Плоды эволюции

Как показывает практика, половина расходов на обслуживание и ремонт бульдозера приходится на его ходовую часть, что само по себе выливается в немалую сумму плюс потери от простоев на ТО и ремонт.

D6N LGP с ходовой SystemOne

Сам принцип действия гусеничного ходового устройства таков, что наиболее интенсивному износу подвержены пальцы, соединяющие звенья цепи и зубья ведущей звездочки. При движении цепи в местах контакта пальцев с зубьями наблюдается трение скольжения, которое в среде абразивного материала при значительной нагрузке в пятне контакта вызывает интенсивный износ деталей, даже если они изготовлены из твердой, закаленной стали. Выработка деталей ведет к увеличению зазоров, возникновению ударных нагрузок, ослаблению и проскальзыванию цепи и т. д. Дальше – больше, износ растет в геометрической прогрессии. Как видим, от такой небольшой детали, как палец, зависит ресурс ходовой в целом. При этом разные задачи и условия эксплуатации, например абразивные свойства грунта, нагрузки и характер движения бульдозера, температурные условия, оказывают разное влияние на износ и соответственно на выбор наиболее подходящей конструкции ходовой части бульдозера. Для каких-то задач и условий оптимальной будет простейшая конструкция, для других, наоборот, очень сложная, для третьих попроще, но массивная и износостойкая. В принципе, универсального решения для всех задач и типоразмеров машин нет. Каждое решение, каждая конструкция функционирует в определенных пределах.

Sealed and Lubricated Track

Caterpillar без малого 40 лет занимается разработкой этой проблемы и сегодня предлагает клиенту разные варианты ходовой части. Для малых и средних бульдозеров стандартным решением является конструкция узла, соединяющего звенья цепи, названная Sealed and Lubricated Track и разработанная еще в 1974 г. На палец надета втулка, концы пальца запрессованы во внешние проушины звена, концы втулки – во внутренние. В пальце рассверлена полость, наполненная смазкой, откуда она по каналам поступает в пространство между пальцем и втулкой. При необходимости смазку можно возобновить. Торцы втулки изолированы уплотнением с поджимным кольцом. Поскольку втулка запрессована и неподвижна, износ идет только с одной стороны, поэтому ремонт ходовой включает разборку цепи, диагностику, поворот втулок обратной стороной и сборку цепи.

В качестве опции для малых и средних бульдозеров предлагают узлы Rotating Bushing Track и Heavy Duty Track. Узел Heavy Duty Track предназначен для тяжелых условий эксплуатации. Разработанный для бульдозеров D4H, D5N/M, D5H, D6N/M, D6R/H и D7R/H, он представляет собой усиленный вариант Sealed and Lubricated Track. Его отличают большие размеры, массивность – стенка втулки на 20% толще, глубина закалки, увеличенные посадочные места в соединениях со звеньями гусеницы.

Rotating Bushing Track

Узел Heavy Duty Track получил дальнейшее развитие в конструкции Rotating Bushing Track. В конструкцию ввели вращающуюся втулку, изолированную двумя дополнительными уплотнениями, т. е. конструкторы заместили трение скольжения в пятне контакта втулки и зубьев звездочки на трение качения – втулка проворачивается вокруг пальца примерно на 28°. Это решение значительно снижает износ втулки и сегментов звездочки. Однако дополнительные уплотнения ослабляют конструкцию, и потому Caterpillar рекомендует применять ее при умеренных нагрузках в условиях значительного абразивного воздействия, например, при вскрышных работах на месторождении, как раз более характерных длинными проходами бульдозера по песчаным и глинистым грунтам, нежели значительной нагрузкой. С этими условиями Rotating Bushing Track справляется как нельзя лучше.

Достоинства Rotating Bushing Track и Heavy Duty Track соединены в новой ходовой SystemOne. Caterpillar впервые заявил о ней на BAUMA 2004. SystemOne представляет собой полностью новую конструкцию ходовой части. Ею стандартно оборудуют новые средние бульдозеры D6K с овальной гусеницей, D6N и D6R с фирменной треугольной гусеницей Caterpillar с поднятой звездочкой. Планируют, что SystemOne станут комплектовать модели с D3 по D6.

Positive Pin Retention Track

С мая 2003 г. выпущено более 120 бульдозеров с этой ходовой, которые эксплуатировали в различных условиях – на лесоразработках, в дорожном и промышленном строительстве, на разработке нефтеносных песков, на вскрышных работах и строительстве водохранилищ. Наблюдения показали, что расходы на содержание ходовой части SystemOne в среднем вдвое ниже, чем на содержание Heavy Duty, при этом заявленная Caterpillar цена на нее выше всего на 5...10%.

Основная особенность ходовой SystemOne – это узел сочленения звеньев цепи, теперь представляющий собой неразъемный цилиндрический картридж. На палец надето пять втулок. Торцы втулок изолированы уплотнениями и выполнены так, что при боковой нагрузке уплотнение не повреждается. Упростилась и облегчилась разборка-сборка цепи, ее выполняют специальным ручным гидравлическим прессом прямо на месте работ. Так как картридж неразъемный, исключено попадание внутрь его грязи, что почти неизбежно при полевом ремонте. Как и раньше, возможно пополнение смазки в картридже.

Переработаны остальные детали ходовой, причем номенклатура деталей сокращена. Детали звеньев унифицировали, переработали конструкцию катков, у них, в частности, увеличена высота реборды (на D6 на 12 мм) для предотвращения соскакивания катка с цепи.

D6K LGP с ходовой SystemOne

Катки необслуживаемые, их ресурс рассчитан на весь срок эксплуатации ходовой, а при ремонте сразу заменяют все катки. Изменилась конструкция ленивца ходовой с поднятой звездочкой – узкий ленивец катится теперь по втулкам, а не по звеньям. Ленивец овальной гусеницы, которой станут комплектовать модели D3G, D4G, 5G/N и D7, снабжен зубчатым венцом с уменьшенной высотой зубьев, за счет чего снижена вибрация.

Ходовая SystemOne спроектирована так, что ее компоненты – цепь, катки, звездочка, ленивцы взаимозаменяемы с ходовой предыдущих моделей. Можно постепенно заменить ходовую на SystemOne или, наоборот, на новом бульдозере использовать старые запчасти. В критической ситуации это может оказаться весьма полезным.

Стандартной для тяжелых бульдозеров D9, D10 и D11 и опционной для D8 является конструкция узла Positive Pin Retention Track, соединяющего звенья цепи. Она также происходит от Sealed and Lubricated Track и усилена металлическим кольцом, подпирающим торцы втулки. Поверх кольца установлено уплотнение. Концы пальца также дополнительно зафиксированы стопорными кольцами. Эти меры препятствуют перемещению втулки и пальца при значительных нагрузках, характерных для условий эксплуатации тяжелых бульдозеров, а также удерживают смазку между втулкой и пальцем.

D11R с ходовой Sleeve Bearing Track

Еще более мощная и сложная конструкция Sleeve Bearing Track разработана в 2002 г. для серийной сборки флагманской модели D11R линейки бульдозеров Caterpillar и модернизации уже эксплуатируемых бульдозеров этой модели. В конструкцию добавили подшипник скольжения. Это позволило сделать сопряжение палец–втулка более плотным, что препятствует износу поверхностей, способствует равномерности смазки и удерживает смазку. В итоге ресурс узла подняли до 6000 ч. Кроме того, эта конструкция позволяет бульдозеру идти на больших скоростях и работать с увеличенной нагрузкой.

Кроме стандартных и опционных конструкций существуют решения для специальных условий эксплуатации. Например, для перемещения горячего шлака на металлургическом заводе такая элементарная конструкция, как палец со втулкой без смазки и уплотнений, оказывается наилучшим выбором.