Конструктивная часть

2.         Конструктивная часть

2.1 Анализ гидростатических передач транспортных машин

В настоящее время в России и за рубежом создаются машины и тракторы, в которых гидростатические (гидрообъемные) передачи используются в качестве силовой передачи машины. Мощность двигателя в такой трансмиссии ведущим органам машины передается перемещением замкнутого объема жидкости от насоса к гидромотору. Преимущественное применение в гидростатических передачах находят аксиально-поршневые гидроагрегаты.

Эти передачи обладают рядом достоинств:

·             Бесступенчатое, автоматическое изменение тяги и скорости;

·             Снижение ударных нагрузок в трансмиссии, что повышает срок службы её и двигателя;

·             Повышение проходимости, вследствие плавной передачи крутящего момента и возможности длительной работы с малыми скоростями;

·             Облегчение труда водителя.

Проектированием гидростатических передач занимаются в Германии, Швеции, Финляндии и других странах. Например, колесные тракторы фирмы Norca, Ponsse, Rottne оснащены гидростатическими передачами. Широкое распространение гидростатическая передача находит в строительных и дорожных машинах. Здесь гидростатические устройства применяются для управления навесными и прицепными машинами, а так же в качестве силовой передачи на движитель.

Что касается транспортных машин (автомобилей, колесных и гусеничных тракторов, гусеничных тягачей), то т здесь в качестве силовой передачи наибольшее распространение имеют механические (зубчатые) и гидродинамические передачи.

Гидростатическая силовая передача обеспечивает бесступенчатое регулирование скорости движения и тяги машины в очень широком рабочем диапазоне. При помощи гидростатических передач можно получить неограниченное изменение передаточных чисел.

Если произвести сравнение с гидромеханической (гидродинамической) трансмиссией, то можно отметить одно весьма существенное свойство гидростатических передач. Последняя допускает длительную и устойчивую работу под нагрузкой при весьма малых оборотах, сохраняя при этом свой КПД на достаточно высоком уровне.

При этом значительно упрощается управление машиной. При наличии гидростатической передачи обеспечивается большая надежность работы машины, двигатель и другие агрегаты имеют значительную защиту от перегрузки; вероятность остановки работы двигателя практически сведена к нулю. Наличие гидравлической магистрали от насоса к мотору обуславливает демпфирующие свойства всей передачи, двигатель машины работает более устойчиво и подвергается меньшему износу.

Кроме того при применении гидрообъемной трансмиссии с установкой гидромоторов непосредственно на колеса на транспортной машине отпадает необходимость в установке таких агрегатов как сцепление, КПП, раздаточная коробка, шарниры и карданные валы. В гусеничных машинах гидрообъемная трансмиссия так же может выполнять функции механизма поворота и легко реверсируется.

В настоящее время стали применяться комбинированные трансмиссии, в которой подвод энергии к раздаточной коробке осуществляется гидростатической передачей, а далее к ведущим колесам механически. Такие схемы сейчас широко применяются иностранными производителями (Ponsse, Rottne и др.).

Комбинированные трансмиссии имеют следующие достоинства:

·             уменьшение расхода топлива;

·             уменьшение веса;

·             повышение эффективности торможения двигателем;

·             простота управления.

Тандемные (балансирные) тележки лесных тракторов ведут свое развитие от автоматических грейдерных тележек, но имеют специфические различия, связанные с особенностями эксплуатации на лесозаготовках. К ним относятся: портальная конструкция тележки, т.е. ось центрального моста поднята выше осей колес для обеспечения необходимого дорожного просвета; увеличение грузоподъемности; увеличенный угол качения балансира относительно оси, обеспечивающий преодоление препятствий; наличие блокировки дифференциала ведущего моста; обтекаемая форма корпусов балансирных редукторов для лучшего соскальзывания с препятствий.

а) Конструкция тележки «Locomo 930/933».

Вращение балансирного редуктора происходит относительно оси несовпадающей с осью вращения ведущей шестерни, установленной в корпусе моста. В корпусе балансирного редуктора имеются овальные отверстия, уплотненные специальным фигурным уплотнителем. Корпус балансирного редуктора установлен на двух опорах, снабженных самоустанавливающимися подшипниками (роликовыми). На таких же подшипниках установлены промежуточные шестерни. Передаточное отношение балансирного редуктора равно 1. Данная конструкция полностью уравновешена (ось вращения балансиров совпадает с осями колес). Недостатком этой конструкции является подтекание смазки по фигурному уплотнителю.

б) Тандемная тележка с цепной передачей.

Тележка имеет две цепные передачи, каждая из которых приводит свое колесо. Отличительной особенностью является также наличие двух планетарных рядов. Привод на большую звездочку осуществляется от эпициклической шестерни 2-го планетарного рода. Данная конструкция балансирной тележки сбалансирована. Опорно-поворотный узел выполнен консольным с подшипниками скольжения. Недостаток данной конструкции – сложность. Тележки такого типа требуют механизма натяжения цепей и применяются только на легких машинах.

в) Тандемная тележка трактора ВКС-120 (Чехословакия).

Тележка выполнена по традиционной схеме с опорно-поворотным узлом консольного типа на подшипниках скольжения. Грузоподъемность тележки – 15 т. Тележка частично сбалансирована, так как передаточное отношение балансирного редуктора неравно 1, а ось качения балансиров совпадает с осью колес. Основное достоинство данной конструкции – простота. Недостаток конструкции – малый дорожный просвет и необходимость установки тормозов на колеса, что нежелательно для условий работы на лесозаготовках.

г) Тандемная тележка автогрейдера ДЗ-180.

Отличительной особенностью данной тележки является встроенные в центральный редуктор планетарные ряды. Планетарный механизм позволяет обеспечить увеличение крутящего момента на ведущих колесах. Передаточное отношение балансирных редукторов равно 1, что позволяет сделать тележку сбалансированной. Опорно-поворотный узел, как и в большинстве конструкций, представляет собой подшипник скольжения.

д) Тандемная тележка Московского научно-производственного объединения по строительству и дорожному машиностроению.

Отличительной особенностью этой конструкции является то, что планетарный редуктор вмонтирован в опорно-поворотное устройство, что позволяет уменьшить габариты балансиров и поперечной балки, а также снизить их металлоемкость. Интерес представляет собой также и радиально-упорный подшипник по типу крановой опоры, установленный в опорно-поворотном узле. Преимущества такого подшипника – небольшие габариты по ширине, что существенно по компоновочным соображениям. В целом конструкция данной тележки компактна и обладает большей надежностью, чем тележки с опорно-поворотными узлами на подшипниках скольжения.

Анализ конструкций тандемных тележек позволяет сделать следующие выводы:

·          Тандемные тележки лесных тракторов среднего и тяжелого классов выполняются с зубчатыми передачами в балансирных редукторах. Цепные передачи используются крайне редко и только на легких тракторах.

·          Современные тележки выполняются, как правило, частично или полностью сбалансированными. Входные валы редукторов полностью разгружены от радиальных реакций на колеса. Наиболее распространенным техническим решением сбалансированных тележек является использование планетарных передач в корпусе центрального моста.

·          Опорно-поворотный узел балансирного редуктора выполняется в большинстве конструкций консольным с подшипниками скольжения. Реже применяются радиально-упорные подшипники кранового типа.