Разделы сайта

Читаемое

Обновления Sep-2017

Промышленность Ижоры -->  Разработка конструкторской документации 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [ 64 ] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

16.4. ПЕРЕДНИЕ МОСТЫ

Применение передних (ведущих) мостов является наиболее эффективным средством повышения тягово-сцепных качеств колесного трактора.

Современные тракторы в большинстве случаев выполняются с четырьмя ве- -дущими колесами. Наряду со специальными конструкциями тракторов К-700, Т-150К. выполненными с четырьмя одинаковыми по размерам ведущими колесами, выпускаются тракторы МТЗ-52 и Т-40.\, являющиеся модификациями базовых моделей МТЗ-50 и Т-40, имеющими механизм привода на колеса вместо передней оси. В этом случае передние колеса по своим размерам меньше задних и являются управляемыми.

Ведущие мосты с уменьшенными передними колесами могут быть выполнены с непосредственным приводом и с колесными редукторами - конечными передачами. При непосредственном приводе применяют соединительные муфты равных угловых скоростей типа применяемых в автомобилях повышенной проходимости. Недостатки непосредственного привода: малый дорожный просвет и повышенный износ муфт, связанный с длительной их работой под полной нагрузкой н трудностью защиты рабочих поверхностей от попадания пыли. Поэтому предпочитают устанавливать в ведущих мостах колесные редукторы.

Колесные редукторы имеют передаточное число, равное4-6. Редукторе парой цилиндрических шестерен (рис. 16.12) вписывается в габаритные размеры колеса (T-40.V).

Ведущая шестерня приводится во вращение от двойного универсального кардана. Картер редуктора имеет ушки, соединяемые пальцами с вилкой поворотного кулака. Вилки можно выдвигать телескопически из балансира, что позволяет изменять ширину колеи в широких пределах. Полуоси при этом перемещаются в шлицевых втулках. Рукав вилки стопорят в требуемом положении штифтом и зажимными втулками (разрез Б-Б) с клиновидными лысками. В балансире помещены две (правая и левая) обгонные храповые муфты (разрез А-А), приводимые во вращение через пару конических шестерен от продольного карданного вала. Поворотные рычаги прикреплены к картерам колесных редукторов.


Рис. 16.12. Передний ведущий мост с цилиндрическими шестернями в колесном редукторе


Рис. 16.13. Передний ведущий мост с коническими шестернями в колесном редукторе:

/ - верхняя пара конических шестерен; 2 - двойной конический роликоподшипник; 3 - пружин а-рессора; нижняя пара конических шестерен

При колесном редукторе с двумя парами конических шестерен (рис. 16.13) конечныепередачи приводятся при помощи валов. При повороте конические шестерни обкатываются одна относительно другой, обеспечивая вращение колеса с постоянной угловой скоростью. Удлиняя вертикальный вал-шкворень, можно получить любой заданный дорожный просвет под передним мостом (например, для самоходного шасси арочного типа). Можно также уменьшить вес неподрессо-ренной части, установив цилиндрическую рессору в корпусе поворотного кулака; однако при этом увеличивается износ шлицевого соединения, получающего осевое перемещение во время передачи крутящего момента.

Углы развала колес и поперечного наклона шкворня передних ведущих мостов с непосредственным приводом делают равными или близкими нулю для обеспечения нормальной работы соединительной муфты и равенства угловых скоростей. Для мостов с колесными редукторами углы развала колес и поперечного Наклона шкворня выбирают такими же, как для ведомых мостов.

Поскольку при ведущих управляемых колесах в результате боковой эластичности шин н появления увода возникает большой стабилизирующий юмeпт, угол




Рис. 16.14. Схемы стабилизации движения трактора с шарнирной рамой

продольного наклона шкворней должен быть равен нулю. Вследствие изменения колеи перестановкой обода на диске колеса (см. рис. 16.13) плечо обкатки изменяется от нуля (а иногда даже отрицательной величины) до 6/2. Уменьшение плеча обкатки благодаря значительной боковой эластичности шин низкого давления не вызывает отрицательных явлений (увеличенного сопротивления повороту и повышенного износа шин). Увеличение же плеча обкатки ведущих колес приводит к резкому возрастанию нагрузки в рулевом механизме (поворотных рычагах, шарнирах и рулевых тягах) и деталях поворотного кулака и поэтому допустимо только в отдельных случаях.

Передние мосты также рассчитываюТ на три случая нагружения; при этом третьим случаем считают нагружение тяговым усилием, обеспечиваемым статическим весом G, при коэффициенте сцепления фс = 1.

Передний мост тракторов с шарнирной рамой. Остов таких тракторов состоит из двух полурам, передней и задней, образующих передний и задний мосты, соединенные универсальным шарниром с вертикальной и горизонтальной осям вращения (рнс. 16.14, а). /

Горизонтальная ось вращения позволяет перекашиваться одной вед5?щей оси относительно другой на угол 15-20°, а вертикальная -совершать поворот за счет отклонения одной полурамы относительно другой на угол 30-35°.Ведущие колеса, имеющие межколесные дифференциалы, устанавливают без развала. Ведущие оси либо жестко соединяют с полурамой, либо переднюю ось подрессоривают.

При вертикальной оси шарнира поворота и переднем ведущем тянущем мосте (задний мост отстает) отклонение заднего моста на угол 6 (рис. 16.14, в) вызывает появление стабилизирующего момента

M = -Rlx sin е,

где R - реакция заднего моста; RfG.-r Ркр (здесь - коэффициент сопротивления перекатыванию; Ог - вес трактора, приходящийся на задний мост).

Стабилизирующий момент повышает устойчивость движения трактора. Если передний мост отстает, а задний является толкающим с силой Рз, то при случайном изгибе рамы возникает прогрессивно увеличивающийся поворачивающий момент

Мпоь = Pai Sin 9.

Поворачивающий момент нарушает прямолинейное движение, и для сохранения направления движения требуется воздействие водителя на рулевое управление. При этом легко возникают колебания в виде влияния колес, поскольку водитель практически не может уловить момент расположения осей симметрии переднего и заднего мостов на одной прямой. Поэтому для получения устойчивого движения желательно задний мост делать выключаемым на время работы с малой нагрузкой и для работы на транспорте.

Когда работают оба моста в шарнире, в результате периодического нарушения кинематического соответствия колес действует то тянущая, то толкающая силы, вследствие чего происходит виляние колес. Чтобы обеспечить устойчивое прямолинейное движение, применяют следующие методы стабилизации.

Жесткая блокировка шарнира и рулевого механизма. Классическим решением является применение фиксатора, замыкающего без зазоров передний и задний мосты, когда их оси симметрии совместятся в одну прямую. Вследствие того, что выполнение такой конструкции сложно, обычно делают гидравлический затвор в цилиндре усилителя рулевого управления. При этом игра в шарнире полиостью не устраняется и не устраняются затруднения в определении водителем истинного нейтрального положения руля.

Увеличение скорости передних колес по сравнению с задними, чтобы передний мост всегда был тянуиим. Увеличение скорости передних колес благоприятно сказывается и на тяговых показателях, поскольку передние колеса прокладывают колею для задних и поэтому имеют несколько большее буксование, а уменьшение влияния улучшает тяговый к. п. д.

Наклон оси шарнира поворота. Наклон оси вызывает при повороте изменение высоты расположения центра А (см. рис. 16.14, б), шарнира и центров тяжести переднего и заднего мостов, в результате чего появляется стабилизирующий момент, величина которого для небольших углов поворота (6 < 15°)

(l + )tgYSin9

Достаточный стабилизирующий момент может быть получен только при небо льшой высоте центров тяжести мостов и значениях

= 0,25 и

= 0,25.

Когда центры тяжести мостов находятся вблизи осей колес, наклон оси шарнира нецелесообразен. Если центры тяжести мостов лежат вне колесной базы Ci -ч 0), то для получения положительного стабилизирующего момента необходимо, чтобы при повороте центр шарнира опускался. Для этого угол а должен быть более а = (90 -f у).

16.5 КОЛЕБАНИЯ ТРАКТОРА

В последние годы в связи с возросшими скоростями движения передние мосты (оси) колесных тракторов оборудуются цилиндрическими пружинами и полуэллиптическими рессорами (МТЗ-52, Т-40А, Т-150К, К-700), поскольку только упругость шин не позволяет обеспечить необходимую плавность хода, а на тракторе Т-150К для эффективного рассеивания энергии при колебаниях дополнительно к полуэллиптической рессоре переднего моста установлен телескопический гидравлический амортизатор автомобильного типа. Задние мосты отечественных тракторов обычно не подрессоривают.

25 в. я. Лнилович




Рис. 16.16. Зависимость приведенной жесткости подвески от отношения

Некоторые зарубежные тракторы-тягачи (Форд-40) имеют подрессоренные передние и задние мосты. В качестве упругого элемента используется листовая рессора в сочетании с полыми резиновыми буферами. Резиновые элементы в подвеске тракторов часто встречаются в зарубежных машинах (фирмы Шлютер, Дейтц).

Дальнейшее развитие подвесок идет по пути перехода на пневматическое, гидропневматическое и гидравлическое подрессоривание передних и задних колес трактора.

Для улучшения плавности хода необходимо уменьшать неподрессоренные массы подвески трактора. Особенно заметно влияние неподрессореиных масс при движении по случайному микропрофилю пути. Коэффициент неподрессореиных масс (отношение miM, где т -- масса неподрессореиных частей; М - масса трактора, приведенная к опоре), считается достаточно малым, если для ведущих мостов он равен 0,1-0,2, для неведущих - 0,1-0,15. Эти рекомендации выполняются в известных конструкциях лишь для неведущих мостов тракторов. Существенное влияние на плавность хода оказывают горизонтальные силы сопротивления движению, а в связи с ними и высота центра масс над осями, которую необходимо уменьшать.

Основными параметрами рессоры, существенно влияющими на плавность хода машины, являются жесткость ср, коэффициент динамичности йд. р, характер изменения силы упругости (линейный, нелинейный, ступенчатый и т. п.) в зависимости от деформации рессоры.

Жесткость рессоры существенно влияет на приведенную жесткость подвески Спр (рис. 16.15). Введение рессоры во всех случаях при любой величине ее жесткости Ср Сш (сш - жесткость шины) приводит к снижению приведенной жесткости подвески по сравнению с жесткостью шины, а это благоприятно сказывается на плавность хода трактора. Существенное отличие приведенной жесткости от жесткости шины достигается при Сш/ср > 2-ьЗ. При малых значениях Сщ/ср применение рессоры не дает существенного эффекта.

Для получения наиболее благоприятной по воздействию на водителя частоты колебаний v = 1,2ч-1,5 Гц статическая деформация рессоры должна быть около 10 см, а шины - 4 см [4].

Без применения рессоры прогиб шины должен быть 13,5 см, что покй не

реально. Среднеквадратичная деформация подвески [4] /= 19,4 ая. Полная деформация (см) подвески [4]

/п. п = /ст -I- = 13,5 - 19,4 33,0.

Коэффициент динамичности /п 33

Среднеквадратичная динамическая деформация рессоры j/ Z)jp=12,l см. Полная деформация рессоры равна /п. р = 20,6 см.

Параметры шин обычно выбираются стандартными из условия обеспечения -грузоподъемности по нагрузке, приходящейся на колесо.

Жесткость шины в определенных пределах можно регулировать изменением внутреннего давления в ней. Экспериментально определенные характеристики тракторных шин в области точки, соответствующей статической деформации.

можно считать линейными. Эффективным способом повышения плавности хода является применение нелинейных подвесок.

В колесных тракторах специальные демпфирующие элементы до последнего времени не применялись. Рассеивание энергии осуществлялось за счет гистерезиса шин, внутреннего трения в цилиндрических рессорах, сухого трения в листовых рессорах и трения в сопряжениях элементов. С ростом скоростей движения энергия внешнего воздействия возрастает, резонансные режимы возникают на более длинных неровностях, соответствующих большим высотам, что требует более интенсивного демпфирования колебаний в резонансном и близком к нему режимах. Такое демпфирование можно обеспечить установкой амортизаторов.

Целесообразно иметь разное сопротивление амортизаторов на ходе сжатия и отбоя (при среднем значении, равном расчетному) -на ходе отбоя в 4-5 раз боль-, шее, чем на ходе сжатия.

При больших силах трения в рессорах и сопряжениях подвески возможно блокирование упругого элемента и амортизатора, т. е. подрессоренные и неподрессоренные массы будут совершать совместные колебания без относительного перемещения. В этом случае жесткость упругих элементов и затухание в системе определяются только жесткостью шин и рассеиванием энергии в них. Демпфирование колебаний будет при этом недостаточным, а собственные частоты колебаний мостов будут высокими. Учитывая это обстоятельство, необходимо стремиться по возможности уменьшать сухое трение в рессорных элементах и сопряжениях подвески, хотя оно и способствует общему рассеиванию энергии при колебаниях. Необходимое же демпфирование колебаний должно осуществляться за счет гидравлического амортизатора.

В подвеске колесного трактора рассчитывают рессору и амортизатор. Рессору рассчитывают на прочность сначала приближенно, а затем выполняют расчет по уточненной методике.

При приближенном расчете максимальный прогиб рессоры и максимальное напряжение определяют по формулам, приведенным в табл. 14.10. Напряжения при таком расчете отвечают средним по сечению значением и не должны превышать 4500-5000 кгс/см. При этом расчете предполагается также, что толщина всех листов одинакова.

При уточненном расчете листовой рессоры определяют напряжения в каждом листе с учетом предварительных напряжений, специально задаваемых при проектировании, и геометрические размеры каждого листа [1].

В рессорах листы плотно прилегают один к другому. Трение между ними является одной из причин их преждевременной поломки. Для уменьшения трения трущиеся поверхности листов смазывают графитной смазкой.

Основной причиной поломки листов является усталостное разрушение. Для повышения усталостной прочности рессор поверхности листов, работающие на растяжение, после термической обработки подвергают дробеструйной обработке, в результате которой в поверхностном слое глубиной до 0,8 мм создаются предварительные напряжения сжатия. Наклеп дробью одновременно уменьшает влияние Дефектов поверхности листа на усталостную пррчность. Остаточные напряжения сжатия в растягиваемых волокнах листов могут быть созданы также предварительной пластической осадкой рессоры на обжимочном прессе. Пластическая осадка производится в пределах 1,150т - О,850в- Осадка приводит к более равномерному распределению напряжений между листами.

Расчет на усталостную прочность и цилиндрической, и листовой рессоры выполняется аналогично расчету цилиндрической пружины подвески гусеничного трактора (см. гл. 14). При этом в листовой рессоре рассчитывается коренной (наибольший) лист, поскольку он кроме вертикальной силы передает тяговые и тормозные нагрузки.

Среднеквадратичная амплитуда динамической силы

Рдин = СрГОр.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 [ 64 ] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76

© 2003 - 2017 Prom Izhora
При копировании текстов приветствуется обратная ссылка