Модернизации механизма блокировки дифференциала трактора трактора “Беларус-1522” класса 3.0 (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.). Трактору Беларус – 1522 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 надёж-ности, долговечности узла)
– нет необходимости в специальной подготовке трактора;
– нет 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 даёт необходимого результата.

5.2 Патентный поиск
Предварительный анализ отобранных в процессе поиска документов показал следующее:
Патент СССР No1041327 В 60К 17/20 опубликован 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 увеличи-вает давление масла подаваемого в фрикционную муфту тем самым изменяет блокирующий момент. [38]
Патент США No 4967109, МПК В 60 К 41/00, опубликован 09.04.96г.
В патенте описывается сельскохозяйственная машина с механизмом блоки-ровки 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 колёс достигает заданной величины. Управляющий сигнал поступает в механизм блокировки дифференциала, ограничивая пробуксовывание колёс 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. [40]
Патент РФ No 2265766 F 16 H 48/30 Мишагин В.Д., Ушев Н.И.,
Мглинец Д.В., Хоблов А.В., Михеенко А.П., опубликовано 10.12.2005г. Бюл.No34.
Изобретение относится к машиностроению, в частности для использования в колёсных тракторах, автогрейдерах и автомобилях повышенной проходимости. Устройство блокировки отличается тем, что содержит главную и дифференциальную передачи и блокирующее устройство, включающее сцепную муфту и управляющий орган. Ведущая полумуфта сцепной муфты жёстко связана с водилом, а ведомая полумуфта с помощью подвижного шлицевого соединения с полуосью. Управляющий орган содержит датчики угловой скорости колеса в виде тахометров, кинематически связанных с полуосями, схему измерения и сравнения углового ускорения колёс с заданным критическими значением, включающую дифференцирующие звенья, преобразующие угловые скорости ω1 и ω2 в угловые ускорения ε1 и ε2, которые с помощью сумматоров сравниваются с заданным критическим ускорением εкр, диоды, усилители и реле времени, а также сервопривод. Последний при помощи вилки кинематически связан с ведомой полумуфтой. Вилка снабжена пружиной, обеспечивающей нормально разомкнутое состояние муфты при отсутствии управляющего сигнала на сервопривод. При маневрировании ма-шины при условии ∆ε1=ε1-εкр > 0 на сервопривод поступит сигнал и он, преодолевая сопротивление пружины, перемещая полумуфту по шлицам, и полумуфты, сцепляясь, блокируют водило с центральным колесом. Дифференциал блокируется. [42]
Патент РФ No 2246060 F 16 H 48/30 Котовсков А.И. опубликовано 10.02.2005г. Бюл. No 4.
Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в трансмиссиях транспортных средств. Устройство отличается тем, что система управления блокировкой дифференциала ведущего моста колёсного транспортного средства, содержащая источник давления текучей среды с редукционным клапаном, распределитель, управляемый от рулевого колеса и ручной тяги и сообщённый с управляющей полостью муфты блокирования, образованной корпусом этой муфты и подвижной перегородкой, и дополнительной диафрагменной камеры, имеющей свою управляющую полость, размещенную соосно и последовательно относительно управляющей полости муфты блокирования, причём подвижная перегородка последней связана с нажимным диском посредством штока, жёстко соединенного одним своим концом с этим нажимным диском и установленного с возможностью взаимодействия посредством закрепленного на другом его конце опорного фланца с диафрагмой дополнительной диафрагменной камеры, а своей средней частью проходящего через центральную часть подвижной перегородки и жёстко связанного с опорной шайбой, установленной с возможностью взаимодействия с этой перегородкой, при этом управляющая полость дополнительной диафрагменной камеры сообщена с распределителем, выполненным трехпозиционным, избирательно обеспечивающим связь упомянутых управляющих полостей со сливной магистралью и редукционным клапаном, выполненным регулируемым.
Снабжение системы управления блокировкой дифференциала двухкамерным диафрагменным цилиндром, состоящим из управляющей полости муфты блокирования, образованной корпусом этой муфты и подвижной перегородкой, и дополнительной диафрагменной камеры, имеющей свою управляющую полость, размещенную соосно и последовательно относительно управляющей полости муфты блокирования, позволяет получить ступенчатое изменение уровня блокировки дифференциала путем подачи текучей среды под давлением одновременно в обе управляющие полости, обеспечивая тем самым высокий уровень блокировки, или только в одну управляющую полость, обеспечивая низкий уровень блокировки.
Выполнение распределителя трехпозиционным, избирательно обеспечивающим связь упомянутых управляющих полостей со сливной магистралью и редукционным клапаном, позволяет в одной позиции распределителя, соответствующей прямолинейному движению транспортного средства, получить связь обеих управляющих полостей с редукционным клапаном, обеспечивая высокий уровень блокировки, в другой позиции, соответствующей повороту рулевого колеса на заданный расчётный угол, управляющую полость муфты блокирования связать со сливной магистралью, а управляющую полость дополнительной диафрагменной камеры оставить связанной с редукционным клапаном, обеспечивая понижение уровня блокировки дифференциала при повороте транспортного средства, ис-ключающее его полную автоматическую разблокировку и тем самым повы-шающее скорость, а, следовательно, и производительность транспортного средства, в третьей позиции распределителя, управляемого от ручной тяги, обе управляющие полости связать со сливной магистралью, обеспечив тем самым в случае необходимости полное выключение блокировки дифференциала. Выполнение редукционного клапана регулируемым обеспечивает плавное изменение вручную давления текучей среды в обеих управляющих полостях, позволяющее устанавливать заданное расчетное значение момента блокирования.
Система управления блокировкой дифференциала ведущего моста колёс-ного транспортного средства, содержащая источник давления текущей среды с редукционным клапаном, распределитель, управляемый от рулевого колеса и ручной тяги и сообщённый с управляющей полостью муфты блокирования, образованной корпусом этой муфты и подвижной перегородкой, связанной с нажимным диском, а также фрикционными дисками, отличающаяся тем, что она снабжена двухкамерным диафрагменным цилиндром, состоящим из упомянутой управляющей полости, образованной корпусом муфты блокирования и подвижной перегородкой, и дополнительной диафрагменной камеры, имеющей свою управляющую полость, размещенную соосно и последовательно относительно управляющей полости муфты блокирования, причём подвижная перегородка последней связана с нажимным диском посредством штока, жёстко соединенного одним своим концом с этим нажимным диском и установленного с возможностью взаимодействия по-средством закрепленного на другом его конце опорного фланца с диафрагмой дополнительной диафрагменной камеры, а своей средней частью проходящего через центральную часть подвижной перегородки и жёстко связанного с опор-ной шайбой, установленной с возможностью взаимодействия с этой перего-родкой, при этом управляющая полость дополнительной диафрагменной камеры сообщена с распределителем, выполненным трехпозиционным, избирательно обеспечивающим связь упомянутых управляющих полостей со сливной магистралью и редукционным клапаном, выполненным регулируемым. [43]
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 дифферен-циала 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.