Секреты «долголетия» ходовой части гусеничных машин (Ч. 1)
Факторы, влияющие на износ ходовой части

Часть 1 Часть 2 Часть 3 Часть 4 Часть 5 Часть 6 Часть 7

Все узлы и детали ходовой части гусеничных машин рассчитаны на работу в составе единого механизма. Взаимосвязаны и процессы их износа: износ одного из компонентов будет определенным образом влиять на все прочие детали и узлы механизма.

Именно поэтому настоятельно не рекомендуется эксплуатировать в составе одного ходового механизма новые и изношенные детали. В результате совместной работы и срок службы новых деталей существенно сократится, и износ старых деталей ускорится.

Факторы, влияющие на срок службы всего ходового механизма и темпы износа его узлов и деталей можно условно разделить на три группы – объективные (неуправляемые), субъективные (управляемые) и частично управляемые.

Объективные факторы связаны с характеристиками опорной поверхности, на которой работает машина. На ресурс ходового механизма оказывают значительное влияние следующие характеристики опорной поверхности: абразивное воздействие, ударные нагрузки, способность грунта к налипанию и степень влажности. Также оказывают влияние температура окружающей среды и наличие химически активных веществ.

Абразивное воздействие

Сочетание типа грунта и текстуры обусловливает его абразивное воздействие. Текстура грунта – это соотношение частиц разного размера, содержащихся в грунте данного типа. Текстура определяет уровень абразивного воздействия данного грунта. Простейший способ оценить абразивные свойства грунта – это растереть щепотку его между пальцами.

Еще один важнейший фактор, определяющий абразивные свойства грунта наряду с текстурой, – это влажность. Влага может усиливать абразивное воздействие, превращая грунт в «шлифовальную пасту», особенно если влаги столько, что грунт превращается в жидкую грязь. Влага также усиливает налипание грунта, который сильнее набивается в зазоры между деталями ходового механизма. Подробнее этот процесс будет описан ниже.

Результаты абразивного воздействия грунта лучше всего заметны по износу гусеничных звеньев, так как на износ других деталей кроме абразивного воздействия оказывают влияние и прочие факторы.

Уровень абразивного воздействия.

Высокий – влажные грунты, содержащие большое количество твердых и острых частиц песка. Например, гудронные пески или глина с кварцевыми кристаллами. В общем, песчаные грунты.

Средний уровень – слегка увлажненные грунты, наподобие ила или глины, содержащие небольшое количество округлых песчаных частиц или фрагментов скальных пород. Твердые скальные фрагменты могут содержаться в грунте лишь в небольших количествах.

Низкий уровень – сухой илистый и глинистый грунт, не содержащий фрагментов скал и песка. Обычно этот грунт становится скользким при увлажнении и при достаточном содержании влаги приобретает консистенцию пасты. Иногда может содержать небольшое количество скальных фрагментов и оказывать незначительное абразивное действие.

Ударные нагрузки

Величина ударных нагрузок проще всего оценивается по степени проникновения грунтозацепов в грунт. Воздействие высоких ударных нагрузок может быть ослаблено путем уменьшения скорости движения машины и использования самых узких из возможных гусеничных башмаков. Как следует правильно подобрать ширину башмаков, с тем чтобы максимально снизить ударные нагрузки, но в то же время не уменьшить производительность машины, описывается в разделе «Подбор башмаков» в главе «Техническое обслуживание и ремонт ходового механизма».

Кроме того, величина ударных нагрузок определяется массой машины, но, очевидно, этот параметр не может регулироваться.

Уровень ударного воздействия.

Грунты классифицируются по уровню ударного воздействия на ходовую часть гусеничной машины следующим образом:

• высокий – недоступные для проникновения грунтозацепов или допускающие лишь слабое проникновение грунты с большим количеством «препятствий» (кочек и впадин) величиной более 15 см, создающие также высокие «скручивающие» нагрузки на гусеничные цепи. Высокие ударные нагрузки при горных работах создают такие препятствия, как глыбы смерзшегося грунта и обломки скал. Лесозаготовки также следует отнести к категории работ с высокими ударными нагрузками – их создают пни и бревна. Да и постоянные резкие изменения массы при выемке и разгрузке грунта экскаватором также создают немалые ударные нагрузки на узлы ходового механизма;

• средний – такие грунты допускают частичное, но неравномерное внедрение грунтозацепов, содержат осколки скал размером менее 15 см, которые могут создавать умеренные «скручивающие» нагрузки на гусеничные цепи;

• низкий – грунты, допускающие полное внедрение грунтозацепов, благодаря чему масса машины распределяется по всей плоскости большого числа башмаков.

Ударные нагрузки оказывают явное воздействие на элементы конструкции ходового механизма. Чаще всего возникают трещины, разрушения, изгибы, выкрашивание, задиры и увеличение зазора между пальцем/ втулкой. Обычно машины, оборудованные башмаками с одним грунтозацепом, больше страдают от воздействия высоких ударных нагрузок по сравнению с машинами, оснащенными плоскими башмаками или башмаками с несколькими грунтозацепами.

Способность грунта к налипанию

Налипающими считаются грунты, способные прилипать или набиваться вокруг движущихся деталей. Это явление оказывает на ходовой механизм следующие воздействия:

• может привести к неправильному зацеплению деталей, вызывая заедание гусеничной цепи, высокие нагрузки на детали ходового механизма, взаимное влияние деталей друг на друга и существенное увеличение интенсивности износа. Типичный пример этого воздействия – расхождение расстояния между зубьями ведущего колеса и осями втулок гусеничной цепи вследствие набивания грунта между зубьями колеса или между башмаком и втулкой. В некоторых случаях набившийся грунт может препятствовать вращению катков, и звенья скользят по каткам, в результате трения геометрия катков нарушается, на них возникают плоские участки;

• в результате набивки грунта еще больше увеличивается износ под воздействием содержащихся в нем абразивных частиц. Это означает, что детали ходового механизма тем больше будут плавно шлифоваться, чем дольше они будут взаимодействовать с этим абразивным составом;

• наиболее серьезным последствием набивки грунта является «увеличение» диаметра ведущего и направляющего колес вследствие накопления грунта во впадинах между зубьями и увеличение натяжения гусеничной цепи, которое может привести к внезапному сходу цепи с зубьев колес, сопровождающееся сильным грохотом.

Накапливающиеся в зазорах грунты разделяются на выдавливаемые и невыдавливаемые. Первые – это грунты, которые во влажном состоянии могут быть удалены из зазоров между деталями. Грунты, относящиеся ко второй категории, не могут быть удалены из зазоров без демонтажа деталей ходового механизма.

Как свести к минимуму воздействие набивки грунта в зазоры. По определению процесс набивки грунта в зазоры ходовой части невозможно контролировать, однако, выполняя следующие рекомендации, вы сможете уменьшить его вредное воздействие.

• Поддерживайте правильное натяжение гусеничной цепи, регулировку следует проводить так часто, как требуется по условиям работы на грунтах данного типа.

• Очищайте от налипшей грязи детали ходового механизма как можно чаще, в идеале – после каждой смены.

• При возможности и только в случае постоянной работы в мягком пластичном грунте установите специальные колеса или секторы, предназначенные для работы в снегу и грязи. Эти детали отличаются уменьшенной шириной основания зубьев для того, чтобы увеличить удельное давление на налипающий материал и выдавливать его из промежутков между зубьями. Учтите, что использование этих деталей на других грунтах или в иных условиях работы (для которых они не предназначены) приведет к ускоренному износу колеса и наружных поверхностей втулок гусеничной цепи.

• Установите башмаки с центральными (разгрузочными) отверстиями, через которые выдавливается грязь. Подробнее см. описание в разделе «Подбор башмаков» в главе «Техническое обслуживание и ремонт ходового механизма».

О пользе применения защитных щитков для катков специалисты высказывают противоречивые мнения. Одни считают, что защитные щитки не следует использовать, потому что между катком и щитком могут попасть камни и повредить каток. Если даже камни не попадут в зазор, на щиток будет налипать грунт, и, таким образом, щиток будет больше способствовать износу, чем защищать от него. Решение о применении защитных щитков следует принимать в каждом конкретном случае отдельно исходя из категории грунта и условий, в которых предстоит работать машине, а также с учетом квалификации оператора.

Температура

Температура окружающей среды и обрабатываемого материала может оказывать отрицательное влияние на узлы ходового механизма, особенно в экстремальных ситуациях. Под действием чрезмерно высоких температур (например, при работе машин на металлургических комбинатах) упрочненные стали могут терять свои свойства, в частности, износостойкость и прочность, а уплотнения – разрушаться.

При температурах ниже 0 °С грунт замерзает и ударные воздействия на ходовой механизм машины усиливаются. Также при низких температурах в зазоры между деталями может набиваться такой грунт, который в теплое время не задерживается в зазорах.

При очень низких температурах, близких к –40 °С, может увеличиваться хрупкость стали (уменьшается эластичность или устойчивость к растрескиванию). Резиновые уплотняющие кольца и манжеты могут затвердеть, что приведет к вытеканию смазки.

Смазочные материалы при низких температурах загустевают, что может стать причиной масляного голодания в закрытых шарнирах с жидкой смазкой у гусеничных цепей и в подшипниках катков и направляющих колес. Недостаток смазки приводит к быстрому разрушению узлов трения. Поэтому при низких температурах рекомендуется увеличивать нагрузку постепенно, чтобы ходовой механизм «прогрелся» и смазка начала поступать к трущимся поверхностям.

Рельеф местности

Кроме характера эксплуатации 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. 1). Бо’льшая 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. 2). Масса машины перераспределяется к задней части, усиливается износ задних катков и поверхностей зубьев колес и втулок цепи, работающих при переднем ходе. Такое положение для гусеничной машины хуже, чем движение вниз, но все-таки гораздо лучше, чем движение с боковым наклоном.

Движение с боковым наклоном (рис. 3). Бо’льшая часть массы 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. 4). В таком положении самые высокие нагрузки приходятся на элементы, обращенные к внутренней части машины, т. е. 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. 5). Бо’льшая 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.