Малая механизация

ГИДРАВЛИКА ВМЕСТО ТРАНСМИССИИ

29.03.2016

ГИДРАВЛИКА ВМЕСТО ТРАНСМИССИИ

Ни остродефицитного дифференциала, ни планетарного механизма поворота, практически недоступного для самоделыциков, ни сложных в изготовлении обгонных муфт не требуется для этого минитрактора (МТ). Крутящий момент здесь передается на каждое из ведущих колес независимо от своего... гидромотора. Причем конструкция машины такова, что позволяет изменять и клиренс и колею.

Мини-трактор получился на редкость удачным и надежным, а его конструкция — весьма технологичной, приемлемой для «тиражирования» в любительских условиях.
 
Поначалу мини-трактор (МТ) мыслилось создать лишь как транспортное средство, для нужд сада-огорода. Была выбрана подходящая кинематическая схема; удалось приобрести «по случаю» передние и задние колеса, силовой агрегат требуемой мощности. А вот с дифференциалом, соединительными (карданными) валами не повезло - дефицит!
 
Положение казалось почти безвыходным. И тут спасительная идея: а не воспользоваться ли возможностями гидравлики от уже отработавшей свое, списанной техники? Пусть, скажем, силовой агрегат приводит в действие масляный насос. Создавая давление в гидросистеме, тот, в свою очередь, способен обеспечить нормальную работу гидродвигателей, которые можно было бы разместить в непосредственной близости от ведущих (задних) колес. Чтобы каждое из них вращалось от своего гидродвигателя. Естественно, и со своим мини-редуктором. А требуемый режим и направление вращения легко задавались бы с помощью стандартного распределителя на 3 или 4 (как у трактора «Беларусь» или у экскаватора МТЗ-80) рабочих положения (позиции).
 
Кинематику (см. рис.) удалось упростить до минимума, избавившись и от дифференциала, и от карданных валов. При этом сама машина приобрела способность разворачиваться практически на месте (когда одно ведущее колесо движется, например, вперед, а другое — в противоположную сторону).
 
МТ стал поистине незаменимым механическим помощником при выполнении любых работ на земельном участке. Ведь к нему теперь можно без механической связи подключать косилку, а также другие сельхозорудия с гидроприводом.
 
Наконец, нельзя не отметить еще одно явное преимущество предлагаемой конструкции перед другими МТ: с использованием гидромоторов отпадает необходимость в... тормозах. Стоит лишь уменьшить подачу масла — и пожалуйста: эффективность торможения, как говорится, на все сто. А при установке рукояток управления распределителями в нейтральное положение (особенно для вариантов распределителей 4/3 и 4/4 с соединением на бак нагнетательной линии и запертыми отводами при среднем положении золотника) достигается фактически полная блокировка колес. Используется этот режим для экстренного торможения и как практически безотказный «стояночный» тормоз.
 
Рама мини-трактора сварная. Необходимые прочность и технологичность достигаются за счет использования стальных труб прямоугольного сечения, наварных косынок и продуманности самой конструкции, успешно работающей на все виды деформации. Сообразно нагрузкам выбраны и типоразмеры несущих элементов. В частности, хребтовая балка представляет собой 990-мм отрезок стальной толстостенной трубы квадратного сечения 60х60 мм. Отрезки аналогичной трубы с соответствующей длиной (см. рис .) служат как несущие элементы подвески полуосей задних колес и крепления механизма навески.  А вот для подмоторной рамы материал выбран иной. Здесь уже использована стальная труба прямоугольного сечения 60х35 мм.
 
В середину поперечной подмоторной рамы вварена втулка оси качания переднего моста. Выполняется она из Стали 45 с гнездами под радиальные шарикоподшипники № 80206.
 
Форма и размеры кронштейнов силового агрегата и крепления гидроцилиндра, как и их место установки, определяются, исходя из того, какие СА и гидроцилиндр у самодельщика имеются. А в качестве материала используется 5-мм лист Ст 3.
 
Расположение двигателя и гидравлики на раме МТ
Расположение двигателя и гидравлики на раме МТ (передний мост с рулевой колонкой и облицовка сняты):
1 — рукоятки управления распределителями (значит — и вращением задних колес), 2 — два четырехлинейных трехпозиционных распределителя (симметричны продольной оси МТ) с управлением от рукояток, 3 — насос шестеренчатый НШ-50 постоянной производительности, 4 — гидромоторы с реверсивным потоком, 5 — силовой агрегат, 6 — рама мини-трактора, 7 — приводные роликовые цепи (ПР-15,875) , 8 — шланги гибкие, высокого давления, с запорными устройствами, 9 — колесо заднее с пневматической шиной 6,5 — 16", 10 — бензобаки, 11 — сиденье со спинкой.
 
Передний мост самодельный, с изменяемой шириной колеи. Последнее достигается введением в конструкцию правого и левого узлов опорно-поворотной стойки вместо обычных полуосей с поворотными цапфами, а также за счет различного взаимного расположения дисков и ободов колес, как это показано на рисунке.
 
Об особенностях выполнения узла опорно-поворотной стойки считаем целесообразным рассказать несколько полнее. Кулак у взятой изначально за основу поворотной цапфы необходимо отрезать и приварить к соответствующему концу поворотной балки стальной трубе прямоугольного сечения 60х35 мм, имеющей длину 500 мм. Второй конец этой балки приваривают к самодельной втулке (Сталь 45) опорно-поворотной стойки.
 
Начало новому элементу конструкции, можно считать, положено. Теперь о другой не менее важной и ответственной детали опорно-поворотной стойке с двумя диаметрально расположенными шпоночными пазами. Материалом для ее изготовления служит та же Сталь 45. На верхнем конце стойки нарезается резьба М20, а к нижнему тщательно приваривают втулку полуоси из Стали 45.
 
Сама полуось самодельная (Сталь 50), с посадочными местами под шарикоподшипники 305 и 206 для установки на ней переднего колеса от мотоколяски СЗД с шиной 5,0- 10". Во втулке полуось закрепляется достаточно прочно, имея на конце своем резьбу М20, на которую навинчивается соответствующая гайка с подложенной под нее шайбой Гровера.
 
Гидравлика и кинематика трансмиссии
Гидравлика и кинематика трансмиссии:
1 — силовой агрегат (от мотоколяски СЗД), 2 — переднее колесо с шиной 5,0—10" (от мотоколяски СЗД, 2 шт.), 3 — муфта упругая (самодельная), 4 — насос шестеренчатый НШ-50 постоянной производительности (от сельхозтехники), 5 — звездочка ведущая Z=12 приводной роликовой цепи ПР-15,875 (2 шт.), 6 — гидромотор с реверсивным потоком (от сельхозтехники, 2 шт.), 7 звездочка Z=28 приводной роликовой цепи ПР-15,875 (2 шт.), 8 — звездочка Z=14 приводной роликовой цепи ПР-19,05 (2 шт.), 9 — «качалка» подвески полуоси заднего колеса (самодельная, 2 шт.), 10 — распределитель 4/3 с управлением от рукоятки с фиксатором (от сельхозтехники, 2 шт.), 11 — звездочка Z=54 приводной роликовой цепи ПР-19,05 (2 шт.), 12 — колесо заднее с шиной 6,5—16" (с переднего моста тракторов Т-28, Т-40 и др., 2 шт.), 13 — бензобаки (самодельные, из канистр подходящей емкости, 2 шт.), 14 — звездочка Z=14 приводной роликовой цепи ПР-12,7 (на фрезу), 15 — шланги гибкие, высокого давления (запорные устройства условно не показаны).
 
В зависимости от требуемой высоты расположения переднего моста опорноповоротная стойка может быть закреплена на том или ином уровне двумя упорными кольцами. Поворотные рычаги (на иллюстрациях не показаны) также передвигают по шпоночному пазу на соответствующее место, после чего жестко фиксируют врезными винтами М12 (аналогично установке упорных колец). Рулевой механизм взят от списанной автомашины ГАЗ-51.
 
Рама мини-трактора
Рама мини-трактора:
1 — втулка оси качания переднего моста (вварная, Сталь 45), 2 — рама подмоторная (сварная, из стальной трубы □ 60х35 мм), 3 — кронштейны силового агрегата, передние (форма и размеры по месту установки СА, из 5-мм Ст3), 4 — кронштейны силового агрегата, задние (форма и размеры по месту установки СА, из 5-мм Ст3), 5 — балка подвески полуосей задних колес (отрезок сильной трубы □ 60х60 мм), 6 — кронштейн «качалки» установочный (из 5-мм Ст3, 2 шт.), 7 — балка хребтовая (стальная толстостенная труба □ 60х60 мм), 8 — косынка (из 5-мм Ст3, 12 шт.), 9 — балка крепления механизма навески (стальная труба □ 60х60 мм), 10 — кронштейн основной (из 5 мм Ст3, 6 шт.), 11 — кронштейн крепления гидроцилиндра (для механизма навески, форма и размеры по месту из 5-мм Ст3).
 
«Качалка» подвески полуоси заднего колеса
«Качалка» подвески полуоси заднего колеса:
1 — втулка (Сталь 45), 2 — сектор установочный (из 5-мм листа Ст3), 3 — труба стальная □ 60х35 мм, 4 — втулка полуоси заднего колеса (Сталь 45).
 
 
Приемы изменения ширины колеи перестановкой элементов колеса
Приемы изменения ширины колеи перестановкой элементов колеса.
 
Полуось переднего колеса.
Полуось переднего колеса.
 
Узел опорно-поворотной стойки переднего колеса
Узел опорно-поворотной стойки переднего колеса (поворотная балка переднего моста условно повернута на 5° к вертикали, полуось, «кулак» и тяги не показаны):
1 — втулка полуоси, 2 — кольцо упорное (2 шт.), 3 — подшипник № 8206 шариковый, упорный, одинарный (2 шт.), 4 — втулка опорно-поворотной стойки, приварная, 5 — подшипник № 80206 шариковый, однорядный, с защитными шайбами (12 шт.), 6 — опорно-поворотная стойка с двумя диаметрально расположенными шпоночными пазами, 7 — поворотная балка переднего моста, 8 — винт М12 врезной (2 шт.).
 
Звено съемных грунтозацепов
Звено съемных грунтозацепов:
1 — цепь крепежная (натягивается справа при подкачке колес), 2 — шпильки М10, 3 — гайки М10, 4 — пластины грунтозацепа (из 5-мм Ст3), 5 — цепь крепежная (натягивается слева при подкачке колеса), t — расстояние, равное шагу цепи.
 
Ступица заднего (ведущего) колеса.
Ступица заднего (ведущего) колеса.
 
Полуось заднего колеса
Полуось заднего колеса.
 
Ось качалки.
Ось качалки.
 
Подвеска полуосей задних (ведущих) колес выполнена с помощью «качалок» — специальных поворотных механизмов, шарнирно закрепляемых на раме МТ (балке подвески) и позволяющих к тому же легко и быстро осуществлять изменение клиренса. В основе «качалки» (см. рис.) надежная, хорошо зарекомендовавшая себя на практике стальная труба прямоугольного сечения 60х35 мм с приваренными на концах втулками.
 
Выполнены последние из Стали 45 с гнездами для установки в них шариковых радиальных однорядных подшипников с защитными шайбами. Причем для втулки с внешним диаметром 70 мм как нельзя лучше подойдут подшипники № 80206 (2 шт.), а для другой, с внешним диаметром 80 мм,— № 80207 (тоже 2 шт.). Вдобавок ко всему меньшая втулка оснащена приваренным к ней установочным сектором из 5-мм листа Ст 3, в котором предусмотрительно сделано 5—7 отверстий Ø 14 мм для фиксации «качалки» в том или ином положении относительно рамы МТ (изменения клиренса мини-трактора).
 
Ось качалки, как и полуось заднего колеса, — из Стали 40ХН. Можно использовать здесь для унификации и углеродистую качественную конструкционную Сталь 45 Конфигурация и размеры этих, несомненно ответственных, деталей ясны из прилагаемых иллюстраций.
 
Гидравлика и кинематика трансмиссии (см. рис.) особых трудностей для понимания и изготовления тоже, видимо, не вызовут. Жизнь и тон всему задает здесь силовой агрегат. В рассматриваемом варианте от мотоколяски СЗД, хотя с успехом подойдет также любой другой СА мощностью 14-18 л. с. В частности, выдержала самые строгие испытания конструкция с силовым агрегатом (правда, несколько модифицированным) от мотороллера.
 
На выходном валу СА установлена упругая муфта. О том, как таковую сделать самому, журнал сообщал неоднократно (см., например, «М-К» 3'92). Через муфту крутящий момент передается на ведущую шестерню насоса марки НШ-50, который создает давление масла в гидросистеме равное ста атмосферам.
 
Как свидетельствует практика, мощности такого насоса достаточно, чтобы обеспечить нормальную работу не только гидромоторов, приводящих в действие (при помощи двухконтурных цепных передач) ведущие колеса. Ее вполне хватит и для другого варианта МТ (с силовым цилиндром механизма навески), а также для гидромотора на любом из прицепных орудий к мини-трактору. На иллюстрациях эти вспомогательные узлы и требующийся для них дополнительный распределитель не показаны.
 
Используемые в конструкции МТ гидромоторы - от специализированных машин по борьбе с гололедом на дорогах (разбрасывателей песка). Но можно и от другой техники. Важно лишь, чтобы мощность каждого из гидромоторов была порядка 3,5 кВт, а скорость вращения - 2200 об/мин.
 
В рассматриваемом варианте мини-трактора два четырехлинейных трехпозиционных распределителя (от списанной сельхозтехники) с управлением от рукояток. Расположенные симметрично продольной оси МТ, они составляют отдельный блок. Можно рекомендовать для использования в конструкции самодельного МТ и другие типы распределителей. Например, многозолотниковое устройство с единым (литым) корпусом, предназначенное для направления потока масла из насоса в силовые цилиндры (гидромоторы) или на перепуск, а также для автоматического переключения потока масла на перепуск после выполнения силовой операции - от экскаватора МТЗ-80.
 
Звездочки для цепных передач желательно подобрать готовые: от старой автотракторной техники, мотоциклов, мотороллеров или изготавливать их самому (см. «М-К» 2'86). Возможно годится «компромиссный» вариант: когда своими руками изготавливаются лишь ступицы. Как это показано на примере ведомой звездочки Z-54 (см рис.).
 
Самодельными являются ступицы задних (ведущих) колес. Размеры и конфигурация ясны из чертежа. Что касается самих колес, то они от трактора Т-28 или Т-40 - управляемые (передние), с шиной 6,5-16". Их конструкция позволяет легко изменять колею как за счет перестановки элементов колес, так и поворотом на 180° всего колеса в сборе.
 
Грунтозацепы у мини-трактора довольно-таки необычные. В основе их - две одинаковые замкнутые цепи («талевые» или любые другие с крупным шагом). Периметр каждой на 50 мм меньше длинымаксимальной (наружной) окружности колеса.
 
Между цепями располагаются жесткие звенья грунтозацепов, каждое из которых представляет сварную (в виде двускатной «микро-крыши») конструкцию, состоящую из пары прямоугольных пластин размером 40х100 мм (из 5-мм СтЗ) и двух шпилек М10 длиной 150 мм. Выступающие по обе стороны от «микрокрыши» концы шпилек вставляют в кольца цепей и накрепко стягивают последние гайками М10.
 
Подготовленные таким образом цепи с грунтозацепами, затянутыми между ними, надевают на несколько приспущенное колесо. Затем с помощью насоса давление в камере колеса поднимают.
 
В заключение - несколько слов о навесных и прицепных орудиях, используемых при работе на мини тракторе. Вспашка земли осуществляется с помощью двухкорпусного плуга, изготовленного из предплужников с оснащением их полевой доской и увеличенным отвалом. Культивация почвы, нарезка гряд, посадка картофеля выполняются практически так же, как это изложено в «М-К» 3'92. Только вот крепление культиваторов на подвесной раме несколько иное — с помощью специальных втулок. Для уборки снега предусмотрена установка «бульдозерного» ножа-отвала, подъем и опускание которого осуществляет силовой цилиндр. А при заготовке сена активно используются косилка с гидроприводом и грабли.
 
Для выполнения ряда специфических работ предусмотрено подключение к мини-трактору фрезы или циркулярной пилы. Ну а возникнет вдруг необходимость привезти-отвезти что-нибудь по хозяйству - выручит прицепная тележка. При этом транспортная скорость при отдаче всей мощности на одно ведущее колесо мини-трактора (когда второе заднее от гидросистемы отключено) может достигать 35 км/ч!
 
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
 
Габаритные размеры (при клиренсе 320 мм), мм: 1950х1000х1350
База (при клиренсе 320 мм), мм: 1200
Колея (пределы изменения), мм: 800—1216
Минимальный радиус разворота: практически на месте
Клиренс (пределы изменения), мм: 0—800
Силовой агрегат: от мотоколяски СЗД (или др. техники мощностью 14—18 л. с.)
Гидронасос: НШ—50
Гидромоторы: 2х4,75 л. с. + резерв на навесные орудия
Диапазон рабочих скоростей, км/ч: 2—15
Давление масла в гидросистеме, атм: 100
 
В. МЕЗЕНЦЕВ, самодеятельный конструктор;
Н. КОЧЕТОВ, наш спец. корр. г. Набережные Челны




Рекомендуем почитать
  • КОМПАКТНЫЙ МОТОБЛОК
    Самодельный мотоблок желательно сделать универсальным, чтобы он мог выполнять разнообразные сельскохозяйственные операции. Однако создать конструкцию, оптимальную для любой работы в подсобном хозяйстве, совсем непросто. Так, мощный, тяжёлый мотоплуг, как правило, слишком широк и неповоротлив в междурядьях, а юркому мотокультиватору не одолеть вспашки плотной земли. Одно из решений этой проблемы предлагает наш читатель из Краснодарского края В. Яковлев. Его компактная одноколёсная машина поможет в обработке грядок, не повредит близко посаженные растения, а при необходимости всего за 10 минут превратится в двухколёсный мотоплуг.

Комментарии 

 
0 #1 Анатолий 16.03.2015 10:13
Здравствуйте! Можно ли подсчитать минимальную мощность двигателя для подобной схемы мини трактора? Хватит ли для реализации проекта двигателя мощностью 5,5 л.с. от мотоблока "Нева-МБ-2"? Спасибо. С уважением, Анатолий.
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.