Повышение ресурса коробки передач трактора класса 3 при работе с комбинированным агрегатом путем модернизации механизма переключения редуктора (конструкторский раздел дипломного проекта)

СОДЕРЖАНИЕ

2 ХАРАКТЕРИСТИКА МОДЕРНИЗИРУЕМОГО ТРАКТОРА…
2.1 Виды трансмиссий
2.2 Коробка передач модернизируемого трактора…
2.3 Механизм переключения
2.3.1 Описание модернизируемого механизма переключения редуктора коробки передач тора коробки передач
2.3.2 Порядок регулировки
2.3.3 Система управления…
2.4 Недостатки существующей конструкции
2.5 Описание модернизированной конструкции
2.5.1 Устройство и регулировки модернизированного
механизма
3 РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ.
 3.1 Расчет детали клемового соединения…
 3.2 Расчет деталей привода на прочность
 3.3 Кинематический расчет коробки передач. Кинематический расчет знаменателя скоростного ряда…


2.3.1 ОПИСАНИЕ МОДЕРНИЗИРУЕМОГО МЕХАНИЗМА ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ РЕДУКТОРА КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ

Рис.2.3 Устройство модернизируемого механизма переключения редуктора коробки передач.


Серийный механизм управления редуктором КП состоит из цилиндра поз.1, в котором перемещается поршень поз.2, связанный со штоком поз.3. На валике управления поз.4 закреплен рычаг поз.5. Усилие, создающееся давлением рабочей жидкостью на поршень поз.2 передается на рычаг поз.5 через вилку штока поз.7 с пружинным компенсатором. Пружинный компенсатор состоит из пружины поз.8 и толкателя поз.9. Электрогидрораспределитель установлен на крышке управления. Запитывается от гидросистемы трансмиссии, включающей в себя шестеренчатый масляный насос, полнопаточный сетчатый фильтр, центробежный фильтр-распределитель, клапана, распределители и маслопроводы, по каналу в крышке под давлением 9…10 кгс/см2. При одном положении золотника распределителя масло подается в безштоковую полость цилиндра, а штоковая соединяется с сливом в КП по каналу в крышке). При другом положении золотника соединение полостей цилиндра меняется, шток цилиндра соединен с наружным рычагом и при перемещении поворачивает вертикальный валик и внутренний рычаг в ту или иную сторону. Внутренний рычаг перемещает поводок с закрепленной на нем вилкой, которая посредством синхронизатора включает высокую («Н») или низкую («L») ступень редуктора.
2.3.1.1 ПОРЯДОК РЕГУЛИРОВКИ
Для регулировки цилиндра следует переместить поршень внутрь цилиндра до упора, затем повернуть рычаг против хода часовой стрелки, включив понижающий диапазон редуктора КП, расконтрить гайку поз.10 и вворачивая или выворачивая палец поз.11, совместить отверстия в рычаге поз.5 и в вилке штока поз.7. Ввернуть палец поз.11 на один оборот и зафиксировать его положение гайкой поз.10. Момент затяжки гайки поз.10 30…35 Н м. Выдвинуть шток цилиндра поз.3 до упора, повернуть рычаг поз.5 по ходу часовой стрелки до включения повышающего диапазона редуктора КП. При этом ось отверстия в вилке штока поз.7 может смещаться
в сторону его выдвижения относительно оси отверстия в рычаге поз.5 до 1,5 мм. Если данное условие нарушено , то необходимо заменить цилиндр и повторить регулировку. Рычаг поз.5 и вилку штока поз.7 соединить пальцем, установить шайбу и шплинт.

2.3.2 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
Электрическая система управления редуктором состоит из панели управления, расположенной в кабине трактора справа от водителя, датчика нейтрали КП, датчиков, установленных на гидроцилиндр переключения редуктора, электромагнита, электрогидрораспределителя, соединительных кабелей с колодками рис 2.4. Система запитана от бортовой электросети через блок предохранителей.
На рукоятке рычага переключения передач расположены кнопки и сигнализаторы (светодиоды) включения низшей и высшей ступеней редуктора и реле управления.
 Система разрежает переключение ступеней редуктора только в нейтральном положении рычага переключения передач (контакты датчика нейтрали КП замкнуты).
 Сигналы на сигнализаторы (на рычаге и пульте) подаются от соответствующих датчиков давления.
После запуска дизеля в исходном состоянии включена низшая ступень редуктора («L»). При этом должны гореть соответствующие сигнализаторы.
Переключение на высшую ступень редуктора («Н») должно происходить при нажатии на верхнюю кнопку на рукоятке рычага переключения передач. При этом сигнализаторы низшей ступени должны погаснуть, а сигнализаторы высшей ступени – загореться. Переключение с высшей ступени на низшую осуществляется при нажатии на нижнюю кнопку на рукоятке.


Рис.2.4 Система управления переключением передач и редуктором.


2.4 Недостатки существующей конструкции.
 Следует сказать, что переключение редуктора КП электрогидравлической впервые появилось именно на тракторе класса 3 БЕЛАРУС – 2022. До этого переключения всех передач, диапазонов, ступеней редуктора при помощи синхронизаторов производились только трактористом механическим путем (рычагом). На данной модели установлена более сложная 24-х скоростная коробка передач с шестью элементами переключения (4 синхронизатора и 2 зубчатые муфты). Этими элементами необходимо управлять тремя рычагами. Можно и двумя, но при этом рычагом диапазонов необходимо предварительно включить одну из
ступеней редуктора, совершив большой ход, затем вернуться в нейтраль и включить диапазон. Оба варианта оказались неприемлемы из-за отсутствия необходимого для третьего рычага и большого хода пространства в зоне комфорта пульта управления. Поэтому третий рычаг перемещается гидроцилиндром, а управление им – кнопочное.
 При эксплуатации тракторов с таким механизмом переключения редуктора выявились два недостатка, влияющие на показатель надежности трактора, в частности на ресурс коробки передач.
 Первый недостаток связан с тем, что в отличие от тракториста гидроцилиндр «не чувствует», когда синхронизатор уже включил ту или иную ступень редуктора и стал на фиксатор, и продолжает оказывать на него усилие. В результате синхронизатор, не рассчитанный на постоянную работу с осевой нагрузкой, через какое-то время выходит из строя, нормативный ресурс коробки передач не обеспечивается. Устранение такого дефекта (ремонт) требует расстыковки трансмиссии и связано с большими потерями времени. Ситуация усугубляется тем, что в конструкции применен цилиндр с избыточной длиной хода, заимствованный из механизма управления задним ВОМ. Ход, правда , ограничен установкой внутри цилиндра упорной втулки, но добиться соответствия хода цилиндра ходу синхронизатора невозможно.
Дело в том, что на размеры деталей механизма переключения редуктора имеются допуски, а поскольку деталей много, то суммарное отклонение хода от номинального значения становится значительным. Чтобы синхронизатор имел возможность всегда включаться, цилиндр вынуждено сделан с небольшим запасом хода. К чему это приводит изложено выше.
 Чтобы как-нибудь улучшить ситуацию вилка цилиндра сделана телескопической с пружинным компенсатором хода. Это усложняет конструкцию, но не устраняет полностью недостаток.
 Второй недостаток связан с конструкцией примененного электрогидравлического распределителя. В покупном распределителе
болгарского производства золотник перемещается в одну сторону толкателем электромагнита при подаче на него напряжения, а в другую – усилием пружины, установленной с другой стороны золотника, при снятии напряжения с электромагнита. Бывают случаи, когда во время движения трактора аварийно пропадает питание электромагнита (обрыв цепи), золотник перемещается пружиной в другое положение и происходит самопроизвольное переключение ступени диапазона редуктора. Переключение на ходу происходит с большими динамическими нагрузками (удар) и синхронизатор может выйти из строя, что также ведет к снижению ресурса коробки передач.

2.5 Описание модернизированной конструкции.
 Целью модернизации механизма переключения редуктора выполненной в данном проекте является устранение недостатков существующей конструкции для повышения ресурса коробки передач.
 Для устранения первого недостатка выполнено следующее:
 1. Разработан новый гидроцилиндр меньшей длины. Его ход равен двойному ходу синхронизатора (ход нейтрали на включение одной ступени и ход на включение другой ступени редуктора), приведенному к ходу штока
цилиндра с учетом соотношения плеч внутреннего и наружного рычагов механизма плюс небольшой запас на компенсацию отклонений от расчетных размеров за счет допусков на детали для того чтобы включение синхронизаторов происходило гарантировано.
 2. Введен регулируемый упор наружного рычага для ограничения хода цилиндра в одном из крайних положений.
 3. Изменен порядок регулировки механизма переключения. Вначале регулируется длина штока цилиндра так, чтобы при положении синхронизатора на фиксаторе ( Включена одна из ступеней редуктора) шток
цилиндра был полностью втянут. Затем при помощи регулируемого упора ограничивается ход цилиндра так, чтобы второе положение штока соответствовало включению второй ступени редуктора (синхронизатор снова на фиксаторе). После такой регулировки шток цилиндра совершает ходы на фиксаторе. После такой регулировки шток цилиндра совершает ходы от упора в крышку до упора поршня в крышку до упора в регулировочный болт и обратно, а синхронизатор при этом всегда останавливается на одном из фиксаторов, в положении соответствующем включению одной из ступеней редуктора. Осевые усилия на включенный синхронизатор исключены, долговечность его работы увеличена.
Второй недостаток устранен тем, что для механизма управления редуктором разработан электрогидравлический распределитель другого типа. Вместо пружины, перемещающей золотник в другую позицию при снятии напряжения с электромагнита установлен другой электромагнит. Теперь золотник перемещается в ту или иную позицию и происходит включение той или иной ступени редуктора только под воздействием силы одного или другого электромагнита. Электрическая схема управления выполняется так, что при нажатии на кнопку включения высшей ступени («Н») подается напряжение на электромагнит включения этой ступени и снимается напряжение с электромагнита включения ступени («L»). Таким образом при
обрыве цепи питания одного из электромагнитов или двух сразу золотник останется в том положении, в котором он находился до потери питания, самопроизвольное переключение редуктора на ходу, чреватое потерей работоспособности синхронизатора не произойдет. Такое решение способствует увеличению ресурса коробки передач. Обрыв цепи питания в этом случае приводит только к невозможности переключить редуктор и легко устраняется путем восстановления цепи питания. Удается избежать больших затрат времени и средств на ремонт коробки передач.
Электрогидравлические распределители нужного типа (с двумя электромагнитами выпускаются Гомельским заводом «Гидропривод». В настоящем проекте произведена только адаптация корпуса клапана к размерам крепежных отверстий и нагнетательного и сливных каналов крышки. Теперь новый электрогидрораспределитель устанавливается на тоже место, что и старый без изменения серийных деталей механизма управления редуктором.















2.5.1 УСТРОЙСТВО И РЕГУЛИРОВКА МОДЕРНИЗИРОВАННОГО МЕХАНИЗМА УПРАВЛЕНИЯ РЕДУКТОРОМ КП


Рис.2.5 Устройство модернизированного механизма переключения редуктором КП.
Модернизируемый механизм управления редуктором КП имеет следующие конструктивные отличия :
Электрогидрораспределитель с двумя электромагнитами
Цилиндр укороченный, без ограничительной втулки
Регулируемый винт-ограничитель хода рычага переключения редуктора
Регулировка при которой положениям включенного синхронизатора соответствуют: упор поршня цилиндра в крышку и упор рычага в регулировочный винт.
Для регулировки цилиндра необходимо
- переместить поршень поз.2 внутрь цилиндра до упора ;
-повернуть рычаг поз.3 против хода часовой стрелки, включив понижающий диапазон редуктора коробки передач ;
-вворачивая или выворачивая вилку поз.5 , совместить отверстия в рычаге поз.3 и вилке поз.5;
- повернуть рычаг поз.3 по ходу часовой стрелки , включив повышающий диапазон редуктора коробки передач ;
-выдвинуть шток цилиндра поз.1, совместить отверстие в рычаге поз.3 и вилке поз.5;
-ввернуть болт поз.6 до упора с вилкой поз.5 ;
-законтрить болт гайкой поз.7;
-рычаг поз.3 и вилку поз.5 соединить пальцем поз.8 и установить шайбу и шплинт;
-законтрить вилку гайкой поз.9.