Модернизации механизма блокировки дифференциала трактора трактора “Беларус-1221” класса 2.0 (конструкторский раздел дипломного проекта)

СОДЕРЖАНИЕ

1. ОБЗОР И АНАЛИЗ РАБОТ ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ КОНСТРУКЦИИ ТРАКТОРА И УЛУЧШЕНИЮ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ
1.1 Задачи дипломного проекта
1.2 Тенденции и анализ развития конструкции дифференциала
2. АНАЛИЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ КЛАССА 2
3. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ТЯГОВО-СЦЕПНЫХ СВОЙСТВ КОЛЕСНЫХ ТРАКТОРОВ
4. ОПИСАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ БЛОКИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ ПРИМЕНЯЕМЫХ НА ТРАКТОРАХ
5. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УЗЛА
5.1 Актуальность проблемы
5.2 Анализ конструкций
6. РАСЧЕТ КОНСТРУКТОРСКОЙ РАЗРАБОТКИ
6.1 Расчет необходимого давления для блокировки дифференциала
6.2 Конечная передача
7. ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПА РАБОТЫ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УЗЛА...

5. ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБАТЫВАЕМОГО УЗЛА.

5.1. Актуальность проблемы.
На данный момент износ машинотракторного парка хозяйств РБ составляет более 70%, без поступления новой качественной техники долго работать не смогут.
При покупке новой техники, в сложившихся обстоятельствах, отдаётся предпочтение колёсным тракторам «Минского тракторного завода» вследствие некоторых причин (тракторы «Беларус» хозяйствам приобрести легче из-за помощи государства, простота в обслуживании более высокие транспортные скорости, чем у гусеничных и т. п.), а трактор «Беларус 1221» в последнее время самый покупаемый из энергонасыщенных тракторов. Ему приходится работать на различных работах и довольно часто в плохих тягово-сцепных условиях, поэтому данная проблема повышения тягово-сцепных свойств довольно актуальна.
Одним из самых простых способов, – это применение принудительной смазки дифференциала.
Принудительная смазка дифференциала как способ повышения тягово-сцепных свойств имеет ряд плюсов по сравнению с другими (повышение надежности, долговечности узла)
– нет необходимости в специальной подготовке трактора,
– не необходимости в специальной подготовки тракториста,
– автоматическая работа системы,
– самое главное то, что может сосчитаться с любыми другими способами повышения тягово-сцепных свойств.
Из всех способов смазки дифференциала в тракторостроении наибольшее применение получили два способа смазки дифференциала ведущих колёс:
– смазка окунанием в масляную ванну;
– смазка масляным туманом.
Применение этих способов позволяет производить смазку трущихся поверхностей без особых затрат. Однако, использование этих способов на данном этапе развития конструкций тракторов (повышение мощности и др.) не дает необходимого результата.

5.2 Анализ конструкций
Предварительный анализ отобранных в процессе поиска документов показал следующее:
Патент РФ No216871 Келлер А.В., Журавлев М.Е., Казанцев С.А., Тевченков М.Е., Земляницкий Е.В. Бюл. No18 опубликована 27.06.2001.
В патенте описано устройство управления блокировкой дифференциала, которое имеет реверсивный насос, всасывающие и нагнетающие полости которого соединены посредством гидромагистралей через обратные клапаны с регулируемым дросселем, дополнительным клапаном, управляемым рулевой колонкой и регулируемым дросселем. Устройство снабжено логическим гидроклапаном ИЛИ, гидроклапаном соотношения давления и дисковым блокирующим механизмом, содержащим суппорт, укрепленный в балке моста. Данное устройство управления блокировкой дифференциала при буксовании создаёт насосом давление пропорциональное буксованию, блокируя дифференциал однодисковой фрикционной муфтой, а клапаны запирают рабочую жидкость в магистрали, дифференциал разблокируется только при повороте рулевой колонки, которая соединит магистраль со сливом.
Отличие проверяемой системы от системы управления по заявке в том, что в блоке управления проверяемой системы давление рабочей жидкости создаётся не реверсивным пластинчатым насосом, установленным в корпусе дифференциала, тем самым, усложняя конструкцию последнего, а насосом, приводимым от двигателя трактора. Поэтому в данной конструкции проблема обратных клапанов неактуальна, так как диски фрикционной муфты находятся под постоянным давлением. Отличия существенные.
Патент РФ. No2162974 F 16 H 48/30, опубликована 22.03.1999 г.
Изобретение относится к машиностроению, в частности для использования в колёсных тракторах, автогрейдерах и автомобилях повышенной проходимости. Устройство блокировки отличается тем, что блокирующее устройство выполненное в виде сцепной муфты, содержащие датчики угловой скорости колёс, кинематически связанные с полуосями и электрически со схемой измерения и сравнения и сравнения частного от деления скоростей, выход которого через усилитель и реле времени подключён к сервоприводу, при этом ведущая полумуфта сцепной муфты жёстко соединена с водилом, ведомая полумуфта установлена на шлицах одной из полуосей с возможностью осевого перемещения и кинематически связана с сервоприводом. Величина заданного критического значения частного подсчитывается по формуле, где Rmin-минимально возможный радиус внешней траектории, описываемой ведущим колесом при маневрировании машины; rmin- минимально возможный радиус внутренней траектории, описываемой ведущим колесом. При маневрировании машины (кр=1.4 для маневрирования без буксования) при условии > кр=1.4 на сервопривод поступит напряжение и он, воздействуя на сцепную муфту, блокирует дифференциал.
Патент СССР No1041327 В 60К 17/20 опубликована 24.08.84г.
Изобретение относится к машиностроению, в частности для использования в колёсных тракторах. Устройство блокировки отличается тем, что управление блокирующим устройством выполнено электрогидравлическое следящим с переменным моментом трения, регулируемым в зависимости от разности вращения полуосей трактора, состоящим из двух тахогенераторов, соединённых с синхронным валом отбора мощности и ведущей шестерней конечной передачи, мостовых трёхфазных выпрямителей, потенциометрического сравнивающего устройства, усилителя постоянного тока, генератора коротких импульсов, электрогидравлического клапана пропорционального типа, фрикционной блокировочной муфты. В данном случае блокировка дифференциала блокируется переменным моментом трения, зависящим от величины буксования колес, а не постоянным моментом трения. Реализовано это посредством электромагнитного клапана пропорционального типа клапан, на который подаётся управляющая команда в зависимости от буксования ведущих колёс, получая команду клапан
уменьшает или увеличивает давление масла подаваемого в фрикционную муфту тем самым изменяет блокирующий момент.
Патент Германии N 4428824, МПК В60К 41/00, опубликована 22,02,96г.
В документах описано рабочее транспортное средство с подключаемым приводом передних колес, механизмом для блокировки дифференциала и валом отбора мощности, состояния которых задаются управляющими элементами, срабатывающими от органов управления. На транспортном средстве имеется также управляемый от системы механизм для подъема и опускания навесного оборудования. Предлагается автоматизировать привод управляющих элементов, для чего предусмотрено применение электронного блока и автоматического выключателя с ручным приводом. Блок управления имеет средства, которые на основе сигнала привода автоматического включателя активизирует или де активизирует автоматический режим для управления управляющих элементов. Эти же средства на основе сигнала ручного воздействия на систему управления подъемным механизмом запускают указанный автоматически режим управления названным приводом по задаваемой программе в зависимости о положения подъемного механизма.
Отличия проверяемой системы управления от системы от системы управления по заявке в том, что в блоке управления проверяемой системы отсутствуют средства воздействия на систему управления в зависимости от положения подъемного механизма. В проверяемой системе управление приводом ПВМ, блокировки дифференциала и ВОМ независимые и не связанные с системой управления навеской.
Патент США N 4967109, МПК В60К 41/00, опубликован 09.04.96г. В патенте описывается сельскохозяйственная машина с механизмом блокировки дифференциала по сигналу управляющего устройства, которое содержит датчик скорости движения машины, датчик частоты вращения по меньшей мере одного из приводных колес, вырабатывающий пропорциональный сигнал. компаратор, сравнивающий сигналы датчиков и вырабатывающий сигнал, пропорциональный степени пробуксовывания приводного колеса, а также блок управления, соединенный с компаратором и блокирующим механизмом. Блок управления вырабатывает управляющие сигналы когда пробуксовывание колес достигает заданной величины. Управляющий сигнал поступает в механизм блокировки дифференциала, ограничивая пробуксовывание колес машины.
Отличия проверяемо системы в том, что в применяемой системе управления отсутствуют датчики скорости движения машины и частоты вращения по меньшей мере одного из приводных колес, компаратор, сравнивающий их сигналы. В проверяемой системе при включенном автоматическом режиме дифференциал сблокировав, разблокируется при повороте направляющих колес на угол свыше 13° и торможении отличия существенные.
В источнике “Тракторы. Часть I конструкции”, В.Т. Васильев, В.В. Будько, В.В. Гуськов – Мн.: Вышэйшая школа, 1979. – 232 с. Представлена конструкция дифференциала трактора МТЗ-80/82, недостатками данной конструкции являются: использование диафрагмы в муфте блокировки дифференциала, недостаточная смазка трущихся поверхностей (пары крестовина-сателлит, сателлит-корпус, зубчатого зацепления сателлит-солнечная шестерня) в виду использования подачи смазочного материала в зону трения разбрызгиванием.
Проведя анализ механизмов блокировки дифференциала используемых на отечественных и зарубежных тракторах, а также в процессе поиска в охранных документах различных стран были выявлены следующие тенденции:
– только принудительная блокировка на современных тракторах не применяется,
– основная масса охранных документов в области блокировки дифференциала приходится на самоблокирующиеся дифференциалы и дифференциалы повышенного трения,
– в автоматических блокировках дифференциала чаще всего управление осуществляется при помощи электрогидравлических систем управления, а в зарубежных аналогах электронно-гидравлических систем управления,
Выводы по патентному поиску. В процессе проведения проверки на патентною чистоту объекта «Дифференциал» был проведен поиск по массивам патентной информации в отношении изобретений и полезных моделей по странам проверки: Российская Федерация, Великобритания, США, Германия и Франция.
При проведении поиска был просмотрен и проанализирован массив информации по классам МПК В60К и МПК F 16 H 48/28-30 , что охватывает управление блокировкой дифференциалов и дифференциалы с внешней блокировкой в результате были отобраны охранные документы, по технической сущности близко совпадающие с проверяемым объектом и его составными частями. После их предварительного анализа были выявлены существенные отличия, исключающие необходимость последующего детального сопоставительного анализа.
На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы: Проверяемый объект «Дифференциал» обладает патентной чистотой в отношении изобретений в странах: Российская Федерация, Великобритания, США, Германия и Франция.
Проверяемый объект может быть беспрепятственно реализован на территории вышеназванных стран проверки.