книги из ГПНТБ / Кутин, Л. Н. Развитие конструкций подвесок гусеничных тракторов обзор
.pdf
Министерство тракторного и сельскохозяйственного машиностроения
ЦЕНТРАЛЬНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ИНФОРМАЦИИ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ТРАКТОРНОМУ И СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМУ МАШИНОСТРОЕНИЮ
УДК 631.372.032.h71»
С е р и я :
«ТРАКТОРЫ, САМОХОДНЫЕ ШАССИ И ДВИГАТЕЛИ»
РАЗВИТИЕ КОНСТРУКЦИЙ ПОДВЕСОК ГУСЕНИЧНЫХ ТРАКТОРОВ
О Б З О Р
М О С К В А — 19 7 4
Каяд.техн.наук Л.Н.Кутиы
В обзоре описаны различные конструкции подвесок гу сеничных тракторов; жесткие, полухесткие, балансирные (упругие и неупругие ),с индивидуальный подрессориванием опорных катков и связанных систем подрессоривания (по патентным материалам) и дана их оценка. Наи более характерные конструктивные решения и их отдель ные элементы могут быть использованы при конструирова нии ходовых систем гусеничных тракторов.
Рассчитан оозор на инженерно-технических работни ков, занимающихся разработкой конструкций, проектиро ванием и производством тракторов.
Обзор рассмотрен и рекомендован к изданию редак ционной коллегией под председательством докт.техн. наук И.И.Трепененкова. Члены редакционной коллегии: каяд.техн.наук С.Г.Борисов, каяд.техн.наук А.В.Адамо вич, каяд.техн.наук И.В.Ермолович, канд.техн.наук В.А.Семенов, инж. Н.С.Зиновия, инж. Т.А.Абрамова
Научный редактор канд.техн.наук К.И.Завьялов
© ЦНИИТЭИтракторосельхозмаш, 1974
ВВ Е Д Е Н И Е
Взависимости от способа соединения осей опорных катков между собой и с остовом трактора подвески принято делить на три типа: жесткие, полужесткие и упругие.
Жесткие подвески не имеют упругих элементов, а оси опорных кат
ков присоединены непосредственно к остову трактора.
Вполужестких подвесках оси опорных катков крепят к специальным тележкам, которые различными способами в двух точках присоединяют
костову трактора (спереди упругое соединение, а сзади - шарнирное или в двух точках упругое).
Балансирные подвески имеют каретки, в которых опорные катки сое динены между собой системой рычагов. При этом могут быть упругие элементы.
Виндивидуальных подвесках каждый опорный каток через систему
рычагов и упругих элементов соединен с остовом трактора.
В последнее время начинают широко использовать связанные системы подрессориваяия, создаваемые на основе индивидуальных подвесок. В таких системах деформации упругих элементов подвески зависят от от носительных перемещений осей всех связанных катков. Связь может быть кинематической, гидравлической и гидропневматической.
I . ЖЕСТКИЕ И ПОЛУЖЕСТКИЕ ПОДВЕСКИ
Увеличение рабочих и транспортных скоростей гусеничных машин, тре бования обеспечения возможно большего срока службы ходовой системы способствовали непрерывному совершенствованию такой подвески. Прежде всего совершенствуют поперечную балансирную связь гусеничных тележек с остовом.
На рис. I жесткая поперечная балка I , качающаяся на оси остова трактора, оригинально заделана на гусеничных тележках: концы балки
3
вставлены в опорные пальцы 2 , которые вращаются в подшипниках 3 , за крепленных в кронштейнах на гусеничных тележках 4 [ i j .
Рже. 1. Оюсоб соединения поперечной балки
с гусеничной тележкой
Имеются предложения о совершенствовании поперечной балки в целях замены жесткой связи остова с тележками упругой связью.
Так, помимо применяемой ранее поперечной листовой рессоры,пред
лагается |
[2 ] балансирная балка, состоящая из двух частей I и 2 |
(рис. 2 ), |
связанных соответственно с тележками правого и левого бор |
тов. В детали I имеются ребра 3 , а в детали 2 - ребра 4 . Между реб рами 3 и 4 ставят резиновые стержни 5, с помощью которых осуществля ется демпфирование относительных вертикальных перемещений правой и левой тележек. Однако эффективность такой подвески незначительна, так как малы свободные объемы для смещения резины при ее сжатии.
Ь патенте [з] вместо поперечной листовой рессоры, применяемой обычно в качестве упругого элемента,предлагается использовать тор сионные валы круглого сечения, расположенные параллельно с двух сто рон жесткой балки. Ври перемещении гусеничных тележек вдоль бортов перемещение балки ограничивается закруткой торсионов через систему рычагов. При этом предусмотрена предварительная закрутка торсионов специальна! устройством. Б целом такая система очень сложная. Нали чие ряда шарнирных соединений снижает ее эксплуатационную надежность.
4
Замена листовой поперечной рессоры литым поперечным брусом, ка чающимся относительно оси, прикрепленной к остову трактора, предла гается в патенте Г4 ] . На этой же оси качается литая коробка, в по лости которой расположены наборы тарельчатых пружин (по три колон ки с каждой стороны). Тарельчатые пружины с другой стороны опирают ся на поперечный брус; так осуществляется упругая связь остова с гусеничными тележками.
Другой путь совершенствования жестких и полужестких подвесок гусеничных тракторов находит свое развитие в применении так назы ваемого микроподрессоривания опорных катков. В ряде патентов эта проблема решена.
В патенте [ 5J микроподрессоривание опорного катка I |
предлагает |
ся осуществлять через деформацию фигурной пластинки 2 |
(рис. 3) с |
ограничением переплетения катка упругим упором 3 . |
|
Рис. 3 . Способ микроподрессоривания опорных катков через деформацию фигурной пластинки
Два вида микроподрессоривания опорных |
катков в гусеничной тележ |
ке описаны в патентах [ б , 7 ] . По данным |
[ 6 ] , микроподрессоривание |
опорных катков |
осуществляется з а счет |
упругих подушек 3 |
(рис. 4 ), |
|
расположенных между катком I и боковой |
стенкой тележки 2 . В патен |
|||
те [ 7 ] опорные |
катки объединены попарно через балансир, |
который ка |
||
чается на шаровой опоре гусеничной тележки, опираясь на |
упругие |
по |
||
душки по типу, |
описанному в патенте [ б ] , с двух сторон. |
Кроме |
то |
|
5
го , шаровую опору выполняют таким образом, что балансир может пере^ мешаться вверх, опираясь на те же наклонно расположенные упругие подушки.
г
Рис. 4. Способ микроподрессоривания опорных катков
с упругими подушками
Применение микроподрессоривания опорных катков указанным спосо бом, по данным испытаний образцов отечественной конструкции, мало эффективно и вряд ли целесообразно на гусеничных тракторах.
Большего внимания заслуживает решение, предложенное в патен
те J8J , где опорные концы жесткой поперечной балки имеют микроподрессоривание, т .е . резиновые элементы, заключенные в специальные чашки.
Дальнейшим совершенствованием полужесткой подвески явилась кон струкция, разработанная Челябинским тракторным гаводом имени В.И.Ленина [э], в которой остов трактора в передней части опирается на гусеничные тележки через жесткую балансирную балку,а опорные катки и направляющее колесо связаны с тележками через упругие эле менты - торсионы.
Совершенствование полужесткой системы подрессоривания ведется и с позиций обеспечения стабилизации остова трактора при различных поворотах гусеничных тележек в случае наезда трактора на неровности. При этом ожидаемый эффект достигается как кинематически-путем вве дения ряда рычагов и тяг взамен цельной поперечной балки [10/ , так и сочетанием рычажной системы с гидравлическим цилиндром f ll] или
6
системой гидравлических цилиндров [12 J . Последние системы обеспе чивают изменение наклона передней ветви гусеницы путем одновремен ного поворота рычагов системы и подъема остова трактора по месту
расположения |
опоры остова на гусеничных тележках. |
|
Интересна |
установка на концах жесткой поперечной балки |
5 (рис. 5) |
в специальных обоймах 2 упругих подушек I , через которые |
остов трак |
|
тора 4 опирается на гусеничные тележки £ ( по патенту [1 3 ] |
) . |
|
.а
Рис. 5 . Конструкция опоры жеотной поперечной балки на гусеничную тележку
Таким образом, по полужестким системам подрессоривания сохраня ется общая схема компоновки ходовой системы. Особое внимание уде ляют ее совершенствованию в целях повышения прочности и надежности основных узлов и деталей. Ведут работу, направленную на облегчение условий обслуживания ходовой системы и улучшение технологии ее из готовления.
2 . БАЛАНСИРНЫЕ (УПРУГИЕ И НЕУПРУГИЕ) ПОДВЕСКИ
Подвески балансирные представляют собой конструкцию, в которой опорные катки по два и более соединяют между собой и с остовом трак тора. Применяют такие подвески, как правило, для машин с небольшими скоростями движения. Их преимущество состоит в том, что они преоб разуют профиль неровностей пути, уменьшая"возмущающие" воздействия последних на остов. В большинстве своем это упругие подвески. Но при определенном конструктивном исполнении и в соответствии е требова ниями к ходовой системе применяют и жесткую балансирную связь опор ных катков, например при стремлении разместить опорные катки с воз можно меньшим шагом в целях обеспечения равномерного распределения нагрузок по опорной поверхности.
На рис. 6 показан вариант жесткой балансирной связи опорных кат ков [l4 j , где опорные катки 4, имеющие упругие массивные шины 3,
7
расположены в шахматном порядке и соединены между собой баланси
ром I , который в свою очередь через балансир 2 крепят к остову трак-
Наиболее часто опорные катки в каретке соединяют попарно [1 5 - 2IJ При этом применяют различные упругие элементы: цилиндрические пру
жины с |
переменной жесткостью |
(рис. 7) |
[ l 5 j ; |
листовые рессоры |
||
(рис. |
8 - [ 1 б ] , рис. 9 |
- [ l 7 , |
2 0 J ) ; |
упругие |
резиновые |
массивы по |
оси качания балансиров |
[l8 , I 9 J; торсионные |
валы (рис. |
10) [2 1 J . |
|||
Конструкция балансирной каретки [ l 5 j представлена на рис. 7. |
||||||
В качестве упругого элемента в данном случае применены две цилинд рические спиральные пружины 4, которые размещены между двумя балан сирами 2 , качающимися на единой оси 5, закрепленной на остове маши ны. Применение таких пружин позволяет получить прогрессивную нели нейную характеристику подвески. Для обеспечения осевого приложения
нагрузки |
на пружины при повороте балансиров от |
наезда |
опорных кат |
ков I на |
неровности применены шаровые опоры 3 . |
Конструкция сложна |
|
в исполнении, подвержена большой забиваемости грунтом, |
а наличие |
||
открытых шаровых опор, подверженных Износу, обусловливает ее недол говечность и ограничивает область применения.
Опорные катки |
2, |
укрепленные на балансирах I и 6, имеющих каждый |
|
свою ось |
качания |
3 |
и 4, в подшипниках скольжения фланца 5 остова |
трактора, |
опираются на единый упругий элемент - листовую рессору 7 |
||
(рис. 8) |
[ l 6 j . Листовая рессора 7 размещена в габаритах гусеницы, |
||
внутри гусеничного обвода и, в отличие от широко известных конструк ций, близко к беговой дорожке гусеницы. Рассматриваемая конструкция балансирной каретки имеет следующие недостатки: большую массу узла, подверженность забиваемости грунтом, отсутствие балансирных свойств каретки и з-за двух самостоятельных осей качания каждого балансира.
Достаточно прост способ установки упругого элемента - листовой
рессоры, предложенный в патенте [ l ? J |
(рис. 9 ). Две каретки I и 8, |
имеющие по две пары опорных катков 3 , |
соединены с остовом трактора |
8
3 |
3 |
Рже. 7. Балансовая каретка подвески
о цилиндрической опирали»! пружиной
Рис. 8. Балансирная каретка подвески с листовое рессорой
через балансиры качания 4 и 7 и опираются на единый упругий элемент 5, расположенный сбоку в габаритах гусеничного обвода 2 . При этом упру гий элемент - листовая рессора является одновременно и балансиром для обеих кареток. Рессора-балансир может качаться относительно оси 6, расположенной в кронштейне остова трактора.
Аналогично осуществлено подрессоривание опорных катков с примене нием листовых рессор, описанное в патенте [ 1 8 ] , с той лишь разни цей, что для каждой каретки предусмотрена своя рессора.
9