Связанные одной цепью (Часть 2)

Факторы, от которых зависит интенсивность износа гусеничной ходовой части

Рельеф местности

Кроме характера эксплуатации (см. следующую главу), большое значение имеет рельеф местности, где работает машина. В результате изменений рельефа меняется развесовка машины и нагрузка на различные части ходового механизма.

Движение вниз по склону. (рис. А.1) Большая часть веса действует на переднюю часть машины, износ передних катков идет более интенсивно. Зато благодаря особенностям конструкции гусеничной цепи при движении вниз уменьшается износ колес и втулок цепи.

Поэтому движение вниз предпочтительно для гусеничной машины.

Движение вверх по склону. (рис. А.2) Вес машины перераспределяется к задней части, усиливается износ задних катков и поверхностей зубьев колес и втулок цепи, работающих при переднем ходу.

Такое положение для гусеничной машины хуже, чем движение вниз, но все же гораздо лучше, чем движение с боковым наклоном.

Движение с боковым наклоном. (рис. А.3) Большая часть веса машины приходится на сторону, находящуюся ниже по склону. Увеличивается износ находящихся с этой стороны боковых направляющих поверхностей звеньев, боковых поверхностей катков и направляющих колес, торцов втулок гусеничной цепи и боковых поверхностей башмаков.

Работа на вершине гряды. (рис. А.4) В таком положении самые высокие нагрузки приходятся на элементы, обращенные к внутренней части машины, то есть к ее продольной оси. Усиливается износ внутренней части звеньев, внутренних краев башмаков и рабочих поверхностей катков и направляющих колес.

В экстремальных случаях значительно усиливается износ внутренних поверхностей ведущих колес и соответствующих им частей втулок гусеничной цепи.

Движение по впадине. (рис. А.5) Большая часть нагрузки приходится на наружные (обращенные наружу) части деталей ходового механизма. Усиливается износ наружных частей звеньев, наружных краев башмаков и обращенных наружу рабочих поверхностей катков и направляющих колес.

В экстремальных случаях значительно усиливается износ наружных поверхностей ведущих колес и соответствующих им частей втулок гусеничной цепи.

Степень влажности

В предыдущих разделах мы уже объясняли, как влажность может усиливать абразивное действие грунта и его способность к налипанию. К этому нужно добавить, что влага или свободная вода усиливает процесс коррозии деталей ходового механизма, вызывая ржавление и усиливая коррозионное действие других химически активных веществ.

С другой стороны, под воздействием большого количества воды грязь и налипший грунт с абразивными частицами и коррозионно-активными химическими веществами смываются, набившийся в зазоры грунт размягчается, что упрощает его удаление.

Химически активные вещества

Эти вещества могут иметь природное либо искусственное происхождение. Соли, соединения серы, органические химикаты и кислоты могут содержаться в горных породах, удобрениях, химических отходах, бытовом мусоре, а также в заложенном на хранение зерне. Эти вещества могут быть коррозионно-активными, так же как и некоторые высококислые или щелочные почвы. Все названные вещества являются коррозионно-активными и воздействуют на сталь и резиновые уплотнения: разъ­едают эти материалы, усиливают процессы образования трещин, в результате смазка вытекает из зазоров и износ подшипников и шарниров гусеничной цепи ускоряется. Следует заметить, что упрочненные стали могут быть более подвержены коррозионному воздействию некоторых химикатов, чем термически необработанный металл.

Характер эксплуатации

Термин «характер эксплуатации» часто используют неправильно, подразумевая характеристики опорной поверхности, по которой движется машина. На самом деле «характер эксплуатации» означает, какую работу выполняет машина. Ниже описан характер износа и иных воздействий на элементы конструкции ходового механизма при выполнении гусеничной машиной наиболее распространенных видов работ.

Снятие и перемещение грунта бульдозерным отвалом. При такой работе большая часть нагрузки приходится на переднюю часть машины, ускоряется износ передних катков и направляющих колес.

Погрузка. Во время внедрения в грунт и наполнения ковша большая часть нагрузки действует на задние катки гусеничного погрузчика. При перемещении ковша с грунтом основная нагрузка приходится на передние катки. Обычно это приводит к ускорению износа передних и задних катков, тогда как средние катки изнашиваются меньше.

Рыхление и буксировка. При таких работах основная нагрузка приходится на заднюю часть машины, ускоряется износ задних катков. В наиболее тяжелых случаях значительно усиливается износ ведущих колес и втулок гусеничной цепи.

Выемка грунта гидравлическим экскаватором. Нагрузка действует попеременно то на одну сторону машины, то на другую, в результате повышенному износу подвергаются наружные элементы деталей ходового механизма. В какой-то степени это явление напоминает «движение по впадине», хотя при выемке грунта темп износа гораздо меньше, поскольку машина при работе в основном стоит на месте.

Частично управляемые факторы

Оператор практически не может влиять на упомянутые выше «характеристики опорной поверхности» и «характер эксплуатации». Но работа все равно должна выполняться машиной, какими бы ни были окружающие условия. Тем не менее оператор может уменьшить износ ходового механизма, если будет правильно устанавливать некоторые рабочие характеристики, которыми он может управлять.

Эти частично управляемые факторы называются «условиями работы», к ним относится всё, чем управляет оператор машины.

Скорость

Темп износа ходового механизма прямо зависит от скорости движения и пройденного расстояния, а не от количества моточасов, которые проработала машина. Темп износа всех узлов ходового механизма возрастает пропорционально увеличению скорости движения главным образом вследствие увеличения удельной нагрузки, с которой детали действуют друг на друга.

От скорости также зависят величины ударных нагрузок на узлы ходового механизма. От величины скорости напрямую зависит темп износа пальцев, втулок, ведущих колес и других вращающихся деталей ходового механизма. Непрямая зависимость существует между скоростью и темпом износа башмаков и грунтозацепов, поскольку со скоростью возрастает сила удара о грунт и ударные нагрузки.

При движении задним ходом с высокой скоростью ускоряется износ в зоне контакта втулок гусеничной цепи с ведущим колесом.

Чтобы уберечь ходовой механизм от повышенного износа, настоятельно рекомендуется избегать работы на высоких скоростях, если это не оправдано увеличением производительности. Также следует избегать движений с переменой направления передним-задним ходом без необходимости. Более того, при работе в условиях высоких ударных нагрузок следует выбирать скорость движения как можно меньше, насколько позволяет работа.

Повороты

Темп износа узлов ходового механизма возрастает при выполнении поворотов. При поворотах возрастают нагрузки движущихся деталей ходового механизма, особенно на боковые поверхности катков и направляющих колес. Разворот с торможением одной и движением другой гусеницы назад вызывает ускорение износа втулок и ведущих колес по сравнению с разворотом движением одной гусеницы вперед. Чтобы износ ходового механизма с обеих сторон был одинаковым, старайтесь поворачивать машину попеременно через правую и левую стороны.

Противовращение гусениц

Как известно, при этом способе поворота машины одна гусеница вращается вперед, а другая назад. Пользоваться им следует осторожно, потому что при одинаковой скорости и характеристиках опорной поверхности нагрузка, воздействующая на боковые части деталей ходового механизма, при таком вращении выше, чем при обычном.

Пробуксовка гусениц

При пробуксовывании усиливается износ всех деталей ходового механизма, причем никакой полезной работы в это время не выполняется. Особенно страдают от износа грунтозацепы башмаков, поскольку их скорость движения относительно грунта увеличивается.

Работа с постоянной нагрузкой на одну сторону

Если при работе на одну из сторон ходового механизма постоянно действует более высокая нагрузка, чем на другую, износ правой и левой сторон ходового механизма будет неодинаковым. Разумеется, износ деталей более нагруженной стороны увеличивается пропорционально величине неблагоприятных факторов: подводимой мощности, степени налипания грунта и пробуксовки гусениц. Типичные примеры таких работ: планировка откосов, перемещение грунта отвалом по наклонной поверхности, погрузка ковшом и т.д.

Наиболее эффективный практический способ уменьшения отрицательного эффекта от такой работы – часто менять условия и режимы работы машины, например: менять схемы работы, наклонять отвал в противоположную сторону, менять направление проходов при съемке грунта и т.д. Камнезащитные щитки и защитные кожухи тоже могут помочь.

Движение задним ходом

Износ втулок гусеничной цепи и ведущего колеса в этом режиме выше, чем при движении вперед. К тому же движение задним ходом обычно является непроизводительным, поэтому настоятельно рекомендуется как можно меньше им пользоваться.

Субъективные факторы

Устранение или уменьшение действия субъективных причин, вызывающих износ, основной способ оптимизации использования ресурса ходового механизма. Здесь очень велика роль оператора и владельца машины. Подчеркнем, что правильно составленный график технического обслуживания и тщательные ежедневные осмотры помогут сократить эксплуатационные расходы и время простоя техники.

Натяжение гусеничной цепи

Как уже говорилось выше, набивающийся между зубьями ведущего и направляющего колес грунт – основная причина чрезмерного натяжения гусеничной цепи. Из-за неправильного натяжения ускоряется износ деталей ходового механизма, срок службы втулок и колес может сократиться в 2,5–3 раза!

При чрезмерном натяжении цепи также уменьшается производительность (из-за потерь тяговой мощности) и возрастает расход топлива.

В главе «Техническое обслуживание и ремонт ходового механизма» подробно описывается порядок регулировки натяжения гусеничной цепи.

Башмаки

Основной задачей башмаков гусеничных звеньев является обеспечение надежного сцепления с грунтом и высокой опорной проходимости, причем башмаки не обязательно должны быть широкими.

Опорная проходимость определяется способностью машины двигаться по слабому грунту и грязи, не погружаясь в них. Если опорная проходимость рассчитана правильно, грунтозацепы проникают в грунт, а башмаки остаются на поверхности и не погружаются.

Не следует использовать башмаки более широкие, чем это необходимо. Чем шире башмак, тем больше скручивающий момент, который может воздействовать на детали ходового механизма при движении машины по неровной поверхности, покрытой камнями и ямами. При наезде на неровность плоскость башмака служит рычагом, более всего подвергаются действию крутящих моментов башмаки, пальцы и втулки гусеничной цепи. Кроме того, неблагоприятное действие крутящие моменты оказывают на катки и ведущее и направляющее колеса.

Установка более широких, чем нужно, башмаков, обычно становится причиной следующих проблем:

• дополнительное сопротивления при поворотах, на преодоление которого затрачивается полезная мощность двигателя и дополнительное топливо; при поворотах возрастают скручивающие нагрузки на гусеничную цепь и увеличивается износ углов башмаков;
• повреждение башмаков и звеньев: изгибы, растрескивания, разрушения и т.д.;
• ускоряется износ пальцев и втулок;
• возможно удлинение пальцев и расширение отверстий под втулки в звеньях;
• ослабление затяжки и утеря деталей крепления башмаков с соответствующим увеличением отверстий под болты в башмаках;
• уменьшение ресурса по износу звеньев, боковых поверхностей катков и фланца центрального отверстия направляющего колеса.

Правильное положении гусеничных звеньев

Регулировка правильного положения (выравнивание в одной плоскости) деталей ходового механизма исключительно важна для того, чтобы избежать ускоренного и неравномерного износа. Каждое отклонение от правильного положения ходовой рамы, направляющего и ведущего колес приводит к износу и повреждениям рабочих и боковых поверхностей катков, направляющих поверхностей звеньев и боковых поверхностей колес или сегментов и фланца центрального отверстия направляющего колеса.

В общем случае любое различие в характере износа между правой и левой, внутренней и наружной, или передней и задней частями ходового механизма может быть следствием неправильной регулировки положения в плоскости одной или нескольких деталей: ходовой рамы, направляющего и ведущего колеса.

В главе «Оценка характера износа и типичные повреждения» описаны наиболее типичные случаи отклонений от правильного положения деталей ходового механизма.

Содержание ходового механизма в чистоте и правила постановки на стоянку

Во-первых, нужно заметить, что эти два фактора часто ускользают от внимания операторов и владельцев техники. На самом же деле они оказывают определенное влияние на срок службы ходового механизма.

Регулярная очистка ходового механизма помогает удалить налипший и набившийся в зазоры грунт, абразивные частицы и химически активные вещества, которые могут сократить срок службы деталей. Это особенно важно при низких температурах, когда уплотненный и смерзшийся грунт может препятствовать вращению катков и направляющего колеса, вызывая износ в виде плоских участков и разгерметизацию уплотнений. Очистка также дает возможность осмотреть детали ходового механизма.

Машина должна останавливаться на стоянку на ровной горизонтальной площадке, потому что длительное действие нагрузки на одну сторону уплотнительной манжеты может привести к пластической деформации, что приведет в свою очередь к утечке смазки из подшипников катков, направляющих колес и закрытых шарниров с жидкой смазкой гусеничной цепи.

Оценка характера износа ходового механизма и типичные повреждения

Сведения, собранные в этой главе, предназначены для того, чтобы помочь механикам распознать характер износа и коренные причины наиболее распространенных неисправностей, отрицательно влияющих на детали ходового механизма.

Неправильное положение деталей ходового механизма

Перед тем как рассмотреть типичные виды износа отдельных деталей ходового механизма, следует пояснить, что неправильное положение ходовой рамы, направляющих и ведущих колес приведет к ускоренному и неравномерному износу движущихся деталей ходового механизма. В общем случае любое различие в характере износа между правой и левой, внутренней и наружной или передней и задней частями ходового механизма может быть следствием неправильной регулировки положения в плоскости одной или нескольких деталей ходового механизма.

Далее описываются наиболее распространенные случаи отклонений от правильного положения деталей, их типичные причины и последствия, а также способы устранения неисправности.

Неправильное положение ходовой рамы

Схождение/развал в горизонтальной плоскости. (рис. Б) Это отклонение одной или обеих ходовых рам от плоскости, параллельной продольной оси трактора.

Причина. Временный (только во время действия нагрузки) или постоянный изгиб диагональной балки или ходовой рамы.

Последствия. Неравномерный износ наружных и внутренних боковых плоскостей катков и направляющих колес, а также боковых поверхностей направляющих. Износ проявляется все отчетливее по направлению к передним каткам.

Способ устранения неисправности. Восстановить геометрию диагональной балки и отремонтировать опорные подшипники.

Перекос в вертикальной плоскости. (рис. В.1) Происходит, когда ходовая рама наклонена в ту или иную сторону от вертикали.

Причина. Постоянный изгиб диагональной балки, разрушение опор или подшипников.

Последствия. Неравномерный износ внутренних и наружных частей катков, направляющих колес, направляющих и боковых поверхностей звеньев.

Другим следствием является неодинаковый износ передних и задних роликов.

Способ устранения неисправности. Восстановить геометрию диагональной балки и/ или отремонтировать опоры.

Наклон (вперед/ назад). (рис. В.2) Подобен схождению и развалу, но ходовая рама изогнута и искривлена внутрь или наружу относительно трактора.

Причина. Изгиб ходовой рамы.

Последствия. Подобно схождению и развалу, но на задние катки отрицательного воздействия не оказывается.

Способ устранения неисправности. Восстановить геометрию ходовой рамы.

Скручивание. (рис.В.3) При взгляде спереди ходовая рама скручена таким образом, что передний конец отклоняется наружу.

Причина. Ходовая рама скручена относительно горизонтальной оси, параллельной продольной оси трактора.

Последствия. Подобно перекосу в вертикальной плоскости, но без воздействия на задние катки.

Способ устранения неисправности. Восстановить геометрию ходовой рамы.

Перекос направляющего колеса

Схождение/ развал в горизонтальной плоскости. (рис. Г.1) На виде сверху направляющее колесо расположено не параллельно осевой линии ходовой рамы.

Причина. Каретка или ось направляющего колеса изогнуты.

Последствия. Износ внутренней стороны направляющих поверхностей и особенно боковых поверхностей направляющего колеса. Возможен износ реборд переднего катка.

Способ устранения неисправности. Восстановить геометрию элементов каретки или оси направляющего колеса.

Боковое смещение. (рис. Г.2) На виде сверху направляющее колесо расположено параллельно продольной оси машины, но смещено от правильного положения в поперечном направлении.

Причины. Нарушение осевой регулировки.

Последствия. Износ наружных или внутренних боковых поверхностей направляющего колеса внутренних направляющих ходовой рамы, в тяжелых случаях может иметь место износ переднего катка/ катков.

Способ устранения неисправности. Правильно отрегулировать осевое положение направляющего колеса.

Скручивание, наклон, отклонение назад/ вперед. (рис. Г.3) На виде спереди направляющее колесо отклоняется от вертикали.

Причины. Изгиб каретки колеса внутрь и/ или наружу в вертикальной плоскости.

Последствия. Такие же, как при схождении/ развале.

Способ устранения неисправности. Такой же, как при схождении/ развале.

Перекос ведущего колеса

Схождение/ развал в горизонтальной плоскости. (рис. Д.1) На виде сверху направляющее колесо расположено не параллельно осевой линии ходовой рамы.

Причины. Изгиб вала ведущего колеса вперед или назад, либо венец ведущего колеса приварен неправильно (с отклонением от плоскости).

Последствия. Износ внутренних направляющих поверхностей звеньев с обеих сторон и обеих боковых сторон ведущего колеса. Возможен износ реборд катков.

Способ устранения неисправности. Выравнивание или замена вала ведущего колеса, повторная наварка венца колеса.

Скручивание. (рис. Д.2) На виде сзади ведущее колесо отклоняется от вертикального положения (перекошено).

Причины. Такие же, как при схождении/ развале.

Последствия. Такие же, как при схождении/ развале.

Способ устранения неисправности. Такие же, как при схождении/ развале.

Боковое смещение. (рис. Д.3) На виде сверху или сзади ведущее колесо располагается параллельно продольной оси машины, но смещено в поперечном направлении от правильного положения.

Причины. Ведущее колесо занимает неправильное положение на валу. Венец ведущего колеса приварен неправильно (с отклонением от плоскости).

Последствия. Износ внутренней или наружной боковой поверхности ведущего колеса, а также внутренних направляющих поверхностей. Возможен износ реборд задних катков.

Способ устранения неисправности. Установить ведущее колесо в правильное положение на валу или повторно приварить венец колеса.

Износ деталей ходового механизма

Износ опорных катков

Равномерный износ рабочих поверхностей. (рис. Е) Это «нормальный» вид износа.

Причины. Контакт боковых поверхностей катка при качении и скольжении с направляющими поверхностями звеньев цепи. Контакт при качении с абразивными частицами грунта, попадающими между поверхностями катка и гусеничного звена.

Факторы, ускоряющие процесс износа. Масса, мощность и скорость машины; ударные нагрузки; абразивное воздействие и налипание и набивка грунта в зазоры между деталями. При поворотах машины усиливается контакт при скольжении. При чрезмерно широких башмаках и «змеевидном вилянии» гусеницы пятно износа на катке стремится приобрести округлую форму.

Последствия. Втулки начинают соприкасаться с ребордами катков, когда ресурс катков и гусеничной цепи подходит к концу. Приходится увеличивать угловую скорость вращения ведущего колеса, чтобы достичь необходимой скорость движения.

Способы устранения неисправности. Устранить или максимально уменьшить действие субъективных неблагоприятных ускоряющих факторов, особенно рекомендуется избегать излишних поворотов и использования чрезмерно широких башмаков. При неравномерном износе отдельных катков рекомендуется поменять их местами, для того, чтобы уравнять их ресурс по износу (если эта мера будет экономически оправданна).

Пятно износа на рабочей поверхности смещено от осевой линии наружу или к машине и/ или находится на боковой поверхности реборды (рис. Ж).

Причины. Контакт при качении и скольжении с боковыми частями направляющих поверхностей звеньев гусеничной цепи. Неправильное положение ходовой рамы. Нарушения в направлении движения гусеницы. Эксцентричное положение точки приложения нагрузки к машине, связанное с характером выполняемой работы (например, рыхление, использование только бокового отвала и т.д.). Использование гусеничной цепи или катков, несоответствующих технической документации машины.

Факторы, ускоряющие процесс износа. Такие же, как при «равномерном износе рабочих поверхностей», плюс работа на склоне с боковым наклоном, «змеевидное виляние» гусеничных цепей, чрезмерно широкие башмаки, неровная опорная поверхность.

Последствия. Сокращается ресурс по износу катков и звеньев цепи. Склонность машины с боковому смещению при прямолинейном движении. Увеличивается риск схода гусеничной ленты с катков.

Способы устранения неисправности. Такие же, как при «равномерном износе рабочих поверхностей». Если возможно, установить двубортные катки. Если позволяют условия работы, заменить или установить защитные кожухи бортовой передачи. Проверить, правильно ли установлены детали ходового механизма, при необходимости установить правильно. Ходовой механизм должен комплектоваться только деталями, входящими в спецификацию и указанными в каталоге запчастей для данной машины, либо полностью им идентичными.

Износ верхней кромки реборды катка.

Причины. Контакт при качении и скольжении с втулками гусеничной цепи из-за уменьшения зазора.

Факторы, ускоряющие процесс износа. Те же, что и при «нормальном» износе рабочих поверхностей.

Последствия. Повреждение втулок приведет к увеличению люфта в шарнирах гусеничной цепи.

Способы устранения неисправности. Такие же, как и при «нормальном» износе рабочих поверхностей. Необходимо следить за величиной износа деталей ходового механизма и не допускать превышения допустимых пределов.

Плоские пятна износа (рис. З) на рабочих поверхностях катков.

Причины. Износ при скольжении вследствие следующих причин:

• налипание и набивка грунта в зазоры между деталями, из-за чего катки перестают вращаться;
• мокрый грунт, грязь, вода, снег и лед набиваются под катки и замерзают во время ночной стоянки;
• заклинивание внутри конструкции катка.

Последствия. Увеличивается темп износа звеньев гусеничной цепи. При движении машины с высокими скоростями возникает вибрация. Втулки касаются реборд катков.

Способы устранения неисправности. Тщательно поддерживать чистоту ходового механизма. В зимнее время счищать грязь, не применяя воды, которая может замерзнуть между деталями. Если возможно, снять камнезащитные щитки. Следить за натяжением гусеничной цепи.

Износ поддерживающих катков

Равномерный износ рабочих поверхностей. Это «нормальный» вид износа.

Причины. Контакт боковых поверхностей катка при качении и скольжении с направляющими поверхностями звеньев цепи. Контакт при скольжении с уплотненным грунтом, налипшим на ходовую раму.

Факторы, ускоряющие процесс износа. Масса гусеничной цепи: этот параметр связан с шириной башмаков и наличием налипшего на гусеницы грунта. Скорость движения, абразивное воздействие грунта. Натяжение гусеничной цепи при переднем ходе.

Последствия. Нельзя назвать определенных последствий, за исключением «нормального» износа рабочих поверхностей поддерживающих катков и звеньев до тех пор, пока износ не достигнет допустимого предела.

Способы устранения неисправности. Поддерживать правильное натяжение гусеничной цепи и уменьшать воздействие прочих субъективных неблагоприятных ускоряющих факторов.

Пятно износа на рабочей поверхности смещено от осевой линии наружу или к машине и/ или находится на боковой поверхности реборды.

Причины. Контакт при качении и скольжении с боковыми направляющими поверхностями звеньев гусеничной цепи. Неправильное положение ходовой рамы, направляющего или ведущего колеса. Смещение башмаков от осевой линии. Использование гусеничной цепи или катков, не соответствующих технической документации машины.

Факторы, ускоряющие процесс износа. Такие же, как при «равномерном износе рабочих поверхностей», плюс работа на склоне с боковым наклоном.

Последствия. Сокращается ресурс по износу катков и звеньев цепи.

Способы устранения неисправности. Уменьшить или устранить действие субъективных факторов. Проверить, правильно ли установлены детали ходового механизма, при необходимости установить правильно. Ходовой механизм должен комплектоваться только деталями, входящими в спецификацию и указанными в каталоге запчастей для данной машины либо полностью им идентичными.

Плоские пятна износа (рис. И) на рабочих поверхностях катков.

Причины. Износ при скольжении вследствие следующих причин:

• налипание и набивка грунта в зазоры между деталями, из-за чего катки перестают вращаться;
• мокрый грунт, грязь, вода, снег и лед набиваются под катки и замерзают во время ночной стоянки;
• заклинивание внутри конструкции катка.

Последствия. Увеличивается темп износа звеньев гусеничной цепи. Уменьшается ресурс по износу катка.

Способы устранения неисправности. Тщательно поддерживать чистоту ходового механизма. В зимнее время счищать грязь, не применяя воды, которая может замерзнуть между деталями.