , кгс

Рис. 16.3. Зависимость тяговосцепных свойств пневматических колес от весовой нагрузки:

1 - стерня; 2 - почва, подготовленная под посев

С увеличением вертикальнЪй нагрузки на ведущее колесо возрастает касательная сила тяги и одновременно, но более интенсивно, возрастает сила сопротивления перекатыванию Pj. Поэтому тяговое усилие Ркр = Рк - Pf имеет максимальное значение при максимальном к. п. д. колеса

Г,к = -(1-б), к

где 6 - буксование трактора.

Зависимость оптимальных тяговых усилий от нагрузки для разных колес при различном состоянии почвы представлена на рис. 16.3. Эти данные могут служить ориентирами при выборе размеров ведущих колес.

Шину выбирают по максимальной нагрузке G для указанного внутреннего давления. Для задних колес

-fop

РнЛт

где G3 - статический вес, приходящийся на заднюю ось; Оор - догрузка задней оси от веса навесных орудий; Рн - номинальное тяговое усилие; }ц - высота расположения линии тяги над плоскостью качения колес; L - продольная база трактора.

Для улучшения тяговых качеств трактора желательно из подходящих шин выбрать ту, которая имеет больший наружный диаметр D. Для обеспечения лучшей плавности движения при транспортировании следует брать шину с большей шириной В. Ширина шины В ограничивается обычно вписываемостью трактора-в междурядьи.

Шины направляющих колес имеют на протекторе рисунок направляющие ребра>\ который характеризуется кольцевыми направляющими ребрами, разделенными широкими канавками, служащими для обеспечения управляемости трактора. Основные данные шин приведены в ГОСТ 7463-69. При выборе шин направляющих колес следует учитывать, что рабочая нагрузка на них меньше статической за счет динамической разгрузки передней оси.

Для уменьшения сопротивления перекатыванию и обеспечения надежной управляемости шины направляющих колес должны работать при высоком внутреннем давлении (1,5-2,5 кгс/см). Коэффициент сопротивления перекатыванию Шииы, перемещающейся по деформируемой поверхности, слагается из потерь на

дер,кгс/см

деформацию почвы и деформацию шины. Он может быть определен по формуле, предложенной А. Е. Омельяновым:

Рш CD

Рис. 16.4. давления Q

Зависимость иа почву от

Рш, кгс/см

среднего давления

где А И Аа - безразмерные коэффициенты, зависящие от конструкции шины: для ше-стислойных шин направляющих колес при Dib = 2А я Ао 0,\; о - koj

эффициент объемного сжатия почвы, равный 2-3 кгс/см для почвы, подготовленной под посев, и 8-12 кгс/см для стерни. Управляемость колеса определяется коэффициентом сопротивления уводу , шины Ку Сущность увода заключается в том, что при приложении к катящемуся : колесу осевой силы Р(, колесо движется не в плоскости своей симметрии, а под некоторым углом к ней, называемым углом увода

воздуха Pjjj и нагрузки для шины

6у =

Коэффициент сопротивления уводу повышается с увеличением давления воздуха в шине, радиальной нагрузки на колесо, окружного усилия, ширины обода и размеров шины. Для шин направляющих колес тракторов Ку = 35-:-50 кгс/град . Предельная боковая сила ограничивается поперечным сцеплением колеса с почвой и на плотной почве равна

Рб.пред. = 0.425фсО.

Влияние увода шины при повороте проявляется в уменьшении угла отклонения колеса по сравнению с углом отклонения, задаваемым рулевым механизмом.

Давление шины на почву распределяется по площади контакта неравномерно. На рыхлой почве отношение максимального давления к среднему др равно 1,7-2. Среднее давление

?ср=ш,

где А - коэффициент, характеризующий жесткость каркаса шины: для шин ведущих колес Л =1,1-г-1,3, направляющих - А = 1,05- 1,1; z - показатель степени: z = 0,5н-0,8. /

Зависимость среднего давления на почву от нагрузки и давления воздуха представлена на рис. 16.4.

Важным показателем шин является жесткость. Она изменяется при изменении внутреннего давления и ориентировочно равна

с при

, VbD.

Действительная жесткость отличается от вычисленной, так как при расчете не учитывается влияние числа слоев каркаса. В результате этого расчетная жесткость оказывается несколько заниженной для малых давлений в шине и завышенной - для больших. Данные жесткости некоторых тракторных шин приведены в табл. 16.1.

Шины надевают на ободья, прокатанные из листовой стали. Обод должен быть окрашен по грунту; незакрашенные места не допускаются. Радиальные сечения профилей ободьев должны соответствовать ГОСТ 10410-74. Шина держится на ободе за счет трения бортов, расклиниваемых по конусным посадочным поверхностям внутренним давлением воздуха в шине.

16.1. Жесткость (кгс/см) некоторых тракторных шии

Для лучшего сцепления с ободом на посадочных поверхностях ободьев ведущих колес допускается наносить накатку глубиной 0,5-1,0 мм с шагом 1,0- 2,2 мм. Накатка должна начинаться на расстоянии 8,0-12,0 мм от борта обода.

За рубежом часто устанавливают шины на широкий (следующий по размеру) обод. При этом шина в поперечном сечении имеет овальную форму, что увеличивает ширину профиля и площадь контакта с почвой, а соответственно грузоподъемность и жесткость. Преимуществом шины на широком ободе по сравнению с шиной иа нормальном ободе является возможность работать с более тяжелыми навесными машинами-орудиями.

Долговечность тракторных шин ограничивается износом протектора. Шины типа Р имеют повышенную долговечность. При той же ширине они имеют несколько меньший наружный диаметр и сплюснутое поперечное сечение. Испытания показали, что износ протектора шины типа Р в 2 и более раза меньше износа серийных шин. При этом к. п. д. трактора увеличивается на 5-6% при снижении Удельного расхода топлива (на тяговую силу) до 10% за счет большей площади контакта и уменьшения буксования.

Соединение обода с диском сварное, клепаное или болтовое. В мощных тракторах К-700 и Т-150К для уменьшения габаритных размеров применяют бездисковые конструкции. Изменяемая ширина колеи ведущих колес на всех универсальных тракторах должна находиться в пределах 1000-1500 мм для тракторов класса 0,6 тс и 1200-1800 мм для тракторов класса 0,9 тс и выше.

Применяются следующие способы изменения ширины колен.

1. Перемещение ступицы колеса по шпонке или шлицам удлиненной полуоси (рис. 16.5, а) (.МТЗ-50, МТЗ-52, МТЗ-5МС, МТЗ-5ЛС). Преимущество - плавное изменение ширины колеи. Недостаток - выступающие концы полуоси увеличивают габаритную ширину трактора, ухудшая проходимость в междурядьях.

2. Поворот обода с нецентрально расположенными стойками относительно диска и диска относительно фланца полуоси (рис. 16.5, б) (Т-40, Т-40А, ДТ-20). Недостатком является необходимость снятия и установки колеса, вследствии чего этот способ применим только для легких тракторов.

3. Смещение обода относительно диска по винтовым поверхностям, образованным спиральными полозьями, приваренными к ободу (рис. 16.7, в), или развернутыми лопастями - сектора.ми диска.

Колея может изменяться без затраты мускульной силы - за £чет вращения двигателем при отпущенном креплении. Недостатком этого способа является малый диапазон регулирования, ограничиваемый шириной обода.

4. Выдвигание при движении трактора на замедленной передаче телескопически выполненных полуоси и рукава при помощи гидравлического цилиндра, присоединенного к специально выполненным проушинам на неподвижной части Рукава. Обычно такая конструкция размещается в приводе бортовой передачи (Т28ХЗ).

Рис. 16.5. Схемы ведущих колес с переменной шириной колеи:

/ - червяк; 2 - шпонка; 3 - ступица; 4 - стойка; 5 - обод; 6 - ползун; 7 - спиральный полоз

При механизированном раздвигании колес изменение ширины колеи неподвижного трактора требует приложения к колесу осевой силы

фсОг

где Go - ве(*, приходящийся на ведущую ось.

Если колею изменять при движении, то осевая сила уменьшается до

где / - коэффициент сопротивления перекатыванию; /< фс-

При этом уменьшаются износ шин и опасность поломки деталей Направляющие колеса устанавливают на шипе поворотной цапфы на конических ро.о.коподшипниках, регулируемых корончатой гайкой, з стопорную шайбу (рис. 16.6). Уплотнением служит самоподжимнои сальник nW при тертые стальные кольца прижимаемые пружиной, защищенной резиновом чех-

Рис. 16.6. Установка направляющих колес:

а - с развалом колей н наклоном осн; б - без развала; кулака назад; г - со сходимостью

I - с наклоном оси поворотного ;

лом или диафрагмой. В обоих случаях подшипники рекомендуется смазывать жидким маслом (автолом, нигролом /з объема ступицы), а не консистентной смазкой, что уменьшает износ и потери на перекатывание в холодное время года.

16.3. ПЕРЕДНИЕ ОСИ

Передняя ось трактора обеспечивает передачу толкающего усилия от остова к передним колесам. Если при этом к колесам подводится крутящий момент, то такую ось называют передним мостом.

Отечественные колесные тракторы средней и малой мощности (классов 0,6 тс, 0,9 тс, 1,4 тс) имеют передние оси с бглками, состоящими из телескопически сопряженных труб, позволяющих изменять ширину колеи, и Г-образиые поворотные цапфы, обеспечивающие повышенный дорожный просвет над передней осью (МТЗ-50, МТЗ-5МС, МТЗЛС), а в отдельных конструкциях предусматривается возможность изменения дорожного просвета (МТЗ-50, Т-40).

На передней оси устанавливаются направляющие колеса. При этом должно обеспечиваться устойчивое прямолп ейное движение и легкость поворота трактора, качение колес с минимальной затратой мощности, минимальным износом шин и отсутствием колебаний.

Для этой цели направляющие колеса и новоротные цапфы передней оси трактора устанавливают под определе)и1ыми углами в продольной, поперечной и горизонтальной плоскостях (см. рнс, 16.fi).

Боковой наклон (развал) колеса к полотну дороги под углом у (см. рис. 16.С, а) делают д-тя того, чтобы: компенсировать износ в шарнирах и подшипниках, а также деформацию деталей, не допуская этим возникновения отрицательного развала; уменьшить плечо обката а и, следовательно, момент, необходимый для поворота колеса, тем самым облегчая поворот трактора. В современных тракторах а = 6/2 - (10-;-30) мм, где b - ширина профиля шины.

Угол наклона колеса к полотну дороги у обычно равен 1,5-4°. Наклон колеса вызывает неравномерную деформацию шин по ширине, в результате чего поверхность контакта с почвой имеет форму конуса, а не цилиндра. Колесо при этом стремится повернуться в сторону наклона, что вызывает проскальзывание и износ шин. Для устранения этого явления вводят сходимость колес (с х о д и м о с т ь- расстояние Bj между колесами спереди делают меньше расстояния сзади на 2-8 мм). Однако некоторое проскальзывание шин остается, причем тем большее, чем больше ширина шины. Поэтому для широких шин следует брать минимальный угол развала.

Боковой наклон шкворня поворотной цапфы под углом (3 (см. рис. 16.8, а) делают для того, чтобы получить стабилизирующий момент, возвращающий колесо в продольную плоскость при отклонении (за счет подъема передней части трактора при обкатывании колеса вокруг наклонного шкворня) и уменьшить плечо обкатки а, что улучшает устойчивость прямолинейного движения и уменьшает момент необходимый для поворота колеса.

Наклон шкворняв продольной плоскости под углом а (см. рис. 16.8, в) необходим для получения стабилизирующего момента от боковых реакций почвы, улучшающего устойчивость прямолинейного движения. При этом несколько увеличивается сопротивление на рулевом колесе при повороте трактора.

Углы Y, Р на обеспечивают конструкцией передней оси и в условиях эксплуатации ие регулируют. Регулируется лишь сходимость колес (угол б) изменением длины поперечных рулевых тяг.

При движении трактора могут возникать колебания передних колес. Они нарушают управляемость, создавая угрозу безопасному движению на повышенных скоростях, увеличивают износ шарниров передней оси и рулевого управления, вызывают неустойчивость движения всего остова трактора, и, следовательно, извилистый ход навесных орудий (что особенно вредно при посеве и междурядной обработке). Колебания могут происходить вокруг вертикальных осей у4-Л