123028 (Гусеничный движитель)

Общие сведения о машинах

Гусеничные движители развивались более медленными темпами. Но благодаря тому, что гусеницы имеют большую площадь контакта с грунтом и способны развивать высокую силу тяги, трактора с таким двигателем издавна стали применяться как база тяговых или погрузочных машин для работы на снегу, влажных почвах, в частности, с низкой несущей способностью. Традиционно гусеничные движители обычно используются на территории бывшего Советского Союза, в США, а затем — в Канаде, Новой Зеландии, Австралии и Великобритании. Это были лесохозяйственные тракторы или специальные машины на базе экскаваторов.

Гусеничный движитель — движитель самоходных машин, в котором тяговое усилие создаётся за счёт перематывания гусеничных лент состоящих из отдельных звеньев — траков. Гусеничный движитель обеспечивает повышенную проходимость. Большая площадь соприкосновения гусениц с почвой позволяет обеспечить низкое давление — 31—122 кН/м² (0,3—1,2 кгс/см²), то есть меньше давления ноги человека. Тем самым гусеничный движитель предохраняется от глубокого погружения в грунт.

Основная часть гусеничного движителя это гусеничная лента:

Гусеничная лента (гусеница) — замкнутая сплошная лента или цепь из шарнирно-соединённых звеньев (траков), применяемая в гусеничном движителе. На внутренней поверхности гусеницы имеются впадины или выступы, с которыми взаимодействуют ведущие колёса машины. Внешняя поверхность гусеницы снабжена выступами (грунтозацепами), которые обеспечивают сцепление с грунтом. Для увеличения сцепления гусеницы на грунтах с низкой несущей способностью используются съёмные шпоры. Гусеницы могут быть металлическими, резино-металлическими и резиновыми. Наибольшее распространение получили металлические гусеницы с разборными или неразборными звеньями. Для повышения износостойкости и срока службы гусеницы их звенья, а также соединительные элементы (пальцы, втулки) изготовляют из специальной высокомарганцовистой стали и подвергают термической обработке, а также используют резино-металлические шарниры, шарниры с игольчатым подшипником и др.

История создания гусеницы

Изобретателем гусеницы в России считается русский крестьянин Фёдор Абрамович Блинов. В 1877 году он изобретает вагон на гусеничном ходу. В нижней части рамы крепились на рессорах две тележки, которые могли поворачиваться в горизонтальной плоскости вместе с осями опорных колёс. Бесконечные рельсы вагона представляли собой замкнутые железные ленты, состоящие из отдельных звеньев. Вагон имел четыре опорных колеса и четыре ведущие звёздочки. В 1878 году купец Канунников, рассчитывая на прибыли от внедрения гусеничного хода, вошёл с ходатайством в Департамент торговли и мануфактур с прошением о выдаче Блинову привилегии, каковая за № 2245 и была получена год спустя. Вводная часть гласила: «Привилегия, выданная из Департамента торговли и мануфактур в 1879 году крестьянину Фёдору Блинову, на особого устройства вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и просёлочным дорогам…»

В США изобретателями гусеничного хода считаются Бэст и Хольт, которые создали трактор с навешенным на него бульдозерным оборудованием — он и стал прообразом современного бульдозера. Caterpillar — название компании, основанной этими изобретателями, в переводе означает «гусеница».

Во Франции прообраз современного гусеничного движителя впервые был создан в 1713 году д’Эрманом; проект, получивший положительный отзыв французской академии, представлял собой тележку для тяжёлых грузов, перекатывающуюся на бесконечных лентах из деревянных катков, концы которых шарнирно соединены планками. Годом создания гусеничного движителя можно считать 1818-й, когда француз Дюбоше получил привилегию на способ устройства экипажей с подвижными рельсовыми путями.

Помимо гусеницы как части гусеничного движителя для автотранспортной техники и задолго до изобретения гусеничных амфибий гусеница также применялась в качестве движителя для водного транспорта. такая гусеница представляла из себя конвейер с веслами. Она была изобретена в 1782 году изобретателем по имени Десбланкс. В США она была запатентованна в 1839 году Уильямом Левенуорфом.

Некоторые типы гусеницы

По материалу изготовления:

• металлическая.

• резино-металлическая.

• резиновые.

• По типу используемого шарнира:

  • с параллельным шарниром.

  • с последовательным шарниром.

• По типу смазки шарнира:

  • сухая (или с открытым металлическим шарниром). Достоинствами конструкции является простота и надёжность в эксплуатации. Необходимый ресурс обеспечивается высокими механическими свойствами деталей шарнира.

  • закрытая. Оригинальное уплотнение в шарнире «звено-втулка» обеспечивает сохранность смазки между трущимися поверхностями пальца и втулки в течение всего срока службы гусеницы.

  • с жидкой смазкой. Оригинальное уплотнение из армированного полиуретана и резины обеспечивает полную герметичность шарнира, чем достигается наибольший срок службы гусеницы.

  • с резино-металлическим шарниром. Между пальцем шарнира и траком используется резиновая втулка, изгиб гусеницы в местах сочленения траков происходит за счёт смещения слоев резины, благодаря чему исключается трение сталь по стали и значительно повышается ресурс пальцев и траков гусеницы.

  • с игольчато-подшипниковым шарниром. В качестве втулки используется игольчатый подшипник. Ресурс гусеницы возрастает, но значительно усложнена её конструкция.

• По типу траков:

  • литые.

  • штампованные.

  • сварные.

Недостатки гусеничного движителя

• Быстрый износ трущихся деталей (проушины, пальцы)

• Поломки траков при неравномерной нагрузке

• Попадания снега и камней между гусеницами и катками

Устройство гусеничного движителя:

Классификация машин данной группы:

• С поддерживающими катками, задним ведущим колесом и свободными ленивцами.

• Без поддерживающих катков с задним расположением ведущих колёс.

• С поддерживающими катками, передними ведущим колесом и несущим ленивцем.

• Без поддерживающих катков с передним ведущим колесом.

Анализ конструктивных особенностей и технических характеристик отечественной и зарубежной машин данной группы:

Гусеничные движители отечественных и зарубежных производителей в виду простого принципа работы не имеют существенных отличий в конструкции, различия наблюдаются лишь в изменении формы треков, зубьев ведущих колес и небольших доработках.

Устройство, принцип действия и рабочий процесс машины: в устройство гусеничных движителей входят подвижные детали и элементы:

К подвижным элементам гусеничных движителей относятся ведущие звездочки, гусеницы, опорные и поддерживающие гусеницу катки, направляющие (натяжные) колеса.

Ведущие звездочки гусеничного шасси предназначены для того, чтобы перематывать гусеничные ленты и, взаимодействуя с ними, создавать тяговые усилия, необходимые для перемещения шасси по ленте, как по рельсу. Тяговое усилие создается в результате того, что при вращении звездочка своими зубьями зацепляется за шарнирные пальцы траков (трубоукладчик Т-3560М) или звеньев цепи (ТГ-201 и ТО-1224Г) гусеничной ленты.

Гусеница служит для преобразования вращательного движения ведущей звездочки в поступательное движение шасси, для сцепления шасси с грунтом и для образования бесконечного рельса, по которому шасси катится на своих опорных катках.

Гусеница трубоукладчика Т-3560М состоит из траков, шарнирно соединенных между собой. Шарнир состоит из пальцев и трех малых и двух больших проушин траков. Палец имеет головку со стопорным скосом, который, соприкасаясь с плоскостью крыла трака, обеспечивает стопорение пальца от проворачивания в малых проушинах.

Пальцы устанавливают так, чтобы их головки находились с наружной стороны гусениц. В осевом направлении палец стопорится шайбой со шплинтом. Беговая дорожка для катков на гусенице образована средней частью траков и сбоку ограничена их продольными гребнями.

Гусеница трубоукладчика ТО-1224Г (рис. 50) представляет собой бесконечную цепь, составленную из 36 пар штампованных стальных звеньев. Правые и левые звенья соединены между собой с помощью втулок, которые запрессованы в каждую пару звеньев под большим усилием. Соседние пары звеньев соединены между собой посредством пальцев, продетых свободно в отверстия втулок и запрессованных концами в отверстиях звеньев. При этом пальцы могут свободно вращаться во втулках, образуя гибкую цепь. Выступающие концы втулки одной пары звеньев входят в выточки наружных щек звеньев другой пары, образуя лабиринт, препятствующий попаданию грязи в шарнир.

Рис. Гусеница трубоукладчика Т-3560М:

1 — трак, 2 — головка пальца, 3 — соединительный палец, 4 и 5 — большая и малая проушины трака, 6 — шайба, 7 — шплинт, 8 — гребень, 9 — стопорный скос головки пальца

Концы собранной цепи соединены с помощью замыкающих втулки и пальца, двух шайб и двух стопорных конусов. Палец не запрессован; он свободно входит в отверстия звеньев и закреплен в них конусами, входящими в конусные глухие отверстия пальца. Для возможности запрессовки конусов на обоих концах замыкающего пальца профрезеровано по два паза на всю глубину конусного отверстия. Запрессовывают конусы ударами кувалды через оправку, выпрессовывают съемником, который ввертывают в торцовое резьбовое отверстие конуса, обыч-ho закрытое деревянной пробкой. Пробка предохраняет резьбу от повреждений и попадания грязи.

К звеньям гусеничной цепи болтами с гайками прикреплены башмаки, снабженные гребнями-почвозацепами, которые увеличивают сцепление гусеницы с грунтом.

При передвижении трубоукладчика стороны звеньев, расположенные против башмаков, являются двумя беговыми дорожками для нижних опорных катков, а в пространство между втулками входят зубья ведущей звездочки.

Гусеница трубоукладчика ТГ-201 выполнена аналогично гусенице трубоукладчика ТО-1224Г, но включает в себя 49 пар звеньев. Отличием гусеницы является также иное выполнение замыкающего пальца: вместо концевых стопорных конусов палец снабжен головкой с одной стороны и отверстием под штифт — с другой, т. е. выполнен подобно соединительным пальцам гусеницы трубоукладчика Т-3560М.

Рис. 50. Гусеница трубоукладчика ТО-1224Г:

1 — башмак, 2 — болт, 3 — гайка с шайбой, 4 — соединительный палец, 5, 7 — звенья цепи, 6 — соединительная втулка, 8 — шайба замыкающего пальца, 9 — замыкающий палец, 10 — замыкающая втулка, 11 — стопорный конус, 12 — деревянная пробка

Нижние опорные катки служат для перекатывания гусеничного шасси по гусеницам и для передачи на гусеницы и далее на грунт веса трубоукладчика и его рабочей нагрузки. На каждой тележке трубоукладчика Т-3560М установлено семь катков, трубоукладчика ТГ-201—восемь катков (причем пять однобортных и три двубортных) и на трубоукладчике ТО-1224Г— семь катков (четыре однобортных и три двубортных).

Опорный каток трубоукладчика Т-3560М (рис. 51, а) имеет сферический ролик для обеспечения наиболее рационального контакта с беговой дорожкой гусеницы. Ролик вращается на бронзовых втулках, которые запрессованы в стаканы, прикрепленные вместе с упорными фланцами к ступице ролика болтами. Ролик удерживается от смещения в любую из сторон относительно оси ее буртом через фланец, стакан и подшипниковую втулку. Свободное вращение ролика относительно оси обеспечивается наличием регулировочных прокладок.

На опорах тележки нижней рамы каток устанавливается плоскостями срезов своей оси и крепится к опорам болтами череа вертикальные отверстия в несущих ось опорных крышках. Плоские срезы оси удерживают ее от проворачивания, а трапецеидальный паз на одном из ее концов — от осевого смещения вместе с роликом относительно упора, имеющегося на одной из опор.