4. Подвески гусеничных тракторов

Подвески гусеничных тракторов подразделяют на жесткие , полужесткие , упругие и  смешанные .

Жесткая подвеска (рис. 9.10,а). Здесь оси 1 опорных катков обычно жестко закреплены на раме 2 тележек гусениц в сборе, а последние жестко прикреплены к остову 3 трактора. Такая подвеска на мягком (ровном) грунте позволяет получить наиболее равномерное распределение давления опорных катков на гусеницу, что повышает ее тягово-сцепные качества. Но движение по плотным и неровным грунтам сопровождается большими динамическими нагрузками, вредно действующими как на тракториста, так и на все системы и механизмы трактора.

Поэтому такая подвеска применяется только на специальных промышленных тракторах, для которых характерен режим работы с малыми скоростями и при этом крайне желательно отсутствие колебаний остова и орудий относительно опорного основания - трубоукладчиках, роторных канавокопателях и т.п. 

Полужесткая подвеска. В полужесткой подвеске (рис. 9.10,б) тележки 2 гусениц с опорными катками 1 соединены с остовом 3 трактора сзади посредством оси 6, а спереди  - упругим элементом 4.

При этом ось 6 качания тележки гусениц относительно остова 3 может совпадать с осью ведущего колеса 5 (см. рис. 9.10,б) или не совпадать с ней (см. рис. 9.10,в). Во втором случае ось 6  качания тележки 2 относительно остова 3 смещена вперед на расстояние А от оси 7 ведущего колеса. Однако в этом случае при качании тележки 2

происходит дополнительное натяжение гусеницы, что нежелательно из-за увеличения износа шарниров ее траков. Положительным моментом такого крепления является простота конструкции опоры оси 6.

Рис.9.10. Схемы жесткой и полужесткой подвесок трактора:

1 – опорный каток; 2 – рама тележек гусениц; 3 – остов; 4 – упругий элемент; 5 – ведущее колесо; 6 – ось качания тележки; 7 – ось ведущего колеса; 8 – рычаг; 9 – торсионные валы; 10 – регулируемый упор

С целью снижения жесткости этих подвесок иногда применяют заднее подрессоривание шарнира крепления тележки гусениц (см. рис. 9.10,г). Для этого чаще всего применяют короткие торсионные валы 9, внутренним концом жестко закрепленные в средней части остова 3, и рычаги 8. При качании тележки происходит закручивание торсионов 9. Обычно качание задней части тележки 2 ограничено регулируемым упором 10.

Упругая связь остова трактора с передними частями рам тележек гусениц показана на рис. 9.11.

Самая простая связь осуществляется  с  применением поперечного жесткого равноплечного балансира 3 (рис. 9.11,а), опирающегося своими концами на сферические жесткие опоры 2 на рамах 1 тележек гусениц. Остов 5 трактора опирается на шарнир 4 балансира 3. Эта связь не является чисто упругой, но она по сравнению с жесткой подвеской позволяет гусеницам лучше приспосабливаться к рельефу поверхности грунта при движении трактора.

Если концы балансира 3 (рис. 9.11,б) установить на упругие опоры 6 (пружины, рессоры и т.п.) рам 1 тележек гусениц, то передняя часть остова 5 трактора, опирающаяся на шарнир 4, становится подрессоренной и тем самым снижается уровень динамических воздействий на него при наезде гусениц на препятствие.

В качестве упругого элемента очень распространены балан сирно установленные листовые рессоры (рис. 9.11,в). Листы рессоры 9, стянутые в закрепительной коробке 8 и посредством шарнира 4 установлены в кронштейне 7 остова трактора. Концы рессоры 9 опираются на сферические опоры 2 рам 1 тележек гусениц, а кронштейны-ограничители 10 предотвращают их отрыв от рам тележек во время работы.

Рис.9.11. Схемы упругой связи остова трактора с передними частями рам тележек гусениц:

1 – рама  тележек гусениц; 2 – жесткий сферический упор; 3 – равноплечий балансир; 4 – шарнир; 5 – остов; 6 – упругие опоры; 7 – кронштейн; 8 – закрепительная коробка; 9, 11 – листовые рессоры; 10 – кронштейны-ограничители; 12 – стойка; 13, 15 – резиновые упругие элементы; 14 – плунжер

При безшарнирном креплении поперечных листовых рессор  обычно устанавливается одна главная большая рессора 2 (рис. 9.11,г), стянутая в коробке 8, на которую опирается остов 5 трактора и две малые параллельные рессоры 11. Большая рессора 9 опирается на сферические опоры 2 рам тележек гусениц, а малые 11 - шарнирными стойками 12 упруго соединены с остовом 5.

Большая рессора 9 поглощает ударные нагрузки, возникающие при движении трактора, обеспечивает независимое качание тележек гусениц.  Малые рессоры 11 предотвращают отрыв рессоры 9 как от остова, так и от тележек гусениц, а при их сильном качании способствуют более плавной работе подвески.

На зарубежных промышленных тракторах достаточно широко применяют жесткие балансиры с резиновыми упругими элементами (рис. 9.11,д). Концы балансира 3 опираются на плунжеры 14 резиновых упругих элементов 13, закрепленных на рамах 1 тележек гусениц. При наезде на препятствие одной гусеницей сжимаются оба резиновых упругих элемента 13, так как балансир 3 поворачивается относительно остова 5 в шарнире 4. При этом параллельно в работу вступает соответствующий резиновый упругий элемент 15, закрепленный на раме остова 5 трактора. При переезде через препятствие одновременно сразу обеими гусеницами работают только резиновые упругие элементы 13

На ряде сельскохозяйственных и промышленных тракторов применяют торсионное подрессоривание передней части остова трактора. 

Рамы тележек гусениц с полужесткой подвеской служат для установки на них большинства рассмотренных элементов движителя. Чтобы  обеспечить неизменность плоскости качания рамы относительно остова, используются направляющие устройства. Схемы направляющих устройств, наиболее часто применяемых в полужесткой подвеске представлены на рис. 9.12.

Рис.9.12. Схемы направляющих устройств тележек гусениц применяемых в полужесткой подвеске:

1 – ведущее колесо;  2, 6 – опоры рамы тележки гусеницы; 3 – рама тележки гусеницы; 4 – направляющее колесо; 5 – боковой раскос рамы тележки гусеницы; 7 – ось; 8 - кривошип; 9 – шатун; 10 – остов; 11 – кронштейн; 12 – ось кронштейна; 13 – ролик; 14 - скоба

На рис. 9.12,а рама 3 тележки гусеницы с направляющим колесом 4 имеет внутренний боковой раскос 5, воспринимающий боковые усилия, возникающие при повороте трактора. Широко расставленные шарнирные опоры 2 и 6 рамы тележки гусеницы на неподвижной закрепительной оси 7, соосной с осью ведущего колеса 1, создают жесткий треугольник, уменьшающий нагрузку в каждой опоре и обеспечивающий параллельное качание обеих тележек гусениц.

На рис. 9.12,б ось 7 качания рамы 3 тележки гусеницы не совпадает с осью ведущего колеса 1. В этом случае передняя часть рамы 3 соединена с рамой остова 10 трактора шатунно-кривошипным устройством, позволяющим тележке гусениц совершать угловые перемещения относительно остова 10 и одновременно предотвращать ее развод при повороте трактора. Достигается это жесткой взаимной осевой фиксацией шатуна 9 и кривошипа 8 и их креплением соответственно к остову 10 и раме 3. 

На рис. 9.12,в  рама 3 тележки гусеницы подвижно соединена с остовом 10 трактора посредством вертикальной скобы 14, закрепленной на нем, и упорного ролика 13 кронштейна 11 рамы 3. При качании последней ролик 13, установленный на оси 12 кронштейна 11, свободно перекатывается по внутренней направляющей поверхности скобы 14, удерживая тем самым тележку гусениц от развода и ограничивая амплитуду ее колебаний.

Полужесткая подвеска имеет ряд положительных качеств: 

-                    равномерное распределение давления на грунт, повышающее тягово-сцепные качества движителя; 

-                    увеличение срока службы трактора вследствие поглощения упругим элементом большей части толчков и ударов, передаваемых на остов;

-                    комфортность работы тракториста при относительно небольших скоростях движения.

Определенными недостатками полужесткой подвески являются повышенная материалоемкость и большая масса неподрессоренных частей остова трактора, ограничивающие повышение его рабочих и транспортных скоростей.

Однако ее положительные качества способствуют достаточно широкому их применению на сельскохозяйственных и промышленных тракторах отечественного и зарубежного производства.

Упругая подвеска. Здесь опорные катки соединены с остовом трактора системами, позволяющими каткам перемещаться в вертикальной плоскости относительно остова и между собой. Разнообразие этих систем можно разделить на две группы: балансирные и индивидуальные подвески.

 В балансирных подвесках оси опорных катков (от двух и более) соединительными рычагами (балансирами) объединены в отдельные каретки, шарнирно крепящиеся к остову трактора. Упругие элементы устанавливаются в каретки или в систему их крепления к остову, или в обе системы одновременно.

Схемы наиболее распространенных балансирных кареток представлены на рис. 9.13.

Рис. 9.13. Схемы балансирных кареток:

1, 9 – опорные катки; 2, 8 – балансиры; 3 – шарнир каретки; 4 – пружина; 5 – кронштейн; 6 – рама остова; 7 – шарнир балансира

Двухкатковая каретка с асимметричными балансирами (рис. 9.13,а) состоит из опорных катков 1 и 9, оси которых закреплены соответственно во внешнем 2 и внутреннем 8 балансирах, соединенных между собой в шарнире 7. Между верхними концами балансиров установлена витая цилиндрическая пружина 4 подвески. Каретка в сборе посредством шарнира 3 во внешнем балансире 2 установлена на цапфе кронштейна 5 рамы 6 остова трактора. На тракторе обычно установлены по две каретки на борт с внутренними балансирами 8, обращенными друг к другу. При наезде на препятствие каток 1 поднимается на его высоту и поворачивает балансир 2 относительно двух шарниров 3 и 7. Этим вызывается поворот балансира 8 и дополнительное сжатие пружины 4, поглощающей энергию удара катка 1 при наезде на препятствие. Затем каток 9 последовательно преодолевает то же самое препятствие и аналогично воздействует на пружину 4.

В каретке с симметричными балансирами (рис. 9.13,б) опорные катки 1 и 9 установлены на балансирах 2 и 8, шарнирно закрепленных на осях 3 кронштейна 5 рамы 6 остова трактора. Пружина 4 подвески установлена между верхними концами балансиров 2 и 8.

Здесь между балансирами дополнительно установлен гидравлический амортизатор 10, служащий для гашения колебаний подрессоренной части остова трактора при его движении. Это способствует повышению плавности хода трактора и улучшению условий работы тракториста.

Балансирные двухкатковые каретки широко используются на отечественных сельскохозяйственных и специальных тракторах.

В индивидуальных подвесках каждый опорный каток в отдельности упруго соединен с остовом трактора. 

В  «свечной » подвеске (рис. 9.14,а) ось опорного катка 1 соединена с опорным стаканом 2, в котором установлена витая цилиндрическая пружина 3, упирающаяся в остов 5 трактора. Для устойчивого вертикального перемещения катка 1 при наезде гусеницы на препятствие, на остове 5 закреплен направляющий цилиндр 4.

На рис. 9.14,б  ось опорного катка 1 закреплена на листовой рессоре 6, установленной в закрепительном кронштейне 7 остова 5 трактора.

При очевидной простоте двух типов рассмотренных подвесок в них требуется дополнительная фиксация направления перемещения катков, в противном случае упругие элементы подвески дополнительно нагружаются силой сопротивления качению опорного катка.

 Более  надежны   в  работе   широко   применяемые   инди видуальные рычажные подвески с пружинным или торсионным подрессориванием .

Рис. 9.14. Схемы индивидуальных подвесок:

1 – опорный каток; 2 – опорный стакан; 3 – витая цилиндрическая пружина; 4 - направляющий цилиндр;  5 – остов трактора; 6 – листовая рессора; 7 – кронштейн; 8 – рычаг; 9 – торсион; 10 – рычаг торсиона

На рис. 9.14,в опорный каток 1 установлен на рычаге 8, шарнирно закрепленном на остове 5 трактора и подрессоренный пружиной 3, а на рис. 9.14,г - на рычаге 10 торсиона 9, поперечно установленного в раме 5 остова трактора. 

Индивидуальные подвески обеспечивают более плавное движение трактора на повышенных скоростях, создают лучшую приспособляемость гусенице к рельефу пути, что в целом способствует повышению ее тягово-сцепных качеств и более высокой производительности МТА. Недостаток такой же, как у балансирных подвесок - повышенное давление на грунт под опорными катками.

Смешанные подвески. Такая подвеска является сочетанием полужесткой подвески остова трактора с индивидуальной подвеской катков тележки гусениц. В последнее время они появляются  на промышленных тракторах, когда на тележках гусениц полужесткой подвески устанавливают индивидуально подрессоренные опорные катки. Такие подвески удачно сочетают преимущества обеих рассмотренных систем подрессоривания трактора. При этом оси качания тележек могут совпадать с осью ведущего колеса или располагаться впереди последних, а поперечные балансиры могут быть жесткими или с упругими элементами.