Механизмы поворота трактора

Механизм поворота должен удовлетворять следующим требованиям:

−  при поворотах трактора не вызывать значительной загрузки двигателя;

−  обеспечивать прямолинейное устойчивое движение трактора;

−  переход движения от прямой к кривым малого радиуса должен быть плавным;

−  управление механизмом поворота должно быть легким.

По своему устройству механизмы поворота разделяются на:

−  одинарные (конические или цилиндрические) дифференциалы с тормозами на полуосях;

−  двойные дифференциалы с тормозами на шестернях;

−  планетарные механизмы;

−  бортовые фрикционы (или многодисковые муфты поворота).

При наличии на тракторе дифференциала того или иного типа поворот его осуществляется притормаживанием одной из полуосей, отчего получается разная скорость вращения гусениц или колес и происходит поворот трактора. Чашка 8 одинарного конического (рисунок 5, а) или цилиндрического дифференциала получает привод от центральной пердачи 5, усилие затем через крестовину 6 и полуосевые шестерни 4 передается полуосями 3 и на конечную передачу 2. При поворотах трактора притормаживают тормозом 9 одну из полуосей 3; при этом угловые скорости вращения их изменяются вследствие провертывания на осях крестовины 6 сателлитов 7, отчего создается разная скорость вращения полуосевых шестерен, а также полуосей 3 и ведущих органов 1 трактора, чем и осуществляется его поворот.

Одинарные дифференциалы обладают следующими недостатками: при повороте трактора резко загружают двигатель и не обеспечивают прямолинейное устойчивое движение трактора, поэтому на современных тракторах они не применяются. В двойном дифференциале коробка 1 (рисунок 5, б) так же, как и в одинарном дифференциале, получает привод от центральной передачи 4.

В коробке расположены полуосевые шестерни 10, находящиеся в зацеплении с малыми сателлитами 6, на осях которых находятся также и большие сателлиты 5, которые вращаются с ними за одно целое. Большие сателлиты 5 постоянно зацеплены с тормозными шестернями 11 и 9, к которым прикреплены тормоза 2 и 7. Для поворота трактора следует притормозить или полностью затянуть один из тормозов. При прямолинейном движении оба тормоза не затянуты. Если затормозить левый тормоз 2, то большие сателлиты 5 будут обегать тормозную шестерню 11. Так как малый 6 и большой 5 сателлиты изготовлены за одно целое, то они вращаются с одинаковой угловой скоростью на осях, и левая полуосевая шестерня 3 с полуосью при этом будут вращаться с меньшим числом оборотов, чем правая полуосевая шестерня 10 с полуосью 8; конечная передача 12 и ведущее колесо 13 начнут при этом вращаться медленнее, отчего начнется поворот трактора.

Двойные дифференциалы также не обеспечивают прямолинейного движения, но при поворотах трактора они меньше загружают двигатель. На отечественных тракторах они применения не получили.

Планетарные механизмы поворота (рисунок 5, в) обеспечивают прямолинейное устойчивое движение трактора и дают более выгодный баланс мощности при поворотах, их конструкция позволяет сузить колею трактора, что очень важно для правильного агрегатирования трактора с прицепными орудиями. Механизмы поворота такого типа применены на тракторах ДТ-40, ДТ-75, Т-140 и др. От центральной передачи 7 крутящий момент передается коробке 8, внутри которой имеются две цилиндрические коронные шестерни 6, находящиеся в постоянном зацеплении с сателлитами 10, которые, в свою очередь, зацеплены с солнечными шестернями 5. Сателлиты 10 с помощью водила 9 связаны с шестерней конечной передачи 2. Солнечные шестерни 5 соединены с барабанами тормозов 4. Вторая пара тормозов 3 установлена на валах 11 конечных передач 2.

При прямолинейном движении трактора оба тормоза 4 солнечных шестерен затянуты, а тормоза 3 выключены.

Для поворота трактора в зависимости от направления поворота следует растормозить один из тормозов 4 солнечных шестерен 5 и затормозить тормоз 3 на конечной передаче. При этом крутящий момент будет полностью передаваться на забегающее (неотключенное) ведущее колесо 1. Планетарные механизмы, обладая некоторым передаточным отношением, позволяют снизить передаточное число в конечной передаче трактора.

Механизмы поворота в виде многодисковых фрикционных муфт поворота или бортовых фрикционов (рисунок 5, г) имеют большое применение. Конструкция таких муфт проста, и в изготовлении они обходятся дешевле, однако при поворотах трактора они создают некоторую повышенную загрузку двигателя; срок службы их несколько меньший по сравнению с двойным дифференциалом и планетарным механизмом.

 

 

Рисунок 5 - Схемы механизмов поворота гусеничного трактора:

а - одинарный дифференциал, б - двойной дифференциал,

в-планетарный одноступенчатый механизм, г - схема действия многодисковых фрикционных муфт поворота.

 

На рисунке 5, г показана схема действия муфты поворота в рабочем (слева) и нерабочем (справа) положениях. Многодисковые муфты поворота устанавливаются на тракторах ДТ-54А, Т-38М, Т-74, Т-100 и др. и представляют собой многодисковые муфты сцепления, передающие крутящий момент от центральной передачи на конечную передачу и затем к ведущим органам трактора. Ведущий внутренний барабан 7 муфты жестко соединен с поперечным ведущим валом 1 заднего моста и имеет на внешней поверхности шлицы, на которые насажены гладкие ведущие стальные диски 8. Ведомый наружный барабан 3 имеет шлицы на внутренней поверхности и жестко соединен с ведущим валом 5 конечной передачи. На шлицы ведомого барабана насаживаются стальные ведомые диски 4 с приклепанными к ним фрикционными накладками. При сборке муфт ведущие 8 и ведомые 4 диски устанавливаются поочередно. Комплект дисков зажимается между фланцем ведущего барабана 7 и нажимным диском 2 с помощью пружин 9, надетых на шпильки 10, укрепленные в нажимном диске 2, что соответствует прямолинейному движению трактора.

Перемещая при помощи отводки нажимной диск 2 вправо, пружины 9 дополнительно сжимаются, а между ведущими и ведомыми дисками образуются зазоры, отчего вал 5 конечной передачи начинает останавливаться вследствие пробуксовки дисков 4 и 8. Трактор в зависимости от сопротивления повороту при этом начинает плавно поворачиваться; для получения более крутого поворота трактора ведомые барабаны 3 муфт управления снаружи снабжаются ленточными тормозами, с помощью которых быстро останавливается одна из выключенных гусениц.

Поворот гусеничного трактора осуществляется за счет изменения скоростей движения одной или обеих гусениц.

Неисправностями муфт являются замасливание трущихся поверхностей дисков, их износ и неполное выключение. При замасливании дисков их рекомендуется промыть керосином при помощи шприца. При износе дисков сила сжатия их пружинами уменьшается, и они начинают пробуксовывать; если величина суммарного износа дисков равна толщине одного диска, то рекомендуется поставить дополнительный диск, если же это не помогает, то следует произвести наклепку новых накладок. Неполное выключение дисков происходит от неправильной регулировки привода управления муфтами управления.

 

Трансмиссия

 

Гидромеханическая трансмиссия состоит из:

−  гидромеханической передачи - гидротрансформатор, планетарная коробка передач, соединенных между собой карданным валом;

−  главной передачи с бортовыми фрикционами и тормозами и бортовых редукторов.

Гидротрансформатор

Гидротрансформатор (рисунок 6) предназначен для бесступенчатого автоматического изменения крутящего момента и частоты вращения выходного вала в зависимости от величины внешней нагрузки, а также демпфирования колебаний вращающего момента (крутильные колебания от двигателя не передаются на трансмиссию, нагрузки, идущие через ходовую систему и трансмиссию, не передаются на двигатель).

 

 

Рисунок 6 - Гидротрансформатор:

- кожух маховика, 2 - маховик, 3 - колесо турбинное, 4 - колесо реактора,

- ось реактора, 6 - вал турбинный, 7 - сапун, 8 - кожух трансформатора,

- колесо насосное, 10 - уплотнительные кольца, 11 - вход рабочей жидкости, 12 - полумуфта кардана, 13 - выход рабочей жидкости, 14 - шестерня привода, 15 - откачивающий насос, 16 - привод насоса, 17 - заборник.

Гидротрансформатор состоит из трех рабочих колес: насосного, турбинного и peaктора, установленных относительно друг друга с небольшими зазорами.

Межлопаточные полости колес образуют тор, в котором под избыточным давлением циркулирует рабочая жидкость. В насосном колесе, соединенном с двигателем, механическая энергия двигателя преобразовывается в кинетическую и потенциальную энергию жидкости, в турбинном колесе, связанном с выходным валом, эта энергия снова превращается в механическую.

В реакторе меняется направление и уменьшается скорость потока, происходит трансформация вращающего момента на величину, воспринимаемого реактором. Опоры рабочих колес гидротрансформатора расположены на ступице и выходном валу.

К насосному колесу прикреплена ведущая шестерня привода насоса НШ-50 системы управления и смазки и откачивающего насоса НМШ-25.
С наружной стороны гидротрансформатора установлены: клапан, регулирующий давление на выходе из гидротрансформатора в пределах 0,35±0,05 МПа (3,5±0,5 кгс/см²) и фильтр.

Внутренняя полость фильтра разделена на две камеры. В нижней, соединенной со всасывающей магистралью, расположен магнитный фильтр, в верхней, соединенной с нагнетанием, фильтр тонкой очистки.

Карданный вал

Полумуфта выходного вала гидротрансформатора соединена с двухшарнирным карданным валом (рисунок 7). Шипы крестовин кардана прокачиваются в игольчатых подшипниках. Второй конец карданного вала соединен с полумуфтой ведущего вала планетарной коробки передач.

Реверсивная планетарная коробка передач (рисунок 8,9), трехскоростная, с переключением передач на ходу. Планетарная часть коробки передач состоит из пяти элементарных планетарных рядов и пяти фрикционных дисковых тормозов, работающих в масле, включение которых производится гидравлическими бустерами.

 

 

Рисунок 7 - Кардан: 1 - фланец, 2 - крестовина, 3 - опора,

- клапан, 5 - болт, 6 - подшипник, 7 - крышка.

 

Планетарные ряды выполнены по схеме (рисунок 10).
Первые два планетарных ряда выполняют роль механизма реверса.

При замыкании:

− 1-го фрикциона обеспечивается передний ход;

−  2-го - задний ход.

Три последующих планетарных ряда выполняют функцию коробки передач.

При замыкании:

− 3-го фрикциона включается II передача;

−  4-го - III передача;

−  5-го - I передача.

Ведущий вал смонтирован на подшипниках качения, установленных в корпусе коробки передач. Задний шлицевой конец вала служит для отбора мощности. На шлицах вала установлены солнечные шестерни механизма реверса, а на шариковом и роликовом подшипниках смонтировано первое водило, в котором на осях на игольчатых подшипниках без обойм установлены сателлиты 1, 2 и 3 планетарных рядов.

Сателлиты 4-го и 5-го планетарных рядов смонтированы на осях второго водила, которое зафиксировано в корпусе КП при помощи шарикового подшипника.

 

 

Рисунок 8 - Планетарная коробка передач:

- корпус коробки передач, 2, 14 - водило, 3 - вал, фрикционы:

- переднего хода, 5 - заднего хода, 6 - второй передачи, 7 - третьей передачи,

- первой передачи, 9 - проставка, 10 - труба, 11 - штуцер, 12 - кольцо,

- вал шестерня, 15 - подшипники сателлитов,

- корпус согласующего редуктора.

 

 

Рисунок 9 - Планетарная коробка передач:

- рычаг управления КП, 2 - шарнир, 3 - рычаг, переключающий передачи,

- рычаг-фиксатор, 5 - блок реверса, 6 - блок клапанов, 7 - блок передач,

- рычаг реверса, 9 - рычаг-фиксатор реверса, 10 - кулиса.

 

 

Рисунок 10 - Схемы планетарных рядов:

А - схема 1,3,5 - планетарных рядов, В-схема 2,4 - планетарных рядов,

- эпицикл, 2 - солнечная шестерня, 3 - саталлит.

 

 

Рисунок 11 - Схемы переключения передач:

А - передний ход, В-задний ход, I, II, III - передачи, Т₁ - тормоз

переднего хода, Т₂ - тормоз заднего хода, Т₃ - тормоз второй передачи,

Т₄ - тормоз третьей передачи, Т₅ - тормоз первой передачи.

 

На наружных поверхностях эпициклов нарезаны шлицы, в которые устанавливаются диски с металлокерамикой на медной основе. Гладкие диски соединяются с корпусами гидравлических фрикционных тормозов. При помощи гидроаппаратуры жидкость попадает под поршень одного из тормозов, который, перемещаясь, замыкает пакет фрикционных дисков, тем самым останавливая эпицикл планетарного ряда. При движении трактора включено 2 тормоза: механизма реверса (передний или задний ход) и коробки передач (I, II или III передача). Переключение передач осуществляется без разрыва потока мощности. Схема переключения передач - на рисунке 11.

За планетарной частью коробки передач установлен редуктор соосности, обеспечивающий необходимое межцентровое расстояние между валом отбора мощности и выходящим валом коробки передач. Ведущая шестерня соединена с солнечной шестерней 3 и 5 планетарных рядов. Ведомая шестерня соединена с выходным валом, заканчивающимся малой конической шестерней главной передачи. Гидроаппаратура системы управления и смазки смонтирована на корпусах гидротрансформатора и коробки передач, а также на корпусах фрикционных тормозов планетарной КП.

Система управления обеспечивает:

−  наполнение тора гидротрансформатора рабочей жидкостью под избыточным давлением;

−  подачу жидкости к фрикционным тормозам реверса и переключения передач;

−  смазку подшипников гидротрансформатора и коробки передач;

−  плавное трогание трактора с места путем постепенного нарастания давления во фрикционных тормозах реверса;

−  установку рукоятки управления ГМТ в нейтральное положение при остановке дизеля или падении давления в системе управления.

На корпусах фрикционных тормозов планетарной части коробки передач смонтированы четыре узла гидроаппаратуры (рисунок 9):

−  блок передач с 4-позиционным золотником для подачи жидкости во фрикционные тормоза коробки передач;

−  блок реверса с 2-позиционным золотником для подачи жидкости во фрикционные тормоза реверса;

−  плита с золотником предохранительного клапана 11 и клапаном регулировки давления жидкости на входе в гидротрансформатор в пределах 0,45 0,05 МПа (4,5 0,5 кгс/см²);

−  предохранительный клапан 11 - механизм, состоящий из золотника, штока, втулки и пружины. Предназначен для перекрытия канала подачи масла в блок реверса при нейтральном положении рычага переключения передач и возврата его в нейтральное положение при остановке дизеля.

−  При работающем дизеле давление масла в полости. между штоком и втулкой достаточно высокое для сжатия пружины и клапан 11 не касается передней стенки КП, в этом случае возможно переключение передач.

−  При падении давления рабочей жидкости в гидросистеме или остановке дизеля масло вытесняется через зазор между штоком и втулкой и разжимает пружину. Клапан упирается в переднюю стенку КП, перемещает золотник предохранительного клапана назад и возвращает рычаг переключения передач в нейтральное положение;

−  блок клапанов, обеспечивающий плавное трогание трактора с места.

Состоит из двух клапанных систем (рисунок 12): перепускного клапана 20 и клапана перепада давления 7, предназначенных для ограничения максимального давления и обеспечения в определенной последовательности включения фрикционов передач и реверса. Блок клапанов работает следующим образом: при нейтральном положении рычага КП и неработающем дизеле давление жидкости в системе отсутствует. Клапаны 7 и 20 находятся в крайнем правом, а поршень 5 в крайнем левом положении. После пуска дизеля и достижения определенного давления клапан 7 открывается и жидкость по системе отверстий перемещает обратный клапан 6 в крайнее левое положение, перекрывая слив.

 

 

Рисунок 12 - Схема гидравлической системы питания, управления и смазки, нейтральное положение (при работающем дизеле):

- магнитный фильтр, 2 - насос НШ-50, 3 - фильтр тонкой очистки, 4 - блок клапанов, 5 - поршень, 6 - клапан, 7 - клапан, 8 - клапан предохранительный,

- блок передач, 10 - блок реверса, 11 - клапан блокировки, 12 - клапан смазки, 13 - фильтр КП, 14 - радиатор, 15 - гидротрансформатор,

- клапан подпорный, 17 - насос НМШ - 25, 18 - картер ГТР,

- картер КП, 20 - клапан.

 

Через жиклер клапана жидкость поступает под поршень 5, который передвигается вправо до упора, сжимая пружину, обеспечивая в системе плавное нарастание давления, необходимое для включения фрикционов. При включении передачи трактор плавно трогается с места.

Масло в коробку передач и отделение конических шестерен заливать через горловину, расположенную сзади трактора справа на корпусе бортовых фрикционов. Для очистки масла, поступающего из радиатора в коробку передач, на лонжеронах корпуса бортовых фрикционов установлен дополнительный фильтр. Охлаждение масла в ГМТ производится радиатором, установленным перед радиатором дизеля. Радиатор масляный, трубчато-пластинчатый, двухрядный, с латунной цельнотянутой трубкой.

Гидромеханическая передача оборудуется датчиками аварийного давления масла в коробке передач, гидротрансформаторе и гидросистеме управления КП. которые соединены с контрольными лампами на щитке приборов в кабине трактора и датчиком температуры масла, соединенным с указателем на щитке приборов.

Главная передача коническими зубчатыми колесами позволяет передать вращение от продольного расположенного нижнего вала коробки передач на поперечный вал. Ведущая шестерня выполнена заодно с выходным валом коробки передач, ведомая шестерня крепится на валу, установленном на подшипниках в корпусе бортовых фрикционов. Система смазки общая с коробкой передач.

Бортовые фрикционы многодисковые сухого трения; ведомые диски имеют фрикционные накладки.

Тормоза ленточные двустороннего действия плавающие, с фрикционными накладками. Они воздействуют на наружные барабаны фрикционов.

Бортовые фрикционы и тормоза управляются рычагами механизма управления поворотом и педалями тормоза. Чтобы снизить усилие, требуемое для выключения бортового фрикциона, установлен гидравлический сервомеханизм, подключенный к гидравлической системе управления трактором.

Бортовой редуктор двухступенчатый с двумя парами прямозубых цилиндрических шестерен постоянного зацепления. Ведущая и двойная шестерни вращаются на двух роликовых и одном шариковом подшипниках. Причем двойная шестерня выполнена разъемной, шестерня с большим зубчатым венцом соединена с шестерней с малым венцом при помощи шлицев. Применение шариковых подшипников исключает необходимость регулирования осевого люфта узла при сборке и в эксплуатации.

Большая шестерня состоит из зубчатого наружного и шлицевого внутреннего венцов и соединяется с фланцем ступицы болтами. Применение в конструкции шлицевых соединений позволяет шестерням при работе трактора «самоустанавливаться», что исключает кромочные контакты в зацеплении при перекосах осей.

Ступица вращается на двух роликовых и одном шариковом подшипниках.

Ведущее колесо соединяется со ступицей торцевыми шпицами и крепится болтами.

Шестерни и подшипники смазываются разбрызгиванием масла, запиваемого в картер редуктора. Масло заливается через отверстия, находящиеся сзади на боковой стенке корпуса бортовых фрикционов. Уровень масла замеряется масломерной линейкой.

В нижней части кожуха бортового редуктора ввинчена пробка с магнитом.

Чтобы предупредить вытекание масла на ступице и полуоси установлены лабиринтные уплотнения. Втулка концевого подшипника смазывается через масленку, находящуюся в корпусе концевого подшипника. В его корпусе установлен сальник, предотвращающий вытекание масла.