Ремонт ходовой части гусеничных тракторов: устройство и неисправности

28.08.2019

Во время длительной эксплуатации спецтехники неизбежно возникают поломки, причем обычно в наиболее нагруженных функциональных узлах. Так, сравнительно часто возникает необходимость провести ремонт ходовой части гусеничных тракторов, поэтому стоит всесторонне рассмотреть те неисправности, которые к этому приводят, и общую технологию починки. Зная факторы риска, провоцирующие выход каретки, цепей и других элементов из строя, вы будете понимать, как их защитить и продлить тем самым время беспроблемного использования машины.

В силу своей конструкции данный вид спецтехники хорошо показывает себя на слабонесущих грунтах и в условиях сложно-пересеченной местности, поэтому важно поддерживать ее в идеальном работоспособном состоянии.

Ходовая часть трактора – что это такое

Это ключевой функциональный узел транспортного средства, обеспечивающий его непосредственное перемещение в пространстве с заданной в рабочем диапазоне скоростью. Фактически это платформа (тележка) с установленными на борту агрегатами, и, помимо уже названной, главной роли, она предназначена для решения еще 3 важных задач:

• поддержка остова со всеми смонтированными и эксплуатируемыми механизмами;
• преобразование вращательного момента (идущего от звездочек или ведущих колес) в поступательное движение;
• генерация силы тяги, достаточной для буксировки прицепов и/или других машин.

Классификация сельхоз шин

Покрышки для сельскохозяйственной техники можно классифицировать на:

• камерные и бескамерные;
• радиальные и диагональные;
• ведущие, направляющие и несущие.

Ведущие колеса должны иметь рисунок протектора повышенной проходимости. Устанавливаются на заднюю ось тракторов, а также управляемые колеса комбайнов. Возможна установка на переднюю ось тракторов повышенной проходимости. Нормативные документы разрешают также устанавливать такие шины на несущие колеса сельскохозяйственных машин и орудий.

Направляющие колеса устанавливаются на переднюю ось тракторов и заднюю комбайнов.

Несущие колеса предназначены для установки на прицепы и сельскохозяйственные орудия (машины).

Устройство ходовой части гусеничного трактора

Она состоит из 3 частей:

• Остов – выполняет несущую функцию. Это система, соединяющая остальные узлы.
• Движитель – воспринимает от всех установленных агрегатов (а также от трансмиссии) момент нагрузки, который и превращает в поступательное перемещение по заданной траектории.
• Подвеска – соединяет мосты с кузовом (рамой), передает вес спецтехники на почву, смягчает вибрации, удары и толчки, тем самым улучшая плавность хода.

Каждая из этих частей заслуживает более подробного рассмотрения.

Есть три варианта остова:

• Рамный – хребтовой или лонжеронный, то есть из пары продольных балок из стали с поперечинами. Он образует цельную или шарнирно-связанную конструкцию, но обязательно жесткую, прочную, предоставляющую легкий доступ к используемым механизмам.
• Полурамный – получается при соединении корпуса трансмиссии и опорной металлоконструкции в форме буквы «Н». Именно к последней крепится передняя ось движителя. Отличается малым весом (по сравнению с прошлым подвидом) при сохранении достаточной стойкости к нагрузкам и вибрациям.
• Безрамный – создается путем жесткого стыка корпусных элементов силовой передачи и блок-картера, а также, опционально, муфты сцепления и заднего моста. Несколько ограничивает доступ к навешенным на борт агрегатам, поэтому применяется сравнительно редко.

Движитель – конструкционно сложный узел ходовой части гусеничных тракторов, устройство его выглядит следующим образом:

• ведущая звездочка, отвечающая за перемещение, задействует цепь;
• последняя состоит из шарнирно соединенных звеньев и создает замкнутый контур (обвод), огибая поддерживающие ролики, направляющее колесо и опорные катки;
• почвозацепы формируют дорожку для качения спецтехники;
• опорные катки равномерно распределяют действующую силу тяжести по всей поверхности трака;
• ролики выполняют поддерживающую функцию, предотвращая боковое раскачивание;
• натяжной механизм и направляющее колесо задают и сохраняют правильную траекторию перемещения с сохранением должной амортизации.

Такая конструкция движителя обеспечивает ходовому устройству гусеничных машин высокое качество сцепления с грунтом при сравнительно низком давлении на него, а также хорошую проходимость. Отсюда – частота эксплуатации на болотистых или песчаных почвах, на сложно-пересеченных участках. Но есть и недостаток – это меньшая, чем у колесных моделей, скорость, что несколько ограничивает универсальность использования.

Подвеска может быть:

• Эластичная – представляет собой систему рычагов и катков (упругих и попарно составленных в каретку), которые при помощи шарниров присоединены к раме. Помогает траку повторять рельеф поверхности, что способствует повышению плавности движения.
• Полужесткая – это тележка с балками различного диаметра и располагающимися на них элементами. Ее рама сзади подключена к остову, а спереди контактирует с плоской рессорой. Ее конструкция проще, чем у предыдущего варианта (а значит меньше деталей могут выйти из строя), но качество поглощения вибраций хуже.

Назначение и преимущество тракторов на гусеничном ходу

Гусеничные ленты дают увеличенное сцепление с грунтом, что повышает проходимость по бездорожью. На такой технике можно выходить в поля сразу после таяния снега или после весенних паводков, на заболоченных местностях. Есть и другие преимущества:

1. Увеличенная площадь сцепления обеспечивает маневренность машины, снижает радиус разворота, что положительно влияет на расход топлива.
2. Трактор на ленточном ходу дает высокий КПД с одновременным снижением нагрузки на грунт, что предупреждает уплотнение почвы.
3. Одно из назначений машин на гусеницах – работа с бульдозерным оборудованием за счет высоких тяговых показателей.
4. Тракторы из-за хорошей балансировки и высокой грузоподъемности используют при установке технологического оборудования.

Основные неисправности ходовой части гусеничного трактора

Прежде чем их подробно рассмотреть, объясним природу их возникновения. Ключевая причина появления и развития дефектов – неравномерность воспринимаемых нагрузок.

Следует учитывать, что функциональные узлы спецтехники эксплуатируются в абразивной среде, зачастую при наличии сухого трения. А те же траки еще и постоянно контактируют с почвой, самой разной твердости и состояния. Добавьте сюда сезонные изменения климата, а также резкие скачки влажности, и получите все предпосылки для интенсивного износа.

Два простых примера:

• У ряда советских моделей (допустим, у того же Т-74) задняя опора в процессе использования испытывает нагрузку в 3 раза серьезнее, чем передняя. Естественно, в таких условиях придется периодически проводить ремонт – в рамках технического обслуживания ходовой части гусеничного трактора.
• Если на эту же машину навесить плуг, при работе ее передние цапфы и втулки будут нагружены на 24 кН, тогда как задние – уже на 41 кН. Понятно, что раньше выйдет из строя.

Еще один фактор риска – температура, ведь ее падение приводит к изменению вязкости масла. Так, уже при -15 0С движение спецтехники с той же скоростью, что при +5 0С, требует в 2,5 раза больших энергозатрат. Сила трения при этом возрастает пропорционально, а значит и износ контактирующих друг с другом деталей ускоряется.

Также стоит помнить, что в процессе постоянного контакта друг с другом детали механически деформируются. Происходит истирание соприкасающихся поверхностей, что приводит к ухудшению качества сцепления.

В качестве примера разнообразия возникающих дефектов – сводная таблица неисправностей заднего моста гусеничного трактора.

Ремонт заднего моста гусеничного трактора можно предотвратить, если периодически его осматривать и прослушивать. Регулярные проверки позволяют своевременно выявить и с минимальными последствиями устранить неполадки и ошибки функционирования, затянуть разболтавшиеся гайки крепления, откалибровать подшипники, убрать скапливающиеся подтеки масла. При этом важно заливать смазочный материал не выше метки (контрольного уровня), чтобы он не вытекал через сальники. Далее мы отдельно рассмотрим те случаи, которые встречаются чаще и более критичны.

Поломка каретки подвески

В процессе эксплуатации под воздействием неравномерных нагрузок, у данного элемента развиваются следующие дефекты:

• трещины и сколы по внутренней или наружной поверхности;
• изломы проушин и/или истирание их отверстий;
• преждевременный износ внешних колец конических роликоподшипников и втулок балансиров;

Такие проблемы характерны для многих моделей советского и российского производства, в частности, для Т-150, ДТ-75 и ДТ-75М. Хотя и зарубежная спецтехника, активно используемая на слабых грунтах и в сложно-пересеченной местности в условиях нашего климата, тоже сталкивается с появлением аналогичных повреждений.

Поэтому ремонт кареток гусеничного трактора, в принципе, универсален и заключается в выполнении следующих действий:

• При трещинах зачищаете поверхность возле дефектного участка, укрепляете проушину штифтами (5-6 мм диаметром), загибаете их и завариваете место стыка электродами Э-46, Э-42 (или другими, но с меловой обмазкой).
• При изнашивании технологического отверстия, предназначенного для оси качания, растачиваете место под внутренний балансир, берете подходящую по сечению втулку из стали, запрессовываете ее, привариваете на торцах, просверливаете посадочную точку под клин (сечением в 28 мм). Всю процедуру можно легко произвести при помощи мобильных расточных станков от .
• При истирании самих втулок – для цапфы поперечных брусьев или для оси качания – просто заменяете поврежденные элементы (так как они уже не подлежат восстановлению).
• При преждевременном износе наружных колец роликоподшипников расширяете технологические отверстия, ставите в них ремонтные втулки большего диаметра.

Поломка гусениц

Они функционируют в самых жестких условиях, так как работают в абразивной среде и при изменениях температуры, и находятся в непосредственном контакте с другими деталями и полотном грунта. Поэтому со временем у них изнашиваются:

• проушины звеньев и пальцы – на участках их сопряжения;
• цевки – в точках их соединения с зубцами ведущей звездочки;
• почвозацепы и беговые дорожки.

Порядок действий здесь зависит от того, что именно вышло из строя. Есть элементы, восстанавливать которые или экономически невыгодно, или небезопасно, так как дальнейшая их эксплуатация может привести к аварии.

Другие виды ремонта гусениц тракторов выполняются в зависимости от характера дефекта. Например, отверстия проушин чинят путем обжатия, подвергая их пластической деформации. Для этого звено помещают в емкость с расплавом солей, нагревают до высокой температуры, после чего обжимают при помощи штампов. В результате происходит перераспределение материала детали с возвращением исходных размеров. Дальше производят закалку, чтобы элемент приобрел достаточную надежность. Параллельно восстанавливаются и поврежденные цевки (в этом преимущество способа).

Еще один метод – заливка жидким металлом:

• В проушине прожигают отверстие – с той стороны, где износ наиболее серьезен, используя угольный электрод или электрическую дугу.
• После чего в полученное посадочное место вставляют втулку и с обеих сторон закрывают ее огнеупорной глиной.
• Параллельно расплавляют сталь, либо с подключением ТВЧ, либо в тиглях, а затем заливают металл в проушину.
• Металл заполняет образовавшиеся полости, остывает и затвердевает, превращается в своего рода вкладыш (или заклепку), позволяющую восстановить исходную форму элемента.

Аналогичными способами проводится и ремонт гусеничных кранов, так как ходовая система у них практически такая же, что и у тракторов, а значит получает похожие повреждения.

Поломка цепей

Чаще всего в процессе эксплуатации, особенно в условиях перегруза спецтехники, возникают следующие дефекты:

• провисание трака из-за проблем с цилиндром натяжителя;
• ослабление качества стыка на участке крепления ведущей звездочки с башмаком;
• критическое изнашивание 20% втулок и более;
• отсутствие заднего хода;
• истирание почвозацепов из-за их постоянного контакта с твердой поверхностью грунта.

Большинство неполадок визуально заметны, что дает возможность исправить их на самых ранних этапах проявления. Однако для собственного успокоения и безопасности работы стоит проводить ультразвуковую дефектоскопию, которая выполняется в рамках технического обслуживания ходовой части колесного трактора или планового ремонта цепи гусеничной машины.

Обнаруженные дефекты исправляются в зависимости от их природы. Так, при провисании трака восстанавливается целостность поверхностей цилиндра натяжителя (путем шлифовки и напайки), а в том случае, если это невозможно или нецелесообразно, проводится замена детали.

Ремонт крепления башмака проводится при наличии трещин глубже 4 см, площади обломов, превышающей 200 квадратных см, или истирании гребней более 3 см. Его форму возвращают к исходной при помощи гидравлического пресса.

Опорные катки и почвозацепы чинятся наплавкой металлов подходящей твердости с последующим выравниванием рельефа до нужного посредством элекроконтактной или токарной обработки.

Ведущие и ведомые колеса трактора

Колеса состоят из пневматической шины, обода, диска и ступицы. Все современные колесные тракторы оснащаются пневматическими шинами низкого давления. Давление воздуха в шинах ведущих колес находится в пределах 0,08…0,17 МПа, в шинах ведомых управляемых колес -0,14…0,26 МПа.

Шины подразделяют по размерам, конструкции и назначению. Размеры шины и ее конструктивные особенности включены в ее обозначение 13,6R38 или 18,4-30:

первое число соответствует (в дюймах) номинальной ширине профиля шины;

второе — посадочному диаметру обода;

R — обозначение шин с радиальным, а черточка между числами — шин с диагональным расположением нитей корда;

буква L вместо R обозначает, что шина низкопрофильная.

Более ранние конструкции шин имели такое же обозначение, но в миллиметрах.

По форме профиля шины подразделяются в зависимости от отношения высоты профиля Н шины к ее ширине В. Различают шины (рис. 7.1):

— обычного профиля (Н/В = 0,9…1,1);

— широкопрофильные (Н/В = 0,75…0,85);

-арочные (Н/В- 0,4…0,6);

— пневмокатки (Н/В = 0,1…0,4).

Шины могут быть камерными и бескамерными.

Рис. 7.1. Геометрические формы профиля шин и их отпечатки: а — обычного профиля (тороидная); б — широкопрофильная; в — арочная; г — пневмокаток; d — посадочный диаметр обода колеса; Ь — ширина обода колеса; D — наружный диаметр шины

Камерная шина состоит из покрышки, камеры и ободной ленты.

Покрышка шины (рис. 12,а) имеет сложную конструкцию и конфигурацию и состоит из каркаса 3, брекера (подушечного слоя) 2, протектора /, боковин 4, бортов 6 и бортовых колец 5.

Каркас шины ограничивает объем накаченной камеры и передает нагрузки, действующие со стороны почвы или дороги на обод колеса. Он состоит из нескольких слоев (2-14) прорезиненного корда, наложенных друг на друга. По конструкции шины подразделяются на диагональные и радиальные. В диагональных шинах нити смежных слоев корда каркаса перекрещены между собой под углом 95… 115°, образуя сетку. В результате за счет трения между слоями каркаса диагональные шины имеют большее сопротивление качению, чем радиальные. На современных тракторах применяют радиальные шины, так как они обладают повышенной износостойкостью и меньшими значениями сопротивления боковому уводу и качению.

Рис. 7.2. Пневматическая шина: а — камерная; б — бескамерная; 1 — протектор; 2 — брекер; 3 — каркас; 4 — боковина; 5 -бортовые кольца; 6 — борт; 7 — вентиль; 8 — диск колеса; 9 — обод колеса; 10 — уплотняющий резиновый слой; 11 — герметизирующий резиновый слой

В качестве материала для изготовления корда используется хлопчатобумажная ткань, вискоза, полиамидные смолы и стальная проволока. При использовании в шине металлического корда его число слоев уменьшают. Такие шины имеют высокую грузоподъемность и износостойкость и менее склонны к прокалыванию при наезде на острые предметы. Иногда металлический корд комбинируют с неметаллическим.

Брекером называют резиновый или резинокордный слой между каркасом и протектором. Он служит для усиления каркаса, снижения на него ударных нагрузок и более равномерного распределения тягового, тормозного и поперечного усилий.

Протектор — толстый слой резины, расположенный по короне покрышек. Он служит для обеспечения хорошего сцепления шины с опорной поверхностью, ослабления толчков и ударов на каркас и предохранения каркаса и камеры от механических повреждений.

Боковины образует резиновый слой, покрывающий каркас сбоку и предохраняющий последний от влаги и механических повреждений.

Бортом называется жесткая часть покрышки, служащая для крепления ее на ободе колеса. Он образуется из крыльев, обернутых концами слоев корда. В зависимости от числа слоев корда в борте применяют одно, два или три крыла. Крыло изготовляют из бортового кольца, выполненного из стальной проволоки, твердого профильного резинового шнура, обертки и усилительных ленточек

Камера представляет собой тонкостенную резиновую оболочку в виде тора, в которую накачивается воздух. Для впуска и выпуска воздуха на камере имеется вентиль, снабженный обратным клапаном.

Ободная лента имеет вид кольца плоского сечения и устанавливается между камерой и ободом колеса для предохранения камеры от истирания об обод и от ее защемления между покрышкой и ободом.

Бескамерная шина (рис. 7.2,6). В ней пространство, заполняемое воздухом, образуется при герметичном соединении обода с покрышкой, вентиль при этом размещен на ободе. Бескамерные шины могут быть обычного типа, арочными и пневмокатками.

Шины характеризуются рядом геометрических параметров и грузоподъемностью, которая зависит от внутреннего давления воздуха.

По назначению различают шины ведущих и ведомых управляемых колес.

Ведущие колеса служат для преобразования крутящего момента, подводимого к ним от двигателя через трансмиссию, в касательную силу тяги, необходимую для передвижения трактора и создания тяги на крюке. Касательная сила тяги зависит от массы, нагружающей ведущие колеса, площади контакта колес с опорной поверхностью, сцепных качеств протектора, а также свойств почвы или грунта. Для обеспечения надежного сцепления ведущих колес с почвой на них передается большая часть (до 70…75% для тракторов 4К2 или ЗК2) или вся сила тяжести трактора (для 4К4). На протекторе шины имеются резиновые грунтозацепы, направленные под углом к плоскости вращения колеса, улучшающие сцепление колеса с почвой.

Ведущее колесо тракторов МТЗ-80/82 (рис. 73,а) состоит из обода 1 с шиной, штампованного диска 2 и литой ступицы 4, соединенных болтами 2, которые запрессованы в отверстия фланца ступицы. Диск и обод жестко соединены друг с другом.

Ступица 4 колеса болтами 9 жестко соединена с полуосью 6 при помощи вкладыша 10 и шпонки 5. Вкладыш снабжен червяком 7, находящимся в зацеплении с зубьями рейки, расположенными на полуоси 6. Вращением червяка 7 при отпущенных болтах 9 обеспечивается возможность перемещения колеса вдоль полуоси 6 и установка необходимой ширины колеи.

Для улучшения сцепления ведущих колес с почвой на диске 2 могут устанавливаться съемные грузы 8.

Диски передних ведущих колес трактора МТЗ-82 крепятся болтами к кронштейнам, приваренным к ободу. Такая конструкция позволяет изменять взаимное расположение диска и обода и благодаря ему дополнительно ступенчато регулировать колею передних колес.

Ведущее колесо тракторов ЛТЗ-55/55А (рис. 7.3,6) не имеет ступицы и состоит из обода 1 с шиной и стального штампованного диска 4. С внутренней стороны к ободу приварены стойки 3, к которым болтами 2 крепится диск 4, усиленный в месте его крепления к фланцу полуоси кольцом 6. Для увеличения сцепного веса при работе трактора в тяжелых условиях предусмотрена установка дополнительных грузов

Ступенчатое изменение колеи ведущих колес обеспечивается перестановкой обода 1 относительно диска 4 и изменением положения дисков колес относительно фланцев полуосей.

Ведущее колесо тракторов К-701/701М (рис. 7.3,в) является бездисковой конструкцией с ободом 1 широкого профиля, закрепленным на ступице водила конечной передачи с помощью прижимов 2 и ограничителей 3.

Такая конструкция ведущего колеса позволяет сократить габаритную ширину трактора при сохранении дорожного просвета, так как конечная передача располагается внутри обода колеса.

Ведомые управляемые колеса служат для направления движения трактора, а также для передачи части его веса на опорную поверхность.

Если управляемые колеса являются ведущими, то они создают дополнительную касательную силу тяги.

Основное требование к управляемым колесам — сохранение устойчивости прямолинейного движения и заданной траектории криволинейного движения при повороте.

Для облегчения поворота трактора и уменьшения радиуса поворота передние управляемые колеса обычно выполняют меньшими по диаметру и ширине обода по сравнению с задними ведущими.

Для уменьшения бокового скольжения колес по почве или грунту при повороте трактора рисунок протектора шин выполняют в виде кольцевых ребер.

Направляющее колесо трактора ЛТЗ-55 (рис. 7.4,а) имеет литую ступицу 2, на которой установлен обод /, соединенный со ступицей накладками 11с помощью болтов 12. Одна из накладок расположена между приваренными к ободу выступами, удерживая его от проворачивания относительно ступицы колеса. Ступица 2 установлена на двух конических роликоподшипниках 7 и 10 на оси 5, заканчивающейся прямоугольным фланцем для соединения оси со шкворнем. Уплотнение ступицы с наружной стороны осуществляется колпаком 8, ас внутренней — у трактора ЛТЗ-55 каркасным 4 и войлочным 3 сальниками, у тракторов Т-25А/Т-30А80 -торцовым уплотнением (рис. 7.4,6).

Рис. 7.4. Ведомые управляемые колеса: а — трактора ЛТЗ-55; б — торцового уплотнения ступицы ведомого управляемого колеса тракторов Т-25 А и Т-30А80

Торцовое уплотнение ступицы колеса состоит из резиновой диафрагмы 2, прижатой к корпусу 1 грязезащитным кожухом 7, и двух стальных колец: подвижного 6 и неподвижного 4 (рис. 7.4,6). Кольца прижаты друг к другу притертыми цементированными поверхностями с помощью пружин 5. Подвижное кольцо фиксируется от проворачивания относительно корпуса I штифтами 3. Корпус 1 с уплотнениями соединяется со ступицей колеса болтами 8.

Регулирование подшипников управляемых колес тракторов выполняется корончатой гайкой 9 (рис. 7.4,а). Для улучшения управляемости и устойчивости при работе с машинами, навешиваемыми сзади, на переднюю часть рамы тракторов МТЗ-80, ЛТЗ-55, Т-25А и Т-30А80 устанавливают съемные грузы.

Технология ремонта гусеничных тракторов

Со стороны она выглядит следующим образом:

• Вы замечаете неисправность и обращаетесь в компанию, занимающуюся профессиональным ремонтом спецтехники.
• Специалисты проводят всестороннюю диагностику и по ее итогам составляют дефектную ведомость, в которую вносят все обнаруженные проблемы и указывают, какие операции необходимо выполнить для их решения.
• Заручившись согласием заказчика, мастера выполняют оговоренные работы – растачивают проушины, наплавляют опорные катки, устраняют цевки и провисания трака, меняют вышедшие из строя элементы – делают все, что можно в цеху.

Внимание, есть детали, которые можно восстановить только в заводских условиях. Например, звенья – их направляют либо непосредственному производителю, либо крупному промышленному предприятию, выпускающему их аналоги.

Также есть детали, которые можно восстановить на месте нахождения спецтехники, без транспортировки в ремонтный цех, если использовать для этого мобильные расточные и наплавочные станки.

Мы постарались как можно подробнее рассмотреть назначение ходовой системы, основные части гусеничного трактора, неисправности, чаще всего возникающие в процессе решения дорожно-транспортных задач. Теперь вы знаете, что делать при поломках, но стоит ли до них доводить? Напоследок хотим дать банальный, но действенный совет: старайтесь не нарушать условия эксплуатации спецтехники и регулярно отправляйте ее на диагностику – это позволит предотвратить развитие многих проблем.