Механизмы поворота колесных тракторов, Спецтехника

Механизмы поворота колесных тракторов служат для поддержания заданного направления движения трактора и изменения его в случае необходимости. Они состоят из рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевые механизмы разделяют по передаточному числу на рулевые механизмы, с постоянным и переменным передаточными числами, по конструктивным признакам — на рулевые механизмы с шестерёнчатой передачей (цилиндрическими или коническими шестернями, реечной парой), с кулачковой передачей (кулачком специальной формы, улитками), с винтовой передачей (вильчатым рычагом, качающимся рулевым валом, поворачивающейся гайкой, зубчатой парой, двуплечим рычагом), с кривошипной передачей (одним или двумя скользящими пальцами, одним или двумя поворачивающимися пальцами), с червячной передачей и винтовой нарезкой на цилиндре, на глобоиде, на внутренней поверхности шара.

Рулевой привод состоит из рулевой трапеции (четырехзвенника, включающего балку переднего моста, рычаги поворотных цапф и поперечную тягу, соединенные при помощи шаровых шарниров) и продольной тяги 4

Рулевые трапеции классифицируют по конструктивным признакам (цельная и расчлененная) и по расположению относительно управляемого моста (передняя и задняя).

Шаровые шарниры классифицируют по форме шарового пальца (полносферические и двухсферические), по кинематике его элементов (простые и сложные), по способу устранения зазоров (автоматический, пружинный, клиновой).

Механизмы поворота должны поддерживать такое соотношение между углами поворота колес, при котором обеспечивается качение всех колес трактора без бокового скольжения, обеспечивать согласованность кинематических и силовых параметров рулевого и управляемых колес, легкость управления и высокую маневренность трактора.

Для выполнения первого требования предназначена рулевая трапеция. Легкость управления обеспечивается выбором рациональных значений кинематического и силового передаточных чисел и КПД механизма. Высокая маневренность обеспечивается при выполнении двух условий: во-первых, внутреннее управляемое колесо должно поворачиваться на угол 45…50°, во-вторых, выбором такого углового передаточного числа механизма поворота, при котором число оборотов рулевого колеса от среднего положения до каждого из крайних не должно превышать 2,5. 3.

Оценочными параметрами механизмов поворота являются кинематическое и силовое передаточные числа, зазор в зацеплении и КПД механизма в целом и его составных частей — рулевого механизма и привода. Кинематическое передаточное число механизмов может быть постоянным и переменным. В выполненных конструкциях оно составляет 20…25. КПД в среднем составляет 0,6…0,82 при передаче усилия от рулевого колеса к управляемым колесам (прямой КПД), а при передаче усилия в обратном направлении — 0,58…0,63 (обратный КПД).

Усилие на ободе рулевого колеса, необходимое для поворота управляемых колес, не должно превышать 500 Н. В противном случае следует применять усилитель рулевого управления. Диаметр рулевого колеса, тип соединения рулевого колеса с валом, присоединительные размеры установлены отраслевым стандартом ОСТ 37.001.062—75. На тракторах применяют рулевые колеса автомобилей ГАЗ (диаметр 425 мм) и ЗИЛ (диаметр 480 мм).

Основной задачей расчета рулевой трапеции является определение параметров рулевой трапеции ее параметров, чтобы при повороте трактора движение колес не сопровождалось боковым скольжением.

Рис. 1. Схема для расчета параметров рулевой трапеции

Параметрами рулевой трапеции являются, шкворневая колея В (рис. 1), расстояние и между центрами шаровых шарниров, длина рычагов т и угол Θ наклона рычагов поворотных цапф. По чертежу управляемого моста находят размеры шкворневой колеи В. В существующих конструкциях m=(0,16…0,25)×В_min, где В_min — минимальная колея трактора при ее изменении. Предварительно угол Θ можно рассчитать по формуле

tgΘ=

где α_Hmax и α_Bmax — максимальные углы поворота наружного

и внутреннего управляемых колес.

Если усилитель отсутствует, то расчетную нагрузку для различных элементов привода вычисляют, принимая во внимание его расположение и исходя из максимального значения момента сопротивления повороту управляемых колес. При наличии усилителя, когда он совмещен с рулевым механизмом, все элементы привода нагружены моментом на валу сошки, являющимся результатом одновременного действия усилия при максимальном давлении жидкости, и предельной силой 500 Н, приложенной к ободу рулевого колеса.

Тяги рассчитывают на устойчивость по продольному изгибу, принимая коэффициент запаса жесткости 1,5…2,5. Сошку и рычаги рассчитывают на совместный изгиб и кручение. Опасным является сечение у основания рычага. Шаровые пальцы выходят из строя вследствие износа сферической головки или поломки хвостовика.

Тяги выполняют из бесшовных труб (сталь 20, 30 или 35), этим достигается необходимая жесткость при малой массе. Тягам придают формы, отвечающие компоновочным требованиям. Рычаги и сошку изготовляют с переменным по длине эллиптическим сечением, что обеспечивает требуемую прочность и жесткость. Материал — стали 35Х, 40, 40Х и 40ХН. Сошку сопрягают с валом шлицевым соединением. Для беззазорной посадки отверстие в сошке и конец вала выполняют коническими, а для правильной установки сошки на валу предусматривают метки или несимметрично расположенные несколько шлицев. Для изготовления шаровых пальцев и вкладышей применяют стали 12ХНЗА, 18XFT, 20XH.

Рабочие поверхности пальцев и вкладышей цементируют на глубину 1.5…3 мм, твердость после объемной закалки HRC 56…63.

Производство рулевых механизмов для отечественных колесных машин регламентировано отраслевым стандартом ОСТ 37.001.013—76, который определяет типы рулевых механизмов в зависимости от массы машины, приходящейся на управляемый мост, а также ряд параметров этих механизмов. Предусмотрено применение только двух типов механизмов: червячно-роликового (для машин с вертикальной нагрузкой на мост до 25 кН при отсутствии усилителя и до 40 кН с усилителем рулевого управления) и винтореечного (при большей нагрузке).

Рулевой механизм размещают так, чтобы, во-первых, центр шарового пальца сошки при повороте ее вала перемещался в плоскости, параллельной продольной плоскости трактора; во-вторых, чтобы при нейтральном положении сошки центр ее шарового пальца совпал с центром качания колеса на упругом элементе подвески. Этим исключается возможность возникновения нежелательных угловых колебаний колес вокруг шкворней при вертикальных колебаниях трактора.

Глобоидный червяк и ролик обладают достаточными прочностью и жесткостью при изгибе. Поэтому основное внимание уделяется повышению их износостойкости и контактной прочности путем ограничения напряжения сжатия контактирующих поверхностей.

Червяк изготовляют из сталей 35Х или ЗОХН. Ролики выполняют с двумя или тремя гребнями из цементуемых сталей 12ХНЗА или 15ХМ.

Усилитель рулевого управления применяют для облегчения труда оператора и повышения активной безопасности трактора.Он состоит из силового цилиндра, распределителя и насоса, который выполняется в виде отдельного агрегата и устанавливается, на двигателе. Основные параметры этих устройств предусмотрены ОСТ37.001.083-76.

При проектировании усилителя определяют основные параметры силового цилиндра (диаметр, ход штока), необходимую подачу насоса, размеры распределителя и трубопроводов. Размеры усилителя выбирают такими, чтобы обеспечить поворот управляемых колес или складывание сочлененной машины на месте при приложении к рулевому колесу усилия, не превышающего допустимого. Подача насоса гидросистемы определяется объемом гидроцилиндра, числом Z_max оборотов рулевого колеса при повороте управляемых колес из одного крайнего положения в другое и допустимой частотой вращения [n] рулевого колеса оператором.

Для тракторов класса 0,6…2 z_max = 2…3 и [n] = 1,5 с -1 . Для тракторов классов 3…8, самоходных комбайнов и шасси z_max = 3…4 и [n] = 0,85… 1,5 c -1 .

Диаметр силового цилиндра находят после того, как из компоновочных соображений будет определен ход поршня гидроцилиндра. При отсутствии реактивных элементов усилие предварительного сжатия пружин определяют по допустимому усилию на рулевом, колесе. Продолжительность заполнения силового цилиндра жидкостью должна быть равна времени, которое необходимо оператору для поворота рулевого колеса из одного крайнего положения в другое.

Диаметр золотника распределителя определяют исходя из допустимых потерь давления 0,04…0,08 МПа при нейтральном его положении. Ход золотника (обычно 0,2…0,5 мм) до начала перекрытия должен обеспечивать высокую чувствительность усилителя.

Силовой цилиндр, скомпонованный совместно с рулевым механизмом, имеет корпус, изготовленный как одно целое с картером рулевого механизма, и поршень, изготовленный как одно целое с рейкой. Если силовой цилиндр выполняют в виде отдельного агрегата, его корпус отливают из сталей 35, 40 или выполняют из цельнотянутой трубы. Зеркало цилиндра обрабатывают до чистоты, когда R_a = 0,31…0,63, при твердости НВ 241…285.

Поршень отливают из чугуна СЧ 15. Шток поршня изготовляют из сталей 40 или 45. Для повышения долговечности уплотнительного кольца, установленного в крышке цилиндра, шток хромируют и полируют.

Распределитель представляет собой золотниковое устройство, управляющее потоком рабочей жидкости и состоящее из корпуса, золотника, центрирующего элемента и реактивного устройства.

Для уменьшения частоты вращения рулевого колеса при случайных поворотах управляемых колес рекомендуется встраивать распределитель в рулевой механизм так, чтобы из-за низкого обратного КПД рулевого механизма внешние воздействия на управляемые колеса не действовали на распределитель.

Центрирующие элементы служат для установки золотника в нейтральное положение. Предварительную затяжку пружин выбирают из условия обеспечения силы 25… 100 Н, при которой включается усилитель. Диаметры золотников выбирают таким образом, чтобы сила на рулевом колесе при достижении максимального давления в силовом цилиндре не превышала 100…150 Н. Действие реактивного элемента должно создавать у оператора «чувство дороги».

Широкое распространение получают гидроусилители рулевого управления с гидравлической обратной связью. Обратная связь может осуществляться с помощью дозирующих цилиндра или насоса, следящего цилиндра. Рулевое управление с чисто гидравлической связью рулевого колеса с управляемыми колесами называется объёмным гидравлическим управлением и выполняется по одноконтурной или двухконтурной схеме. [Тракторы. Проектирование, конструирование и расчет Ксеневич И.П. 1991 г.]

Материалы: http://texnika.megapetroleum.ru/mexanizmy-povorota-kolesnyx-traktorov/

К основным параметрам состояния механизмов управления поворотом гусеничных тракторов относятся износ муфт поворота и упругость нажимных пружин, свободный и полный ход рычагов управления поворотом, износ тормозов и ход тормозных педалей.

Признаками, характеризующими работоспособность механиз­мов управления поворотом и тормозов колесных тракторов, явля­ются свободный ход рулевого колеса, усилие на ободе рулевого колеса, износ тормозов и ход тормозных педалей. У тракторов, оборудованных гидроусилителями руля, дополнительными пока­зателями технического состояния являются подача насоса гидроси­стемы рулевого управления, давление открытия предохранитель­ного клапана, износ гидрораспределителя. У тракторов, оборудо­ванных пневматической системой тормозов, безотказность рабо­ты тормозной системы определяется состоянием компрессора и регулятора давления, натяжением ремня привода компрессора, герметичностью системы, давлением воздуха в системе, износом накладок тормозных колодок и тормозных барабанов.

У гусеничных тракторов проверяют и при необходимости регу­лируют ход рычагов управления и тормозных педалей приспособ­лением КИ-9919. Номинальные и допустимые значе­ния параметров состояния механизмов управления поворотом гу­сеничных тракторов приведены в таблице 8.

Таблица 8 — Параметры состояния механизмов управления поворотом гусеничных тракторов, мм

Проверку и регулиров­ку рычагов управления и тормозных педалей производят в следую­щем порядке. Чтобы отрегулировать тормоза, снимают задний щиток, за­крывающий доступ к сервомеханизму, и крышку верхних люков корпуса силовой передачи. Выключив муфту поворота со стороны проверяемого тормоза, переводят рычаг механизма управления поворотом назад до отказа. При этом должна быть обеспечена пол­ная затяжка ленты тормоза. При переводе рычага вперед пружина должна обеспечивать полное возвращение системы тяг и ленты в положение полного отключения тормоза. В случае необходимости изменяют длину тяг регулировочными вилками. При положении двуплечего рычага, соответствующем полному отключению тор­моза, верхняя лента силой собственной упругости должна поджи­маться упором в сферу регулировочной гайки. Регулирование про­водят, вращая регулировочную гайку.

У тракторов ДТ-75 для регулиро­вания свободного хода рычагов механизма управления поворотом снимают крышки регулировочных люков коробки управления и крышки двух средних люков, расположенных на задней стенке кор­пуса силовой передачи. Затягивают каждую регулировочную гайку до совмещения проточки на штоке с кромкой отверстия пружи­ны проушины. Измеряют и при необходимости регулируют сво­бодный ход рычагов изменением длины тяг тормозов планетар­ных механизмов.

Для регулировки хода педалей остановочных тормозов снима­ют крышки двух крайних регулировочных люков, находящихся на задней стенке корпуса силовой передачи, и устанавливают зуб проверяемой педали в первую впадину сектора. Полностью завин­чивают регулировочную гайку и обтягивают тормозную ленту на шкиве остановочного тормоза.

Для проверки правильности регулирования длины тяг их отсо­единяют от педалей остановочных тормозов и резко подают вперед до упора пальцев тормозных лент во впадины кронштейнов. Удерживая обе тяги в передней позиции, выставляют педали верти­кально, так чтобы они не касались упоров. При указанных позициях тяг и педалей отверстия в вилках должны совпадать с отверстиями педалей. При необходимости регулируют длину тяг педалей.

У тракторов всех марок после регулирования тормозов уста­навливают равномерный зазор между тормозной лентой и шки­вом каждого тормоза. Для этого, отвернув контргайку установоч­ного винта, расположенного снизу, завинчивают винт до отказа — до соприкосновения тормозной ленты с поверхностью барабана, а затем, отвернув его на 1. 1,5 оборота, затягивают контргайку. Техническое состояние муфт поворота оценивают по усилию, прикладываемому к рычагу управления поворотом в момент трогания соответствующей гусеничной цепи. Усилие измеряют дина­мометром КИ-16333.

Сначала трактор устанавливают на ровной горизонтальной пло­щадке с твердым покрытием и останавливают дизель. Проверяют и при необходимости регулируют механизмы управления пово­ротом.

У колесных тракторов проверяют и регули­руют свободный ход и усилие на ободе рулевого колеса с помощью индика­тора КИ-13949 (рисунок 7), совмест­но с приспособлением КИ-16333.

1 — шкала индикатора; 2 — указатель; 3 — стрелка

Рисунок 7 — Измерение свободного хода рулевого колеса индикатором КИ-13949

Устанавливают шкалу индикатора КИ-13949 на ру­левом колесе и закрепляют указатель этого же прибора на ветровом стекле с помощью присоски. При этом стрелка указателя должна находиться над зоной шкалы, соответствующей марке диагности­руемого трактора.

Пускают дизель (тракторы Т-150К, МТЗ-100, МТЗ-102, МТЗ-80, МТЗ-82) и устанавливают максимальную частоту вращения коленчатого вала (режим холостого хода). Поворачивают руле­вое колесо вправо, до начала сжатия пружин центрирующего устройства (тракторы К-701, К-700), движения што­ков гидроцилиндров поворота (трактор Т-150К), устранения зазора в рулевом механизме и шарнирах рулевых тяг (тракторы других марок).

Перемещая шкалу индикатора по ободу рулевого колеса, устанавливают стрелку указателя над ле­вой границей зоны допускаемого свободного хода. Поворачивают ру­левое колесо влево до устранения зазоров в рулевом механизме и шар­нирах рулевых тяг.

Если стрелка указателя выходит за границу соответствующей зоны шкалы, то это означает, что сво­бодный ход рулевого колеса превы­шает 20° и его необходимо регули­ровать.

У тракторов К-701, К-700 устраняют зазоры в шарнирах тяг следящего устройства. Для этого размещают трактор на горизонталь­ной площадке и останавливают ди­зель. Покачивая рулевое колесо в обе стороны, проверяют зазоры в головках шаровых пальцев следящего устройства.

При наличии зазора между сухариками и пальцем расшплинтовывают пробку шарни­pa и завинчивают ее до отказа. Затем, отвинтив пробку до совпаде­ния ближайших шплинтовочных отверстий, зашплинтовывают ее.

При необходимости регулируют роликовые конические под­шипники вала сошки и зацепление червячной пары, изменяя толщину уплотнительных прокладок под боковыми крышками картера рулевого механизма. Во избежание смещения сектора по отношению к червяку толщина прокладок под каждой крышкой должна быть одинаковой.

У трактора Т-150К сначала устраняют зазор в шарнирах тяги обратной связи. Для этого, вынув шплинт, завинчивают пробку шарового соединения до отказа, а затем, отвинтив ее до совме­щения прорези с ближайшими отверстиями в головке штанги, зашплинтовывают пробку.

Проверяют зазор в зацеплении червяк — сектор, подведя к тор­цу вала сектора ножку индикатора или шток приспособления для измерения зазоров. Перемещая вал в осевом направлении, фик­сируют показания индикатора. При нормальном зазоре в зацепле­нии осевое перемещение должно составлять: в средней части — 0,07. 0,10 мм; в крайних положениях — 0,25. 0,60 мм. Если зазор в средней части превышает 0,10 мм, то необходимо произвести регулирование.

Прежде чем регулировать зацепление, проверяют правильность сборки рулевого механизма. При среднем положении сектора рис­ки на его валу, а также на корпусе рулевого механизма и на сошке должны совпадать.

Проверяют плавность зацепления червячной пары: при враще­нии рулевого колеса из одного крайнего положения в другое в обоих направлениях сектор должен обкатываться по червяку без заедания.

У тракторов МТЗ-80, МТЗ-82 сначала проверяют и при необ­ходимости подтягивают гайки крепления сошки, сектора и пово­ротных рычагов, проверяют затяжку гайки червяка. Для устранения зазора в шарнирных соединениях рулевых тяг расстопоривают и затягивают регулировочные пробки. Сферическую гайку червяка затягивают (момент затяжки 20 Нм), а затем отвинчивают ее на 1/12. 1/10 оборота, до совмещения отверстия в червяке с проре­зью гайки под шплинт.

Если после этого свободный ход рулевого колеса превышает допустимое значение, то регулируют зацепление червячной пары поворотом эксцентриковой втулки по ходу часовой стрелки при среднем расположении сошки. После регулирования зазор в за­цеплении червяк — сектор должен обеспечивать свободный пово­рот червяка, определяемый на боковой поверхности шлицев, рав­ный 0,6. 0,7 мм (угол 4. 6°).

При необходимости регулируют зацепление сектора с рейкой штока, удалив соответствующее число регулировочных прокла­док из-под фланца, закрепленного на корпусе гидроусилителя. После регулирования зазор по зубьям между сектором и рейкой должен соответствовать зазору между привалочной плоскостью фланца упора и корпусом рулевого механизма (0,1. 0,3 мм). Что­бы определить общую толщину прокладок, необходимую для обес­печения указанного зазора, измеряют зазор между привалочными поверхностями упора и корпуса при отсутствии зазора в зацепле­нии сектор — рейка. Толщина прокладок должна быть больше из­меренного зазора на 0,1. 0,3 мм. При наличии ощутимого осевого перемещения поворотного вала отвинчивают контргайку регули­ровочного болта, ввертывают болт до отказа, а затем вывертыва­ют его на 1/10. 1/8 оборота и застопоривают контргайкой.

Усилие на ободе рулевого колеса проверяют в следующем порядке. Закрепляют на ободе кронштейн индикатора КИ-13949. Отсоединяют продольную тягу от рулевой сошки. При наличии гидроусилителя пускают дизель и устанавливают максимальную частоту вращения коленчатого вала. Поворачивая динамометром КИ-16333 (рисунок 8) рулевое колесо сначала в одну сторону, затем в другую, фиксируют по индикатору усилие на ободе рулевого колеса.

1 — индикатор часового типа; 2 — корпус динамометра; 3 — кронштейн

Рисунок 8 — Измерение усилия на ободе рулевого колеса динамометром КИ-16333

Показания индикатора 0,1 мм соответствуют усилию 20 Н. У трак­торов с гидроусилителем руля усилие на ободе руле­вого колеса должно быть не более 50 Н, а у тракторов без гидро­усилителя руля — не более 80 Н.

Материалы: http://studopedia.ru/3_90943_proverka-i-regulirovka-mehanizmov-upravleniya-povorotom.html

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “МАМИ”

Е. С. Наумов В. М. Шарипов И. М. Эглит

РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ (конструкция)

Рекомендовано УМО по автотракторному и дорожному образованию в качестве учебного пособия для студентов специальности 150100 “Автомобиле – и тракторостроение”

Под редакцией д.т.н., проф. В. М. Шарипова

УДК 629.114.2.001.2 (075.8)

Наумов Е. С., Шарипов В. М., Эглит И. М.

“Рулевое управление колесных тракторов (конструкция)”.

Учебное пособие для студентов специальности 150100 “Автомобиле - и тракторостроение”. Стр. 1 - 42, рис. 16, МАМИ, 1999 г.

В учебном пособии изложены назначение, предъявляемые требования

и классификация рулевого управления колесных тракторов, описание его типовых конструкций, элементы ухода за ним в эксплуатации и перспективы развития конструкций.

Учебное пособие предназначено для студентов, изучающих дисциплину “Конструкции автомобилей и тракторов” и может быть полезно для инже- нерно-технических работников автотракторной отрасли машиностроения.

С Московский государственный технический университет “МАМИ”, 1999 г.

4. Привод рулевого механизма …….……………………………..……….… 39

5. Уход за рулевым управлением и тенденции его развития …..….….…. 41 Литература …………………………………………………………….….…… 42

1. Общие сведения

Рулевое управление предназначено для поддержания и изменения направления движения колесного трактора в соответствие с действиями тракториста . Оно представляет собой часть комплекса механизмов и агрегатов системы управления движением трактора.

Существуют два принципиально разных способа поворота трактора при его движении: первый - поворотом в плане передних колес относительно задних и второй - изменением скоростей поступательного прямолинейного движения правого и левого колесных движителей со всеми ведущими ко-

лесами одинакового диаметра (по способу поворота гусеничного трактора). Для поворота колесных тракторов с полугусеничным ходом, обычно,

совмещаются оба способа: передние управляемые колеса - поворотом в плане, а полугусеничный ход - изменением поступательных скоростей гусениц.

Совмещенный способ поворота иногда применяют и для пропашных тракторов с целью получить небольшой радиус поворота, когда вдобавок к повороту передних управляемых колес притормаживают одно из задних ведущих колес, порой даже до полной его остановки.

В первом способе поворота на поворачиваемые колеса действуют боковые реакции грунта, которые и заставляют менять направление движения остова трактора.

Во втором способе - на ведущих колесах противоположных бортов трактора принудительно создаются разные угловые скорости их вращения, что вызывает появление на его остове поворачивающегося момента.

Основным недостатком второго способа поворота является обязательное боковое проскальзывание протектора шины относительно поверхности пути. Это вызывает повышенный износ шин, сильное боковое нагребание на них земли при повороте на рыхлых грунтах и появление заноса остова при повороте на повышенной скорости движения трактора. Поэтому данный способ поворота не имеет применения на сельскохозяйственных и большинстве промышленных тракторах. Его применяют иногда на мощных относительно тихоходных колесных промышленных тракторах специального назначения с короткой базой и широкой колеей или на небольших малогабаритных колесных тракторах, в основном, коммунального назначения.

Так как управление вторым видом поворота колесного трактора аналогично управлению гусеничного трактора, в данном разделе оно рассматриваться не будет.

Принципиальные схемы поворота колесных тракторов по основному их способу представлены на рис. 1.1. Следует отметить, что для обеспечения качения всех колес трактора при его повороте без их бокового скольжения необходимо, чтобы условное продолжение их осей пересекалось в одной общей точке, называемой центром поворота.

На рис. 1.1, а представлена схема поворота трактора 3К2 с поворотной передней осью 1, на которой установлено одно управляемое колесо или два

спаренных, установленных под углом друг к другу так, что в контакте с почвой они представляются как одно целое. При полностью заторможенном ведущем колесе 2 радиус поворота R становится равным 0,5В , где В – поперечная база трактора.

Рис. 1.1. Схемы поворота колесных тракторов

На рис. 1.1, б представлена схема поворота трактора 4К2 с неповоротной передней осью 1, на которой установлены поворотные цапфы 2 управляемых колес 3. Для выполнения вышеуказанного условия качения управляемых колес они поворачиваются на разные углы ( α > β ). По аналогичной схеме производится поворот и тракторов 4К4а.

Для тракторов 4К4б наиболее характерна схема поворота (рис. 1.1, в ) путем взаимного углового смещения двух шарнирно сочлененных полурам 1 их остова, относительно которых ведущие колеса 2 неповоротны. Минимальный радиус поворота R ограничен возможностью контакта колес 2 одного борта трактора, как показано на схеме.

Некоторые конструкции тракторов 4К4б выполняются с передними 1 и задними 2 поворотными ведущими колесами относительно остова 3, схема поворота которых показана на рис. 1.1, г . При этом, как правило, пологие повороты осуществляются посредством только передних ведущих колес 1, а более крутые - продолжением поворота передних колес и одновременным поворотом задних ведущих колес 2 в противоположную сторону.

В некоторых конструкциях тракторов колеса поворачиваются не только

по предыдущей схеме (см. рис. 1.1, г ), но могут одновременно все поворачивать на один и тот же угол α (рис. 1.1, д ). При этом происходит так называемое "крабовое движение", позволяющее остову 1 одновременно двигаться вперед и в сторону без его поворота в плане. Это необходимо для некоторых специальных тракторов при выполнении ими соответствующих технологических операций.

Рассмотренные повороты тракторов осуществляются механизмами и агрегатами рулевого управления, к которым, помимо общих требований, предъявляют ряд специальных требований :

1) они должны обеспечивать устойчивость прямолинейного движения

и хорошую маневренность трактора в любых условиях его эксплуатации;

2) не создавать условия для проскальзывания управляемых колес;

3) должны быть легкими в управлении, надежными в работе и удобными в обслуживании.

Рулевое управление состоит из двух основных групп механизмов : руле-

вого привода и рулевого механизма (в большинстве случаев - с усилителем). Рулевой привод служит для установки управляемых поворотных колес или полурам остова с неповоротными колесами в положения для их качения

без бокового скольжения при повороте и прямолинейном движении трактора.

Рулевой механизм преобразует повороты рулевого колеса в необходимые перемещения элементов рулевого привода для выполнения заданного направления движения трактора.

По принципу действия рулевые управления применяемые на тракторах можно классифицировать в основном на: механические , механические с усилителями и гидрообъемные .

В механических рулевых управлениях , применяемых в настоящее время на легких колесных тракторах класса 0,6 и ниже, рулевой привод кинематически связан с рулевым механизмом и поворот управляемых колес осуществляется только мускульной силой тракториста, приложенной к рулевому колесу.

Для рулевого управления различают два передаточных числа : угловое

(кинематическое) и силовое .

Угловое (кинематическое) передаточное число " u " представляет собой отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота управляемого колеса трактора (для 3К2) или среднему углу поворота управляемых колес (для 4К2 и 4К4а). Его можно представить, как произведение двух передаточных чисел - рулевого механизма u М и рулевого привода u П .

При этом следует отметить, что при повороте управляемых колес передаточное число рулевого привода всегда является величиной переменной, так как меняется положение рычагов механизма поворота. Передаточное число рулевого механизма также может быть величиной переменной, но в большинстве случаев оно постоянное. Так что угловое передаточное число

всегда является величиной переменной.

В существующих конструкциях u М = 18. 40.

Передаточное число рулевого привода u П зависит от соотношения плеч привода. В процессе поворота колес плечи рычагов изменяют свою величину. В выполненных конструкциях u П изменяется незначительно.

Величина u П лежит в пределах u П = 0,85…2,0.

Максимальный угол поворота управляемых колес обычно не превышает 40…55 о . Максимальный поворот рулевого колеса в каждую сторону в существующих конструкциях тракторов составляет 1,5…3,0 оборота.

В существующих конструкциях тракторов угловое (кинематическое) передаточное число рулевого управления u = 12…30.

Силовое передаточное число “ u ' ” представляет собой отношение момента М С сопротивления повороту управляемых колес со стороны грунта к моменту М Р , приложенному к рулевому колесу для его поворота.

Механическим рулевым управлением с усилителем будем называть та-

кое устройство, в котором рулевой привод также кинематически связан с рулевым механизмом, но поворот управляемых колес или полурам остова тракторов 4К4б производится, в основном, не мускульной силой человека, а специальным усилителем, управляемым трактористом. При отказе от работы усилителя поворот трактора в большинстве случаев совершается механической частью рулевого управления, но при больших затратах времени и усилия на вращение рулевого колеса. Подобные рулевые управления установлены на большинстве отечественных колесных тракторов от класса 0,9 и выше.

При проектировании рулевого управления ограничивается как минимальное (30 Н), так и максимальное (120 Н) усилие на рулевом колесе.

Ограничение минимального усилия необходимо, чтобы тракторист не терял “чувство дороги”. При выходе из строя усилителя для поворота управляемых колес трактора на месте на бетонной дороге усилие на рулевом колесе не должно превышать 400 Н.

В гидрообъемном рулевом управлении нет механической связи рулевого привода с рулевым механизмом. Исполнительным элементом рулевого привода является гидроцилиндр двойного действия, соединенный трубопроводами с управляющим элементом рулевого управления - насосом-дозатором. Последний совместно с рулевым колесом представляет собой рулевой механизм, который может быть установлен в любом месте, наиболее удобном для тракториста.

Гидрообъемные рулевые управления получили широкое распространение на колесных тракторах.

2. Рулевой привод

Рулевой привод , в зависимости от рассмотренных способов поворота трактора и принципов действия рулевого управления, может быть механиче-

ским или гидравлическим .

Механический рулевой привод служит для поворота двух управляемых колес тракторов 4К2 и 4К4а на разные углы α и β , показанные на схеме рис. 1.1, б с целью их "чистого качения", как отмечалось ранее.

Соотношение между углами поворота колес должно удовлетворять зависимости (см. рис. 2.1):

Ctg β − Ctg α = M L ,

где β и α - углы поворота собственно внешнего и внутреннего колес; М - расстояние между осями шкворней поворотных цапф; L - продольная база трактора.

Указанные углы поворота можно осуществить с помощью рулевой трапеции или при помощи двух приводных продольных тяг.

Рулевой привод с наиболее распространенной трапецией заднего расположения приведен на рис. 2.1. Рулевая трапеция представляет собой шар-

Рис. 2.1. Схема поворота трактора с рулевой трапецией заднего расположения

нирный четырехзвенный механизм, состоящий из основания - неподвижной балки передней оси 1, двух одинаковых рычагов 4 и 8, поворотных цапф управляемых колес 3 и задней неразрезной поперечной тяги 7.

Для обеспечения поворота управляемых колес трактора на разные углы α и β необходимо, чтобы рычаги 4 и 8 при прямолинейном движении были наклонены под одинаковым углом к продольной оси трактора. Этот угол обычно определяется точкой F пересечения их продолжения на вышеуказанной оси и зависит от продольной базы L трактора и расстояния М между осями шкворней поворотных цапф.

Рычаг 4 выполнен заодно целое с поворотным рычагом 2 трапеции, к которому шарнирно прикреплена продольная рулевая тяга 5, соединяющая его с сошкой рулевого механизма (не показанной на схеме). При приложении усилия к тяге 5, как показано стрелкой на схеме, рычаг 2 непосредственно поворачивает правое (внутреннее) колесо на угол α и через элементы трапеции - левое (внешнее) колесо на угол β . Этим как раз и обеспечивается пере-

сечение продолжения осей колес в одной точке " О " на продолжении оси 6 задних ведущих колес при повороте трактора с радиусом R .

Тяга 5 в большинстве сельскохозяйственных тракторов располагается с правой стороны трактора, на которой находится и рабочее место тракториста.

При перемещении тяги 5 назад колеса 3 трактора повернутся влево.

В зависимости от назначения трактора, компоновки его передней части, применяются и другие виды рулевых трапеций и их приводов, показанные основными схемами на рис. 2.2.

Переднее расположение типовой рулевой трапеции показано на рис. 2.2, а . Передняя поперечная тяга 1 выполнена цельной и по длине большей чем у ранее рассмотренной трапеции заднего расположения. Рычаги 2 и 7 поворотных цапф ступиц 3 управляемых колес по длине и направлению такие же, как в предыдущей схеме. Балка передней оси 6 на данной и последующих схемах (см. рис. 2.2) показана пунктиром. Двухплечий поворотный рычаг 4 трапеции привод имеет от продольной рулевой тяги 5.

На рис. 2.2, б приведена схема рулевой трапеции заднего расположения с разрезной симметричной поперечной тягой. Она состоит из двух одинаковых тяг 1, одним концом шарнирно закрепленных к рычагам 2 поворотных цапф, а другим - к шарниру рулевой сошки 3 с вертикальным приводным валом.

Рулевая трапеция переднего расположения с асимметричными поперечными тягами показана на рис. 2.2, в . В данном случае рычаги 1 и 5 поворотных цапф и тяги 2 и 4 имеют разную длину, а поворотный двухплечий рычаг 3 тяг значительно смещен к правой стороне трактора. Поворот рычага

Рис. 2.2. Схемы рулевых трапеций

3 производится продольной рулевой тягой 6. Встречаются аналогичные асимметрические трапеции, где рычаг 3 является рулевой сошкой с вертикальным приводным валом, как на предыдущей схеме.

Следует обратить внимание, что на пропашных колесных тракторах с переменной колеей при ее изменении необходимо и изменение длины или длин поперечных тяг, что ведет к ухудшению кинематики поворота управ-

ляемых колес. Поэтому оптимальные параметры рулевой трапеции устанавливаются для наиболее часто применяемой ширины колеи подобных тракторов, чтобы ее изменение менее сказывалось на увеличении бокового скольжения управляемых колес.

Определенными недостатками привода рулевых трапеций с использованием продольной тяги от сошки рулевого механизма являются: сложность бокового навешивания машин-орудий и возможность нарушения прямолинейного движения трактора. Последнее связано с тем, что при наезде одного из управляемых колес на препятствие происходит поперечный поворот передней оси и шарнира крепления продольной тяги, вызывающий кинематическое несоответствие с положением другого ее шарнира на сошке рулевого механизма, приводящее к непроизвольному повороту управляемого колеса.

Вследствие указанных недостатков преимущественное применение на тракторах имеют приводы рулевых трапеций без продольных тяг.

Рулевые приводы с продольными тягами, схемы которых показаны на рис. 2.3, выполняются двумя способами.

При первом способе (рис. 2.3, а ) - продольные тяги 2 располагаются параллельно сторонам СD и ЕD равнобедренного треугольника СDЕ . Они шарнирно соединяют концы рычагов 1 поворотных цапф управляемых колес с реечно-шестеренным приводом 3 рулевого механизма. При движении тяг 2 по направлению пунктирных стрелок трактор поворачивается в правую сторону, по направлению сплошных стрелок - влево. При этом одинаковые элементарные перемещения тяг 2 в противоположные стороны на величину ∆ S вызывают появление разных углов поворота рычагов 1, обеспечивающих не обходимую кинематику поворота управляемых колес.

Во втором способе (рис. 2.3, б ) - тяги 2 располагаются параллельно продольной оси трактора. Они шарнирно соединяют рычаги 1 поворотных цапф управляемых колес с двумя сошками 3 и 5 рулевого механизма 4. Для прямолинейного движения трактора сошки 3 и 5 располагаются параллельно установленными вниз с некоторым одинаковым их отклонением назад. Для поворота трактора сошки 3 и 5 поворачиваются в противоположные стороны, но на равные углы. Однако при этом, из-за предварительного отклонения сошек 3 и 5 назад, перемещения тяг 2 также в разные стороны происходят с разными значениями элементарных перемещений ∆ S , чем и обеспечивается получение разных углов поворота управляемых колес.

Для обоих способов поворота при изменении ширины колеи трактора необходимо корректировать длину продольных тяг.

Несмотря на достаточно удовлетворительную кинематику поворота управляемых колес рулевые приводы с двумя продольными тягами не находят широкого применения вследствие ряда существенных недостатков. Помимо самих тяг, один из недостатков которых отмечался ранее, они уменьшают дорожный просвет трактора, а их взаимно противоположное движение при его повороте требует более сложного рулевого механизма.

Для продолжения скачивания необходимо собрать картинку:

Материалы: http://studfiles.net/preview/3180736/