6. Кинематическая схема автогрейдера

Для общего ознакомления с взаимодействием механизмов, обеспечивающих движение автогрейдера, рассмотрим кинематическую схему автогрейдера (рис.7). Кинематические схемы, изображенные с помощью условных обозначений, позволяют проследить последовательность передачи вращения коленчатого вала двигателя ведущим колесам автогрейдера.

Коленчатый вал двигателя 1 автогрейдера передает вращение через включенную муфту 2 и соединительный (карданный) вал 3 ведущему валу коробки передач.

На ведущем валу установлена зубчатая муфта 4, которая может включаться с цилиндрическими шестернями, свободно вращающимися на подшипниках на валу. При включении муфты 4 например, с шестерней 6, эта шестерня начинает вращаться выход-ведущее колесо заодно с валом.

Рис. 7. Кинематическая схема автогрейдера с бортовыми редукторами: 1 — двигатель, 2 — муфта сцепления, 3, 15 — карданный вал, 4, 7, 9, 12, 14 — шестерня, 5 роока передач, 6, 13 — зубчатая муфта, 8 — ведущий вал, 10 — промежуточный вал, 11 — выходной вал, 10 — главная передача, 16 - главная передача, 17— полуось, 18— бортовой редуктор, 19 - ведущее колесо.

Одновременно с шестерней 6 вращаются зацепленная с ней шестерня 7 и промежуточный вал 10 с закрепленными на нем шестернями. Включив зубчатую муфту с шестерней, мы передадим вращение от вала к выходному валу 11.

Следовательно, переключая в разные положения зубчатые муфты, можно получить различную скорость вращения выходного вала коробки передач.

От вала вращение через карданный вал передается главной передаче 16. Главная передача состоит из пары шестерен, расположенных под углом 90° (называемых коническими) и пары цилиндрических шестерен. От главной передачи вращение через полуоси 17 и шестерни бортовых редукторов 18 передается ведущим колесам 19. Таким образом, меняя скорость вращения выходного вала коробки передач, можно изменять скорость вращения ведущих колес, следовательно, скорость движения автогрейдера.

Рис. 8. Кинематическая схема автогрейдера с раздельными ведущими мостами: 1 — двигатель, 2 — муфта сцепления, 3 — коробка передач, 4, 7, 9 — карданные валы, 5 — передний ведущий мост, 6 — средний ведущий мост, 8 — раздаточный редуктор, 10 — задний ведущий мост, 11 — промежуточный редуктор

Автогрейдер, кинематическая схема которого показана на рис.8, отличается от предыдущего тем, что у него вращение выходного вала коробки передач передается на задние ведущие колеса через редуктор 8 и главные передачи 6 и 10 раздельных ведущих мостов. Кроме того, у этого автогрейдера передний мост 5 также ведущий.

7. Ходовое оборудование автогрейдеров

К ходовому оборудованию относятся передние оси, детали подвески оси и задних мостов, механизм наклона передних колес, колеса и шины автогрейдера.

Передние оси легких и средних автогрейдеров конструктивно подобны. Поэтому рассмотрим конструкцию передней оси автогрейдера ДЗ-31-1(рис.9).

Передняя ось включает колеса со ступицей, ось моста, механизм поворота колес и механизм наклона колес. Подвешивается ось к раме автогрейдера на шарнире подвески, что обеспечивает качание оси в поперечной плоскости на угол в пределах 15° от горизонтального положения. Ограничивается качание упорами, приваренными на раме автогрейдера.

Ось 8 представляет собой сварную балку коробчатого сечения с раскосами. На краях оси приварены проушины с расточками для пальцев, обеспечивающих шарнирное соединение шкворней с осью. Наличие таких шарниров обеспечивает наклон шкворней и, следовательно, колес. Для одновременного наклона двух колес оба шкворня соединены штангой. Наклон осуществляется с помощью гидроцилиндра, один конец которого закреплен на балке оси, а второй на штанге. Изменением длины гидроцилиндра регулируется наклон колес до 20° от среднего положения.

Поворот колес в плане для управления автогрейдером осуществляется вокруг вертикальной оси шкворня с помощью гидравлического механизма (на рисунке не показан), воздействующего на рычаг шкворня через вилки и тяги, образующие рулевую трапецию. В шкворнях на двух бронзовых втулках установлены цапфы, являющиеся осями передних колес. Ступица колеса свободно вращается на подшипниках, опирающихся на ось цапфы. В передних ведомых осях автогрейдеров регулируют подшипники ступиц колес, а также схождение и наклон передних колес.

Конические роликовые подшипники регулируют регулировочной гайкой, для чего предварительно снимают контровую гайку, стопорную шайбу и замковую шайбу. При этом регулировочную гайку заворачивают до полного устранения люфта в подшипниках так, чтобы вращение ступицы проходило с легким торможением. Затем гайку отпускают на 0,5 оборота и законтривают. Смазывают ступицы набивкой масла в полость, закрытую крышку.

Наклон колес регулируют изменением длины штока гидроцилиндра и проверяют достигнутым равномерным наклоном от среднего положения в обе стороны.

Передний ведущий мост автогрейдера ДЗ-98 также шарнирно крепится к основной раме, обеспечивая качание балки моста в поперечной плоскости машины. В отличие от рассмотренной передней оси ведущий мост не имеет наклона колес.

Подвеска задних ведущих мостов автогрейдера ДЗ-98 (рис.10) состоит из двух балансиров коробчатого сечения с шаровыми опорами, в которых фиксируются шаровые пальцы мостов. Продольные балансиры связаны общей осью, относительно которой качаются балансиры с мостами. Колено оси удерживается от проворота с помощью штанги. К основной раме автогрейдера подвеска крепится кронштейнами.

Для восприятия усилий, стремящихся повернуть ведущие задние мосты вокруг оси, установлены две реактивные штанги с шаровыми наконечниками. Один конец штанги 5 соединен с балкой ведущего моста, другой— с рамой автогрейдера.

В подвеске задних мостов автогрейдера ДЗ-98 регулируются шаровые соединения реактивных штанг и шаровые опоры крепления мостов. Люфт в шаровых соединениях реактивных штанг выбирается с помощью регулировочных пробок, которые надо сначала затянуть до отказа, а затем отпустить до возможности контровки. Люфты в шаровой опоре крепления моста устраняют подбором количества прокладок под крышкой.

Рис. 9. Передняя ось автогрейдера:

Рис.10. Подвеска задних мостов автогрейдера ДЗ-98: 1 — балансир, 2, 5 — штанги, 3 — ось, 4 — кронштейн, 6 — гайка, 7, 8 — подшипники, 0 — шаровой палец, 10 — сухарь, 11 — резьбовая пробка

Рис. 11. Колесо в сборе: 1 — покрышка, 2 — камера, 3 — ободная лента, 4 — обод

Техническое обслуживание узлов передней оси и подвесок заключается главным образом в систематической проверке крепления и при необходимости подтягивания болтов, особенно в начальный период эксплуатации автогрейдера; проверке регулировки подшипников ступиц колес, схождения и наклона колес, а также своевременной смазке подшипников, шарниров и шаровых соединений в соответствии с картой смазки.

Пневматические шины, применяемые в автогрейдерах, оказывают большое влияние на эксплуатационные качества машины (скорость передвижения, проходимость).

Определяется это рисунком протектора, внутренним давлением в шине, ее конструкцией.

В комплект шины (рис.11) входят покрышка, камера, ободная лента. Покрышка представляет собой резино-тканевую массу. Основой покрышки является корд из хлопковой ткани и искусственного шелка. Сейчас для шин автогрейдеров применяется нейлоновый корд, обеспечивающий высокую прочность покрышки.

Ободную ленту изготовляют из мягкой резины. Лента служит в качестве прокладки между ободом колеса и камерой, предохраняя камеру от трения по металлу при деформации шин под нагрузкой.

Шины по внутреннему давлению делятся на шины сверхнизкого, низкого и высокого давления. На автогрейдерах чаще применяют шины низкого давления, составляющего не более 3 кгс/см².

В последнее время на автогрейдерах начинают применяться бескамерные шины. Основные преимущества таких шин — большая надежность и безопасность при аварии, так как при прорыве покрышки давление в них падает медленно. Вентиль в бескамерных шинах крепится прямо на ободе, что уменьшает опасность, связанную с про-воротом шины на ободе.

Для увеличения срока службы шин необходимо ежедневно проверять давление воздуха в шинах, содержать их в чистоте, очищая от налипшего материала, не монтировать шины на ржавые обода, при монтаже припудривать камеру тальком.

Для обеспечения равномерного износа покрышек рекомендуется периодически (для автогрейдера ДЗ-98 через 300 ч работы) переставлять колеса с передних мостов на задние и с правого борта на левый (рис. 12).

Рис.12. Схема перестановки колес

При ежесменном техническом обслуживании следует проверять затяжку болтов крепления колес к ступицам

8. Рулевое управление автогредеров

В автогрейдерах наиболее широко применяют рулевые управления механические с гидроусилителем следящего действия.

Рулевое управление тяжелого автогрейдера ДЗ-98 (рис.13) состоит из рулевого механизма, редуктора рулевого механизма с гидрораспределителем и гидроусилителя. Усилие водителя от рулевого колеса к редуктору передается с помощью карданных валов, а усилие от рулевой сошки редуктора к управляемым колесам передается продольной и поперечной тягами. Питается система гидроусилителя от насоса, установленного на промежуточном редукторе трансмиссии. В системе предусмотрен предохранительный клапан, отрегулированный на давление 60—70 кгс/см2.

Редуктор рулевого механизма (рис.14) включает червячную передачу и гидрораспределитель.

При повороте рулевого колеса вправо или влево за счет сил сопротивления управляемые колеса и связанные с ними элементы механизма, включая сектор, остаются неподвижными, а червяк перемещается вдоль своей оси одновременно с установленным на нем золотником гидрораспределителя.

Перемещаясь, золотник перепускает масло от насоса в одну из полостей гидроусилителя и соединяет другую полость со сливом, вызывая перемещение штока и следовательно, воздействуя на управляемые колеса.

Перемещение штока гидроусилителя не прекращается до тех пор, пока не остановится рулевое колесо и золотник под действием реактивных пружин, действующих на плунжер, не установится в нейтральном положении.

Таким образом обеспечивается следящее свойство рулевого управления, т. е. поворот или остановка поворота колес автогрейдера в зависимости от поворота или остановки рулевого колеса водителем.

При прямолинейном движении автогрейдера золотник находится в нейтральном положении (рис.14, I) и перепускает масло через зазоры в корпусе золотника на слив.

Рис.13. Рулевое управление автогрейдера ДЗ-98: 1 — предохранительный клапан, 2 — продольная тяга, 3 — поперечная тяга, 4 — гидроусилитель, 5 – данный вал, 7 – рулевой механизм, 8 — рулевое колесо, 9 — насос редуктор, 6 — кар

Рис.14. Редуктор рулевого механизма автогрейдера ДЗ-98: а - устройство, б — схема работы золотникового устройства; 1— сошка, 2, 5, 9, 10 — подшипники, 3 — крышка, 4 —упорная шайба, б— червяк, 7 — червячный сектор, 8 — картер, 11 — пружина, 12 — плунжер, 13 —корпус, 14 — золотник, 15 — пробка, I—III этапы работы

Масло для смазки редуктора заливают в картер 8 через заливную пробку. Для слива масла предусмотрена пробка 15. Этим маслом смазываются червячная пара и подшипники.

Рулевая колонка (рис.15, а) установлена в кабине водителя и крепится к передней стенке корпусом. Рулевое колесо с валом вращается в подшипниках. На выходном конце вала крепится вилка карданного вала, передающего вращение рулевого колеса редуктору.

Подшипники рулевой колонки смазываются через пресс-масленки шприцеванием.

Продольная тяга (рис.15, б) соединяет рулевую сошку с рычагом левого поворотного кулака переднего моста с помощью шаровых пальцев — с регулируемым шарниром. Люфты в шарнирах устраняют затягиванием гайки.

Рис.15. Элементы рулевого управления: а — рулевая колонка, б — продольная тяга, в — поперечная тяга; 1 — подшипник, 2 — вал, 3 — корпус, 4 — кронштейн, 5 — рулевое колесо, 6 — шаровой палец, 7 — гайка, 8 — тяга, 9, 10 — пружины, И ~~ подвижная тяга, 12 — правый наконечник, 13 — поперечная тяга

В продольной тяге имеются пружины, позволяющие изменять ее общую длину. Это предохраняет рулевой механизм от поломок во время качания переднего моста.

Поперечная тяга (рис.15, в) соединяет поворотные кронштейны обоих передних колес. По конструкции поперечная тяга подобна продольной, отличается лишь отсутствием пружин для изменения длины. Поперечная тяга связывает передние колеса для одновременного поворота правого колеса на определенный угол в зависимости от поворота левого. Кроме того, поперечная тяга с помощью резьбы тяги регулирует схождение передних колес, необходимое для устойчивого движения автогрейдера.

Смазывают шаровые шарниры рулевых тяг с помощью прессмасленок шприцеванием. Гидроусилитель рулевого управления представляет собой обычный гидроцилиндр, который крепится к поворотному кулаку и балке моста с помощью шаровых опор, аналогичных применяемым в рулевых тягах.

Гидроцилиндр, помимо увеличения усилия, передаваемого на рулевое колесо водителем, обеспечивает также смягчение обратных ударов, возникающих при встрече управляемых колес с препятствием.

В рулевом управлении автогрейдера ДЗ-98 выполняют следующие регулировки: схождения колес; устранения зазоров (люфтов)в шаровых шарнирах рулевых тяг и гидроусилителя; регулировку предохранительного клапана. Регулировку клапана проверяют с помощью манометра, который подсоединяют вместо шланга, идущего от штоковой полости гидроцилиндра. При повороте колес влево давление должно быть до 4,0 Мпа, при повороте до упора — 6,0—7,0 Мпа. Зацепление червяка с сектором редуктора рулевого механизму регулируют после полной сборки золотникового устройства.

Рулевое управление легких и средних автогрейдеров также включает гидроусилитель (рис.16). Усилие водителя от рулевого колеса к рулевому механизму передается через карданную передачу. При повороте рулевого колеса червяк, находясь в зацеплении с пальцами кривошипа, перемещается вместе с золотником гидрораспределителя. Золотник, перемещаясь из нейтрального положения, открывает доступ масла в соответствующую выбранному направлению поворота полость гидроцилиндра.

Под давлением жидкости поршень перемещается, поворачивает кривошип и передает усилие поворота от кривошипа на вал сошки руля, осуществляя поворот колес. Масло из другой полости гидроцилиндра поступает на слив. При этом в каждый момент поворота рулевого колеса и, следовательно, открывания доступа масла через золотник в полость соответствующего поршня кривошип при повороте вокруг оси вала перемещает червяк в противоположную сторону, выставляя тем самым золотник в нейтральное положение. Таким образом обеспечивается следящее действие рулевого механизма.

Для предохранения системы рулевого управления от перегрузки в гидрораспределитель встроен шариковый предохранительный клапан, который регулируется на давление до 8,0 Мпа. При повышении давления масло из нагнетающей полости, преодолевая сопротивление пружины, прижимающей шарик к седлу, частично перепускается на слив.

Правильность регулировки проверяется при работающем двигателе. Вращение рулевого колеса должно быть без заедания, усилие не более 6 кгс. Свободное вращение рулевого колеса до начала поворота колес автогрейдера (люфт руля) не более 27°. Предохранительный клапан регулируют с помощью регулировочного винта. При этом колеса автогрейдера должны быть повернуты до упора, а в один из гидроцилиндров 3 устанавливают манометр, показывающий давление в системе.

Техническое обслуживание рулевого управления в процессе эксплуатации заключается в периодической проверке крепления, люфтов и шплинтовок всех соединений тяг и рычагов, люфта рулевого колеса.

Рис.16. Гидроусилитель рулевого управления: 1 – рулевой механизм, 2 – манжета, 3 – гидроцилиндр, 4 – поршень, 5 -сухарь, 6, 11 – кольца резиновые, 7 – крышка гидроцилиндра, 6 -червяк 9 – кривошип 10 – корпус, 12 – предохранительный клапан, 13 – гидрораспределитель, 15 – крышка гидрораспределителя, 15-уплотнение, 17 – болт, 18 – регулировочный болт, 19 – крышка, 20 -винт упорный, 27 – ось, 22 – ролик, 23 – вал, 24» сошка