Совершенствование механизмов поворота гусеничных транспортных средств

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПОВОРОТА ГУСЕНИЧНЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Сухов Алексей Александрович, кандидат наук, доцент, старший преподаватель

Терновский Андрей Васильевич, бакалавр, студент

Волжский политехнический институт (филиал) Волгоградский государственный технический университет

Повышение эксплуатационных характеристик гусеничных машин требует создание конструкций трансмиссий, обеспечивающих безотказную работу на заданных режимах. Для совершенствования механизмов поворота гусеничных транспортных средств произведены исследования динамики ПМП тракторов семейства ДТ и изнашивание его основных деталей и сопряжений.

Повышение эксплуатационных характеристик гусеничных машин требует создание конструкций трансмиссий, обеспечивающих безотказную работу на заданных режимах работы. Применяемые на серийных отечественных сельскохозяйственных тракторах планетарные механизмы поворота (ПМП) позволяют уменьшить нагруженность коробки перемены передач и главной передачи, повышают срок службы всей трансмиссии.

Исследования динамики ПМП тракторов семейства ДТ [1] и изнашивания его основных деталей и сопряжений [2] показали, что основной причиной преждевременного выхода их из строя является неравномерное распределение нагрузки между сателлитами и по длине зубчатых зацеплений шестерен, вызванное погрешностями изготовления и сборки. При этом чувствительность к погрешностям изготовления и сборки данного ПМП обусловлена наличием избыточных связей или статической неопределимостью этих механизмов [3].

При проектировании планетарных передач неравномерность распределения нагрузки по длине контактных линий зубьев шестерен и между сателлитами учитывают с помощью соответствующих коэффициентов неравномерности [1]. Приводимые в литературе численные значения данных коэффициентов различны, поскольку в большинстве своём они получены с помощью экспериментальных методов, а имеющиеся теоретические расчётные формулы не учитывают изменения положения осей сателлитов при работе передачи. Кроме того, при оценке нагруженности ПМП, по рекомендуемой рядом авторов методикам расчета долговечности подшипников и усталостной прочности шестерен планетарного ряда ПМП [2] предполагается, что загрузка передаётся двумя планетарными рядами, в то время как в режимах главного и крутого поворота передача крутящего момента осуществляется через один из планетарных рядов.

Механизм поворота трактора является одним из наиболее ответственных узлов, поскольку выход его из строя приводит к потере производительности или полной остановке машины. Рост нагруженности ПМП, увеличение передаваемых мощностей и рабочих скоростей движения, приведёт к снижению его долговечности и, как следствие, к повышению стоимости эксплуатации машины. В связи с этим проблема повышения долговечности и несущей способности ПМП является актуальной задачей в современном тракторостроении и требует адаптации к изменяющейся конструкции машины и условиям эксплуатации.

Конструкции планетарных рядов достаточно разнообразны. В данной статье рассматривается однопоточный двухрядный одноступенчатый планетарный механизм поворота, выполнен по схеме 2Н-К «Рис. 1»

Планетарный механизм поворота состоит из центрального колеса внутреннего зацепления 1 (коронная шестерня), двух центральных колёс внешнего зацепления 2 (солнечные шестерни), сателлитов 3, водил 4, валов 5, тормозов солнечных шестерен 6 и остановочных тормозов 7.

Центральное колесо внутреннего зацепления 1 установлено на двух стаканах 8 посредством однорядных радиальных шариковых подшипников 226. Стаканы 8 располагаются в расточках корпуса 9. Центральные колеса внешнего зацепления 2 установлены в стаканах 8 на бронзовых втулках 10, образующих с наружной шлифованной поверхностью данных шестерен подшипники скольжения.

Рисунок 1. Конструкция ПМП тракторов ВгТЗ

Сателлиты 3 устанавливаются на осях 11 посредством бессепараторных игольчатых подшипников 12 и находятся в постоянном зацеплении с вентральными колёсами. Оси 11 крепятся в расточках щёк водил 4. Водила 4 соединяются с одним из концов валов 5, которые другим концом соединяются с ведущими шестернями 13 конечных передач. На ведущих шестернях 13 конечных передач устанавливаются остановочные тормоза 7 ПМП. Соединение валов 5 с водилами 4 и ведущими шестернями 13, а также соединение ведущих шестерен 13 с остановочными тормозами 7 осуществляется посредством шлицевых соединений.

Все факторы, влияющие на долговечность планетарных механизмов можно разделить на 3 группы «Рис. 2»:

1. При работе в трансмиссии;

2. Свойства зубчатых колес;

3. Собственные свойства планетарных механизмов.

Рисунок 2. Классификация факторов влияющих на долговечность планетарных механизмов

гусеничный трактор механизм поворот

При работе в трансмиссии на долговечность ПМ, как и на трансмиссию в целом, оказывает влияние использование гидродинамических передач, демпферов и гасителей колебаний. Постоянное повышение показателей машин приводит к увеличению их быстроходности, повышению энергонапряженности силовых передач, усложнению их конструктивных схем и законов нагружений. Вследствие этого в современных машинах усложняется характер колебаний, и увеличиваются нагрузки от них на детали. Большая часть повреждений в машинах происходит в результате возникновения тех или иных колебаний. Эти колебания детали машин совершают при воздействии на них периодически изменяющихся сил и моментов, определяемых условиями эксплуатации. Особенно опасными такие колебания становятся в резонансных зонах. Борьба с колебаниями становится неотъемлемым условием обеспечения высокого качества машин. Использование гидродинамической передачи позволяет предохранить двигатель и силовую передачу от резких динамических нагрузок и повысить их долговечность. Использование демпферов и гасителей колебаний в узлах силовой передачи позволяет избежать явления резонанса, предохранить передачу от резких динамических нагрузок и повысить долговечность.

В планетарном механизме используется несколько зубчатых колес -- солнечная и коронная шестерня, сателлиты, поэтому на долговечность ПМ влияет долговечность его элементов. Основная мощность передаваемая ПМ передается д счет распределения её между сателлитами.

Основными факторами влияющих на долговечность ПМ в части зубчатых сцеплений являются: геометрия зацепления, материал и химико-термическая обработка, технология изготовления, конструктивные методы (выбор модуля, числа зубьев, ширины зубчатого венца и т.д.), использование смазки и условия работы.

Основными способами и конструктивными мерами увеличения долговечности узла планетарного механизма является распределение и выравнивание нагрузки между сателлитами. Наиболее распространенным способом выравнивание нагрузки между сателлитами является использование плавающих элементов конструкции.

В основном плавающими элементами конструкции бывают: солнечная шестерня, водило и сателлиты. Для того чтоб элемент стал плавающим увеличивают его податливость, податливость ею осей, увеличивают упругость соединений. Все это приводит к выравниванию нагрузки между сателлитами, что уменьшает нагруженность механизма и увеличивает его долговечность.

Список литературы

1. Аранин, И.Н. Техническая эксплуатация автомобилей / И.Н. Аринин, С.И. Коновалов, Ю.В. Баженов. - Изд. 2-е - Ростов н/Д: Феникс, 2007.-314с.

2. Баженов С.П., Казьмин Б.Н., Носов С.В. Основы эксплуатации и ремонта автомобилей и тракторов. - М.: «Академия», 2010г. -336с.

3. Зазыкина, А.В. Методика обеспечения работоспособности строительных машин средствами обслуживания и ремонта. Автореферат. Дисс. На сосик Уч. ст. к.т.н. Санкт-Петербург, 2010-36с.

Размещено на Allbest.ru