Седельно сцепное устройство камаз принцип работы
Седельно-сцепное устройство (рис. 200) автомобилей- тягачей КамАЗ-5410 и КамАЗ-54112 служит для шарнирного соединения тягача с полуприцепом, передачи части веса полуприцепа на раму тягача и передачи тягового усилия от тягача к полуприцепу.
Седельное устройство обеспечивает полуавтоматическую сцепку и расцепку тягача с полуприцепом. Сцепные шкворни полуприцепа должны иметь диаметр шейки 50,7. 50,9 мм.
Седельно-сцепное устройство монтируется на кронштейнах седельно-сцепного устройства, которые крепятся к раме автомобиля болтами. На этих кронштейнах закреплены два кронштейна 13 седла с резинометаллическими шарнирами. Седло 16 устанавливается на кронштейнах с помощью двух осей 15, которые предохраняются от осевого перемещения стопорными пластинами с болтами. Седло свободно вращается в шарнирах кронштейнов, чем обеспечивается продольный наклон седла. Резинометаллические шарниры позволяют значительно снизить динамические нагрузки, передаваемые полуприцепом на раму тягача, а также обеспечивают некоторый наклон седла.
Сцепной механизм, размещенный под опорной плитой седла, состоит из двух сцепных губок 1 и 7, запорного кулака 6 со штоком 4 и пружиной 5, защелки 8 с пружиной 2, рычага 10 управления расцепкой и предохранителя 12 саморасцепки.
Запорный кулак имеет два положения: заднее — губки закрыты, переднее — губки открыты. Шток 4 запорного кулака 6 удерживается от случайного перемещения в переднее положение предохранителем 12 саморасцепки. После предварительного поворота предохранителя саморасцепки кулак отводится в переднее положение рычагом 10 управления расцепкой и фикcиpyeтcя в этом положении защелкой 8. При введении сцепного шкворня в зев губок (кулак зафиксирован защелкой во взведенном положении) последние раскрываются и кулак, освобожденный от фиксации защелки, перемещается и упирается в затылок губок. При дальнейшем перемещении шкворня кулак под действием пружины 5 входит в паз губок и, таким образом обеспечивается надежное их запирание.
Рис. 200. Седельно-сцепное устройство: 1 - губка левая; 2 - пружина защелки; 3 - защелка; 4 - шток запорного кулака; 5 - пружина запорного кулака; 6- кулак запорный; 7 - губка правая; 8 - ось губки; 9, 14 - масленки; 10 - рычаг управления расцепкой; 11 - ось предохранителя саморасцепки; 12 - предохранитель саморасцепки; 13- кронштейн седла; 15 - ось шарнира; 16- седло; 17 - шпильки запорного кулака
Техническое обслуживание
При сервисе 1 проверьте состояние седельно-сцепного устройства внешним осмотром.
- проверьте состояние и крепление пружин захватов, запорного кулака и пружины седельного устройства внешним осмотром;
- смажьте опорную плиту седельного устройства;
- смажьте седельное устройство через прессмасленки до выдавливания свежей смазки.
Ремонт
При износе поверхностей губок сцепного механизма, охватывающих шкворень полуприцепа, до размера отверстия 0 54 мм замените их новыми или восстановите наплавкой металла с последующей обработкой до размера 0 50,2. 50,4 мм.
При износе поверхностей запорного кулака в месте захвата кулака с губками сцепного механизма до размера 71,5 мм замените его новым или восстановите наплавкой металла с последующей обработкой до размера 0 73,4. 73,8 мм.
Производство седельно-сцепных устройств (ССУ) – бизнес доходный и хорошо освоенный. Им занимается солидная группа компаний: Jost, Rockinger (Германия), Georg Fisher (Швейцария), Crane Fruehauf, York (Великобритания), Fontaine Truck Equipment, Fruehauf, Holland Hitch и др. Выпускают ССУ и отечественные предприятия.
Конструкция ССУ напрямую влияет на такие эксплуатационные качества автопоезда, как управляемость, устойчивость, маневренность, плавность хода, проходимость, надежность, безопасность и экономические показатели. В общем случае седельно-сцепные устройства состоят из разъемно-сцепной системы, механизма гибкости и деталей крепления. Существует два типа ССУ: шкворневые (пара шкворень–захват) и роликовые, или бесшкворневые (пара крюк–ролик). Масса большинства ССУ составляет от 100 до 300 кг.
Шкворневые устройства
В большинстве седельно-сцепные устройства (свыше 95%) имеют шкворневую конструкцию. Сюда входят опорная плита (круг) с прорезью (устьем) в центральной части, устанавливаемая на тягаче, и шкворень, закрепленный на полуприцепе. При сцепке автопоезда шкворень входит в прорезь опорной плиты и фиксируется захватами (одним или несколькими), шарнирно закрепленными на пальцах. Так образуется сцепная пара. Шкворневые устройства обычно выполняются полуавтоматическими (сцепка звеньев автопоезда происходит автоматически, а подготовка к расцепке, т. е. разблокирование замковых устройств, – вручную). Чтобы предотвратить самопроизвольную расцепку, ставят не менее двух замковых устройств, действующих независимо, причем одно из них с ручным управлением. Полная масса автопоездов, оборудованных полуавтоматическими шкворневыми устройствами, достигает 100 т и более. Седельные устройства такого типа способны выдерживать нагрузки от 3 до 50 т.
Сцепной шкворень крепят на полуприцепе между его передней стенкой и опорными устройствами. Наиболее распространены два способа установки сцепного шкворня. Шкворень с фланцем крепят к опорному листу полуприцепа заклепками или болтами, а шкворень без фланца фиксируют корончатой гайкой со шплинтом.
Значительное внимание уделяется расположению седельно-сцепного устройства относительно задней оси тягача или оси балансира задней тележки (смещению устройства), что необходимо для полного использования грузоподъемности шин тягача, а следовательно, и автопоезда. Данное обстоятельство особенно актуально для оптимального распределения нагрузок по осям наиболее распространенных в эксплуатации трех-, четырех-, пяти- и шестиосных седельных автопоездов с учетом требований дорожного законодательства той или иной страны, во многих из которых нагрузки на оси автомобилей и прицепного состава могут быть разными. Исключением являются некоторые модели автовозов, где ССУ, испытывающее незначительную вертикальную нагрузку, для размещения надстройки смещено на самый конец рамы тягача.
Элементы ССУ
Разъемно-сцепной механизм предназначен для передачи усилий между звеньями автопоезда и обеспечивает возможность поворота полуприцепа по отношению к тягачу вокруг оси сцепного шкворня в горизонтальной плоскости.
Разъемно-сцепные механизмы подразделяются на полуавтоматические и автоматические, а по числу захватов – на одно- и двухзахватные. Больше распространены ССУ с однозахватными разъемно-сцепными механизмами. они более надежны по сравнению с двухзахватными и отличаются безопасностью конструкции. В двухзахватном механизме тяговые и тормозные усилия воспринимаются только захватами и пальцами, тогда как в однозахватной (с захватом шкворня по его верхнему поясу с большим диаметром) тяговые усилия передаются на массивный запорный кулак, при этом захват подвергается только сжимающим усилиям. Тормозные усилия передаются непосредственно опорной плитой, при этом палец захвата разгружен от продольных усилий. Благодаря захвату шкворня по верхнему поясу уменьшаются изгибающие моменты, действующие на шкворень и его крепление.
Опорные плиты ССУ выполняют либо литыми, либо штампосварными. Литые конструкции, особенно из чугуна с шаровидным графитом, обладая высокой жесткостью и малой массой, распространены шире. Для современных седельных плит характерны максимальная ширина устья 400…460 мм, угол устья 40…50°, угол скоса 8…15°. Рукоятка привода разъемно-сцепного механизма расположена справа от седельно-сцепного устройства. Ее тяга для удобства водителя может быть выполнена разной длины. Для работы с разными полуприцепами в современных ССУ предусмотрена возможность установки в одной и той же опорной плите шкворней диаметром 2 или 3,5 дюйма. Сцепные шкворни изготавливают из высокопрочной стали, после чего подвергают специальной термообработке (закалке) и тщательно проверяют на отсутствие трещин.
ССУ устанавливают на раму тягача с помощью уголковых крепежных элементов или посредством монтажных плит, имеющих различную конфигурацию: от плоской пластины до пространственной конструкции высотой до 150 мм. Срок службы современных ССУ шкворневого типа достигает 1,5…2 млн. км, т. е. примерно столько, сколько находится в эксплуатации тягач.
Нормативные документы
Размеры сцепных шкворней регламентированы. Диаметр сопрягаемой поверхности шкворня должен быть равен 2 или 3,5 дюйма (50,8 или 89 мм). Выбор одного из этих двух типов (50 или 90) зависит от полной массы автопоезда, полуприцепа и вертикальной нагрузки. Шкворни Ø50,8 мм устанавливают на полуприцепы полной массой до 55 т или при вертикальной нагрузке на ССУ до 200 кН. При большой массе (нагрузке) применяют сцепные шкворни Ø89 мм. Размеры сцепных шкворней упорядочены как национальными стандартами, так и Международной организацией по стандартизации ISО. В России помимо упомянутых допускается использование шкворней с диаметром сопрягаемой поверхности 100 мм. Высота седла для ССУ типа 50 не должна превышать 200 мм, а для ССУ типа 90 – 315 мм.
В ряде стран есть стандарты на ССУ, оговаривающие присоединительные размеры для крепления к раме тягача. Для ССУ, работающих в сцепке с полуприцепами, сцепной шкворень которых выполнен по международному стандарту ISО 337, существует международный стандарт ISО 3842, устанавливающий число, диаметр и взаимное расположение отверстий для крепления ССУ на тягачах.
В странах Евросоюза тип применяемых ССУ определяется расчетным коэффициентом нагрузки D. Его значение для ССУ автопоездов, эксплуатирующихся на дорогах общего пользования, составляет не более 162 кН. Показатель D для седельных устройств большой грузоподъемности может достигать 300 кН. Важной характеристикой конкретной модели ССУ являются размеры площади (ширины) опорной поверхности седельной плиты (24, 34, 36 и 40 дюймов).
Стандарты целой группы государств, кроме того, устанавливают углы наклона опорной плиты седельно-сцепного устройства вперед-назад в вертикальной продольной плоскости (углы β1 и β2) и углы наклона опорной плиты в обе стороны в вертикальной поперечной плоскости (углы α). По нормам, принятым в Евросоюзе, углы α должны составлять не менее ±8°. Международный стандарт ISО 1726, распространяющийся на тягачи с полуприцепами, предназначенными для международных перевозок, устанавливает величину угла α не более 3°, а угла β – не менее 8°. Понятно, что компании-изготовители своим клиентам предлагают ССУ с более высокой продольной гибкостью, поэтому диапазон изменения угла β1 составляет от 6,5° до 29°, угла β2 ─ от 7,2° до 42°.
К числу стандартизируемых размеров относятся: расстояние от оси отверстия ССУ под сцепной шкворень до задней стенки кабины или до устанавливаемых за ней узлов и агрегатов тягача; радиус габарита задней части тягача; расстояние от сцепного шкворня до ближайшей части механизма опорного устройства полуприцепа; радиус габарита передней части полуприцепа; высота верхней плоскости ССУ тягача под номинальной нагрузкой от уровня дороги. Все эти размеры оговорены также стандартом ISO 1726. Целый ряд параметров устанавливает стандарт ISO 4086.
Установка ССУ с тремя степенями свободы на большегрузном тягаче, видны поперечная и продольная оси качания
Степени свободы
Полуавтоматические шкворневые сцепные устройства выпускают с двумя и тремя степенями свободы. В первом случае обеспечивается возможность продольного качания полуприцепа относительно тягача на определенный угол β и поворот полуприцепа вокруг оси сцепного шкворня в горизонтальной плоскости на угол не менее ±90°. Большинство седельных тягачей общетранспортного назначения, эксплуатирующиеся в основном на дорогах с усовершенствованным покрытием, оснащено ССУ с двумя степенями свободы. По сравнению с трехстепенными эти устройства повышают устойчивость автопоезда в движении, имеют меньшую массу и пониженную габаритную высоту.
Устройства с тремя степенями свободы оборудованы второй, но уже продольной осью, которая дополнительно обеспечивает возможность поперечного качания полуприцепа относительно тягача в каждую сторону на угол α до 15° включительно. При этом поперечная и продольная оси могут находиться на разной высоте или на одной в так называемом карданном шарнире. Такие технические решения используются для автопоездов, эксплуатируемых на бездорожье или предназначенных для перевозки тяжеловесных неделимых грузов, а также для транспортных средств, в состав которых входят полуприцепы особо жесткой на кручение конструкции (например, короткобазные полуприцепы, полуприцепы-самосвалы, полуприцепы-цистерны несущих конструкций и т. п.).
Использование для перечисленных выше автопоездов устройств с двумя степенями свободы приводит к передаче на раму тягача значительных скручивающих моментов, способствующих ее быстрому разрушению. Напротив, ССУ с тремя степенями свободы лишены этих недостатков, однако автопоезда с такими устройствами во время движения менее устойчивы. Другой недостаток заключается в том, что груженый полуприцеп опирается на шарнир, центр вращения которого находится ниже центра тяжести полуприцепа. При движении автопоезда в поворотах результирующая центробежная сила, действующая в центре тяжести полуприцепа, стремится опрокинуть последний, что снижает поперечную устойчивость автопоезда и может привести к аварии. Чтобы этого не прозошло, иногда применяют ССУ с механическими или гидравлическими стабилизаторами. В автопоездах, работающих в тяжелых дорожных условиях, при выезде на магистраль с качественным покрытием качание полуприцепа вокруг продольной оси ограничивается (±3°) специальным механизмом.
Конструкция ССУ с двухзахватным разъемно-сцепным механизмом: 1 – предохранитель; 2 – замковое устройство; 3 – палец захвата; 4 – захваты; 5 – регулировочное устройство; 6 – тяга
Управление сцепкой
Все большее внимание уделяется вопросам автоматизации управления и безопасности при сцепке-расцепке тягача с полуприцепом. Зачастую изготовители, чтобы облегчить работу водителя, выпускают ССУ с пневматическими приводами для автоматической расцепки и электрическим датчиком для дистанционного контроля за состоянием ССУ. Такие модели с пружинно-пневматическим цилиндром управления разъемно-сцепным механизмом есть в арсенале компаний Fontaine Truck Equipment, ASF и Fruehauf.
Для повышения удобства управления ССУ фирма Georg Fisher предлагает электронную сенсорную систему безопасности RECCOS, два датчика которой непрерывно контролируют надежность и правильность сцепки, а еще один фиксирует расстояние между плитой полуприцепа и седельно-сцепным устройством. Происходящие процессы, в том числе неполадки, в виде звуковых сигналов и изображений на специальной информационной панели отображаются в кабине автомобиля. Водитель, не покидая рабочего места, может следить за всем процессом сцепки, которая осуществляется быстрее и надежнее, чем в традиционных конструкциях.
Аналогичная сенсорная система SKS есть и в производственной программе компании Jost. Один из датчиков, входящих в ее состав, контролирует положение замка разъемно-сцепного механизма, второй датчик следит за положением шкворня, третий фиксирует высоту ССУ. Функциональные возможности SKS повышаются благодаря наличию пневмопривода (пневматический цилиндр) расцепки ССУ с дистанционным управлением из кабины тягача, где установлен информационный дисплей.
Обычно при работе с шкворневыми ССУ после сцепки тягача с полуприцепом водитель должен соединить их тормозные и электрические коммуникации. На седельно-сцепных устройствах, созданных специалистами фирмы Тоussaint & Heβ, коммуникации с помощью переходных элементов соединяются в процессе сцепки. По его завершении водителю из кабины остается только запереть седельно-сцепное устройство для дальнейшего движения автопоезда.
Устройство ССУ
Грузонесущая плита в ССУ имеет простую структуру и принимает на себя часть веса груза. В детали есть прорезь входа шкворня полуприцепа, для установления прочной фиксации. Совместный механизм с тягачом при поворотах будет осью излома грузовика. В нижней части плиты расположена система — сцепка-фиксация. Автоматическое соединение деталей играет роль надежного замка. Различают два вида ССУ – шкворневое и бесшкворневое (роликовое).
Конструкция
Шкворневое устройство, расположенное на грузовике, представляет собой металлический массивный круг (плита) с прорезью посередине. На полуприцепе есть шкворень. Сцепная пара фиксируется шкворнем в прорези плиты (опора) и крепится захватами.
Разъемно-сцепная система необходима для подачи усилий между конструкциями автопоезда, что делает возможным маневр поворотов полуприцепа к тягачу и вокруг оси сцепного шкворня в горизонтальном положении.
Бесшкворневое устройство отличается от шкворневой подвески конструкцией и фиксированием поворотной стойки к поворотному кулаку, которые соединены шаровыми пальцами. Этот механизм значительно уменьшает нагрузку на действующие шарниры.
Элементы ССУ
Седельно-сцепное устройство грузового автомобиля состоит из нескольких элементов. Производители предлагают ССУ в следующей комплектации:
- Разъемно-сцепное устройство. Принцип работы: при торможении и повышения скорости берет на себя нагрузку грузовика, выполняет функции поворотов. Наибольшая безопасность у элементов с одним захватом крепежа.
- Плита опоры. Плита – основа для фиксации пальца. Литая металлическая конструкция имеет нужную жесткость.
- Элементы крепежа. Деталь сцепки закрепляют на раму тягача. Элементы классифицируют на две группы: плитки монтажные и уголковые. Детали имеют разный размер.
Когда тормозные системы передают усилия тяги опорной плите, палец находится в разгрузочном состоянии от продольно действующих нагрузок. А из-за захвата детали по верхнему поясу уменьшаются изгибающие моменты на шкворень.
Разновидности
Седельно-сцепное устройство бывает: шкворневым и бесшкворневым. Данные элементы различаются конструкцией и выносливостью.
Шкворневые
Шкворневое ССУ – механизм, обеспечивающий прочную связь полуприцепа с тягачом. Все шкворневые детали имеют полуавтоматический механизм регулирования, он предотвратит самопроизвольное отцепление груза. Один из замков должен иметь ручное управление. Грузоподъемность поездов, имеющих в составе полуавтоматические устройства, равна 100 тонн. Седельные механизмы авто выдерживают нагрузку от 3 до 50 тонн. А это помогает автопоездам, таким как, марки Даф, Мерседес или Вольво перевозить многотонные грузы на дальние расстояния.
Бесшкворневые
Бесшкворневое ССУ - устройство, совмещенное с седельно-сцепным механизмом и опорным звеном. Операция расцепки-фиксации элементов автопоезда и подключение электрических и тормозных магистралей делается автоматически. Кнопка, приводящая в действие автопоезд, находится в салоне водителя. Такие механизмы монтируются в агрегаты, выполняющие грузоперевозки по городу на небольших расстояниях со сменой нескольких полуприцепов в день. Масса автопоезда, имеющего в технической конструкции автоматически работающий цепляющий элемент, составляет не более 25 т. Автомобиль же перевозит груз весом более 1-2 тонны.
Этап фиксации шкворня в полуприцеп производят в следующем порядке: задним ходом, по траектории подгоняют тягач к полуприцепу. Перекатываясь, колесики, направляют прицеп к тягачу, и постепенно приподнимают полуприцеп, и катки опорного звена отходят от земли.
Варианты монтажа
Своевременный монтаж предотвратит быстрый износ плиты. Поэтому внешнюю поверхность запчасти покрывают пластичной смазкой. Известные бренды по производству седельных элементов Georg Fisher и Jost применяют аналогичный подход к продлению срока эксплуатации седла. Если на опоре есть антифрикционные накладки из полимера, то их периодически заменяют на новые. Это гарантирует бесперебойное использование седла в течение 20 лет.
Важно! Чтобы избежать динамических нагрузок, в ССУ между опорной плитой и кронштейнами мастера ставят резиновые подкладки, препятствующие механическим повреждениям при нагрузках. По мере износа материал меняется на новый.
Чтобы установить седельно-сцепное устройство, необходимо переместить устройство при помощи гидравлического или механического привода. Регулирование проводится из салона водителя. Затем устройство фиксируется сцепным механизмом.
В соответствии распоряжения 94/20 ЕС ССУ фиксируют по следующим правилам. На монтажную плиту необходимо закрепить не меньше 8 винтов М 16 с классом прочности – 8.8, которые должны плотно примыкать к поперечному и продольному валу ССУ. Рекомендуется пользоваться фиксирующими наборами компании JOST. При монтаже опорные стойки должны опираться на плиту. Для волнистых монтажных плит наряду с прилеганием в зоне резьбового соединения требуется опора в средней зоне.
Рекомендуется опорные стройки фиксировать в продольном или поперечном положении, монтажную плиту – только в продольном, предварительно приваренными упорными металлическими листами. При этом нужно использовать метод сварки, указанный изготовителем монтажной плиты или транспортного средства. ССУ, не имеющее в конструкции фланца, крепят корончатой гайкой со шплинтом, а устройство с фланцем — фиксируют к опорному листу заклепками.
От использования монтажной плиты можно отказаться, если гарантируется, что моменты затяжки болтов правильны, и фрикционное соединение безупречно. Поэтому крепеж болтов нужно выполнять так, чтобы предписанные моменты затяжки или силы предварительного натяжения можно было обеспечить надолго. В области зажима болтов толщина слоя лакокрасочного покрытия должна составлять не более 120 мкм на деталь. Болтовые соединения следует защищать от саморазвинчивания.
Самостоятельная диагностика
Чтобы не тратиться на СТО, можно провести проверку состояния на рабочем месте. Для чего потребуется:
- Расцепить автопоезд. Закрепить колеса прицепа противооткатными опорами. Во время расцепления нужно обратить внимание на портативное управление опорных стоек, на состояние механизма, который препятствует касанию полуприцепа земли.
- Визуально проверить детали сцепления полуприцепа грузового автомобиля на отсутствие повреждений.
- Осмотреть дышло, и шарниры в месте фиксации рамы полуприцепа.
- Сцепное оборудование должно во время работы двигаться легко, без пауз. Устройство закрепить, опору дышла поставить в нерабочий режим, затем провести контроль на прочность крепежа в данном положении.
Техническое обслуживание седла
- Оценить надежность пружин крепления захватов к запорному кулаку.
- Периодически плиту нужно обрабатывать маслом.
Надо ли регулировать
Регулировка седла на тягаче – одно из условий поддержания работоспособности механизма. Во время перевозок седло быстро изнашивается. Правильную работу плиты определить визуально невозможно, поэтому нужно знать некоторые причины и перечень частых поломок узлов грузовика. Характерный признак для проведения регулировки – появление стука при остановке и движения автопоезда.
Обратите внимание: Регулировка проходит быстро: нужно снять седло и при необходимости поменять резинки и втулки; тщательно промыть почистить место клина от грязи и засохшего масла.
Устранение зазоров
Вертикальные силовые опоры тягача не всегда под воздействием на каркас большого давления груза подвержены прогибам. Во время поворотов на седло идет большое давление, в перпендикулярном направлении, что сильно травмирует верхнюю часть плиты, на поверхности которой образуются небольшие зазоры. В процессе эксплуатации быстро изнашивается сцепной шкворень. Эта деталь требует отдельного ремонта у специалистов.
Зазоры седла марки York и Jost устраняются после поджимания клинов запора к шкворню. Манипуляции по удалению просветов проводят при помощи винтового управления или автоматической металлической пружиной.
Управление сцепкой
Производители предлагают несколько вариантов автоматизации сцепки-расцепки для обеспечения функций пневматической системы и датчиков.
Например, Georg Fisher – сенсорная система, которая обеспечивает безопасность. Процесс регулируют 2 датчика, которые следят за прочностью крепежа. Возникновение неполадок отображается при помощи сигналов, передающихся в автосалон машиниста, на панели авто загорается лампочка. Водитель может сам следить и регулировать состояние крепежа, ориентируясь по боковым зеркалам.
Высота седла у тягачей, положение замка, состояние сцепки – все операции регулируются датчиками, которые расположены в салоне.
Как продлить срок службы ССУ
Нет водителей, которые бы не мечтали исключить из профессиональных будней проведение капитального ремонта. Для продления срока эксплуатации и машины, и ССУ рекомендуют ежедневно соблюдать правила:
- Перед движением после сцепления в прицеп удостовериться в плотной фиксации шкворня.
- На поверхности седла перед сцеплением всегда должна быть смазка.
- Покупать качественные смазочные вещества.
- Один раз в 5 дней нужно проводить профилактику: отсоединить прицеп, почистить и смазать плитку, палец и системы запора. Использовать в обработке только густые, вязкие смазки.
- Периодически нужно контролировать состояние механизмов и узлов (искать коррозии, вмятины и трещины); болты должны быть прочно натянуты.
- Опорная часть седла очищается от старой смазки минимум раз в год.
Своевременное техническое обслуживание ССУ - основной фактор, продлевающий срок эксплуатации, как самой детали, так и автопоезда.
К седельно-сцепным устройствам существуют определенные требования и нормативы, которыми они регламентируются.
Все седельные устройства имеют маркировку производителя, в которой кроме серийного номера указывается максимальная вертикальная нагрузка, а также максимальное тяговое усилие, которое в англоязычной технической литературе обозначается как D-value. На шкворень также действует продольная сила, поэтому он также характеризуется величиной D-value. Нагрузка полностью загруженного полуприцепа распределяется на тягач и задние оси полуприцепа. Поэтому при загрузке полуприцепа необходимо учитывать максимальную вертикальную нагрузку седельного устройства и величину D-value. Кроме того, при выборе седельного устройства необходимо знать следующие параметры:
· передний радиус поворота;
· задний радиус поворота;
· передний угол наклона;
· задний угол наклона;
· общая длина автопоезда;
где g – гравитационная константа, равна 9.81
В соответствии со стандартом DIN-ISO 1726 требуемый передний угол наклона составляет 6 градусов, задний угол наклона составляет 7 градусов, и боковой 3 градуса. Однако, из-за различного диаметра шин, размера рессор и высоты седельного устройства углы могут отличаться. Тем не менее, само седло должно быть параллельно дороге. Непосредственно перед операцией сцепки необходимо убедиться, что полуприцеп установлен на стояночный тормоз. Также следует проверить седельное устройство и шкворень на предмет повреждений. При необходимости, управляя пневмоподвеской тягача, следует выровнять уровень седельного устройства уровня полуприцепа. Или наоборот, изменить уровень полуприцепа, отрегулировав длину его ног. Далее, медленно сдавая назад тягачом, осуществить сцепку, после чего необходимо соединить тормозную систему тягача с тормозной системой полуприцепа. Для проверки правильности соединения следует включить зажигание, чтобы убедиться, что лампы ABS/EBS включились в правильной последовательности, а затем выключить зажигание.
Нормативные документы для ССУ
Размеры сцепных шкворней регламентированы. Диаметр сопрягаемой поверхности шкворня должен быть равен 2 или 3,5 дюйма (50,8 или 89 мм). Выбор одного из этих двух типов (50,8 или 89 мм) зависит от полной массы автопоезда, полуприцепа и вертикальной нагрузки. Шкворни Ø50,8 мм устанавливают на полуприцепы полной массой до 55 т или при вертикальной нагрузке на ССУ до 200 кН. При большой массе (нагрузке) применяют сцепные шкворни Ø89 мм. Размеры сцепных шкворней упорядочены как национальными стандартами, так и Международной организацией по стандартизации ISО. В России помимо упомянутых допускается использование шкворней с диаметром сопрягаемой поверхности 100 мм. Высота седла для ССУ типа 50 не должна превышать 200 мм, а для ССУ типа 90 – 315 мм.
Также к числу стандартизируемых размеров относятся: расстояние от оси отверстия ССУ под сцепной шкворень до задней стенки кабины или до устанавливаемых за ней узлов и агрегатов тягача; радиус габарита задней части тягача; расстояние от сцепного шкворня до ближайшей части механизма опорного устройства полуприцепа; радиус габарита передней части полуприцепа; высота верхней плоскости ССУ тягача под номинальной нагрузкой от уровня дороги. Все эти размеры оговорены также стандартом ISO 1726. Целый ряд параметров устанавливает стандарт ISO 4086. В Российской Федерации существует ГОСТ 28247-89. Настоящий стандарт распространяется на вновь проектируемые седельно-сцепные устройства (ССУ), предназначенные для дорожных седельных автопоездов в составе седельного тягача с полуприцепом и допустимой полной массой от 10,5 до 130 т, имеющего ловительное устройство для сцепления шкворня и пригодного для клина управления полуприцепа с принудительно управляемыми колесами. Настоящий стандарт не распространяется на ССУ, передающие механическое усилие привода от седельного тягача к агрегатам полуприцепа, ССУ, регулируемые по высоте, и ССУ, устанавливаемые на полноприводные седельные тягачи.
Седельно-сцепное однозахватное устройство шкворневого типа
Шкворень с фланцем крепления тарельчатого типа
Конструктивное исполнение шкворней и их крепление
ССУ шкворневого типа: 1 – предохранитель; 2 – замковое устройство; 3 – палец захвата; 4 – захваты; 5 – регулировочное устройство; 6 – тяга
Полуавтоматическое шкворневое устройство с двумя степенями свободы
Конструкция полуавтоматического шкворневого устройства с тремя степенями свободы: 1 – планка; 2 – балансир; 3 – поперечная ось качания; 4 – опорная плита; 5 – ограничитель; 6 – удерживающие пружины; 7 – продольная ось качания; 8 – плита
Установка ССУ с тремя степенями свободы на большегрузном тягаче, видны поперечная и продольная оси качания
Конструкция ССУ с двухзахватным разъемно-сцепным механизмом: 1 – предохранитель; 2 – замковое устройство; 3 – палец захвата; 4 – захваты; 5 – регулировочное устройство; 6 – тяга
Седельно-сцепное устройство с однозахватным разъемно-сцепным механизмом
Конструкция ССУ напрямую влияет на такие эксплуатационные качества автопоезда, как управляемость, устойчивость, маневренность, плавность хода, проходимость, надежность, безопасность и экономические показатели. В общем случае седельно-сцепные устройства состоят из разъемно-сцепной системы, механизма гибкости и деталей крепления. Существует два типа ССУ: шкворневые (пара шкворень–захват) и роликовые, или бесшкворневые (пара крюк–ролик). Масса большинства ССУ составляет от 100 до 300 кг.
Шкворневые устройства
В большинстве седельно-сцепные устройства (свыше 95%) имеют шкворневую конструкцию. Сюда входят опорная плита (круг) с прорезью (устьем) в центральной части, устанавливаемая на тягаче, и шкворень, закрепленный на полуприцепе. При сцепке автопоезда шкворень входит в прорезь опорной плиты и фиксируется захватами (одним или несколькими), шарнирно закрепленными на пальцах. Так образуется сцепная пара. Шкворневые устройства обычно выполняются полуавтоматическими (сцепка звеньев автопоезда происходит автоматически, а подготовка к расцепке, т. е. разблокирование замковых устройств, – вручную). Чтобы предотвратить самопроизвольную расцепку, ставят не менее двух замковых устройств, действующих независимо, причем одно из них с ручным управлением. Полная масса автопоездов, оборудованных полуавтоматическими шкворневыми устройствами, достигает 100 т и более. Седельные устройства такого типа способны выдерживать нагрузки от 3 до 50 т.
Сцепной шкворень крепят на полуприцепе между его передней стенкой и опорными устройствами. Наиболее распространены два способа установки сцепного шкворня. Шкворень с фланцем крепят к опорному листу полуприцепа заклепками или болтами, а шкворень без фланца фиксируют корончатой гайкой со шплинтом.
Значительное внимание уделяется расположению седельно-сцепного устройства относительно задней оси тягача или оси балансира задней тележки (смещению устройства), что необходимо для полного использования грузоподъемности шин тягача, а следовательно, и автопоезда. Данное обстоятельство особенно актуально для оптимального распределения нагрузок по осям наиболее распространенных в эксплуатации трех-, четырех-, пяти- и шестиосных седельных автопоездов с учетом требований дорожного законодательства той или иной страны, во многих из которых нагрузки на оси автомобилей и прицепного состава могут быть разными. Исключением являются некоторые модели автовозов, где ССУ, испытывающее незначительную вертикальную нагрузку, для размещения надстройки смещено на самый конец рамы тягача.
Элементы ССУ
Разъемно-сцепной механизм предназначен для передачи усилий между звеньями автопоезда и обеспечивает возможность поворота полуприцепа по отношению к тягачу вокруг оси сцепного шкворня в горизонтальной плоскости.
Разъемно-сцепные механизмы подразделяются на полуавтоматические и автоматические, а по числу захватов – на одно- и двухзахватные. Больше распространены ССУ с однозахватными разъемно-сцепными механизмами. они более надежны по сравнению с двухзахватными и отличаются безопасностью конструкции. В двухзахватном механизме тяговые и тормозные усилия воспринимаются только захватами и пальцами, тогда как в однозахватной (с захватом шкворня по его верхнему поясу с большим диаметром) тяговые усилия передаются на массивный запорный кулак, при этом захват подвергается только сжимающим усилиям. Тормозные усилия передаются непосредственно опорной плитой, при этом палец захвата разгружен от продольных усилий. Благодаря захвату шкворня по верхнему поясу уменьшаются изгибающие моменты, действующие на шкворень и его крепление.
Опорные плиты ССУ выполняют либо литыми, либо штампосварными. Литые конструкции, особенно из чугуна с шаровидным графитом, обладая высокой жесткостью и малой массой, распространены шире. Для современных седельных плит характерны максимальная ширина устья 400…460 мм, угол устья 40…50°, угол скоса 8…15°. Рукоятка привода разъемно-сцепного механизма расположена справа от седельно-сцепного устройства. Ее тяга для удобства водителя может быть выполнена разной длины. Для работы с разными полуприцепами в современных ССУ предусмотрена возможность установки в одной и той же опорной плите шкворней диаметром 2 или 3,5 дюйма. Сцепные шкворни изготавливают из высокопрочной стали, после чего подвергают специальной термообработке (закалке) и тщательно проверяют на отсутствие трещин.
ССУ устанавливают на раму тягача с помощью уголковых крепежных элементов или посредством монтажных плит, имеющих различную конфигурацию: от плоской пластины до пространственной конструкции высотой до 150 мм. Срок службы современных ССУ шкворневого типа достигает 1,5…2 млн. км, т. е. примерно столько, сколько находится в эксплуатации тягач.
Нормативные документы
Размеры сцепных шкворней регламентированы. Диаметр сопрягаемой поверхности шкворня должен быть равен 2 или 3,5 дюйма (50,8 или 89 мм). Выбор одного из этих двух типов (50 или 90) зависит от полной массы автопоезда, полуприцепа и вертикальной нагрузки. Шкворни Ø50,8 мм устанавливают на полуприцепы полной массой до 55 т или при вертикальной нагрузке на ССУ до 200 кН. При большой массе (нагрузке) применяют сцепные шкворни Ø89 мм. Размеры сцепных шкворней упорядочены как национальными стандартами, так и Международной организацией по стандартизации ISО. В России помимо упомянутых допускается использование шкворней с диаметром сопрягаемой поверхности 100 мм. Высота седла для ССУ типа 50 не должна превышать 200 мм, а для ССУ типа 90 – 315 мм.
В ряде стран есть стандарты на ССУ, оговаривающие присоединительные размеры для крепления к раме тягача. Для ССУ, работающих в сцепке с полуприцепами, сцепной шкворень которых выполнен по международному стандарту ISО 337, существует международный стандарт ISО 3842, устанавливающий число, диаметр и взаимное расположение отверстий для крепления ССУ на тягачах.
В странах Евросоюза тип применяемых ССУ определяется расчетным коэффициентом нагрузки D. Его значение для ССУ автопоездов, эксплуатирующихся на дорогах общего пользования, составляет не более 162 кН. Показатель D для седельных устройств большой грузоподъемности может достигать 300 кН. Важной характеристикой конкретной модели ССУ являются размеры площади (ширины) опорной поверхности седельной плиты (24, 34, 36 и 40 дюймов).
Стандарты целой группы государств, кроме того, устанавливают углы наклона опорной плиты седельно-сцепного устройства вперед-назад в вертикальной продольной плоскости (углы β1 и β2) и углы наклона опорной плиты в обе стороны в вертикальной поперечной плоскости (углы α). По нормам, принятым в Евросоюзе, углы α должны составлять не менее ±8°. Международный стандарт ISО 1726, распространяющийся на тягачи с полуприцепами, предназначенными для международных перевозок, устанавливает величину угла α не более 3°, а угла β – не менее 8°. Понятно, что компании-изготовители своим клиентам предлагают ССУ с более высокой продольной гибкостью, поэтому диапазон изменения угла β1 составляет от 6,5° до 29°, угла β2 ─ от 7,2° до 42°.
К числу стандартизируемых размеров относятся: расстояние от оси отверстия ССУ под сцепной шкворень до задней стенки кабины или до устанавливаемых за ней узлов и агрегатов тягача; радиус габарита задней части тягача; расстояние от сцепного шкворня до ближайшей части механизма опорного устройства полуприцепа; радиус габарита передней части полуприцепа; высота верхней плоскости ССУ тягача под номинальной нагрузкой от уровня дороги. Все эти размеры оговорены также стандартом ISO 1726. Целый ряд параметров устанавливает стандарт ISO 4086.
Степени свободы
Полуавтоматические шкворневые сцепные устройства выпускают с двумя и тремя степенями свободы. В первом случае обеспечивается возможность продольного качания полуприцепа относительно тягача на определенный угол β и поворот полуприцепа вокруг оси сцепного шкворня в горизонтальной плоскости на угол не менее ±90°. Большинство седельных тягачей общетранспортного назначения, эксплуатирующиеся в основном на дорогах с усовершенствованным покрытием, оснащено ССУ с двумя степенями свободы. По сравнению с трехстепенными эти устройства повышают устойчивость автопоезда в движении, имеют меньшую массу и пониженную габаритную высоту.
Устройства с тремя степенями свободы оборудованы второй, но уже продольной осью, которая дополнительно обеспечивает возможность поперечного качания полуприцепа относительно тягача в каждую сторону на угол α до 15° включительно. При этом поперечная и продольная оси могут находиться на разной высоте или на одной в так называемом карданном шарнире. Такие технические решения используются для автопоездов, эксплуатируемых на бездорожье или предназначенных для перевозки тяжеловесных неделимых грузов, а также для транспортных средств, в состав которых входят полуприцепы особо жесткой на кручение конструкции (например, короткобазные полуприцепы, полуприцепы-самосвалы, полуприцепы-цистерны несущих конструкций и т. п.).
Использование для перечисленных выше автопоездов устройств с двумя степенями свободы приводит к передаче на раму тягача значительных скручивающих моментов, способствующих ее быстрому разрушению. Напротив, ССУ с тремя степенями свободы лишены этих недостатков, однако автопоезда с такими устройствами во время движения менее устойчивы. Другой недостаток заключается в том, что груженый полуприцеп опирается на шарнир, центр вращения которого находится ниже центра тяжести полуприцепа. При движении автопоезда в поворотах результирующая центробежная сила, действующая в центре тяжести полуприцепа, стремится опрокинуть последний, что снижает поперечную устойчивость автопоезда и может привести к аварии. Чтобы этого не прозошло, иногда применяют ССУ с механическими или гидравлическими стабилизаторами. В автопоездах, работающих в тяжелых дорожных условиях, при выезде на магистраль с качественным покрытием качание полуприцепа вокруг продольной оси ограничивается (±3°) специальным механизмом.
Управление сцепкой
Все большее внимание уделяется вопросам автоматизации управления и безопасности при сцепке-расцепке тягача с полуприцепом. Зачастую изготовители, чтобы облегчить работу водителя, выпускают ССУ с пневматическими приводами для автоматической расцепки и электрическим датчиком для дистанционного контроля за состоянием ССУ. Такие модели с пружинно-пневматическим цилиндром управления разъемно-сцепным механизмом есть в арсенале компаний Fontaine Truck Equipment, ASF и Fruehauf.
Для повышения удобства управления ССУ фирма Georg Fisher предлагает электронную сенсорную систему безопасности RECCOS, два датчика которой непрерывно контролируют надежность и правильность сцепки, а еще один фиксирует расстояние между плитой полуприцепа и седельно-сцепным устройством. Происходящие процессы, в том числе неполадки, в виде звуковых сигналов и изображений на специальной информационной панели отображаются в кабине автомобиля. Водитель, не покидая рабочего места, может следить за всем процессом сцепки, которая осуществляется быстрее и надежнее, чем в традиционных конструкциях.
Аналогичная сенсорная система SKS есть и в производственной программе компании Jost. Один из датчиков, входящих в ее состав, контролирует положение замка разъемно-сцепного механизма, второй датчик следит за положением шкворня, третий фиксирует высоту ССУ. Функциональные возможности SKS повышаются благодаря наличию пневмопривода (пневматический цилиндр) расцепки ССУ с дистанционным управлением из кабины тягача, где установлен информационный дисплей.
Обычно при работе с шкворневыми ССУ после сцепки тягача с полуприцепом водитель должен соединить их тормозные и электрические коммуникации. На седельно-сцепных устройствах, созданных специалистами фирмы Тоussaint & Heβ, коммуникации с помощью переходных элементов соединяются в процессе сцепки. По его завершении водителю из кабины остается только запереть седельно-сцепное устройство для дальнейшего движения автопоезда.
Седельно-сцепное устройство (рис. 158) автомобилей-тягачей КамАЗ-5410 и КамАЗ- 54 112 обеспечивает полуавтоматическую сцепку и расцепку с полуприцепом. Сцепные шкворни полуприцепа должны иметь диаметр шейки 50,7—50,9 мм.
Рис. 158. Седельно-сцепное устройство: 1—кронштейн седла; 2—предохранитель саморасцепки; 3—ось предохранителя саморасцепки; 4—рычаг управления расцепкой; 5—пресс-масленка; 6—ось губки; 7—губка правая; 8—запорный кулак; 9—пружина запорного кулака; 10— шток запорного кулака; 11—защелка; 12—пружина защелки; 13—губка левая; 14—шпилька запорного кулака; 15—седло; 16—ось шарнира; 17—пресс-масленка
Седельное устройство монтируется на кронштейнах седельно-сцепного устройства, которые крепятся к раме автомобиля болтами. На этих кронштейнах закреплены два кронштейна 1 седла с резинометаллическими шарнирами. Седло 15 устанавливается на кронштейнах с помощью двух осей 16, которые предохраняются от осевого перемещения стопорными пластинами с болтами. Седло свободно вращается в шарнирах кронштейнов, чем обеспечивается продольный наклон седла. Резинометаллические шарниры позволяют значительно снизить динамические нагрузки, передаваемые полуприцепом на раму тягача, а также обеспечивают некоторый поперечный наклон седла.
Сцепной механизм размещен под опорной плитой седла.
Запорный кулак имеет два положения: заднее — губки закрыты и переднее — губки открыты. Шток 10 запорного кулака 8 удерживается от случайного перемещения в переднее положение предохранителем саморасцепки 2. После предварительного поворота предохранителя саморасцепки кулак отводится в переднее положение рычагом управления расцепкой 4 и фиксируется в этом положении защелкой 11. При введении сцепного шкворня в зев губок (кулак зафиксирован защелкой во взведенном положении) последние раскрываются и кулак, освобожденный от фиксации защелки, перемещается и упирается в затылок губок.
При дальнейшем перемещении шкворня кулак под действием пружины 9 входит в паз губок и таким образом обеспечивает надежное их запирание.
Техническое обслуживание
При ТО-1:
— проверьте состояние седельносцепного устройства внешним осмотром;
— проверьте состояние и крепление пружин запорного кулака и защелки седельного устройства внешним осмотром;
При ТО-2 смажьте седельное устройство через пресс-масленки до выдавливания свежей смазки, а опорную плиту тонким слоем солидола.
Ремонт
При износе поверхностей губок сцепного механизма, охватывающих шкворень полуприцепа, до размера отверстия Ø 54 мм замените их новыми или восстановите наплавкой металла с последующей обработкой до размера Ø 50,2—50,4 мм.
При износе поверхностей запорного кулака в месте захвата кулака с губками сцепного механизма до размера 71,5 мм замените его новым или восстановите наплавкой металла с последующей обработкой до размера Ø 73,4—73,8 мм. В случае поломки пружин замените их на новые.
Проверьте целостность сварного шва в местах крепления шпилек запорного кулака с седлом и штока запорного кулака с запорным кулаком. При необходимости подварите, при этом сварной шов не должен выступать над опорной поверхностью седла.
Проверьте крепление предохранителя саморасцепки. При выводе его из положения равновесия в любую сторону он должен возвращаться в исходное положение под действием собственной массы.
Читайте также: