Рама и подвеска автомобилей и колесных тракторов

Лабораторная работа

Тема: "Ходовая часть и механизмы управления
колесных и гусеничных машин"

Цель работы: изучить конструкцию и принцип работы ходовой части и механизмов управления колесных и гусеничных машин

Ходовая часть колесных и гусеничных машин

Ходовая часть (рис. 1) состоит из остова, подвески и движителя (колес или гусениц). У колесных тракторов различают рамные, полурамные и безрамные остовы. Остовом называют основание, соединяющее части трактора в единое целое.

Рис. 1. Ходовая часть и остов: а – остов трактора общего назначения; б – универсально-пропашного; в – ходовая часть грузового автомобиля; 1 – подвеска; 2 – передний мост;
3 – остов; 4 и 5 – задние и передние колеса; 6 – задний мост; 7 – двойной шарнир;
8 – передняя балка; 9 – продольная балка (лонжерон); 10 – корпус сцепления; 11 – корпус коробки передач; 12 – корпус заднего моста

Рамный остов представляет собой клепаную или сварную раму из стального проката различного профиля, на которую устанавливают части трактора или автомобиля.

Полурамный остов (рис. 1, б) – это объединенная конструкция отдельных корпусов трансмиссии и балок полурамы.

Безрамный остов представляет собой общую жесткую систему, состоящую из корпусов механизмов трансмиссии и двигателя. Полурамный и безрамный остовы применяют на пропашных тракторах.

Рама и подвеска автомобилей и колесных тракторов

Рама автомобиля (рис. 1, в) изготовлена из двух продольных балок (лонжеронов) швеллерного сечения и нескольких поперечных балок, соединенных между собой заклепками. Для увеличения жесткости на раме приварены косынки и угольники, а для крепления агрегатов установлены кронштейны.

Рама колесного трактора общего назначения – шарнирно-сочлененная (рис. 1, а). Она состоит из двух полурам, соединенных между собой двойным шарниром, который позволяет поворачиваться полурамам друг относительно друга в горизонтальной (на ±30°) и вертикальной (на ±18°) плоскостях.

Подвеска – это система устройств для упругой связи остова с колесами или гусеницами. Она смягчает удары от неровностей дороги (почвы).

Подвеска 1 (рис. 118, а) колесного трактора общего назначения установлена лишь в передней его части. К передней полураме на двух полуэллиптических рессорах подвешен передний мост. Рессоры жестко соединены с мостом стремянками 7 и накладками 6, а с, рамой – кронштейнами 3 через резиновые опоры. На раме трактора установлен резиновый буфер 4, смягчающий удары о раму. Подобная передняя подвеска выполнена на грузовом автомобиле.

В задней подвеске (рис. 2, б) автомобилей, кроме основных задних рессор 8, имеются дополнительные рессоры 13. Они закреплены вместе с основной рессорой стремянками, а их концы находятся против полок опорных кронштейнов 12. В разгруженном автомобиле дополнительные рессоры не работают, а при нагрузке они упираются концами в кронштейны и несут нагрузку вместе с основными рессорами.

На трехосных большегрузных автомобилях применяют заднюю балансирную тележку (рис. 3) с реактивными штангами 4, запрессованными в кронштейны, которые болтами крепятся к лонжеронам рамы. Упругость передней и задней подвесок совместно с автономной подвеской кабины и подрессоренным сиденьем водителя обеспечивает плавность хода автомобиля и изолирует родителя от вибраций и толчков.

Передняя ось (рис. 4, а) на грузовых автомобилях изготовлена в виде двутавровой балки с отогнутыми вверх концами. Для крепления рессор на оси выполнены площадки. На концах оси расположены бобышки с проушинами, в которые вставлены шкворни 3, соединяющие переднюю ось с поворотными цапфами 1 колес. Чтобы облегчить поворот колес, между проушиной цапфы и бобышками оси помещен опорный шариковый подшипник 6. На оси цапфы в двух конических роликовых подшипниках установлена ступица переднего управляемого колеса.

Шкворни поворотных цапф имеют продольные (рис. 4, б) и поперечные (рис. 4, в) наклоны, благодаря чему облегчается управление автомобилем, повышается безопасность движения, так как колеса стремятся занять положения, соответствующие движению по прямой.

Для уменьшения толчков, передаваемых на рулевой механизм, и разгрузки наружного подшипника ступицы колеса, оси цапф наклонены концами вниз. Благодаря этому передние колеса устанавливаются с развалом.

Чтобы уменьшить проскальзывание покрышек и их износ, передние колеса устанавливают с некоторым схождением, т.е. расстояние между шинами колеса впереди должно быть меньше, чем сзади. Угол наклона шкворней и развал колес не регулируют, а схождение колес регулируют тягами.

Рис. 2. Передняя подвеска трактора Т-150К (а) и задняя подвеска автомобиля ГАЗ-53А (б): 1 – крюк; 2 – продольная балка (лонжерон); 3 – кронштейн рессоры; 4 – резиновый буфер; 5 – амортизатор гидравлический; 6 – накладка; 7 – стремянка; 8 – рессора; 9 – передняя балка; 10 – поперечная балка; 11 – буксирное устройство; 12 – кронштейн дополнительной рессоры; 13 – дополнительная рессора (подрессорник)

Рис. 3. Задняя подвеска автомобиля КамАЗ: 1 – средний мост; 2 – рессора; 3 – задний мост; 4 – реактивные штанги	Рис. 4. Передняя ось автомобиля: а – устройство; б – схема продольного наклона шкворня; в – схема поперечного наклона шкворня; 1 – поворотная цапфа; 2 – двутавровая балка; 3 –шкворень; 4 – масленка; 5 – поворотный рычаг; 6 – опорный подшипник; a – угол продольного наклона шкворня; b – угол наклона оси цапфы; g – угол развала колес; d – угол поперечного наклона шкворня

Передняя подвеска универсально-пропашного трактора (рис. 5, а) имеет цилиндрическую пружину 5, установленную внутри полого кулака 6. Пружина опирается внизу на опорный шариковый подшипник 4, сидящий на поворотной цапфе, а вверху – в стенки кулака. Поворотная цапфа помещена во втулках кулака.

Разъемное болтовое соединение поворотной цапфы с фланцем 12 (рис. 5, б) оси колеса служит для регулирования дорожного просвета трактора. Резиновый буфер, установленный в нижней части поворотной цапфы, снижает силу ударов, возникающих при полном сжатии пружины.

Кулаки приварены к выдвижным полуосям, которые помещены в корпус (кожух) 9 переднего моста. Выдвижная полуось некоторых тракторов имеет ряд отверстий, расположенных через 50 мм. С помощью этих отверстий она устанавливается в передней оси, позволяя менять колею направляющих колес в определенных пределах (в зависимости от междурядий обрабатываемой культуры). Положение полуосей в кожухе переднего моста, соответствующее требуемой колее, фиксируется штифом 5 в отверстиях полуоси и кожуха.

Рис. 5. Передние мосты пропашных тракторов с эластичной (а и б) и жесткой (в) подвеской: 1 – поворотная цапфа; 2 – ос поворотной цапфы; 3 – ступица колеса; 4 – опорный подшипник; 5 – пружина; 6 – выдвижной кулак; 7 – поворотный рычаг; 8 – штифт; 9 – корпус переднего моста; 10 – ось качания переднего моста относительно остова трактора; 11 – болты крепления выдвижного кулака; 12 – фланец составной цапфы; 13 – масленка; 14 – хомут крепления выдвижного кулака

На верхние концы поворотных цапф на шлицах установлены поворотные рычаги 7 рулевого управления.

Передние мосты некоторых пропашных тракторов (малого класса) имеют жесткую подвеску (рис. 5, в). Роль эластичной подвески выполняют пневматические шины.

Амортизаторы (рис. 6) гасят колебания рессор, вызванные наездом колеса на препятствие. На автомобилях и тракторах применяют жидкостные телескопические амортизаторы двойного действия. Они состоят из цилиндра 11, штока 4 с поршнем 6, цилиндрического резервуара 8 и клапанов. В поршне выполнены калиброванные отверстия. Шток в верхней части соединен с кронштейном рамы, а нижняя часть резервуара – с передней осью. В резервуар амортизатора заливают смесь, состоящую из 50% трансформаторного масла и 50% турбинного, или амортизаторную жидкость.

Рис. 6. Амортизатор: а – общий вид; б – ход сжатия; в – ход отдачи; 1 – рессора; 2 – рама; 3 – амортизатор; 4 – шток; 5 – клапан сжатия; 6 – поршень; 7 – клапан отдачи; 8 – цилиндрический резервуар; 9 – перепускной клапан; 10 – проушина; 11 – цилиндр; 12 – впускной клапан

Принцип действия амортизатора основан на том, что сопротивление жидкости при перетекании ее через малые отверстия тормозит перемещение движущихся частей амортизатора. Амортизаторы двустороннего действия оказывают сопротивление при прогибе и отдаче рессор.

При наезде колеса на препятствие рессора прогибается, и амортизатор сжимается (рис. 6, б). Поршень 6 перемещается вниз, и жидкость через клапан 5 сжатия и калиброванные отверстия перетекает в полость над поршнем.

Одновременно давление жидкости, повысившееся под поршнем, закрывает впускной клапан. Быстрое нарастание давления под поршнем в результате резкого сжатия рессоры вызывает открытие перепускного клапана 9, давая свободный проход жидкости из цилиндра в резервуар.

При отдаче рессоры амортизатор растягивается (рис. 6, в). В полости над поршнем создается давление, под действием которого клапан сжатия в поршне закрывается, а клапан 7 отдачи открывается, и жидкость через отверстие малого проходного сечения в поршне и клапан отдачи протекает в полость под поршнем. Кроме того, часть жидкости через открывшийся .впускной клапан 12благодаря разрежению поступает из резервуара в полость под поршнем.

Колеса

На современных тракторах и автомобилях устанавливают дисковые колеса с пневматическими шинами. В результате сцепления ведущих колес с грунтом их вращательное движение преобразуется в поступательное движение трактора (автомобиля).

По назначению колеса делят на ведущие, управляемые ведомые и комбинированные (одновременно ведущие и управляемые).

Грузовые автомобили и колесные тракторы общего назначения снабжены одинаковыми по размеру колесами. Универсально-пропашные тракторы обычно имеют задние колеса большего размера, чем передние. На них приходится основная (до 70%) нагрузка от массы трактора, что обеспечивает лучшее сцепление колес с опорной поверхностью. Передние колеса несут меньшую нагрузку, чем задние, и поэтому легче управляются и обеспечивают хорошую прямолинейность движения, что важно при междурядной обработке пропашных культур.

Колеса грузовых автомобилей снабжены дисками (рис. 123, а) с плоским ободом. На ободе монтируют два съемных бортовых кольца, одно из которых неразрезное 3, а второе (замочное) – разрезное 1. У некоторых автомобилей на ободе имеется только одно съемное 1 разрезное кольцо, одновременно выполняющее функции замочного кольца.

На дисках колес (рис. 7, б, в) выполнены конические отверстия, которыми колесо устанавливают на шпильки. Гайки 7 колес тоже имеют конус. Совпадение конусов гаек и отверстий 1 на дисках обеспечивает точную установку колес. У грузовых автомобилей на ведущие задние полуоси устанавливают по два колеса. Внутренние колеса закреплены на шпильках колпачковыми гайками 10 с внутренней и наружной резьбой, а наружные колеса – гайками с конусом. Чтобы предотвратить самоотвертывание гаек при ускорении и торможении автомобиля, гайки левой стороны имеют левую резьбу, а гайки правой стороны – правую.

На некоторых грузовых автомобилях колеса не имеют дисков (рис. 7, б), Внутренняя поверхность обода такого колеса выполнена на конус. Колесо устанавливают на коническую поверхность ступицы и закрепляют прижимами. Между ободьями задних сдвоенных колес установлено проставочное кольцо. Все шпильки колес имеют правую резьбу.

Ведущие и направляющие колеса универсально-пропашного трактора показаны на рисунке 8. Каждое колесо состоит из ступицы 8, диска 9 с ободом 7 и покрышки 5 с камерой 6. Причем обод приварен к диску, а диски привернуты к ступице. На протекторе покрышки выполнены почвозацепы, которые улучшают сцепление шины с грунтом.

Рис. 7. Колеса: а – дисковые (автомобиля ЗИЛ-130); б – крепление диска переднего колеса; в – крепление диска заднего колеса; г – бездисковые (автомобиля КамАЗ); 1 – обод;
2 – разрезное съемное кольцо; 3 – неразрезное съемное кольцо; 4 – диск; 5 – ступица колеса; 6 – шпилька4 7 – гайка; 8 – диск наружного колеса; 9 – диск внутреннего колеса;
10 – колпачковая гайка

Рис. 8. Колеса пропашного трактора: а – ведущее (трактор МТЗ-80); б – направляющее (трактор МТЗ-80); 1 – полуось; 2 – червяк; 3 – вкладыш; 4 – груз; 5 – покрышка; 6 – камера; 7 – обод; 8 – ступица; 9 – диск; 10 – регулировочная гайка; 11 – вентиль	Рис. 9. Колесо трактора общего назначения: 1 – покрышка; 2 – камера; 3 – вентиль; 4 – диск

Ступица ведущего колеса закреплена на полуоси 1 с помощью шпонки и вкладыша 3. Во вкладыше смонтирован червяк 2, витки которого заходят в прорези полуоси. Вращая червяк, можно передвинуть ведущее колесо на полуоси и получить нужную для работы колею. Перед этим необходимо поднять домкратом заднюю часть трактора до отрыва колес от земли и ослабить болты крепления вкладыша к ступице колеса.

Для установки большой колеи диски ведущих колес трактора располагают выпуклостью внутрь. При этом вершины грунтозацепов покрышки, имеющих вид елочки, направляют по ходу вращения колеса.

Ступица 8 переднего ведомого колеса вращается на двух роликовых конических подшипниках, установленных на полуоси цапфы и закрепленных корончатой гайкой 10, которой регулируют подшипники. Для лучшего сцепления с почвой на шинах передних ведущих колес предусмотрены грунтозацепы.

Для увеличения сцепления ведущих колес с почвой на их диски вешают грузы 4, а камеры заполняют на 3/4 их объема водой. Во время заморозков вместо воды заливают 25%-ный раствор хлористого кальция, который не замерзает при температуре до –30°С. После заполнения камер раствором или водой колесо следует накачать воздухом до нормального давления. При использовании трактора на транспортных работах следует снять дополнительные грузы с задних колес и слить жидкость из шин.

Колеса трактора общего назначения – односкатные, с шинами низкого давления, взаимозаменяемые. Каждое колесо состоит из покрышки 1 (рис. 9), камеры 2 и диска 4, который закреплен на восьми шпильках колесного редуктора. При широкой колее (1860 мм) колесо закрепляют выпуклостью диска внутрь трактора, а при узкой колее (1680 мм) – выпуклостью наружу. Чтобы переоборудовать трактор с узкой колеи на широкую или наоборот, переставляют колеса с одной стороны на другую. Покрышка имеет протектор с профилем повышенной проходимости.

Шины.На каждом автомобиле и тракторе устанавливают шины определенного размера. Единицами измерения размеров шин являются миллиметры. Размер шины ставится на боковой части покрышки. Первая цифра обозначает ширину профиля шины, а через тире – ее внутренний диаметр. Буква Р после обозначения размера указывает, что шина имеет радиальное расположение корда. В такой шине нити корда (ткани) покрышки расположены радиально (по кратчайшему расстоянию между бортами). В отличие от обычных шин, в которых нити корда расположены диагонально (под углом друг к другу), радиальные шины более износостойки.

Автомобильная пневматическая шина состоит из покрышки, камеры и ободной ленты. Покрышки состоят из каркаса, протектора (беговой дорожки), боковой и бортовой частей. Для хороших дорог применяют шины с мелким дорожным рисунком протектора, а для плохих дорог и бездорожья – с крупным. Камера изготовлена в виде кольцевого эластичного резинового рукава. Для наполнения воздухом и удаления его при необходимости камера имеет вентиль.

Бесперебойная работа автомобиля и трактора во многом зависит от состояния шин. Во время их эксплуатации необходимо выполнять следующие правила. Не допускать попадания на шины топлива и масла. Очищать покрышки от грязи и посторонних предметов. Соблюдать нормы давления в шинах. Не допускать резкого торможения и резкого трогания с места, избегать крутых поворотов, так как это приводит к неравномерному износу шин. Не допускать работу с большим буксованием ведущих колес. При длительном хранении трактора или автомобиля необходимо устанавливать их на козлы, чтобы разгрузить шины.

Срок работы автомобильных шин учитывают по их пробегу. Для большинства обычных (с диагональным расположением корда) шин грузовых автомобилей норма гарантийного пробега составляет 50 000 км. Увеличить пробег шин поможет соблюдение вышеизложенных правил.

При вращении колеса автомобиля возникают большие центробежные силы. Если масса колеса по окружности неодинакова, то появляется биение и покрышка разрушается быстрее. Для балансировки колес используют грузики, которые можно перемещать по окружности обода.

Износ шин неодинаков, задние шины изнашиваются быстрее, чем передние, а правые больше, чем левые. Чтобы износ шин был равномерным, их необходимо периодически через каждые 5000…6000 км переставлять в соответствии со схемой перестановки колес (приводится в инструкции по эксплуатации транспортным средством).