1) Cхеми трансмісій колісних і гусеничних тракторів

2) Типи і будова зчеплень тракторів

3) Будова і робота основних елементів зчеплень

Трансмісія призначена для передачі обертаючого моменту від двигуна до головних коліс трактора, зміни цього моменту, а також частоти і напрямку обертання головних коліс.

На тракторах застосовують механічну, гидромеханічну, електромеханічну і гидрооб'ємну (гідростатичну) трансмісії, із яких найбільше поширення одержали механічні і гидромеханічні. Основні переваги механічної трансмісії - простота конструкції, низька вартість, високі ККД і надійність; недоліки - ступінчасте регулювання обертаючого моменту і складність компонування на тракторах із приводом усіх коліс.

Застосовуючи на тракторах гидромеханічні трансмісії, можна збільшити термін служби двигуна, зменшити число щаблів, а, отже, і частоту переключення передач механічного редуктора (коробки передач), підвищити тягово-зчіпні якості трактора і його прохідність, поліпшити комфортабельність. У порівнянні з механічною трансмісією конструкція гидромеханічної складніше, маса і вартість вище, ККД нижче. Заміна механічної трансмісії гидромеханічною звичайно призводить до погіршення динамічних характеристик і збільшенню витрати палива.

Електромеханічні і гидрооб'ємні трансмісії є спеціальними. їх застосовують на тракторах і транспортних машинах у тих випадках, коли через комплекс експлуатаційних, і конструктивних властивостей неможливо використовувати механічну або гидромеханічну трансмісію.

Трансмісії сучасних колісних і гусеничних тракторів повинні відповідати запропонованим до них таким основним вимогам: забезпечувати від'єднання трансмісії від двигуна, зміну силового і кінематичного передатного відношення в залежності від моменту опору на головних колесах; мати достатньо високі ККД і довговічність, невеличкі габарити складальних одиниць, спроможних передавати велику потужність, і непрозору характеристику, тобто зміна моменту опору на головних колесах не повинно впливати на режим роботи двигуна; змінювати напрямок обертання головних коліс для одержання заднього ходу і співвідношення швидкостей обертання головних коліс правої і лівої сторін для повороту трактора.

Механічні східчасті трансмісії

На сільськогосподарських тракторах широко застосовують механічні східчасті трансмісії. Оскільки в них переданий обертаючий момент і частота обертання змінюється через визначені інтервали (східчасто), трансмісії називають східчастими. Схеми таких трансмісій подані на малюнку 1.

У трансмісію колісного трактора з двома головними колесами входить муфта зчеплення 1 (мал.1, а), коробка передач 3, задній головний міст із головною передачею 4, диференціалом 5 і кінцевими передачами 6. У трансмісію трактора з чотирма головними колесами додатково включений передній головний міст із головною передачею 4 (мал.1, б), що самостійно блокується диференціалом 5 і колісними редукторами 13, роздавальна коробка 14,і карданна передача 5.

Трансмісія гусеничного трактора складається з муфти зчеплення 1 (мал.1, б), карданної передачі 8, збільшувача обертаючого моменту або ходопонижувача 11, коробки передач 3, заднього моста з головною передачею 4 і механізмами повороту 10 кінцевих передач 6.

Муфти зчеплення призначені для відключення трансмісії від двигуна. Коробки передач мають циліндричні і конічні шестерні і забезпечують східчасту зміну обертаючого моменту за рахунок введення в зачеплення різноманітних пар шестерен.

трансмісія трактор зчеплення колесо

Мал. 1. Схеми трансмісій тракторів: а - колесного; б - гусеничного; в - колесного з переднім головним мостом; 1 - муфта зчеплення; 2 - понижаючий редуктор; 3 - коробка передач; 4 - головна передача; 5 - диференціал; 6 - кінцеві передачі; 7 - головне колесо; 8 - карданна передача; 9 - головна зірочка; 10 - механізм повороту; 11 - ходопонижувач або збільшувач обертаючого моменту; 12 - проміжне з'єднання, 13-колісний редуктор; 14 - роздавальна коробка

Головні і кінцеві передачі служать для збільшення передатного числа трансмісії. Диференціали колісних тракторів розподіляють момент між правим і лівим колесами.

Конструкція і ступінь складності механічної трансмісії істотно залежать від типів машини (тягова або транспортна) і рушія (колісний або гусеничний), а в колісних машинах - від числа головних коліс. Трансмісії гусеничних тракторів складніші трансмісій колісних унаслідок наявності в них механізмів повороту. Оскільки гусеничні трактори повертаються за рахунок створення різниці обертаючих моментів на лівій і правій гусеницях, то механізми повороту і виконують ці умови.

У якості елементів механічної трансмісії, що змінюють обертаючий момент і швидкість, використовують шестерні передачі. Передатне число шестерної пари можна уявити як відношення числа зубів 2₂, веденої шестерні до числа зубів 7/ ведучої шестерні:

Загальне передатне число такої трансмісії дорівнює множині передатних чисел і_кж коробки передач, /',,". головної передачі і /*,". кінцевої передачі, тобто

З порівняння трансмісій колісних і гусеничних тракторів випливає, що загальне передатне число трансмісій колісних тракторів (80.120) значно більше, чим гусеничних (50.60). Це пояснюється в основному розходженням у діаметрі головних коліс і зірочок.

До переваг механічних східчастих трансмісій відносяться: простота у виготовленні й експлуатації; відносно мала маса і невеликі габарити; високий механічний ККД; порівняно низька вартість.

Основні недоліки - утруднене керування, особливо при режимах навантаження і рушання трактора з місця при великих навантаженнях; недостатньо ефективно використовується потужність двигуна; неможливо переключати передачі на ходу, унаслідок чого необхідно часто зупиняти, а потім розганяти трактор. Це знижує продуктивність машини і збільшує витрата палива.

Безступінчасті і комбіновані трансмісії

Безступінчасті трансмісії

Для безступінчастогог регулювання передатного числа трансмісії застосовують передачі особливого виду - безступінчасті, що забезпечують безупинну зміну силового і кінематичного передатних чисел трансмісії в залежності від переборюваних опорів, що перешкоджають прямуванню трактора.

Всі безступінчасті передачі, використовувані в трансмісії трактора, класифікують по таких ознаках: за принципом роботи - гідравлічні, електричні і механічні; за способом регулювання - саморегулюючі, у яких регулювання передатного числа відбувається завдяки внутрішній автоматичності механізмуДіз примусовим регулюванням, у яких регулювання здійснюється зовнішніми засобами автоматики або водієм, і комбіновані. На тракторах широко застосовують гідравлічні (й електричні безступінчасті трансмісії (Т-330, ДЗТ-250М).

Електричні трансмісії - це такі трансмісії, у яких обертаючий момент від двигуна до головних коліс передається за допомогою електричної енергії. Безпосередньо з двигуном трактора сполучений злектрогенератор постійного току, що перетворює механічну енергію двигуна в електричну. Отримана електрична енергія передається тяговим електродвигунам, що перетворять її в механічну. Під дією останньої приводиться в обертання головне колесо трактора. У якості тягових застосовують електродвигуни з послідовним порушенням, що мають великий обертаючий пусковий момент. Крім того, у процесі роботи під навантаженням такі електродвигуни мають спроможність до саморегулювання: із підвищенням навантаження обертаючий момент збільшується, а з пониженням - зменшується. Схема такої трансмісії приведена на малюнку 2.

До переваг електричної трансмісії відносяться: безступінчасте регулювання обертаючого моменту; вільний вибір колісної формули і простота загального компонування; спрощення механічної частини трансмісії; поліпшення компонування і розподіли маси трактора по мостах; можливість 'реалізації одним мотор-колесом великої потужності. її недоліки - велика маса агрегатів і трансмісії в цілому, порівняно низький ККД, необхідність застосування дорогих матеріалів, порівняно висока вартість.

Мал.2. Схема електричної трансмісії, 1 - двигун; 2 - злектрогенератор; 3 - блок керування; 4 - електрокабель, 5 - тяговий електродвигун.

Такі трансмісії доцільно використовувати на тракторах великої потужності (370.750 кВт) і машинах спеціального призначення.

Гідравлічними називають трансмісії, у яких обертаючий момент від ведучого вала до веденого передається потоком рідини. По характеру передачі обертаючого моменту їх поділяють на гідродинамічні і гідрооб'ємні.

Комбіновані трансмісії

Гідродинамічна й електрична трансмісії безступінчастого регулювання обертаючого моменту і частоти обертання не забезпечують на всьому діапазоні навантажень оптимального значення ККД. Тому такі трансмісії використовують у сполученні зі ступінчастими механічними і називають гідромеханічними. Це проміжні трансмісії між ступінчастими і безступінчастими, тому що в них тільки частково здійснюється безупинна й автоматична зміна силового і кінематичного передатних чисел.

Муфти зчеплення

Призначення і класифікація муфт зчеплення

З зчеплення починається будь-яка трансмісія, яка служить для передачі обертаючого моменту від двигуна до ведучих коліс трактора. Сучасні тенденції підвищення енергоємкості і робочих швидкостей тракторів значно ускладнюють умови роботи зчеплення.

Конструкція муфти зчеплення повинна забезпечувати такі специфічні вимоги: повне (чисте) вмикання і вимикання, мінімальний момент інерції знаної частини муфти зчеплення; врівноваженість осьових зусиль у включеному і виключеному стані; нормальний тепловий режим роботи; сталість моменту тертя; гасіння високочастотних крутильних коливань, що викликаються роботою двигуна; легкість і зручність керування.

За способом передачі обертаючого моменту муфти зчеплення поділяються на фрикційні, у яких обертаючий момент передається в результаті виникнення сил тертя між ведучою і веденою частинами муфти; гідравлічні, у яких обертаючий момент від ведучої до веденої частини муфти передається за допомогою організованого потоку рідини; електромагнітні, у яких використовуються електромагнітні сили.

На тракторах широко застосовують механічні фрикційні муфти зчеплення, що класифікують у залежності від виду тертя, числа ведених дисків і потоків обертаючого моменту, дії нажимного устрою.

По виду тертя муфти зчеплення поділяють на сухі і мокрі (працюючі в масляній ванній). У ступінчастих трансмісіях тракторів установлюють часто сухі муфти зчеплення. Мокрі муфти застосовують у коробках передач із переключенням на ходу, у приводі вала добору потужності, у диференціалах, що блокуються.

По числу ведених дисків розрізняють одно-, двох- і багатодискові муфти зчеплення.

По числу переданих потоків обертаючого моменту муфти зчеплення поділяють на одно- і двохпоточні. Однопоточні передають обертаючий момент тільки на ведучі колеса трактора, а двохпоточні, крім цього, - на привід робочих органів сільськогосподарських машин.

За принципом дії нажимного пристрою муфти зчеплення поділяють на постійно і мінливо замкнуті. Постійно замкнутими називають такі муфти зчеплення, що увесь час знаходяться у включеному стані. Вони найбільше прості за будовою і забезпечують плавне вмикання трансмісії, чим і пояснюється їхнє широке використання на факторах.

Керування муфтами зчеплення може бути автоматичним (без участі тракториста) і не автоматичним. На тракторах застосовують керування з механічним приводом, у якому для зниження зусилля при вимиканні муфт використовують механічні або пневматичні підсилювачі (сервомеханізми). Найбільше часто застосовують пружинні сервомеханізми.

Типові схеми і принцип роботи муфт зчеплення

Робота дискової фрикційної муфти зчеплення заснована на дії сил тертя, що виникають на торцьових поверхнях фрикційних дисків при достатньому їхньому віджимного чопа 6 із підшипником, важелів вимикання 4 і віджимних болтів 5. Звичайно встановлюють три важелі вимикання, тому що в цьому випадку найбільше просто забезпечується рівнобіжне переміщення нажимного диска щодо торцьової поверхні маховика при вимиканні муфти зчеплення.

Для вимикання муфти зчеплення натискають на педаль 7. Привід, що включає тягу 10, переміщає віджимну втулку 6 із підшипником у напрямку до маховика 1 і через важелі вимикання 4 і болти 5 відтягає нажимной диск 3 від веденого. При цьому пружини 9 стискуються, і передача обертаючого моменту припиняється.

Мал. 4. Двохдискова двохпоточна фрикційна муфта зчеплення: 1 - маховик; 2 і 3 - ведені диски; 4 - валики керування; 5 - вал ведучого зчеплення; 6-вал ВОМ; 7 - нажимні диски.

При плавному відпусканні педалі 7 пружини 9 знову замикають фрикційоні диски, а відтяжна пружина повертає систему приводу у вихідне положення.

Розглянута однодискова фрикційна постійно замкнута суха муфта зчеплення проста по конструкції, має малу собівартість, забезпечує гарний відвід тепла від тертьових поверхонь і цілком надійну роботу. При малих розмірах і масі вона має високу зносостійкість і зручна в обслуговуванні. Проте, якщо переданий момент більш 700.800 Н/м, розміри дисків і муфти зчеплення в цілому значно зростають. Застосовуючи двох - і багатодискові муфти зчеплення можна зменшити діаметри дисків, хоча конструктивно такі муфти складніше.

Двохдискова двохпоточна фрикційна муфта зчеплення (мал.4) по характеристиці аналогічна однодисковій. її застосовують на тракторах із незалежним приводом вала добору потужності. По конструкції вона складніша. Відвід теплоти від її тертьових поверхонь утруднений. Керування муфтою зчеплення може бути як роздільним, так і сполученим.

Відцентрова муфта зчеплення відрізняється від звичайної фрикційної тм, що на поверхні тертя впливають не нажимні пружини, а відцентрові сили І через, спеціально для цього передбачені, деталі 4 (мал.5). Таких деталей повинно бути не менше трьох. їх варто рівномірно розташовувати по окружності нажимного диска. стиску. Момент тертя дискового зчеплення, що вона може передати, залежить від зусилля стиску дисків, коефіцієнта тертя фрикційоних дисків, числа пар поверхонь, що контактують, тертя і їхніх геометричних розмірів. Щоб муфта зчеплення могла передавати обертаючий момент двигуна без буксування, її момент тертя повинний бути більше, чим переданий. Тому вона повинна мати визначений коефіцієнт запасу зчеплення, під яким припускається відношення моменту тертя зчеплення до максимального переданого обертаючого моменту двигуна. Коефіцієнт запасу застосовують рівним 1,5.2,5 у залежності від конструкції і призначення трактора.

Зчеплення складається з головних деталей, сполучених із колінчатим валом двигуна, ведених деталей, пов'язаних із валом трансмісії, механізму стиску поверхонь тертя і системи керування для його вмикання і вимикання.

Однодискова однопоточная постійно замкнена муфта зчеплення показана на малюнку 3. її головні частини - маховик 1, кожух 2, ведений диск 3. Ведучий (нажимний) диск обертається разом із кожухом і може переміщатися уздовж осі муфти зчеплення. До ведених частин відноситься ведений диск 8 і вал муфти зчеплення, сполучений із валом трансмісії. Ступиця диска 8 рухомо через шліци сполучена з валом муфти зчеплення, а на кожній стороні диска 8 закріплені кільцеві накладки з фрикційного матеріалу, що має високий коефіцієнт тертя.

Нажимний механізм складається із системи попередньо стиснутих пружин 9. Нормальний стан муфти зчеплення - включене (замкнуте). Головний диск З притискає ведений диск 8 до маховика.

Мал. 3. Однодисковая однопоточная постійно замкнута муфта зчеплення

При цьому обертаючий момент двигуна від торцьових поверхонь маховика і нажимного диска за рахунок сил тертя передається ведному диску і далі через вал муфти зчеплення - в трансмісію трактора. Замість системи нажимних пружин часто застосовують одну центральну тарілчасту пружину, також розташовуючи її між кожухом і нажимним диском.

Робота муфти зчеплення показана на малюнку. Залежність моменту, переданого муфтою зчеплення, від частоти обертання колінчатого вала носить параболічний характер. Необхідна характеристика досягається завдяки внутрішнім властивостям конструкції.

Мал. 5. Відцентрова муфта зчеплення: 1 - колінчатий вал двигуна; 2 - маховик, 3 - знаний диск; 4-деталь для передачі відцентрової сили; 5 - вал муфти; 6 - нажимний диск.

Проте, якщо частота обертання колінчатого вала двигуна більша, мінімально можливої на холостому ходу, муфта зчеплення залишається постійно включеною, що виключає можливість переключення передач. У випадку, коли частота обертання колінчатого вала більша номінальної, а момент тертя продовжує різко зростати, муфту зчеплення не можна використовувати в якості захисного елемента трансмісії. При непрацюючому двигуні відцентрова муфта зчеплення залишається постійно виключеною, унаслідок чого неможливо гальмувати двигуном і пускати двигун буксируванням.

Електромагнітні муфти зчеплення по конструкції поділяють на дві групи: фрикційні і порошкові.

Фрикційна електромагнітна муфта зчеплення відрізняється від звичайної фрикційної тим, що в якості нажимного механізму застосований електромагнітний диск 7 (мал.66, а), сполучений із нажимним диском 3. При вмиканні електромагніта нажимний диск разом з електромагнітом переміщається в напрямку до маховика і притискає до нього знаний диск 2. Муфта зчеплення включається. Переданий обертаючий момент залежить від сили струму в котушці електромагніта. Змінюючи силу струму, можна регулювати цей момент. Для вимикання муфти зчеплення при переключенні передач передбачений вимикач, умонтований у важіль переключення передач.

Порошкова електромагнітна муфта зчеплення має герметичну порожнину з дрібним феромагнітним порошком, що під час обертання під дією відцентрових сил заповнює зазор між ведучим і веденим елементами! Кількість порошку повинна бути такою, щоб не виникало заклинювання муфти зчеплення. При вмиканні електромагніта 3 (мал.6, б) частки порошку намагнічуються і муфта включається.

Обертаючий момент передається через маховик 2, сполучений із корпусом 4 електромагніта і кришкою 6, ведений диск 5 і ведені вали 7. Цей момент залежить від сили намагнічування порошку, тобто від магнітної індукції в робочому зазорі, що, у свою чергу, залежить від сили струму в котушці електромагніта.

Мал 6. Електромагнітна муфта зчеплення: а - фрикционное: 1 - маховик; 2 - знаний диск; 3 - нажимний диск; 4 - обмотка, 5 - клеми; 6 - вал зчеплення; 7 - диск; б - порошкове: 1 - колінчатий вал; 2 - маховик, 3 - електромагніт, 4 - корпус електромагніта; 5 - знаний диск; 6 - кришка, 7 - знаний вал.

Перевага цих муфт зчеплення в тому, що вони легко піддаються автоматизації процесу керування і не потребують застосування додаткових підсилювачів або сервомеханізмів. їхні недоліки: велика вартість через застосування електротехнічних матеріалів; недостатній термін служби порошку.

Гидродинамічна муфта зчеплення звичайно називається гідромуфтою. За принципом дії вона являє собою сполучення двох лопатевих гідромашин - відцентрового насоса і доцентрової турбіни.

Матеріали фрикційних накладок ведених дисків

У муфтах зчеплення застосовують, як правило, змішані пари тертя, що складаються з металевих дисків (торцьова поверхня маховика і вудучих дисків) і дисків, що мають накладки з неметалічних фрикційних матеріалів, що створюють поверхні тертя ведених дисків.

Фрикційні матеріали, використовувані в муфтах зчеплення, повинні мати достатньо високий коефіцієнт тертя, зносостійкість, теплопровідність і тривкість; зберігати стабільність сил тертя при змінах температури, питомий тиску і швидкість ковзання; мати гарну і швидку припрацьованість. Найбільше повно цим вимогам задовольняють фрикційні накладки, виготовлені пресуванням, формуванням або вальцюванням. Ці матеріали складаються з азбестової основи з додаванням різноманітних зв'язувальних речовин і наповнювачів, що створюють необхідні фрикційні властивості. У залежності від типу зв'язувальної речовини розрізняють асбокаучукові, асбобакелитові і пластмасові фрикційні накладки.

У тракторних муфтах зчеплення широко застосовують формовані накладки КФ-2, у якості зв'язувальної речовини яких використовують композиції бензинових розчинів каучуку і форм альдегідних смол. Розміри що випускаються промисловістю накладок стандартизовані. Накладки звичайно приклепуюють до металевих дисків трубчастими латунними заклепками з плоскими голівками. Приклеювання накладок до металевих дисків, незважаючи на невеличку трудомісткість цієї операції, широкого поширення не одержало через складність їхньої заміни при зносі.

Пари тертя, що складаються з металевих дисків і дисків, що мають порошкове покриття, незважаючи на їх високі експлуатаційні і фрикційні якості, не знаходять широкого застосування в тракторних муфтах зчеплення через складність їхнього виробництва.

Маховики і нажимні диски, що мають металеві поверхні тертя, звичайно виготовляють із сірих чавунів із перлітною структурою, що володіють задовільною теплопровідністю і гарною опірністю задирам.

Механізми керування муфтою зчеплення

Постійно замкнутими муфтами зчеплення управляють частіше усього педаллю, розташованої в кабіні трактора. Для вимикання муфти зчеплення до педалі потрібно прикласти визначене зусилля, що через систему тяг і важелів передається муфті вимикання, що діє на віджимні важелі. Включається муфта зчеплення зусиллям нажимних пружин після того, як педаль буде відпущена.

Для зменшення зусиль, що прикладаються до педалі або важеля муфти зчеплення, у механізмах керування деяких тракторів установлюють механічні пружини, пневматичні або гідравлічні сервомеханізми (підсилювачі).

Система керування муфтами зчеплення тракторів МТЗ-80 і МТЗ-82 складається з педалі 1 (мал.7), триплечевого важеля 2, проміжної тяги 6, важеля 7 вилки вимикання і пружинного сервопідсилювача. Сервопідсилювач складається з пружини 3 і упорного болта 4, укрученого в кронштейн 5. Якщо муфта зчеплення включена, пружина сервопідсилювача утримує педаль 1 у вихідному положенні. При натисканні на педаль, коли вибирається вільний хід і зусилля на її переміщення невелике, пружина 3 стискається. Коли вільний хід педалі обраний і зусилля на ню зростає, пружина займає таке положення, що її вісь проходить нижче осі педалі і вона починає розтискатися, допомагаючи переміщати педаль.

На тракторі Т-150К установлений пневматичний сервопідсилювач, що складається з пневмокамери й пристрою, що стежить. Механізм керування муфтою зчеплення складається з педалі 1 (мал.8, а), закріпленої на важелі 2, проміжної тяги З, пристрою, що стежить 4 пневматичного сервопідсилювача і двох важелів 9 (лівого і правого), закріплених на валику 10 вилки вимикання. Пневмокамера встановлена на корпусі муфти зчеплення з лівої сторони, і її шток сполучений із лівим важелем 9. Стиснуте повітря з пневматичної системи трактора підводиться до пневмокамери через пристрій, що стежить, по шлангам 5 і 11. Корпус пристрою, що стежить, сполучений із тягою 3, а вилка його плунжера - із правим важелем 9.

При натисканні на педаль муфти зчеплення плунжер 15 устрою, що стежить, переміщається в осьовому напрямку вліво (мал.8, б). При цьому вибирається зазор 1,8 мм.

Клапан 13 відчиняється, і стиснуте повітря по каналах А, Б и щілини, утвореної між торцем клапана і корпусом, із пневматичної системи трактора надходить у пневмокамеру. Шток пневмокамери переміщується і повертає через важіль 9 валик 10 вимикання. Вилка пересуває муфту вимикання, що через віджимні важелі.

Размещено на Allbest.ru