АМОРТИЗАЦИОННО-НАТЯЖНОЕ УСТРОЙСТВО ГУСЕНИЧНОЙ ЦЕПИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, преимущественно к производству промышленных тракторов на гусеничном ходу и касается их устройств, обеспечивающих оптимальное натяжение гусеничной цепи.
В ходовых системах промышленных тракторов для передвижения используется гусеничная цепь в виде бесконечной петли, которая приводится в движение ведущим колесом-звездочкой, удерживается от бокового смещения однобортными и двубортными опорными катками, направляется в прямом и обратном направлении одним или двумя направляющими колесами. Чтобы трактор эффективно выполнял свою работу, гусеничная цепь в виде бесконечной петли должна быть натянута определенным усилием, и это усилие натяжения должно сохраниться в оптимальных пределах, чтобы продлить долговечность узлов ходовой системы.
Если сила натяжения гусеничной цепи ниже оптимальной, верхняя ветвь гусеничной цепи ослабевает и чрезмерно провисает между поддерживающими роликами либо между поддерживающим роликом и направляющим колесом. Такое чрезмерное провисание приводит к ускоренному износу гусеничной цепи и взаимосвязанных с ней компонентов ходовой системы и создает нежелательный уровень шума и вибрации самой гусеничной цепи. Чрезмерное провисание может привести к спаданию гусеничной цепи с ведущего колеса, особенно это проявляется при движении задним ходом и при движении с поворотами.
Если сила натяжения гусеничной цепи превышает оптимальное, верхняя ветвь гусеничной цепи выпрямляется, как струна, что также отрицательно сказывается на сроке службы узлов ходовой системы. Чрезмерное натяжение гусеничной цепи также приводит к ее ускоренному износу и может вызвать поломку как ее самой, так и взаимосвязанных с ней компонентов.
Известно амортизационно-натяжное устойство для регулирования натяжения гусеничной цепи промышленного трактора, которое состоит из механизма сдавания, куда входят две цилиндрические пружины, установленные между двумя фланцами и размещенные внутри рамной конструкции, механизма натяжения в виде силового гидравлического цилиндра, соединенного со штоком. Шток через опору и ползуны соединен с натяжным колесом. На штоке размещено устройство для подачи смазки, которое включает резьбовую пробку и игольчатый клапан. (1)
Недостатком известного устройства является то, что регулировка натяжения гусеничной цепи производится подачей консистентной смазки через резьбовую пробку с помощью шприца вручную. Получение надлежащего натяжения при такой операции требует выполнения нескольких замеров провисания гусеничной цепи. Если при проведении операции натяжения гусеничной цепи сообщается усилие большее требуемого, то необходима отдельная операция для сброса избыточного давления в силовом гидравлическом цилиндре, обеспечивающем ее регулировку. Поскольку для надлежащей регулировки натяжения гусеничной цепи при вышеуказанных операциях требуется время и определенные усилия, кроме того, тяжелые условия работы промышленных тракторов и суровые погодные условия в зимнее время года делают операции по регулировке натяжения гусеничной цепи малопривлекательными и приводят к тому, что ими операторы пренебрегают.
Известно также устройство для натяжения гусеничной цепи транспортного средства, снабженное следящим приспособлением, которое выполнено в виде поворотного рычага с роликом, вращающимся вокруг своей оси. Ролик расположен под верхней ветвью гусеничной цепи и поддерживается на определенном расстоянии от нее возвратным механизмом. Рычаг соединен через систему рычагов и тяг с распределительным механизмом и воздействует на последний в зависимости от положения гусеничной цепи. Распределительный механизм, в свою очередь, соединен с напорной гидравлической линией управления агрегатом, поворотом отвала. (2)
Недостатком известного устройства является сложность конструкции, требующая определенных затрат при изготовлении. Кроме того, размещение ролика следящего приспособления с системой рычагов на раме гусеничной тележки между поддерживающими катками ведет к увеличению забиваемости гусеничной тележки грунтом, ухудшается ее самоочищаемость. В зимний период следящее приспособление не может функционировать из-за замерзшего грунта. Кроме того, распределительный механизм соединен с напорной гидравлической линией управления агрегатом, где рабочее давление потока жидкости составляет около 180 кг/см2 и которое появляется только при работе органами управления навесным оборудованием.
Целью полезной модели является упрощение конструкции амортизационно-натяжного устройства, соединенного с напорной линией управления трансмиссией трактора.
Технический результат, получаемый при этом, - обеспечение оптимального натяжения гусеничной цепи при работающем двигателе без вмешательства оператора.
На фиг.1 показана гидравлическая схема амортизационно-натяжного устройства; на фиг.2 - схема установки амортизационно-натяжного устройства гусеничной цепи на транспортное средство; на фиг.3 - схема для расчета силы предварительного натяжения гусеничной цепи и ее провисания.
Поставленная цель достигается тем, что в амортизационно-натяжном устройстве гусеничной цепи транспортного средства в виде телескопического сопряжения двух рамных конструкций, на одной из которых закреплено направляющее колесо, а вторая содержит резервуар со смазкой, кроме того, амортизационно-натяжное устройство содержит механизм сдавания, выполненный в виде двух цилиндрических пружин, установленный между двумя фланцами и размещенный внутри трубы той же рамной конструкции, на которой закреплено направляющее колесо, механизм натяжения в виде силового гидравлического цилиндра со штоком, фланец которого соединен с фланцем механизма сдавания, рабочая полость силового гидравлического цилиндра через обратный клапан посредством гибкого трубопровода соединена с напорной линией клапана приоритета управления трансмиссии, а через запорный вентиль сообщается с резервуаром со смазкой, при этом, оптимальная величина провисания гусеничной цепи достигается за счет взаимосвязи между давлением потока жидкости в напорной линии и необходимым усилием натяжения гусеничной цепи.
Устройство для натяжения гусеничной цепи в виде телескопического сопряжения двух рамных конструкций содержит направляющее колесо 1, установленное на передней раме тележки 2. Задняя рама тележки содержит резервуар Б со смазкой для смазывания направляющих поверхностей 3 передней рамы тележки. Кроме того, в устройство входят механизм сдавания 4, выполненный в виде двух цилиндрических пружин, установленный между двумя фланцами 5 и размещенный внутри трубы 6 передней рамы тележки 2. Механизм натяжения в виде силового гидравлического цилиндра 7 со штоком 8, фланец 9 которого соединен с фланцем 5 механизма сдавания. Рабочая полость А силового гидравлического цилиндра через обратный клапан 10 посредством гибкого трубопровода 11 соединена с напорной линией клапана приоритета 12 управления трансмиссии, а через запорный вентиль 13 сообщается с резервуаром Б задней рамы тележки. Между обратным клапаном и клапаном приоритета управления трансмиссии имеется запорный вентиль 14.
Известно, что на направляющее колесо действуют следующие силы:
сила предварительного натяжения гусеничной цепи -
0
; где, q - вес длины гусеничной цепи, кг/мм; l - расстояние между направляющим колесом и поддерживающим катком, мм; f - стрела провисания гусеничной цепи, мм. (3)
нк
нат
С учетом углов наклона гусеничной цепи на направляющее колесо будет действовать сила - ; без углов наклона - P=2T.
Для натяжения гусеничной цепи необходимо создать усилие потоком жидкости в силовом гидравлическом цилиндре:
пж
; где, p - давление потока жидкости, кг/см2; d - внутренний диаметр цилиндра, мм.
Проведя преобразования получаем формулу для определения оптимальной величины провисания гусеничной цепи:
с учетом углов наклона гусеничной цепи -
;
без учета углов наклона гусеничной цепи - .
Работа амортизационно-натяжного устройства обеспечивается следующим образом. При запуске трактора в напорной линии клапана приоритета 12 управления трансмиссии создается определенное давление потоку жидкости (не более 24 кг/см2), которое подается через обратный клапан 10 в рабочую полость A силового гидравлического цилиндра 7. Поток жидкости действуя на шток 8 создает необходимое усилие для натяжения гусеничной цепи. Так как фланец 9 штока и фланец 5 механизма сдавания соединены между собой, а механизм сдавания размещен внутри трубы передней рамы тележки 2, на котором установлено направляющее колесо, то усилие передается на направляющее колесо и происходит натяжение гусеничной цепи. Натяжение гусеничной цепи будет происходить до тех пор, пока гусеничная цепь не достигает оптимальной величины провисания f. При этом давление в рабочей полости силового гидравлического цилиндра и в напорной линии клапана приоритета управления трансмиссии уравновесятся, и обратный клапан перекроет канал потоку жидкости. Подача жидкости в рабочую полость силового гидравлического цилиндра прекратится. Гусеничная цепь натянута.
При переезде транспортного средства через препятствие или при попадании между гусеничной цепью и ведущим или направляющим колесами посторонних предметов увеличивается натяжение гусеничной цепи, и возрастает давление в рабочей полости силового гидравлического цилиндра, при этом, обратный клапан закрыт. Возникающие в гусеничной цепи дополнительные усилия двигают направляющее колесо 1 вместе с передней рамой тележки 2 в обратном направлении. Передняя рама тележки, действуя на фланец 5 механизма сдавания, сжимает пружину 4. При снятии дополнительного усилия с гусеничной цепи пружина возвращает направляющее колесо вместе с передней рамой тележки в первоначальное положение. Движение передней рамы тележки 2 осуществляется по направляющим 3, которые смазываются смазкой, находящейся в резервуаре Б.
При возникновении необходимости ослабления натяжения гусеничной цепи, например при ремонте, оператор или технический персонал закрывает запорный вентиль 14 и открывает запорный вентиль 13, жидкость из рабочей полости силового гидроцилиндра вытекает в резервуар Б.
В процессе эксплуатации трактора гусеничная цепь изнашивается и увеличивается ее длина. Уменьшается вес длины гусеничной цепи, находящейся между натяжным колесом и поддерживающим катком. Уменьшается и сила предварительного натяжения гусеничной цепи и сила, действующая на натяжное колесо, что приводит к уменьшению давления внутри силового гидравлического цилиндра. Открывается обратный клапан, и поток жидкости с большим давлением поступает в силовой гидравлический цилиндр. Происходит натяжение гусеничной цепи. Натяжение будет происходить до тех пор, пока гусеничная цепь не достигнет оптимальной величины провисания f и пока не уравновесятся давления в силовом гидравлическом цилиндре и в напорной линии.
Таким образом, амортизационно-натяжное устройство отличается простотой конструкции, а обеспечение оптимальной величины провисания гусеничной цепи за счет создания необходимого усилия ее натяжения потоком жидкости с напорной линии управления трансмиссией трактора происходит без вмешательства оператора.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Трактор Т-500. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 404-2 ТО, ОАО «Промтрактор». 1993.
2. Патент РФ №2027627, кл. B62D 55/30, 01.04.1991.
3. Барский И.Б. «Конструирование и расчет тракторов» - 3-е изд., М., Машиностроение, 1980.