содержание   ..  10  11  12   ..

1. Гидрообъемные и электрические трансмиссии тракторов

Гидрообъемные передачи основаны на принципе передачи энер-гии давлением жидкости. При этом рабочее усилие или крутящий мо-мент практически не зависят от скорости движения рабочей жидко-сти. В такой передаче как минимум должны быть две основные гид-равлические машины, соединенные между собой трубопроводом: объемный гидронасос, преобразующий крутящий механический по-ток энергии в поступательный силовой гидравлический поток энер-гии, и гидромотор, преобразующий гидравлический поток энергии обратно в крутящий механический поток энергии (крутящий момент). По типу передачи жидкости от насоса к мотору гидрообъемные передачи бывают открытые и закрытые, принципиальные схемы ко-торых показаны на рис 4.8. В о т к р ы т о й г и д р о о б ъ е м н о й п е р е д а ч е отсутствует обратная гидравлическая связь между насо-сом и мотором (рис. 4.8,а). Насос 1 всасывает рабочую жидкость из бака 4 и подает ее под давлением по трубопроводу 2 в гидромотор 3, после чего она сливается обратно в бак 4. Система проста, но величи-на передаваемой мощности зависит от объема бака. Вследствие этого данный тип передачи на тракторе применяется только для обслужи-вания его вспомогательный устройств (в сервоустройствах, в системе

смазывания и др.).

В качестве агрегатов трансмиссии трактора в основном приме-няют г и д р о о б ъ е м н ы е п е р е д а ч и з а к р ы т о г о т и п а (рис. 4.8,б), в которых жидкость из гидромотора 3 вновь поступает во всасывающую магистраль 6 насоса 1. При этом дополнительный на-сос 5 подпитки поддерживает давление во всасывающей магистрали 6 выше атмосферного, чем предотвращается кавитация рабочий жидко-сти и компенсируются возможные ее утечки во время работы переда-чи. Передача получается компактной, при меньшем объеме бака 4.

а) б)

Рис. 4.8. Принципиальные схемы гидрообъемных передач:

а – открытого типа; б – закрытого типа

Применяемые гидрообъемные передачи в трансмиссиях тракто-ров разделяются на две основные группы: полнопоточные (однопо-точные) и гидродифференциальные (двухпоточные). В п о л н о п о-т о ч н о й т р а н с м и с с и и вся энергия от двигателя к ведущим колесам движителя передается единым последовательным потоком (гидравлическим и механическим). В д в у х п о т о ч н о й т р а н с-м и с с и и на какой-то ее ступени происходит разделение единого потока мощности на две параллельные ветви -гидравлическую и ме-ханическую, которые затем вновь соединяются.

Две принципиальные структурные кинематические схемы пол-нопоточных гидрообъемных трансмиссий колесного трактора форму-лы 4К2 показаны на рис. 4.9. Между двигателем 1 и задним мостом 4 в сборе с ведущими колесами 5 установлен блок гидрообъемной пе-редачи, состоящий из регулируемых гидронасоса 2 и гидромотора 3, соединенных трубопроводами 6 (рис. 4.9,а). В такой схеме блок пере-дачи заменяет сцепление и КП, а вся остальная трансмиссия механи-ческая, как у обычного трактора. При такой схеме можно достаточно легко преобразовать ступенчатую механическую трансмиссию трак-тора в бесступенчатую гидравлическую.

а) б)

Рис. 4.9. Принципиальные структурные кинематические схемы полнопоточных гидрообъемных трансмиссий колесного трактора

На схеме, показанной на рис. 4.9,б, двигатель 1 также работает на регулируемый объемный гидронасос 2, а далее давление рабочей жидкости по трубопроводам 6 передается на два высокомоментных нерегулируемых гидромотора 3 и 4, установленных непосредственно в ведущих колесах 5 трактора. Такая схема гидрообъемной передачи делает гидравлическую трансмиссию трактора весьма компактной.

Принципиальная структурная кинематическая схема двухпоточ-ной (гидродифференциальной) трансмиссии показана на рис. 4.10. Единый поток энергии поступает на вал 1, после чего посредством шестеренной передачи 7 раздваивается. Один поток энергии поступа-ет в механический дифференциально-планетарный редуктор 2, а дру-гой поток -в блок гидрообъемной передачи, состоящий из регули-руемых объемных насоса 6 и гидромотора 5. Шестеренная передача 4 соединяет оба потока на выходном валу 3. Достоинством таких пере-дач является относительно высокий КПД, который при правильно по-добранной кинематической схеме выше КПД гидрообъемной переда-чи.

Однако следует отметить, что двухпоточная трансмиссия, как правило, всегда применяется в комплексе с механическими редукто-рами ЦП и конечной передачи, что несколько снижает общий КПД трансмиссии трактора.

Рис. 4.10. Принципиальная структурная кинематическая схема двухпоточной трансмиссии

Основными достоинствами гидрообъемных трансмиссий явля-ются:

• бесступенчатое регулирование крутящего момента в широком диапазоне и плавная передача его на ведущие колеса;

• большая свобода компоновки трансмиссии и сравнительная простота подвода мощности к ведущим колесам трактора;

• возможность реверсирования хода трактора и регулированного торможения его ведущих колес без дополнительных устройств;

• предохранение двигателя и трансмиссии от перегрузок;

• легкость и простота управления.

  Основные недостатки гидрообъемных трансмиссий:

• меньше КПД, чем у механических трансмиссий;

• большие габариты при малых давлениях (10…15 МПа) рабочей жидкости и трудность уплотнения при больших давлениях (28…35 МПа);

• высокая стоимость и сложность изготовления;

• зависимость КПД от температурных условий.

Электрическая трансмиссия является бесступенчатой, в ней крутящий момент двигателя передается к ведущим колесам трактора с помощью электрической энергии. По характеру работы она во многом напоминает гидрообъемную полнопоточную трансмиссию, так как в ней также происходит вначале преобразование механической энергии двигателя в электрическую, а затем ее обратное преобразование в ме-ханическую, подводимую к ведущим колесам. Источником электри-ческой энергии является, как правило, электрогенератор постоянного тока, приводимый в действие ДВС трактора. Обратным преобразова-телем тока в механическую энергию в большинстве случаев является тяговый электродвигатель с последовательным возбуждением, имею-щий большой пусковой крутящий момент. Следует отметить, что в процессе работы под нагрузкой такие электродвигатели обладают хо-рошей способностью к саморегулированию: с повышением нагрузки его крутящий момент увеличивается, а с понижением -уменьшается. Эта способность электродвигателя и позволяет электрической трансмиссии быть бесступенчатой (без применения КП).

Принципиальные структурные схемы электрических трансмис-сий также аналогичны гидрообъемным. В частности, иногда приме-няют блок состоящий из электрогенератора и электромотора, уста-навливаемый в трансмиссии вместо КП, непосредственно перед ЦП, оставляя задний мост трактора без изменения.

На мощных колесных тракторах тяговые электродвигатели час-то устанавливают непосредственно перед ведущими колесами, как показано на структурной схеме, представленной на рис. 4.11. Двига-тель 1 приводит в действие электрогенератор 2, после чего электриче-

ская энергия поступает в блок управления 3. В зависимости от техно-логии работы МТА и дорожных условий электрическая энергия по электрокабелям 4 подводится в необходимые тяговые электродвига-тели 5 ведущих колес 6. Такую компоновку тягового электродвигате-ля и ведущего колеса обычно называют -"мотор-колесо".

Преимуществами электри-ческих трансмиссий являются:

• бесступенчатое регулиро-вание крутящего момента на ве-дущих колесах трактора;

• свободный выбор колесной формулы трактора и простота его общей компоновки;

• упрощение механической части трансмиссии;

• возможность реализации одним мотор-колесом большой мощности.

  Недостатки заключаются в следующем:

• сравнительно низкий КПД;

• необходимость применения цветных металлов и других доро-гостоящих материалов;

• сравнительно высокая об-

Рис. 4.11. Принципиальная струк-турная кинематическая схема элек-трической трансмиссии мощного колесного трактора

щая стоимость и большая масса агрегатов трансмиссии.

Такую трансмиссию целесо-образно использовать на промыш-ленных тракторах большой мощ-

ности (более 650 кВт) и тракторах специального назначения.

Глава 5

Сцепление

Сцепление широко используется на современных тракторах в различных механизмах. Его устанавливают между двигателем и ко-робкой передач, в механизмах поворота, в коробках передач, в приво-дах к валам отбора мощности и т. д. Наиболее часто сцепление распо-лагают на маховике двигателя.

Сцепление предназначено для следующего:

надежной передачи крутящего момента от двигателя в транс-миссию при работе МТА;

для кратковременного отсоединения двигателя от трансмиссии при переключении передач в последней без ударных нагрузок;

для плавного соединения неподвижного входного вала транс-миссии с вращающимся коленчатым валом двигателя в начале движе-ния трактора и плавного нагружения их без останова двигателя;

для предохранения трансмиссии и двигателя от резких нагрузок при внешних изменениях режима работы трактора;

для кратковременной остановки трактора при работающем дви-гателе.

По способу передачи крутящего момента различают сцепления фрикционные, гидравлические и электромагнитные.

Во фрикционных сцеплениях (ФС) передача крутящего момента осуществляется посредством сил трения, возникающих между веду-щими и ведомыми элементами.

В гидравлических сцеплениях передача крутящего момента про-исходит при динамическом напоре потока рабочей жидкости на ве-домые элементы (гидродинамические муфты) или при статическом напоре (гидростатические муфты). Гидродинамические муфты при-меняются на ряде промышленных тракторов, так как уменьшают на-грузки в трансмиссии.

В электромагнитных сцеплениях передача крутящего момента осуществляется посредством взаимодействия магнитных полей веду-щих и ведомых частей или применения магнитного порошка, замы-кающего магнитный поток между элементами сцепления. Электро-магнитные сцепления не получили распространения на современных тракторах в виду их низкой надежности и больших габаритных раз-меров.

В настоящее время на современных тракторах самое широкое распространение получили ФС, так как они по сравнению с другими типами сцеплений имеют меньшую стоимость и габариты при более

высокой надежности. Поэтому дальнейшая классификация дана толь-ко для ФС.

По направлению перемещения рабочих поверхностей ФС делят-ся на осевые и радиальные.

По форме поверхностей трения различают дисковые ФС и ко-нусные (осевые), а также колодочные и ленточные (радиальные). В современных конструкциях тракторов применяются только дисковые ФС, как более надежные.

По числу дисков ФС могут быть одно-двух-и многодисковые.

По состоянию поверхностей трения ФС делят на “сухие” ФС (работают без смазки поверхностей трения, могут быть одно-двух-и многодисковые) и “мокрые” ФС (работают в масляной ванне, могут быть одно-двух-и многодисковые).

По конструкции нажимного механизма различают постоянно замкнутые ФС, нормальное состояние которых без воздействия на ор-ганы управления трактористом замкнутое, и непостоянно замкнутые, положение которых определяется трактористом и произвольный пе-реход из разомкнутого состояния в замкнутое и, наоборот, без воздей-ствия тракториста невозможен.

По числу силовых потоков мощности, передающихся через де-тали, ФС классифицируются на однопоточные, когда весь поток мощности от двигателя передается в трансмиссию, и двухпоточные, когда один поток мощности от двигателя передается в трансмиссию, а другой -на привод ВОМ.

Двухпоточные ФС в зависимости от числа фрикционных меха-низмов могут быть:

одинарные -с одним ФС для передачи мощности в трансмис-сию; силовой поток к ВОМ передается от ведущих частей ФС или ма-ховика двигателя;

двойные -с двумя отдельными ФС в общем корпусе (одно главное ФС передает мощность от двигателя в трансмиссию, а второе ФС привода ВОМ).

Двойные ФС по способу управления делят на ФС с последова-тельным управлением, с одной педалью управления и полностью ав-тономным управлением, две педали управления (каждое ФС управля-ется своей педалью).

Основные требования, предъявляемые к ФС

(кроме общетехнических), следующие.

1. Надежность передачи крутящего момента от двигателя в трансмиссию. Определяется коэффициентом запаса ФС:

  МТ / МДН ,

где MT -расчетный момент трения, который может передать ФС;

МДН -номинальный крутящий момент двигателя.

Для дисковых ФС

МТ = Q f rc i ,

где Q -нажимное усилие на парах трения; f -коэффициент трения фрикционных пар; rc -радиус расположения равнодействующей сил трения; i -число пар трения.

Коэффициент запаса тракторных ФС  = 1,8...4,5.

В современных конструкциях ФС обычно    В “мокрых“

ФС   1,2...1,8.

Передаваемый ФС крутящий момент ограничен расчетным мо-ментом трения МТ, что предохраняет трансмиссию и двигатель трак-тора от перегрузок.

1. Плавность включения ФС, которая определяется плавностью роста нажимного усилия на парах трения. Лучшая плавность включе-ния у многодисковых ФС, хуже -у однодисковых.

2. Полнота (или “чистота”) выключения ФС, которая характери-зуется отсутствием поводковых моментов. У многодисковых ФС пол-нота выключения хуже.

3. Малая величина момента инерции ведомых частей ФС, что необходимо для быстрого останова вала ФС при переключении пере-дач.

4. Хороший теплоотвод от поверхностей трения ФС, улучшаю-щий температурный режим работы ФС в момент его включения и буксования при разгоне МТА.

5. Хорошая уравновешенность вращающихся частей, необходи-мая для уменьшения динамических нагрузок в деталях ФС при боль-ших частотах вращения вала двигателя.

1. Однодисковые сцепления

   Рассмотрим принципиальную схему однопоточного однодиско-вого постоянно замкнутого ФС с остановочным тормозком (рис. 5.1). Ведущими частями ФС являются все детали, связанные с валом дви-гателя. К ним относят маховик 1 двигателя и нажимной диск 3, свя-занный с маховиком поводковым устройством 6 через кожух 5. Ве-домыми частями являются ведомый диск 2 в сборе с фрикционными накладками а, шлицевой ступицей б и маслоотражательными дисками в и ведомый вал 4.

   ФС работает следующим образом. При отсутствии усилия со стороны тракториста на педали управления 18 нажимные пружины 15, воздействуя на нажимной диск 3, прижимают ведомый диск 2 к маховику 1 двигателя. При этом за счет сил трения между маховиком 1 и накладкой ведомого диска 2, а также нажимным диском 3 и дру-гой накладкой ведомого диска крутящий момент через ведомый вал 4 передается в трансмиссию.

   Передаваемый момент определяется размерами и фрикционны-ми свойствами накладок ведомого диска 2 и усилием нажимных пру-жин 15.

   
    

   

   
    

   Рис. 5.1. Схема однопоточного однодискового постоянно замкнутого ФС с остановочным тормозком:

   1 -маховик с отверстием г для удаления масла; 2 -ведомый диск в сборе с фрикцион-ными накладками а, шлицевой ступицей б и маслоотражательными дисками в; 3 -на-жимной диск; 4 -ведомый вал ФС; 5 -кожух ФС; 6 -поводковое устройство нажим-ного диска; 7 -отжимные болты; 8 -сферические опорные шайбы; 9 -регулировочные гайки; 10 -отжимные рычаги; 11 -оттяжные пружины рычагов; 12 -выжимной под-шипник отводки; 13 -муфта отводки; 14 -задний подшипник вала ФС; 15 -нажимные пружины; 16 -стакан крепления пружины; 17 -термоизоляционная прокладка под пружину; 18 -педаль управления ФС; 19 -упор положения педали; 20 -соединитель-ная тяга; 21 -наружный рычаг привода управления; 22 -возвратная пружина привода управления; 23 -рычаг привода муфты отводки; 24 -тормозной шкив вала ФС; 25 -тормозная колодка с пружинным приводом; 26 -рычаг привода тормозка

   При включенном ФС между выжимным подшипником 12 от-водки и отжимными рычагами 10 имеется зазор 2...4 мм. При нажатии на педаль 18 управления ФС усилие через соединительную тягу 20 передается на наружный рычаг 21 привода управления и далее через рычаг 23 на муфту 13 отводки, которая, перемещаясь вместе с вы-жимным подшипником 12 в направлении маховика 1 сначала выбира-ет зазор между выжимным подшипником и отжимными рычагами 10, а затем воздействует на отжимные рычаги.

   Отжимные рычаги 10, поворачиваясь относительно неподвиж-ной оси, через сферические опорные шайбы 8, регулировочные гайки 9 и отжимные болты 7 перемещают нажимной диск 3 в направлении от маховика 1, преодолевая усилие нажимных пружин 15. При появ-лении зазоров между ведомым диском 2 и ведущими дисками (махо-виком и нажимным диском) крутящий момент от двигателя на ведо-мый вал 4 не передается (ФС выключено). Однако по инерции ведо-мые части ФС (ведомые диск 2 и вал 4) продолжают вращаться, что затрудняет процесс последующего переключения передачи в коробке передач. Для устранения этого недостатка в тракторных ФС часто применяют специальный остановочный тормозок.

   В рассматриваемой схеме тормозок состоит из тормозного шки-ва 24, жестко связанного с ведомым валом 4 ФС, тормозной колодки 25 с пружинным приводом и рычага 26 привода тормозка, жестко свя-занного с наружным рычагом 21 привода управления.

   Кинематика привода управления ФС выполнена так, что при нажатии на педаль 18 управления сначала выключается ФС, а затем последовательно через рычаг 26 колодка 25 с пружинным приводом прижимается к тормозному шкиву 24. В результате за счет сил трения между колодкой 25 и шкивом 24 вал 4 ФС останавливается, что обес-печивает возможность безударного переключения передач в коробке передач.

   При отпускании педали 18 управления ФС за счет усилия на-жимных пружин 15 нажимной диск 3, перемещаясь в сторону махо-вика 1 двигателя, прижимает ведомый диск 2 к маховику, что приво-дит к включению ФС. Усилие нажимных пружин 15 передается на педаль управления 18 последовательно через нажимной диск 3, от-жимные болты 7, отжимные рычаги 10 на выжимной подшипник 12 и муфту отводки 13, через рычаги 23 и 21 и соединительную тягу 20.

   В начальный момент перемещения нажимного диска 3 в сторону маховика 1 освобождается тормозной шкив 24 за счет отвода тормоз-ной колодки 25, а затем происходит включение ФС. В момент появ-ления зазора между отжимными рычагами 10 и выжимным подшип-

   ником 12 все усилие нажимных пружин 15 направлено на сжатие ве-домого диска 2 между ведущими дисками ФС. Дальнейшее переме-щение педали 18 до упора 19 осуществляется за счет усилия возврат-ной пружины 22 привода управления.

   Для удаления масла, которое может попасть на накладки ведо-мого диска при выходе из стоя уплотнения задней опоры коленчатого вала двигателя или из подшипника передней опоры ведомого вала 4, иногда в конструкции ведомого диска 2 применяют специальный маслоотражательный диск в, который за счет центробежной силы от-брасывает масло на торцовую свободную поверхность маховика и да-лее через отверстия г в маховике -в картер ФС.

   Для фиксации отжимных рычагов 10 в одном положении при включенном ФС в конструкции предусмотрены оттяжные пружины 11, усилие которых направлено в сторону противоположную усилию нажимных пружин 15. Это исключает возможность свободного бол-тания рычагов вокруг своей оси и обеспечивает заданный зазор между рычагами 10 и выжимным подшипником 12.

   Для обеспечения необходимой кинематики работы механизма выключения ФС (точки контакта отжимного рычага 10 с отжимным болтом 7 через шайбу 8 и регулировочную гайку 9 при повороте ры-чага перемещаются по радиусу) отжимные болты 7 с нажимным дис-ком 3 и отжимной рычаг 10 с шайбой 8 контактируют по сферам.

   В процессе включения и выключения ФС его детали нагревают-ся. При нагреве пружин происходит релаксация материала (потеря упругих свойств), что может привести к существенному снижению момента трения ФС и потере ее работоспособности (когда ФС не сможет передавать крутящий момент двигателя в трансмиссию). По-этому в ФС с целью уменьшения нагрева пружин иногда применяют специальные термоизоляционные прокладки 17.

   При буксовании ФС накладки ведомого диска 2 изнашиваются. В результате нажимной диск 2 перемещается в сторону маховика 1, в следствте чего уменьшается зазор между отжимными рычагами 10 и выжимным подшипником 12. Пока есть зазор, все усилие нажимных пружин передается на нажимной диск ФС. При упоре отжимных ры-чагов 10 в выжимной подшипник 12 часть усилия нажимных пружин передается на подшипник, что приводит к уменьшению момента, пе-редаваемого ФС и потере его работоспособности. Поэтому в эксплуа-тации тракторист следит за величиной этого зазора и регулирует его при техническом обслуживании трактора.

   На нажимные пружины 15 при их вращении вместе кожухом 5

   ФС действуют центробежные силы, направленные от центра враще-

   ния по радиусу. В результате пружины прогибаются, что приводит к уменьшению создаваемого ими усилия на нажимной диск 3. Для уменьшения влияния центробежных сил на прогиб пружин их часто устанавливают в специальные стаканы 16.

   Цилиндрические пружины в современных ФС располагают по периферии, что обеспечивает равномерное сжатие трущихся поверх-ностей за счет симметричного расположения пружин относительно друг друга и отжимных рычагов. В зависимости от их числа нажим-ные пружины располагают на одной или двух окружностях нажимно-го диска. Для центрирования пружин и уменьшения их деформации при действии центробежных сил кроме стаканов часто применяют бобышки и выступы на нажимном диске и кожухе ФС (рис. 5.2). Бо-бышки нажимного диска используют также для его балансировки. Винтовые цилиндрические пружины имеют линейную характеристи-ку упругости 1 (рис. 5.3). В настоящее время в современных конст-рукциях ФС все больше применяются тарельчатые пружины с нели-нейной характеристикой 2. Они обеспечивают более стабильное на-жимное усилие на поверхностях трения ФС в независимости от вели-чины износа фрикционных накладок.

   
    

   
    

   

   
    

   Рис. 5.2. Варианты установки нажимных винтовых цилиндрических пружин: 1 -нажимной диск; 2 -термоизоляционная шайба; 3 -нажимные пружины; 4 -кожух ФС

   
    

   На рис. 5.3,б принято, что в начале эксплуатации нажимное уси-лие в ФС с винтовыми цилиндрическими пружинами и с тарельчатой

   пружиной одинаковое (точка А). При износе накладок на величину h нажимное усилие в ФС с тарельчатой пружиной не изменилось (точка Б), а в ФС с винтовыми цилиндрическими пружинами уменьшилось (точка БI ). При выключении ФС (осадка пружин на величину 3) на-жимное усилие тарельчатой пружины меньше (точка С) по сравнению с винтовыми цилиндрическими пружинами (точка СI ). Следовательно будет меньше усилие и на педали управления ФС.

   
    

   
    

   

   
    

   а) б)

   Рис. 5.3. Нажимные устройства:

   а -общий вид разрезной тарельчатой пружины; б -характеристики упругости нажим-ных устройств с пружинами: 1 -винтовыми цилиндрическими; 2 -тарельчатой;  -осадка пружины; Q -нажимное усилие; h -допустимый износ фрикционных накла-док;   и  -осадка пружины (пружин) в замкнутом ФС соответственно в конце и начале эксплуатации и при выключенном ФС

   
    

   Необходимо также отметить, что характеристика упругости та-рельчатой пружины не зависит от частоты вращения вала двигателя. Следовательно, ФС с тарельчатыми пружинами можно применять на высокооборотных двигателях. Тарельчатые пружины являются более перспективными для применения в ФС по сравнению с винтовыми цилиндрическими.

   Конические винтовые пружины, имеющие более жесткую нели-нейную характеристику упругости по сравнению с цилиндрическими, в современных конструкциях ФС не применяются.

   Рассмотрим некоторые конструкции современных однодиско-вых постоянно замкнутых ФС.

   На рис. 5.4 представлено ФС с разрезной тарельчатой пружиной и два варианта конструкций ведомого диска 7. В верхнем сечении (рис. 5.4,б) показан ведомый диск с демпфером крутильных колеба-ний, а в нижнем -ведомый диск без демпфера.

   
    

   

   Рис. 5.4. ФС с прямой установкой разрезной тарельчатой пружины:

   а -внешний вид; б -конструкция; 1 -разрезная тарель-чатая пружина; 2 -нажимной диск; 3 -кожух ФС; 4 -выжимной подшипник; 5 -маховик двигателя; 6 -тан-генциальная пластина; 7 -ведомый фрикционный диск

   
    

   а)

   
    

   

   
    

   б)

   В данной конструкции ФС применена прямая установка пружи-ны 1, заключающаяся в том, что пружина по наружному диаметру упирается в нажимной диск 2, а по внутреннему диаметру неразрез-ной части -в кожух 3. Выключение ФС обеспечивается перемещени-ем выжимного подшипника 4 в сторону маховика 5 двигателя. В ре-зультате чего разрезная тарельчатая пружина работает как двухпле-чий рычаг, который поворачивается относительно точки его крепле-ния с кожухом 3 ФС. При этом лепестки пружины перемещаются в сторону маховика двигателя, а периферийная часть пружины по на-

   ружному диаметру -в сторону противоположную от маховика. В ре-зультате нажимной диск 2 освобождается, что и приводит к выключе-нию ФС.

   В современных конструкциях ФС отвод нажимного диска осу-ществляется за счет упругости тангенциальных пластин 6, связываю-щих нажимной диск 2 с кожухом 3. Во включенном ФС пластины 6 за счет перемещения нажимного диска 2 в сторону маховика 5 двигателя деформируются. При перемещении периферийной части пружины 1 от маховика двигателя нажимной диск 2 освобождается и пластины 6 за счет сил упругости принудительно отводят его от ведомого диска 7, что и обеспечивает чистоту выключения ФС.

   В более ранних конструкциях отвод нажимного диска при вы-ключении ФС выполнялся специальными пластинчатыми пружинами, один конец которых приклепывался к нажимному диску, а другой за-водился за неразрезную часть разрезной тарельчатой пружины по на-ружному диаметру.

   Способ крепления разрезной тарельчатой пружины к кожуху ФС существенно влияет на величину отвода нажимного диска в процессе эксплуатации (рис. 5.5). В более ранних конструкциях ФС (рис. 5.5,а) соединение пружины 3 с кожухом 1 осуществлялось заклепками 4 и двумя кольцами 5, расположенными с обеих сторон пружины. Как показано на графике, из-за изнашивания сопряжений (поверхностей контакта пружины 3, кожуха 1, заклепок 4 и двух колец 5) отвод на-жимного диска при одинаковом перемещении выжимного подшипни-ка в процессе эксплуатации уменьшается, что приводит к не полному выключению ФС.

   На рис. 5.5,б пружина 3 закреплена в нужном положении с тре-буемым зазором между контактирующими поверхностями кожуха 1 и заклепок 4. При таком способе повышается надежность соединения (меньше износ сопряжений), уменьшается номенклатура деталей, по-вышается стабильность характеристик.

   В наибольшей степени эти достоинства реализованы в конст-рукции, представленной на рис. 5.5,в. Здесь опора пружины 3 образу-ется выступами 6 на кожухе 1 и упругом кольце 7 треугольной попе-речной формы. При сборке в соединении образуется предваритель-ный натяг, исключающий появление зазоров во время работы ФС.

   Аналогичными свойствами обладает конструкция, представлен-ная на рис. 5.5,г. Здесь опорное кольцо 8 и пружина 3 стягиваются с кожухом 1 не отогнутыми язычками кожуха, а гребенками 9, которые зубцами входят в соответствующие отверстия кожуха и пружины.

   
    

   

   
    

   Рис. 5.5. Способы крепления разрезной тарельчатой пружины ФС и изменение отвода нажимного диска в процессе эксплуатации:

   1 -кожух ФС; 2 -нажимной диск; 3 -разрезная тарельчатая пружина; 4 -заклепка; 5 -кольцо; 6 -выступ; 7 -упругое кольцо; 8 -опорное кольцо; 9 -гребенка;  -отвод нажимного диска; NЦ -число циклов включения ФС

   
    

   В современных конструкциях тракторов намечается тенденция к применению ФС с так называемой обратной установкой разрезной та-рельчатой пружины 2 (рис. 5.6): по наружному диаметру она упирает-ся в кожух 1 ФС, а по внутренней неразрезанной части -в нажимной диск 3. Особенностью такой конструкции является постоянный кон-такт выжимного подшипника 5 с лепестками пружины 2. Свободный

   ход педали управления таким ФС обеспечивается конструкцией при-вода управления.

   При воздействии на педаль управления ФС выжимной подшип-ник 5 перемещается в направлении от маховика 4 двигателя. При этом пружина 2 вместе с выжимным подшипником отходит от нажимного диска 3, который за счет сил упругости тангенциальных пластин, свя-зывающих его с кожухом ФС, перемещается от маховика двигателя, что и обеспечивает выключение ФС.

   
    

   

   
    

   а) б)

   
    

   Рис. 5.6. ФС с обратной установкой разрезной тарельчатой пружины:

   а -внешний вид; б -конструкция

   
    

   Конструкция ФС с обратной установкой разрезной тарельчатой пружины имеет ряд серьезных преимуществ по сравнению с ФС с прямой установкой аналогичной пружины:

   • на 35...40 % меньше усилие на педали управления;

   • меньше осевой габаритный размер;

   • меньше масса и выше жесткость кожуха;

   • лучше охлаждение деталей, так как кожух ФС более откры-

   тый.

   Сравним между собой однодисковые ФС по количеству исполь-зуемых деталей. ФС с винтовыми цилиндрическими пружинами со-стоит в среднем из 125 деталей, с разрезной тарельчатой пружиной при прямой установке -из 25 деталей, а при обратной установке -из 20 деталей. Таким образом, более перспективными являются конст-рукции ФС с разрезными тарельчатыми пружинами с их обратной ус-тановкой.

   
    

2. Двухдисковые сцепления

   Анализ тенденций развития мирового тракторостроения пока-зывает, что на современных тракторах чаще применяются однодис-ковые ФС. Двухдисковые ФС используют лишь в тех случаях, когда в заданных габаритах однодисковая конструкция не в состоянии на-дежно передавать крутящий момент двигателя.

   Рассмотрим схему двухдискового постоянно замкнутого ФС (рис. 5.7). Ведущими частями двухдискового ФС являются маховик 1 двигателя, средний ведущий 2 и нажимной 3 диски. При этом веду-щий и нажимной диски связаны с маховиком двигателя через кожух ФС (на схеме не показано). Ведомыми частями ФС являются два ве-домых фрикционных диска 4 и ведомый вал 9. При отсутствии усилия на отводке 8 нажимные пружины 10, воздействуя на нажимной диск 3, зажимают ведомые фрикционные диски 4 между маховиком 1 дви-гателя, средним ведущим 2 и нажимным 3 дисками. В результате за счет сил трения крутящий момент от двигателя на ведомый вал 9 ФС передается двумя ведомыми фрикционными дисками, а не одним, как в однодисковом ФС. Следовательно, двухдисковое ФС при одинако-вых размерах ведомых дисков и одинаковом усилии нажимных пру-жин может передавать крутящий момент примерно в 2 раза больше.

   Для обеспечения чистоты выключения двухдискового ФС сред-ний ведущий диск 2 принудительно отводится от маховика 1 двигате-ля на 2...3 мм при помощи специального механизма разведения дис-ков.

   В варианте А механизм разведения дисков представляет из себя комплект отжимных пружин 5 и регулируемых упоров 6 среднего ве-дущего диска, расположенных равномерно по окружности. В сущест-вующих конструкциях ФС обычно применяют по три или четыре пружины и столько же упоров.

   При выключении ФС отжимные пружины 5 отводят средний ве-дущий диск 2 от маховика двигателя до упоров 6. Положение упоров

   6 ограничивает отвод среднего ведущего диска на 2...3 мм, что обес-печивает гарантированный зазор 1...1,5 мм между поверхностями тре-ния ведомого диска 4, расположенного у маховика 1 двигателя, и по-верхностями трения маховика и среднего ведущего диска 2.

   
    

   

   
    

   Рис. 5.7. Принципиальная схема двухдискового постоянно замкнутого ФС:

   1 -маховик двигателя; 2 -средний ведущий диск; 3 -нажимной диск; 4 -ведомые фрикционные диски в сборе; 5 -отжимная пружина среднего ведущего диска; 6 -регу-лируемый упор отвода среднего ведущего диска; 7 -кожух ФС; 8 -отводка ФС; 9 -ведомый вал ФС; 10 -нажимные пружины; 11 -разжимные пружины среднего веду-щего диска; 12 -отжимная пружинная тяга

   
    

   При дальнейшем перемещении нажимного диска 3 от маховика двигателя средний ведущий диск 2 не перемещается, что приводит к появлению зазоров между поверхностями трения среднего ведущего диска 2, нажимного диска 3 и ведомого фрикционного диска 4, распо-ложенного у нажимного диска.

   Таким образом из анализа процесса выключения ФС следует, что механизм разведения дисков, выполненный по схеме А, обеспечи-вает более раннее выключение из работы (при выключении ФС) и бо-лее позднее включение в работу (при включении ФС) ведомого диска 4, расположенного у маховика 1 двигателя по сравнению с ведомым диском 4, расположенным у нажимного диска 3. Это является одной из причин более интенсивного изнашивания (в 1,5-2 раза) накладок

   ведомого диска, расположенного у нажимного диска, по сравнению с накладками ведомого диска, расположенного у маховика двигателя.

   В варианте Б исполнения механизма разведения дисков он пред-ставляет собой комплект отжимных пружинных тяг 12 и упоров 6, равномерно расположенных по окружности. Отжимные пружинные тяги 12 одним концом жестко связаны со средним ведущим диском 2, а другим -упруго с кожухом ФС. Принцип работы механизма анало-гичен ранее рассмотренному варианту исполнения А.

   В варианте В механизм разведения дисков – это комплект раз-жимных пружин 11, установленных между маховиком 1 двигателя, средним ведущим 2 и нажимным 3 дисками. Для обеспечения чисто-ты выключения ФС комплекты пружин 11, расположенные с разных сторон среднего ведущего диска 2, должны иметь одинаковую жест-кость. При этом в процессе выключения и включения ФС средний ве-дущий диск всегда перемещается в 2 раза меньшее, чем нажимной диск. Это обеспечивает равенство зазоров между ведущими и ведо-мыми дисками при выключении ФС и примерно одинаковое время буксования ведомых дисков при выключении и включении ФС, а сле-довательно, равномерность изнашивания накладок.

   Конструкции некоторых типов механизмов разведения дисков в двухдисковых ФС представлены на рис. 5.8.

   На рис. 5.8,а показана конструкция механизма разведения дис-ков двухдисковых ФС тракторов Т-150/150К, Т-4А и ТТ-4, а на рис. 5.8,б -трактора ДТ-75М. На высокооборотных двигателях под дейст-вием центробежных сил пружины 2 прогибаются, что приводит к на-рушению работы механизма разведения дисков. Поэтому для таких двигателей применяют ФС с рычажным механизмом разведения дисков.

   Конструкция такого механизма показана на рис. 5.8,в. Она со-стоит из рычагов 7, установленных на среднем ведущем диске 3, и винтовых цилиндрических пружин кручения 8. При выключении ФС рычаги 7 под действием винтовых пружин 8 кручения поворачивают-ся против часовой стрелки, упираясь своими концами в маховик 1 двигателя и нажимной диск 4. В результате чего при выключении ФС средний ведущий диск 3 всегда занимает среднее положение между маховиком 1 двигателя и нажимным диском 4. Следовательно, дан-ный механизм работает точно так же как и механизм, представленный на рис. 5.8,а. При этом его работа не зависит от частоты вращения ва-ла двигателя.

   

   Рис. 5.8. Механизмы разведения дис-ков двухдисковых ФС:

   1 -маховик двигателя; 2 -винтовые ци-линдрические пружины сжатия; 3-сред-ний ведущий диск; 4 -нажимной диск; 5 -регулируемый упор отвода среднего ведущего диска; 6 -кожух ФС; 7 -двух-плечий рычаг; 8 -винтовая цилиндри-ческая пружина кручения

   
    

   На рис. 5.9 представлена конструкция ФС тракторов Т-150/150К. ФС является одинар-ным двухпоточным, имеет 20 нажимных винтовых цилиндри-ческих пружин 28, установлен-ным по двум окружностям диа-метрами 250 и 350 мм. Один по-ток мощности передается в трансмиссию через два ведомых диска 6, а другой – на привод ВОМ через вал 30. В каждом ведомом диске 6 установлен демпфер (фрикционный гаси-

   тель крутильных колебаний с восемью равномерно расположенными пружинами). Маховик 1 двигателя имеет четыре паза, в которые вхо-дят хвостовики среднего ведущего 3 и нажимного 4 дисков, что обес-печивает их совместное вращение. Для быстрой остановки ведомых деталей при выключении ФС применен колодочный тормозок.

   С целью снижения интенсивности изнашивания концов отжим-ных рычагов 8, взаимодействующих при выключении ФС с упором 16 выжимного подшипника 27, к ним прикреплено упорное кольцо 14. Для обеспечения нормальной работы механизма выключения ФС не-обходимо, чтобы упорное кольцо 14 находилось в плоскости перпен-дикулярной оси вращения ведомого вала 19.

   Регулировка положения отжимных рычагов 8, а следовательно, упорного кольца 14 осуществляется регулировочными гайками 12, которые фиксируются стопорными пружинами 11, закрепленными на кожухе 7 ФС стопорными болтами 10. Регулировка зазора 3,5...4 мм между упорным кольцом 14 и упором 16 подшипника выключения 27 осуществляется в приводе управления ФС (на рис. 5.9 не показан). Если за счет привода управления ФС регулировку осуществить не

   удается, то она обеспечивается за счет изменения положения отжим-ных рычагов 8 с помощью регулировочных гаек 12. Смазка подшип-ника 29 вала ФС и выжимного подшипника 27 осуществляется через масленки 2 и 15. Внутри полого вала 19 проходит вал 30 привода ВОМ.

   
    

   

   
    

   Рис. 5.9. ФС тракторов Т-150/150К:

   1 -маховик двигателя; 2,15 -масленки; 3 -средний ведущий диск; 4 -нажимной диск; 5 -разжимные пружины; 6 -ведомый фрикционный диск; 7 -кожух ФС; 8 -от-жимной рычаг; 9 -вилка; 10 -болт стопорной пружины; 11 -стопорная пружина; 12 -регулировочная гайка; 13 -отжимная пружина; 14 -упорное кольцо; 16 -упор подшип-ника; 17 -корпус отводки; 18 -стакан выжимного подшипника; 19 -ведомый вал ФС; 20 -тормозная колодка; 21 -пружина тормозка; 22 -серьга; 23 -стакан пружины; 24 -муфта серьги; 25 -вилка выключения; 26 -валик выключения; 27 -выжимной подшипник; 28 -нажимная пружина; 29 -подшипник вала ФС; 30 – вал привода ВОМ

содержание   ..  10  11  12   ..