что такое гусеничный трактор
Особенности гусеничных тракторов и области их применения
Гусеничный трактор представляет собой машину, использующую для движения металлические или резиновые гусеницы. Тракторы подобного типа получили развитие в СССР в середине прошлого столетия. Машины обеспечивали, по сравнению с колесной техникой, повышенную проходимость и тяговое усилие. Тракторы применялись в сельском хозяйстве, при строительстве промышленных и энергетических объектов в отдаленных регионах, лишенных дорожной сети.
Область применения
Гусеничные тракторы делятся на ряд категорий. Для выполнения агротехнических работ используются пропашные машины. Особенностью техники является возможность смены навесного оборудования. Тракторы отличаются универсальностью, могут применяться в различных сферах, в т. ч. и в роли тягачей. К категории сельскохозяйственных относятся многие гусеничные машины класса мини.
Промышленные тракторы используются в качестве базового шасси для установки специального навесного оборудования. Самый большой промышленный бульдозер Komatsu D575A имеет длину 12,6 м и оснащен дизелем мощностью 1150 л. с. Отвал бульдозера вмещает 70 м³ грунта. Маленькие модели промышленной техники имеют длину 2,5-3 м и оснащены двигателем мощностью 30-50 л. с.
Применение специального оборудования снижает универсальность машин, которые применяются для выполнения узкого круга задач. Промышленные машины могут выпускаться в стандартном и болотном вариантах. Машина для работы на болотах обладает измененной ходовой частью с увеличенной площадью опорной части гусеницы.
Для заготовки и вывоза древесины используются трелевочные тракторы, оборудованные платформой, на которую грузятся очищенные от веток стволы деревьев. Машины могут выпускаться в болотном или плавающем варианте. На базе трелевочных тракторов изготавливаются лесохозяйственные машины, используемые для работ, связанных с восстановлением леса, а также в качестве противопожарных.
Особенности конструкции
Первый гусеничный трактор был создан английским изобретателем Джоном Гиткотом в 1832 году. В качестве силовой установки применялась паровая машина. В середине XIX столетия опытный трактор на гусеничном ходу построил американец Уоррен Миллер. Изобретения были запатентованы, но дальнейшего развития не получили. В России опытный трактор с гусеницами был создан в 1879 году изобретателем Федором Блиновым. Практическое применение гусеничного трактора началось в начале ХХ века, когда был построен трактор Steam Log Hauler, созданный Алвином Ломбардом.
В устройство ходовой части трактора входит замкнутая рама с усилителями. Рама состоит из продольных лонжеронов и поперечных балок, установленных перпендикулярно или наискосок. На элементах рамы устанавливаются узлы силового агрегата и трансмиссии. Минитрактор на гусеницах строится по такой же рамной схеме.
Для управления используются педали и рычаги. Они управляют бортовыми муфтами и тормозами. Небольшие тракторы оснащаются рулевым колесом с гидравлическим распределителем, который управляет работой бортовых муфт.
Силовой агрегат
Ранние образцы гусеничных машин оснащались двигателями внутреннего сгорания, работавшими на тракторном керосине или бензине. Чисто бензиновые тракторы распространения не получили из-за низкого крутящего момента двигателя. К началу Второй мировой войны появились первые серийные гусеничные машины с дизельными двигателями. В СССР первой дизельной машиной стал С-65 «Сталинец», который производился в Челябинске с 1937 по 1941 год.
Дальнейшее развитие гусеничных машин шло по пути совершенствования конструкции двигателей. В 1949 году на конвейер встал трактор ДТ-54, укомплектованный вихрекамерным дизелем. Машина продержалась в производстве 30 лет и разошлась по многим государствам мира тиражом 960 тыс. шт.
На импортных гусеничных машинах применяются дизельные двигатели, оснащенные турбокомпрессором и электронным контролем работы насос-форсунок. Применение электроники позволяет оптимизировать процесс впрыска топлива в зависимости от нагрузки и температуры окружающей среды. За счет этого достигается снижение расхода топлива и улучшаются экологические показатели двигателей.
Отечественная техника оснащается дизелями с турбокомпрессорами и механическими топливными насосами. По отдельному заказу изготавливаются импортные силовые установки.
Трансмиссия гусеничного трактора предназначена для передачи крутящего момента от двигателя на ведущие колеса, а также для поворота. Тракторы оснащаются диапазонными механическими коробками скоростей, имеющими до 24 передач переднего хода. Внутри диапазонов переключение производится без разрыва потока мощности. Для этого в конструкцию включены специальные муфты.
Импортная техника комплектуется автоматическими коробками, упрощающими работу оператора. Недостатком автоматической трансмиссии является ее сложность и необходимость проведения регулярного обслуживания.
Ведущий мост заднего расположения находится в одном картере с коробкой передач. Для передачи крутящего момента от вторичного вала коробки мосту используется редуктор с коническими шестернями. Системы блокировки редуктора не применяются, в роли блокирующих устройств выступают бортовые муфты сцепления и ленточные тормоза.
Гусеница
Гусеница может оснащаться шарнирами открытой и закрытой конструкции. При открытой схеме звенья соединяются между собой пальцами, вставленными в отверстия. Звенья не проходят механическую обработку, обладают малым весом. Палец термически обрабатывается и имеет повышенную твердость поверхности. С одной стороны он оснащен головкой, которая не дает ему провалиться в отверстие, выполненное в звене. Другая сторона оснащена проточкой или отверстием под установку фиксатора (пружинной шайбы или шплинта).
Гусеница открытого типа подвержена износу, особенно при работе на песчаных грунтах.
Альтернативным решением является гусеница с шарниром закрытого типа. Звенья такого устройства изготовлены методом литья с последующей механической обработкой. Возможно использование составных звеньев, собираемых из нескольких элементов. Закрытый шарнир обладает износоустойчивостью, но для разборки узла требуется специальная оснастка.
Зацепление гусеницы и ведущей звездочки осуществляется при помощи цевки, которой служит проушина или специальная втулка. При движении в них упирается зуб звездочки.
Стальные гусеницы разрушают дорожное покрытие, что способствует появлению резинометаллических конструкций. Прочность такой гусеницы ниже, поэтому они применяются для оснащения колесных тракторов.
Гибридные шасси
Под гибридным шасси понимается установка съемной резиновой гусеницы на колеса. Резиновая гусеница оснащается армирующими волокнами, увеличивающими ресурс изделия. Гусеница натягивается вокруг поверхности ведущего и дополнительного колес, установленных на шасси. Крутящий момент передается за счет силы трения между беговой дорожкой ведущего колеса и поверхностью гусеницы. Наружная сторона оснащена дополнительными грунтозацепами, увеличивающими проходимость.
Навесное оборудование
Применяется навесное оборудование с гидравлическим приводом, устанавливаемое на передней и задней частях рамы. Гидравлика работает от отдельного насоса, распределение потоков ведется из кабины оператора. Для привода оборудования может применяться отдельный вал отбора мощности, который обеспечивает 1 или 2 скорости вращения. Гусеничный минитрактор оснащается навесным оборудованием с гидравлическим и механическим приводом. Приводные валы встречаются редко.
Достоинства и недостатки
Применение гусениц обеспечивает ряд преимуществ:
Недостатки машин с гусеничным движителем:
Минитрактор на гусеничном ходу лишен многих отрицательных сторон. Малый вес машины и применение резиновых гусениц позволяют двигаться по асфальтированному покрытию. Машины оборудованы амортизаторами в ходовой части, которые повышают комфорт при движении.
Цена и отзывы владельцев
Стоимость гусеничного трактора зависит от марки и срока использования. Цена может варьироваться от 100 тыс. до 4 млн рублей.
Александр, Курская область
Используются трактора Caterpillar, производительность и проходимость высокая. Но из-за перегонов происходит износ бандажей катков и гусениц. Стоимость запчастей высокая, в наличии деталей нет.
Роман, Тверская область
Гусеничный трактор обладает высокой проходимостью по снегу и грязи. В грязи его можно только утопить. В пашне ведет себя лучше колесных машин. Для заготовки дров гусеничная техника является лучшим вариантом.
Назначение гусеничного трактора
Основное назначение гусеничных тракторов – работа в строительной, сельскохозяйственной отрасли, горнодобывающей сфере и лесном хозяйстве, где необходимо обеспечить наименьшее давление на грунт при большой площади соприкосновения с поверхностью.
В зависимости от конструкции машины на гусеничном ходу делятся на несколько видов:
Назначение ходовой части гусеничного трактора
Основное назначение ходовой системы гусеничного трактора – обеспечение движения за счет преобразования крутящего момента от двигателя к колесам и трансформация его в касательную силу тяги, что обеспечивает устойчивость остова. Функциональными элементами ходовой считаются движитель и подвеска. Первый отвечает за передачу крутящего момента, а вторая соединяет движитель и остов.
Назначение движителя гусеничного трактора в отличие от этого же элемента колесных машин – передвижение по промежуточной замкнутой цепи, или гусенице, которая имеет увеличенную площадь сцепления при небольшом давлении всей машины на грунт. Функция такого способа передвижения – снижение сопротивления опорных катков движителя, что значительно повышает тяговые характеристики техники и снижает пробуксовку на мягком покрытии. Это, в свою очередь, обеспечивает меньшую потерю мощности на самопередвижение.
Каждый элемент движителя, как части ходовой гусеничного трактора, имеет свое назначение. При традиционной компоновке движитель состоит из:
Назначение ведущих колес – перематывание ленты-гусеницы во время движения и создание силы тяги. По расположению они могут быть передними и задними. В сельском хозяйстве и лесопромышленной сфере применяют машины с задним расположением ведущих колес. Основная функция такой компоновки – повышение КПД при малых скоростях до 25 км/ч.
Для техники повышенного тягового класса промышленного назначения применяют конструкцию движителя с высоко поднятыми ведущими колесами. Ее функция – защита от грязи и использование модульной трансмиссии, благодаря которой сокращается время на ТО. При модульной компоновке меняется форма самого движителя с классической на треугольную. Переднее и заднее колесо становятся опорными, за счет чего увеличивается площадь контакта ленты на грунте. Назначение такой функции – повышение тяговых характеристик и проходимости машины.
Движитель гусеничного трактора комплектуется двумя лентами-гусеницами. Они выполняют задачу по созданию большой опорной поверхности. Направляющее колесо, как часть ходовой, выполняет функции:
Назначение заднего моста и механизма поворота гусеничных тракторов
Механизм поворота выполняет задачу получения поступательных скоростей необходимых для поворота гусениц. Вторично этот элемент задействован во время торможения. Все это обеспечивает постоянное устойчивое прямолинейное движение машины и плавный переход к криволинейному перемещению при минимальной потере мощности.
Механизм поворота техники на гусеницах – сухие фрикционные многодисковые муфты и планерные механизмы. Они располагаются за задней передачей трактора. На эту часть поступает поток мощности, впоследствии распределяемый между левой и правой гусеницей. В отдельных моделях (Т-150) функцию разворотной системы выполняет коробка передач с гидпроподжимными фрикционными муфтами и тормозами.
Задний мост гусеничных машин обеспечивает передачу крутящего момента от мотора к ведущим колесам, а также поворот трактора на торможении. В систему кроме фрикционных муфт входит главная коническая передача, ленточные тормоза и конечные редукторы с ведущими звездочками.
Особенность этой части трансмиссии, по сравнению с аналогичным комплексом колесных машин, состоит в комплектации механизмом поворота. Его назначение состоит в изменении крутящих моментов, идущих к звездочкам правого и левого движителя (гусеницам). Это меняет поступательную скорость движения машины.
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:
Гусеничный трактор
Содержание
Типы тракторов
Два основных типа тракторов — колёсные и гусеничные. Оба типа имеют преимущества и недостатки.
Колёсный трактор
Колёсные трактора можно использовать на дорогах общего пользования, где они могут развивать большую скорость. Однако их сила сцепления с грунтом ограничена, а следовательно, ограничена и сила тяги. На рыхлой почве такие тракторы могут пробуксовывать. Для устранения этого недостатка были созданы тракторы с приводом на все колёса, однако такие машины отличаются большим весом и при движении по полю они слишком сильно уплотняют землю. Для снижения давления на почву ширина шин тракторов в последнее время увеличивается (особо тяжелые модели оснащаются сдвоенными колесами, как правило, на обеих осях).
Гусеничный трактор
Гусеничные трактора имеют большую силу тяги, чем колёсные. Основной недостаток большинства гусеничных тракторов — невозможность перемещения по асфальтированным дорогам без разрушения покрытия, исключение составляют трактора с резинотросовыми гусеницами. Небольшие скорости движения гусеничных тракторов (30—40 км/ч) компенсируются уменьшенным давлением на грунт по причине большой площади контакта с грунтом, при той же массе, что и у колёсного трактора. Гусеничные тракторы широко применяются в сельском хозяйстве, на слабонесущих почвах и в промышленности из-за своей неприхотливости.
В зависимости от назначения тракторы существенно отличаются конструктивными решениями.
Сельскохозяйственный трактор
Особенности эксплуатации тракторов на сельскохозяйственных работах, а именно, сезонность работ и большие обрабатываемые площади предъявляют к конструкции трактора следующие требования:
Поэтому в конструкции сельскохозяйственных тракторов применяются следующие решения:
Колёсный трактор 1948 год Германия
Универсально-пропашной трактор МТЗ-52 «Беларусь»
Пахотный трактор «Рено»
Унифицированная маятниковая навеска сельскохозяйственного трактора (с закрепленным водяным насосом дождевального агрегата)
Унифицированная маятниковая навеска сельскохозяйственного трактора. Узкие колёса обеспечивают движение по междурядьям
Ходовая часть быстроходного гусеничного трактора ДТ-75
Колея пропашного трактора устанавливается точно кратной ширине междурядий
Сельскохозяйственные тракторы подразделяются на универсально-пропашные, пахотные и транспортные.
Ввиду большой универсальности сельскохозяйственных тракторов они также являются базовыми машинами легких строительных бульдозеров и коммунальной техники.
В СССР ряд сельскохозяйственных тракторов (Т-74, МТЗ-82, Т-150, К-700) имели промышленные модификации для работы с прицепными скреперами, грейдерами, погрузчиками и другими строительными и дорожными машинами, требущими повышенных рабочих скоростей.
Промышленный трактор
Промышленный трактор предназначен для работы в качестве базовой машины в землеройном или строительном агрегате: бульдозере, скрепере, трубоукладчике. Промышленный трактор характеризуется следующими особенностями:
Бульдозерно-рыхлительный агрегат Б-10 на базе промышленного трактора Т-170
Для улучшения обзора машинистом бульдозерного оборудования промышленный трактор Т-330 имеет переднее расположение кабины. Сравнительно редкое техническое решение
Жесткая подвеска и усиленная гусеница помогают трактору работать на твердых грунтах. Для буксировки прицепных землеройных машин (скрепера, грейдера) трактор имеет тягово-сцепное устройство
Бульдозерно-рыхлительный агрегат Caterpillar D9 (США)
Конструкция промышленных тракторов отличается следующими решениями:
Отличительно особенностью промышленных тракторов является смещенный назад центр тяжести. Это необходимо для того, чтобы в составе бульдозерного агрегата (вес отвала может составлять до 20% веса трактора) распределение веса на всю длину гусенциц было равномерным. Поэтому, при использовании трактора без бульдозерного отвала на переднюю часть рамы устанавливается противовес.
Для промышленных тракторов оптимальна гидромеханическая трансмиссия, позволяющая реализовывать полную мощность двигателя на особо малых скоростях. Встречаются тракторы с электрической передачей (например, ДЭТ-250М.
В отличие от сельскохозяйственных тракторов, промышленные являются узкоспециализированными, изначально проектируемые для работы в составе конкретного типа машины (обычно бульдозерно-рыхлительного агрегата).
Промышленные тракторы преимущественно гусеничные, но для работы с погрузчиками и некоторыми дорожными машинами применяют и колёсные тракторы (в основном, модификации сельскохозяйственных тракторов).
В СССР на базе промышленных тракторов создавались сельскохозяйственные тракторы для пахоты целинных земель (Т-100М, Т-130М, Т-170М), отличавшиеся установкой задней навески сельскохозяйственного типа.
Трелевочный трактор
Трелевочный трактор предназначен для перевозки стволов деревьев от места рубки до места промежуточного складирования. Трелевочные тракторы обычно строятся на базе сельскохозяйственных тракторов и отличаются от них компоновкой, позволяющей разместить на задней части рамы платформу. Трелевочные тракторы оборудуются лебедками. Отличительной особенностью трелёвочных тракторов является ходовая часть с большой опорной площадью, что снижает эррозионное действие на лесную подстилку.
Армейский трактор
Устройство трактора
Основные элементы трактора: двигатель, трансмиссия, ходовая часть, механизмы управления, рабочее и вспомогательное оборудование. Вне зависимости от типа силовой установкой современных тракторов является дизельный двигатель (раньше также использовались бензиновые двигатели). Рулевое устройство колёсных тракторов аналогично автомобильному; для осуществления поворота гусеничных тракторов притормаживают одну из гусениц фрикционом.
Рабочее оборудование: Тракторы оборудуются гидравлической навесной системой (ГНС), которая служит для соединения трактора с навесной и полунавесной машиной, и управления работой этих машин. ГНС состоит из двух основных частей: из навесного устройства и гидравлической системы. Так же на многих тракторах имеется вал отбора мощности (ВОМ), который предназначен для привода рабочих органов, агрегатируемых с тракторами передвижных или стационарных машин.
История
Первые подобные тракторам машины появились ещё в XIX веке и были паровыми. Так, ещё в 1850 году английский изобретатель Уильям Говард использовал для пахоты локомобиль. Во второй половине XIX века на полях Великобритании работало уже около двух тысяч таких машин. Первый гусеничный трактор был построен в России уроженцем села Никольское Вольского уезда Саратовской губернии крестьянином Фёдором Абрамовичем Блиновым, в 1879 году он получил патент («привилегию») на «вагон с бесконечными рельсами для перевозки грузов по шоссейным и проселочным дорогам». Это устройство приводилось в действие паровой машиной в 20 лошадиных сил. Однако этот трактор так и не стал востребованным ни в промышленности, ни в сельском хозяйстве и дальше прототипа тракторов в России дело не пошло.
В 1896 году американскими инженерами Хартом и Парром был создан первый трактор с двигателем внутреннего сгорания. С 1901 года такие тракторы поступили в продажу. Первоначально фермеры охотно их раскупали, однако скоро новые машины стали вызывать нарекания: они были очень тяжелы и поэтому слишком сильно утрамбовывали почву. К тому же для средней фермы они были слишком велики. Страдали тракторы и «детскими болезнями»: часто ломались, а ремонт был долог и дорог. Однако в 1907 году в продаже появилась новая модель трактора, лишённая недостаков своего предшественника. К тому времени в Америке стала создаваться система ремонтных мастерских для тракторов.
В 1912 году фирма «Холт-Парр» начала выпуск гусеничных тракторов.
В России оценило важность тракторов для страны только Советское правительство после 1917 года, выделив деньги на постройку тракторов в трудные для страны годы интервенции. Начиная с 1918г. по указанию В. И. Ленина осуществляется подготовка производства для выпуска тракторов. В 1919г изобретатель Я. В.Мамин создал трактор «Гном» с нефтяным двигателем мощностью 11,8 кВт. Производство тракторов было настолько важным, что был издан Декрет Совета Народных Комиссаров от 1 апреля 1921 г. о признании сельскохозяйственного машиностроения делом чрезвычайной государственной важности. В 1922г начинают выпускаться тракторы «Коломенец-1» конструкции Е. Д. Львова. В 1922-1923годах создается трактор «Запорожец» под руководством инженера Л. А. Унгера. В 1924 году начал выпускаться трактор «Коммунар» на Харьковском паровозостроительном заводе. В 1924г также налаживается производство тракторов «Карлик» конструкции Я. В. Мамина с двигателем мощностью 8,8 кВт (12 л. с), в двух вариантах: трактор «Карлик-1» (трехколесный, с одной передачей вперед, со скоростью движения 3. 4 км/ч) и «Карлик-2» (четырехколесный, с одной передачей и реверсом). С 1924 по 1932 г. Ленинградский завод «Красный путиловец» освоил и выпустил около 50 тыс. тракторов «Фордзон-Путиловец», а затем с 1934 г. на этом заводе стал выпускаться трактор «Универсал» с керосиновым двигателем и металлическими колесами. «Универсал» был первым отечественным трактором, экспортируемым за границу.