Файл: Кутин, Л. Н. Развитие конструкций подвесок гусеничных тракторов обзор.pdf

из головки и полости, в которой располагается поршень 9 с уплотне­ ниями. Поршень 9 делит полость на два объема 8 и 7. В объеме 8 на­ ходится воздух или г а з , а в объеме 7 - рабочая жидкость - масло.

Рис. 17. Узел гидропневматической подвески

Воздухом или газом заполнен также объем 6. Принцип работы узла подвески заключается в следующем. При повороте балансира I I , выз­ ванном наездом опорного катка на неровность, поршень 2 перемещается вверх. Происходит сжатие воздуха в объеме 6 и одновременное увели­ чение объема 5, связанного каналами с объемом 7. Изменение объема и соответственно давления масла в объеме 7 нарушает равновесное состояние поршня 9. Для восстановления равновесия поршень 9 пере­ мещается вверх до равновесия давлений воздуха и масла в объемах 8 и 7 . Клапан 4, установленный в головке поршня 2, пропускает мас­ ло только в одном направлении и работает только при резком нарас­ тании давления в объеме 7. При возврате катка в статическое поло­ жение давление сжатого воздуха или газа в камере 6 двигает пор­ шень 2 вниз, сжимая масло в объеме 5 и вытесняя его через каналы в объем 7. В свою очередь увеличение давления в объеме 7 движет

поршень 9, сжимая воздух или газ в объеме 8 до выравнивания давле­ ний в объемах.

Имеется ряд других предложений о конструкции гидропневматических подвесок, в частности решение [ 3 8 ] , на котором остановимся ниже.

Патентом £ ЗО]предлагается индивидуальная торсионная подвеска с расположением торсионов до середины машины и гидролопастным меха­ низмом, позволяющим изменять клиренс машины. Принципиальная гидрав­ лическая схема такого устройства представлена на рис. 18. Насос I качает масло из резервуара 2 через клапан 3 , золотник 4 в канал 6

19

головки 7, образующей полость нагнетания масла, сообщающуюся с

Управление устройством происходит с помощью рычага, поворот которо­ го приводит к вращению шестерни, включающей или выключающей солено­ ид 5 управления золотником 4.

Во многих случаях в ходовой системе гусеничных машин все чаще применяют гидравлический амортизатор. Как правило, особую трудность при этом представляет его установка в компактном виде.

Рис. 18. Принципиальная гидравлическая схема подвески с изменяемым клиренсом трактора

Перспективно решение конструкции и установки амортизатора, пред­ ложенное в патенте [3 1 ] (рис. 19).

Рис. 19. Способ размещения гидравлического амортизатора в подвеске

В рассматриваемом случае при индивидуальной системе подрессоривания применен лопастной гидроамортизатор. Амортизатор представляет со­ бой корпус I , неподвижно установленный на остове машины 2 . Внутри амортизатора проходит торсионный вал 3 , большая часть длины которого

20

закрыта трубой 4 . При повороте балансира 5 одновременно с закруткой торсионного вала 3 происходит сжатие рабочей жидкости дажду рабочи­ ми полостями амортизатора. Жидкость при этом через систему каналов и жиклеров перетекает в полость, находящуюся в это время под неко­ торым разряжением, создавая сопротивление амортизатора. При обрат­ ном ходе под давлением сжимаемой жидкости оказывается полость, ранее находившаяся под разряжением. Перетекание жидкости из полости в по­ лость осуществляется через зазоры в системе.

Во многих случаях к подвеске предъявляются совершенно противопо­ ложные требования. Так, на некоторых видах работ требуется жесткое соединение опорных катков с остовом трактора. На этот елучай в па­ тенте [3 9 J (рис. 20) предлагается способ блокирования индивидуально подрессоренных опорных катков. Блокировка опорных катков I осуще­ ствляется с помощью устройства, состоящего из кронштейна 3 , который крепят к остову гусеничной машины, и размещаемой в нем зубчатой рей­ ки 2 . Зубчатую рейку 2 с одного конца крепят шарнирно к оси крепле­ ния катка 2 в балансире, а с другого - в кронштейне 3 . Зубчатый ко­ нец рейка позволяет закреплять ее в разных положениях по высоте.

Рис. 20. Блокировка опорных катков в индивидуальной

подвеске

Анилин патентных материалов о конструкциях подвесок с индивидуаль­ ным подрессориванием опорных катков показал их перспективность с точ­ ки зрения функциональности и объясняет их достаточно широкое патен­ тование.

4 . СВЯЗАННЫЕ СИСТЕМЫ ПОДРЕССОРИВАНШ

В последнее время к системам подрессоривания предъявляют требова­ ния к их максимальной эффективности в разных условиях эксплуатации гусеничной машины и особенно в условиях разнообразного агрегатирова­ ния машин, которые становятся все более универсальными,например для случая, когда требуется эффективное управление высотой расположения

21

рабочего органа при срезании грунта на определенную глубину и т .д , Возникают также задачи обеспечения эффективного перемещения различ­ ных агрегатов в заданные рабочие положения при сохранении располо­ жения остова машины параллельно поверхности грунта. Обычно применя­ емые гусеничные машины, как правило, являются двухгусеничными. При их эксплуатации в условиях бездорожья и Еа полях профиль пути под левой и правой гусеницами резко различный, что приводит к разной нагруженности опорных катков по бортам. Указанное обстоятельство, а также случаи неравномерного нагружения опорных катков в результа­

те разнообразного агрегатирования машин ставят задачу перераспреде­ ления нагрузки на опорные катки ходовой системы поровну или в оп­ ределенной закономерности и регулирования упругой характеристики подвески.

Все изложенное предопределило появление так называемых связанных систем подрессоривания. Это - системы с индивидуальным подрессориванием опорных катков, где в качестве упругих элементов применяют пневматические, гидравлические и пневмогидравлическиеf преимущества которых отмечены выше.

Однако к первым связанным системам можно отнести и обыкновенную полужесткую систему подрессоривания, в которой остов трактора в пе­ редней части опирается на гусеничные тележки через упругий элемент - листовую рессору. Дальнейшим развитием такой системы является при­ менение подрессоренных опорных катков [ 9 J .

Рис. 21. Связанная система подрессоривания

рычаг 2 опирается на телескопическую пружину 3 , которая поджимается к штанге 4. Штанга 4, расположенная по всей длине борта машины, сцеп­ ляется через систему рычагов 5 с поперечной телескопической пружи­ ной 6, расположенной сзади машины. Через аналогичную штангу с этой пружиной связан, и другой борт. Таким образом, все упругие элементы одного борта работают последовательно, а нагрузки между опорными катками каждого борта перераспределяются равномерно с помощью штан­ ги 4 и пружины 6.

22

Другой вариант способа равномерного распределения нагрузок по борту машины с возможностью ид перераспределения по бортам изложен

рычагов на поршне гидравлического цилиндра. Здесь имеет место слу­ чай применения последовательно работающих пружин в сочетании с гид­ равлическим упругим элементом.

По описанию в патенте [ 43J, упругий элемент - цилиндрическую пру­ жину устанавливают в специальных стаканах, расположенных вдоль бор­ та машины. Каждый опорный каток имеет свой упругий элемент. Через систему рычагов упругие элементы связаны между собой, этим дости­ гается перераспределение нагрузок на все катки одного борта.

В патенте £44J (рис. 22) заявлена оригинальная система подрессориванин. в которой испажьвовина гидравлическая подвеска. Каждый опор-

Рис. 22. Система подреосоряваяжя, обеспечивающая возможность получения заданной эпюры распределения нагрузок на

опорные катки

янй каток I ходовой системы имеет собственный упругий элемент 2, связанный системой трубопроводов с устройством 5 распределения нагру­ зок по опорным каткам и создания соответствующей эпюры удельных давлений по заданному режиму . Учитывая характер нагружения машины в работе или в агрегате с орудиями, через систему гидравлических устройств 4 задают определенное распределение нагрузок на опорные катки I и степень натяжения гусеницы через перемещение направляюще­ го колеса 3 .

Кроме того, рассматриваемая система подрессоривания позволяет изменять распределение нагрузок по бортам и клиренс машины, а при движении по склону - сохранять ее горизонтальное или другое положение. Такая система расширяет возможности использования гусеничной машины и делает эт.у машину достаточно универсальной.

23

Варианты упругих гидравлических элементов, применяемых в рассмот­ ренной системе подрессоривания, подробно рассмотрены в патентах

[32, 33 и др.].

Примером более простогб решения вопроса обеспечения стабилизации машины или изменения ее клиренса и продольного дифферента является

этом все упругие элементы через систему трубопроводов связаны между собой и с натяжным направляющим колесом.

Гидропневматическая подвеска с регулируемой упругой характерис­ тикой фирмы "Катерпиллер трактор компани" [ 4 б ] показана на рис.23.

Система обеспечивает выборочное или автоматическое изменение уп­

эпюры распределения нагрузок. Кроме того, в системе обеспечивается в необходимых случаях выборочное блокирование крайних опорных катков

при сохранении упругой связи с остовом трактора остальных катков, уп­ ругая характеристика которых меняется в соответствии с изменением нагрузки.

Опорные катки I (см. рис. 23) установлены на балансирах 2 , шар­ нирно закрепленных на остове трактора. Противоположный конец балан­ сира связан с гидропневматическим элементом 3 . Соединение осущест­ вляют посредством поршневых штоков 4, имеющих возвратно-поступатель­ ное движение. Кроме того, балансиры передних и задних крайних кат­ ков через тяги 25 соединены с выравнивающим устройством 23, в кото­ ром размещен золотниковый элемент 22, с аналогичным движением. Вы­ равнивающее устройство 23 связано с управляющим устройством системы подрессоривания 18, блокировочным устройством 14 и с гидропневмати­ ческим упругим элементом 3 в единую гидравлическую цепь. Рабочая жидкость подается в систему обычным насосом через предохранительный клапан и регулятор давления. Для поддержания постоянного и опреде­ ленного давления в системе установлен гидравлический аккумулятор 12.

При установке рукоятки устройства 14 в нейтральное положение зо­ лотник 13 располагается так, что рабочая жидкость проходит свободно через устройство 14 и далее по трубопроводу 15 в центральную камеру управляющего устройства 18. Управляющее устройство 18 переключается вручную в соответствии с намечаемой к выполнению рабочей операцией. При этом золотник 17 перемещается и фиксируется в любом из заданных положений пружинным фиксатором 16. Для демпфирования рабочей жидкости

24

Рис. 23. Гидропневматическая подвеска фирмы "Катерпиллер трактор компани"

предусмотрен отстойник 19. Демпферное устройство 21, включающее в себя диск с отверстием, соединенный с золотником 22, действует в сочетании с пружиной 24, предотвращая сверхчувствительность вырав­ нивающего клапана на внешние вибрации.

Гидропневматический элемент 3 имеет камеры 10 и I I , заполненные рабочим газом , которые отделены от рабочей жидкости поршнями 9 и 8.

ройство 18 находится в положении "автоматическое действие", рабочая жидкость из аккумулятора 12 через блокирующее устройство 14 и тру­ бопровод 15 поступает в его промежуточную камеру, откуда через тру­ бопровод 20 - в устройство 23. При повороте опорного катка I золот­ ник 22 под действием тяги 25 перемещается. В результате этого рабо­ чая жидкость поступает под давлением в камеры 7 и 6 . При этом дав-

25

ление в каперах 7, 6 и соответственно в камерах 10 и I I увеличива­ ется, изменяя упругую характеристику подвески.

Рассматриваемая система подрессоривания может быть преобразована

вустойчивую трехточечную систему (по типу полужесткой). При этом задние опорные катки блокируются, а передние остаются подрессорен­ ными, для чего золотник 13 выключающего устройства 14 перемещается

всоответствующее положение. Также может быть задана и постоянная упругая характеристика подвески, независимая от степени нагружения опорных катков, для чего золотник 17 управляющего устройства 18 устанавливается в положение, исключающее поступление рабочей жидкос­ ти в выравнивающее устройство 23.

Смзшанные системы подрессоривания находят все большее применение при патентовании в ведущих индустриальных странах. Патенты [4 7 -5 2

идрГ| решают задачи в совершенствовании системы подрессоривания. Рассмотренные смешанные системы подрессоривания, являясь перспек­

тивными, показывают основные направления работ по системам подрессо­ ривания гусеничных машин. Но следует отметить, что применительно к тракторам такие системы остаются достаточно сложными. Для создания надежных конструкций тракторных подвесок требуется провести значи­ тельный объем экспериментальных и исследовательских работ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Рассмотрение патентных решений конструкций систем подрессорива­ ния гусеничных машин ведущих индустриальных стран мира позволяет отметить значительное внимание к созданию связанных систем подрес­ соривания. Появление таких систем стало возможно благодаря достиже­ ниям в создании гидравлических, пневматических и гидропневматиче­ ских подвесок. Отмечается также опоеделеиная закономерность в пере­ распределении внимания с жестких и полужестких подвесок на балансир­ ные, затем индивидуальные и, наконец, смешанные. Появление смешан­ ных подвесок обусловлено их существенными преимуществами в сравне­ нии с другими подвесками, усилившимися в связи с повышением требо­ ваний к надежности, долговечности и степени универсальности машин.

Наиболее распространенными в настоящее время становятся системы

синдивидуальным подрессориванием опорных катков по типу смешанных

сразличными упругими элементами - гидравлическими, пневматическими и гидропневматическими.

26