Рама трактора

2.1. РАМА ТРАКТОРА

Рама является основным узлом несущей системы гусеничного промышленного трактора и агрегатов на его базе.

Рама трактора предназначена для:

- восприятия различных (внешних и внутренних) нагрузок, передаваемых на трактор;

- монтажа практически всех основных узлов и агрегатов трактора и части узлов (в том числе системы управления) навесного и прицепного оборудования агрегатов на этой тракторной базе;

- защиты установленных внутри рамы узлов от механических повреждений.

Основные предъявляемые к раме требования – обеспечение необходимых прочности и жесткости конструкции рамы при минимальных затратах и массе. Дополнительное требование – обеспечение простого и удобного доступа к узлам и деталям трактора для обслуживания, ремонта, монтажа и демонтажа.

1. По конструкции корпуса заднего моста (далее мост):

1.1. Закрытый мост (корпус БФ с лонжеронами);

1.2. Открытый сверху мост;

1.3. Мост с трубой под установку узлов главной передачи, например гидромоторов ГСТ или электромоторов ЭМТ.

2. По типу связи с подвеской.

В настоящее время применяются следующие соединения подвески с рамой трактора (подробнее рассмотрены в главе 3):

- жесткое; - полужесткое; - торсионное.

3. По месту закрепления оси прокачки тележек:

3.1. Единая с бортовым редуктором ось;

3.2. Вынесенная ось.

4. По передней части:

4.1. С силовой передней частью;

4.2. С разгруженной передней частью.

2.1.2. Некоторые общие основные технические решения

по рамам

Несмотря на все многообразие технических решений по рамам тракторов, зависящих от уровня разработки (знаний и умения разработчика), технического задания на проектирование от фирмы-изготовителя, конструкции трактора (тягового класса трактора и его компоновки) и условий эксплуатации, других моментов, существует ряд общих решений, характерных для большинства таких рам.

1. Минимально возможная ширина рамы – позволяет, в том числе, использовать гусеницы с различной шириной башмака без изменения колеи (см. табл. 1.9).

Так, например, при колее 1880 мм у трактора:

- Т10 максимальная ширина башмака 500 мм;

- D65 (c меньшей, чем у Т10 шириной рамы) стандартная ширина башмака 510 мм, устанавливаемых по заказу – 560, 610, 660 мм.

Возможность установки гусениц с разной шириной башмака обеспечивает максимальную эффективность техники на разных грунтах и видах работ. При этом увеличенная ширина башмака позволяет увеличить тягово – сцепные качества трактора и снизить его удельные давления на грунт.

В последнее время с целью получения «узкой» рамы все чаще силовые элементы (в основном коробчатой формы) усилений устанавливают снаружи рамы внутри гусеничного обвода. Также используя эти элементы в качестве усиления места установки рабочего оборудования (в основном бульдозерного и рыхлительного) на раму (рис. 2.5).

а б

Рис. 2.5. Усиления коробчатой формы снаружи рамы трактора 1650L («Case»), одновременно служат для усиления места установки рабочего оборудования:

а – в передней части (выполняют роль кронштейна для установки толкающего бруса отвала); б – в задней части (усиливают место установки рыхлителя).

2. Использование в конструкции рамы закрытых профилей коробчатой и трубчатой формы существенно увеличивающих жесткость и прочность конструкции, ее сопротивление изгибу и кручению.

3. Усиление наиболее нагруженных мест рамы без создания значительных концентраторов напряжений (плавные (по радиусу) переходы границ несущих деталей, отсутствие резких изменений толщины несущих деталей и узлов …) в районах:

- соединения лонжеронов с задним мостом и передним порталом;

- закрепления рабочего оборудования;

- установки бортового редуктора и подвески (посадочных мест бортового редуктора, полуосей прокачки тележек, балансирной балки).

Отсутствие в конструкции, по возможности, консольной установки силовых деталей и узлов.

Так, например, изменение радиуса в листе портала (на котором закреплены гидроцилиндры отвала) толщиной 16 мм (в районе перехода с горизонтального участка на наклонный) модификации тракторов типа Т-170 (ЧТЗ) с 30 до 50 мм полностью исключило образование в этом месте усталостных трещин, наблюдавшихся после наработки бульдозерно-рыхлительным агрегатом 1500 моточасов на первых тракторах опытно-промышленной партии.

4. Отсутствие выступающих углов и деталей на наружной поверхности рамы снизу и в районе гусеничного обвода. Плоская снизу рама с минимальным количеством выступающих элементов (рис. 2.6) не допускает скопления грязи на ее поверхности и облегчает маневрирование трактора при движении по пересеченной местности, а так же снижает вероятность его зависания на валунах и пнях.

5. Применение стандартных (ГОСТовских) материалов и профилей упрощает и удешевляет конструкцию рамы и трактора в целом.

Расчет на прочность выполняется для различных режимов работы трактора и агрегатов на его базе, в первую очередь для наиболее опасных режимов нагружения. Так, например, у БА таким режимом является – выглубление отвала при бульдозировании с максимальным тяговым усилием и перекосом отвала.

Рис. Напряжения (МПа) в раме трактора класса 25 для БРА (эксплуатационная масса агрегата 35 тонн), режим расчета «Выглубление бульдозера по опрокидыванию».

Рис. Деформации (мм) в раме трактора класса 25 для БРА (эксплуатационная масса агрегата 35 тонн), режим расчета «Выглубление бульдозера по опрокидыванию».

Рис. Напряжения (МПа) в раме трактора класса 25 для БРА (эксплуатационная масса агрегата 35 тонн), режим расчета «Нагрузка через балку -70т».

Рис. Деформации (мм) в раме трактора класса 25 для БРА (эксплуатационная масса агрегата 35 тонн), режим расчета «Нагрузка через балку -70т».

Рис. Деформации (мм) в раме трактора класса 25 для БРА (эксплуатационная масса агрегата 35 тонн), режим расчета «Нагрузка через балку -70т» (продолжение